河南省水资源安全实证分析

第25卷第3期中原工学院学报Vol. 25 No.32014 年6月JOURNAL OF ZHONGYUAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGYJun. ,2014文章编号:1671 - 6906(2014)03-067- 04河南省水资源安全实证分析钱晓惠",b(中原工学院a. 经济管理学院; b.系统与工业工程技术研究中心，郑州450007)摘要:结合河南省水资源实际状况,构建了河南省水资源安全评价指标体系.基于层次分析法,建立了综合评价模型,利用隶属函数,对河南省水资源安全状况进行了评价,并对河南省水资源安全问题提出了相应对策和建议。关键词:水资源安全;层次分析法;隶属函数;河南省中圈分类号: TV211文献标志码: ADOI:10. 3969/j. issn. 1671- 6906.2014.03. 016水是社会持续、协调、发展的重要自然资源与环源实际状况,构建河南省水资源安全评价指标体系,基境资源。一个地区水资源是否安全,直接关系到该地于层次分析法,建立综合评价模型,利用隶属函数确定区的社会稳定和人类健康。随着经济发展和人口增各指标的安全度,进而对河南省水资源安全状况进行长,水资源安全问题越来越受到各界关注,科学评价评价,同时根据研究结果,对河南省水资源安全问题提区域水资源安全状况已成为环境经济领域的热点问出对策和建议。题,其研究方法主要有两种:一是用单一指标衡量水资源安全度”;二是采用多指标度量的综合指数1河南省水资源安全综合评价模型法[印。在评价方法上,主要应用层次分析法=-1]、模糊多级综合评判法5)及集对分析方法50。研究表明本文选用综合指数评价模型,首先根据层次分析水资源系统是一个包括社会.经济、生态等多个子系法的基本原理构建河南省水资源安全评价指标体系,统的复合系统。河南省位于我国中东部,地处南暖温带和北亚热并结合主观和客观赋权法确定各指标的权重;再采用.带地区,气候有明显的过渡性特征。河南省的河川径隶属函数确定各指标的安全度,由此对水资源安全状流地表水资源主要由降雨形成，全省多年平均降水量况做出综合评价。为784 mm,多年平均河川天然径流量为312.7亿m',1.1河南省水资源安全评价指标体系多年平均浅层地下水资源量为208.3亿m' ,多年平均构建指标体系要遵循科学性、全面性、实用性等原水资源总量为413. 4亿m3 ,为全国水资源总量的则。本文结合河南省实际状况,将评价体系分为目标1.47%,居全国第19位。河南省水、旱灾害频繁,而且层、准则层和指标层。目标层描述河南省水资源的综旱灾范围广,洪涝灾害重,为全国重灾区之一。因此，合安全程度,准则层是目标层的有机组成部分,指标层研究合理的水资源安全评价方法、采取可行的安全对是反映该系统安全程度的各个单一指标。本文从社会策对河南省水资源可持续开发利用具有十分重要的现安全、经济安全、生态安全3个方面选取7个指标来评实意义。价河南省的水资源安全,建立的河南省水资源安全评本文在前人研究成果的基础上,结合河南省水资价指标体系如下:收稿日期:2014-04-09基金项目:河南省科技厅软科学研兖项自(122400450587);河南省社科规划项中国煤化工枝厅软科学项目(132400410204);河南省高等学校人文社会科学重点研究基地资助项目:MYHCN MH Gx作者简介:钱晓惠(1981 -),女,河南孟州人,讲师,硕+(中原工学院环境经济研究团队成员)。中原工学院学报2014年第25卷●68●人均占有水量(C))了各指标在综合评价中所占的地位,直接关系到评价| 社会安全水人均日用水量(Cz)是否真实、客观有效。本文结合主观和客观赋权法确资|人均GDP(C;)定各指标的权重。源」经济安全城镇化率(C,)1.2.1构造成对比较矩阵安I工业产值万元取水量(Cs)本文采用文献[10]提出的1~9尺度对各指标进全|(污水处理率(C;)行两两重要性对比。