基于主要信息含量的水资源管理考核指标体系构建——以大通湖为例

第３８卷第３期人民珠江　２０１７年３月ＰＥＡＲＬ　ＲＩＶＥＲ　ｈｔｔｐ：／／ｒｍｚｊ．ｐｅａｒｌｗａｔｅｒ．ｇｏｖ．ｃｎ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—９２３５．２０１７．３．００８　

沈新平，易巧惠，彭向训，等．基于主要信息含量的水资源管理考核指标体系构建——以大通湖为例［Ｊ］．人民珠江，２０１７，３８　（３）：３２—３５．　

基于主要信息含量的　水资源管理考核指标体系构建　——以大通湖为例　沈新平　，易巧惠　，彭向训　，朱奕丞　（１．湖南省洞庭湖Ｘ－程管理局，湖南　长沙４１０１１４；２．长沙理Ｘ－大学水利工程学院，湖南　长沙４１０１１４）　

摘要：鉴于大量的水资源管理考核指标造成管理决策困难，信息模糊，提出采用基于主要信息含量的因子分析法　作为指标筛选方法。通过对因子载荷解释因子信息能力的分析，确定指标信息含量，从而精简指标，提高考核效率　和针对性。以大通湖区为例，从水生态、水安全以及水利用３个方面构建水资源管理考核指标体系，结果表明，该　指标体系基本能反映大通湖水资源特征，能够有效的指导大通湖水资源管理工作。　关键词：水资源管理；信息含量；因子分析；大通湖　中图分类号：ＴＶ２１３．４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—９２３５（２０１７）３－００３２—０４　

Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　Ｉｎｄｅｘ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｍａｉｎ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｅｎｔ　

——Ｔａｋｉｎｇ　Ｄａｔｏｎｇ　Ｌａｋｅ　ａｓ　ａｌｌ　Ｅｘａｍｐｌｅ　ＳＨＥＮ　Ｘｉｎｐｉｎｇ　，ＹＩ　Ｑｉａｏｈｕｉ　，ＰＥＮＧ　Ｘｉａｎｇｘｕｎ　，ＺＨＵ　Ｙｉｃｈｅｎｇ　（１．Ｄｏｎｇｔｉｎｇ　Ｌａｋｅ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｈｕｎａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０１　１４，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０１　１４，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌａｒｇｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ　ｗｈｉｃｈ　ｍａｋｅ　ｔｈｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｄｅｃｉｓｉｏｎ—　ｍａｋｉｎｇ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｆｕｚｚｙ，ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｆａｃｔｏｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ａｓ　ａｎ　ｉｎｄｅｘ　ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｆａｃｔｏｒ　ｌｏａｄ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｃａｐａｃｉｔｙ，ｔｈｅ　ｉｎｄｅｘ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｉｎｄｅｘ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｐｅｒｔｉｎｅｎｃｅ．Ｔａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｄａｔｏｎｇ　Ｌａｋｅ　ａｒｅａ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ，　ｔｈｅ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｉｎｄｅｘ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｉｓ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｅｃｏｌｏｇｙ，ｗａｔｅｒ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ａｎｄ　ｗａｔｅｒ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｉｎｄｅｘ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃａｎ　ｂａｓｉｃａｌｌｙ　ｒｅｆｌｅｃｔ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｄａｔｏｎｇ　Ｌａｋｅ。ａｎｄ　ｃａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｇｕｉｄｅ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｄａｔｏｎｇ　Ｌａｋｅ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｃｏｒｔｅｎｔ；ｆａｃｔｏｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ；Ｃｈａｓｅ　ｌａｋｅ　

在水资源管理过程中常常由于大量的考核指标令决策　者在科学评价及决策中无所适从，抓不到重点…，因此本次　提出基于主要信息含量的因子分析法，通过对各指标中包含　的信息进行分析来筛选指标，利用精简的指标来达到高效管　理。目前国家做最严格水资源管理考核指标体系通常指“三　条红线”管理指标体系，但该指标体系并不适用于类似洞庭　湖这样的管理区域，因此本文将以大通湖为例通过对大通湖　水资源情况的分析构建一套区别于最严格水资源管理指标　３２　收稿日期：２０１６－１２－２５　作者简介：沈新平，男，湖南常德人，主要从事水资源管理方面的工作。　体系又适应于湖区水资源管理的考核指标体系。　大通湖作为洞庭湖区的一部分，其水资源特性与一般地　区有明显的差别，大通湖区的水资源管理较之其他地区需要　更加重视河湖水系连通等指标，因此，本文以大通湖区为例，　采用因子分析法为大通湖区构建一套能反映其水资源特色　的水资源管理指标体系。　１　基于主要信息含量的因子分析法　１．１基本原理　人民珠江２０１７年第３期　因子分析理论中因子载荷是指标与因子间的相关系数，　原始指标集绝大多数信息可由少数几个信息量最大的因子　解释。因子的方差贡献率是因子的信息占原始指标集信息　的比例。因子载荷仅能反映指标解释因子信息的多少，并　不能反映指标解释原始指标集信息的多少。由于最大方差　正交旋转后每个指标仅与一个因子相关程度高，从而每个指　标仅通过一个因子载荷就可反映指标解释因子信息的多少。　因此以因子的方差贡献率对因子载荷的绝对值加权，并利用　加权结果的最大值表示指标解释原始指标集信息的多少。　这就是基于主要信息含量的指标筛选方法原理。　１．２基于主要信息含量的指标筛选　ａ）计算最大方差正交旋转后加权因子载荷的绝对值。　进行最大方差正交旋转的目的在于增加指标通过绝对值最　大的因子载荷解释因子信息的能力。限于篇幅，最大方差正　交旋转后因子的方差贡献率及载荷等的确定可参见文献［２］　给出的方法。　＝ｗｊ　１　Ｉ　（１）　式中　——最大方差正交旋转后因子Ｆ，的方差贡献率；　ｎ　——因子Ｆ　下指标的因子载荷。　ｂ）确定指标的信息含量。以表１为例，若第２行中第　