生态安 全{水利投资占GDP比重(C)在水资源安全评价中,社会安全是第一位的,经济根据河南省2011年水资源公报[7]及统计年鉴,河安全次之,生态安全较经济安全又次之。由此构造目南省2011年水资源安全指标数据如表1所示。标层与准则层的成对比较矩阵为1237表1河南省水资源安全 指标数据12Al= |指标名称指标数据C,/m3349C2/(L.d-1)133在社会安全子系统中,人均占有水量至关重要,人C3/万元2.87均日用水量次之;在经济安全子系统中,人均GDP是第一位的,城镇化率在其次,工业产值万元取水量较城Ca/%40. 60镇化率又次之;在生态安全子系统中污水处理率占有Cs/ m2'3重要位置,水利投资占GDP比重次之。由此可构造各C%/%8子系统对指标层的成对比较矩阵C:/%0. 012r1 27A2=A3=。13A=| 1要对2011年河南省水资源安全进行评价,需要确立1|定水资源安全评价标准及标准值,参考国家标准和近年来我国社会和经济发展的实际状况,并参考前人对1.2.2 计算各指标权重值各级指标标准值的研究成果8-0],确定水资源安全评价指标的分级标准及标准值(见表2)。其中:以表示Satty等人建议把对应于成对比较矩阵最大特征根该地区水资源状况安全;Vs表示该地区水资源状况不的特征向量作为各指标的权重,并进行-致性检验[0]。安全;vr则表示该地区水资源安全程度介于心和的若通过一致性检验,则特征向量为各指标权重;若不通之间。过,则需要重新构造成对比较矩阵。本文使用Matlab计算各成对比较矩阵的特征根和特征向量,并通过一表2河南省水资源安全分级标准及标准值致性检验,由此得出各指标的权重,结果见表3。VhVUC:/m2≥l 000200~1 000<200表3各成对比较矩阵 的特征向量Cr/(L.d"l)≥20080~200<80矩阵特征向量C/万元≥2.40.8~2. 4<0.8Aw =(0.54,0.30,0. 16)C;/%≥5040~50<40A:un = (0.75,0. 25)C:/m'<1010~ 100> 100ws= (0.63,0. 26,0. 11)≥8040~8040w=(0. 67 ,0.33)C;/% .≥0.740. 47~0.74<0.471.3指标的中国煤化工1.2指标的权重利用隶属MYHCNMHG各指标的安全在综合评价模型中,指标的权重至关重要,它反映度[2],其中,x为指标值,y为指标的安全度,k、b为常第3期钱晓惠:河南省水资源安全实证分析数。当x取v1等级的临界值工时,y=1;当x取vs有水量不足全国平均水平的1/5,人均占有水量安全等级的临界值xs时,y=0;当x=时,y=0.6。度为0.38;人均日用水量安全度为0.56,稍低于0. 6,只要加以改善,这个指标就有可能提高,但若不及时采由此得出各指标的隶属函数及安全度(见表4)。取有效措施,这个指标的安全状况将会进-步恶化;城镇化率安全度仅为0. 09,河南省是农业大省,城镇化表4各指标隶属 函数及安全度率在中部6省处于末位,而农村水资源利用率低,生活指标名称隶属函数安全度用水安全问题缺乏保障,因此应进-步加快城镇化进C:/m2y=1. 4lgx-3.20. 38程,但也不能为了提高城镇化率而城镇化;河南工业产值万元取水量安全度为0.41,应积极推进工业节水;C2/(L.d-1)y=2. 5lgx-4. 750.5令人更为担忧的是水利投资占GDP比重的安全度为C3/万元y=3. 6lgx-0. 360,说明水利投资远远不足;虽然生态安全子系统安全C./%y=11.1lgx- 17.780. 09度为0.67,处于安全状态,但若不加以改善,安全状况Cs/m'y=-lgx+20.41将会恶化。C%/%y= 3.33lgx- 5.33C/% .y= 5lgx- 1. 653对策和建议根据分析结果,我们对河南省水资源安全问题提1.4 系统的安全度由表3及表4的结果可计算各子系统及水资源系出了4条有针对性的建议。(1)开源、节流缓解水资源短缺。河南省是我国重统的安全度,计算公式为要的人口和农业大省,水资源严重缺乏而需求量巨大，T,= Zwsy,应从开源、节流方面缓解水资源短缺,应提高现有供水其中,w;为指标权重,y;为各指标安全度,T;为各子系.