－Ｎ的加权因子载荷绝对值１ｗｊａ　Ｉ最大，则指标　的信息含　量ＳＩ　＝｛１ｗｉａｉｌ｝。以此类推可得全部指标的信息含量　（ｉ　＝１，２，…，ｋ）。信息含量ｓ，　越大，指标　解释原始指标集　信息的比率越大，相应的该指标对分区结果的影响越显著，　越应予以保留；反之，则越应剔除。这就是最大加权因子载　荷标准。　ＳＩ　＝ｍａｘ｛１　ｗｊａ　Ｉ√＝１，２，…，ｌ｝　（２）　式中，ｓ，　指标解释原指标集信息比率的主要部分，称其　为指标［　］的主要信息含量（简称信息含量）。　

表１指标的真实信息含量　

ｃ）信息含量递减排序序列的构造、假设。这个序列实　际上是步骤ｂ）计算结果由大到小的排序。　ｄ）利用累积信息含量比率筛选指标，信息含量最大的　前　个指标的信息含量占整个原始指标集信息含量的比例　见式（３）。若满足，保留信息含量最大的ｕ个指标。其中为　决策者满意的遴选后的指标占全部指标信息含量的比率。　这个比率越大，遴选后的指标占全部指标信息含量的比率越　大，但相应地保留的指标也会越多。　ＩＲ　＝∑ｓ　（∑）Ｓ１　）　（３）　２水资源管理考核指标体系构建　２．１指标体系构建原则　近几十年来，国内外学者提出了大量关于指标选取的原　则。Ａｎｄｅｒｓｏｎｌ３　指出（ＡｎｄｅｒｓｏｎＶ，１９９１年）一个好的可持续　发展指标应具备７个条件：①指标计算所需数据是可以获得　的；②指标是易于理解的；③指标是可以测量的；④指标计算　的内容是重要的和有意义的；⑤指标描述的时间状态与其获　取的时问间隔是短暂的；⑥指标所依据的数据可以进行不同　区域的比较；⑦可以进行国际比较。　２．２指标体系构建　本次指标初选采用理论分析与专家咨询结合的方法，分　别以水生态、水安全、水利用、水管理作为准则层，初步构建　水资源管理考核指标体系　。在初选的指标体系基础上，采　用基于主要信息含量的因子分析法，通过对研究区近几年水　资源管理考核指标情况进行统计分析，筛选出最能反映研究　区水资源特色的管理指标。　３大通湖水资源管理考核指标体系应用　３．１大通湖区基本情况　大通湖垸位于｝同庭湖区中部，垸内有洞庭湖区最大的内　湖大通湖，因而得名。该垸东北部与蓄洪垸大通湖东垸４小　垸相邻，被胡子口哑河分隔；东南部临东洞庭湖；北濒藕池河　东支注滋口河，对岸为华容县护城大垸；西濒沱江，对岸为南　县育乐垸；南临草尾河，对岸为沅江市共双茶。　大通湖区多年平均水资源总量为１４．９２亿ｍ　，水资源年　内分配不均，最大４个月占全年５７．７％，７＿９月仅占２１％。　大通湖区用水大户为农业灌溉，用水该风气在７＿＿９月份，用　水量约占全年农业灌溉用水的６５％，而降水量仅占全年的　２０％左右。同时，农业灌溉设施大多老化损坏，渠系渗漏大。　管理体制上存在“多龙管水”局面，不利于水资源的合理利用。　根据对大通湖基本情况的分析，大通湖区存在以下几个　方面的水资源问题：①水资源时空分布不均，干旱与洪涝并　存；②来水与用水时间上不合拍，加剧各类用水矛盾；③用水　结构不合理，农业用水效率较低；④水污染问题日趋严峻；⑤　管理体制上分散，缺乏协调一致的管理机制。　３．２大通湖水资源管理考核指标体系构建　３．２．１指标初选　选择大通湖为研究对象，考虑大通湖区水生态、水安全、　水资源利用以及水资源管理的实际情况，选择能全面反映地　区水资源管理情况的指标。考虑指标的科学性、可行性、层　次性等。对大通湖区水生态、水安全、水资源利用以及水资　源管理等４个方面进行理论分析，同时咨询洞庭湖水资源管　理专家，初步构建大通湖区水资源管理指标体系，见表２。　３．２．２指标筛选　利用基于主要信息含量的因子分析法，对构建的水资源　管理考核指标体系中与水资源相关的各要素进一步分析，弥　３３