工程的能力,加快引黄步伐,加强水土保持工作,保护统及水资源系统的安全度。结果见表5。水源,改造农业灌区,进一步提高用水效率。(2)调整工业布局,积极推进工业节水。对现有工表5各系统安全度业进行节水改造,使工业产值万元取水量达到或接近系统国内外先进水平。对于新建项目严把取水许可关,凡是不符合国家产业政策和节水政策的项目,一律不予社会安全子系统0.43审批,应以矿井水综合利用、中水回用、工艺废水回收经济安全子系统0.69利用等为重点,推广节水型工业。生态安全子系统0.67(3)科学推进城镇化进程。河南省是传统的粮食水资源系统0.53主产区,多年来农业用水占全省总用水量的60%左右,因此要积极探索农业节水路径,必须大力推进农业2河南省水资源安全综合评价结果的规模化、产业化、集约化,而这一- 切只有靠城镇化发展才能实现。河南省在城镇化发展进程中,要以人口与分析转移作为城镇化工作的核心，随着城镇化水平的稳步提升,农业水资源利用率将大幅提高,饮用水安全问题以0. 6作为水资源安全度的阈值,2011年河南省将得到保障,节能节水产品将大量增加。水资源总体上处于不安全状态。分别从3个子系统来(4)增加水利投资比重。水利是农业建设不可或看,社会安全子系统处于不安全状态,而经济和生态子缺的首要条件,是生态环境改善不可分割的保障系统。系统则相对安全。就指标层而言,2011年处于不安全河南省受特殊地理位置和气候条件影响,水资源分布状况的指标有人均占有水量、人均日用水量、城镇化.不均,水、旱灾宝颛繁.因此再收越不懈地开展水利建率、工业产值万元取水量及水利投资占GDP比重。这设,而这离不MYH中国煤化工等。河南省要进几个指标是导致河南省水资源系统处于不安全状况的一步完善 金融. CN M HG设、农田水利建主要原因。河南省是水资源严重缺乏的省份，人均占设的资金投人。中原工学院学报2014年第25 卷●70●学的实践与认识,2013,43(3):1-6.参考文献:[1] 夏军.水资源安全的度量:水资源承载力的研究与挑战[7] 河南省水利厅.2011年河南省水资源公报[EB/OL]. (2011- 12- 11)[2014-04-01]. http://www. hnsl. gov cn/.[J].自然资源学报,2002,17(3):262- 269.2] 李少华，董增川,李玉荣.水资源统筹配置综述与展望[8] 肖俊.江西省水资源安全评价[D].长沙:长沙理工大学，2008.[J].水利经济,2007 ,25(2):1-5._3] 孙才志,迟克续.大连市水资源安全评价模型的构建及其[9] 代稳，谌洪星,全双梅.水资源安全评级指标体系研究[J].节水灌溉,2012(3);40-47.应用[J].安全与环境学报,2008.8(1):115- -118.[a]李伸城、水资意安全评价与预警研究[]. 中国农村水利[I0] 娄启源。数学模型[M]. 北京:高等教育出服社199305 - 336.水电,2009(1):1-4.5] 梁灵君.区域水资源安全评价研究初探[J].东北水利水(责任编辑:王长通)电,2006(4):12- 18.[6] 吴开亚.基于集对分析的组合评价模型及其应用[J].数Empirical Analysis of Water Resources Safety in Henan ProvinceQIAN Xiao-hui(Zhongyuan University of Technology，Zhengzhou 450007, China)Abstract: Combined with the actual situation of water resources, this paper has constructed the evalua-tion index system of water resources security in Henan Province. Using AHP, the comprehensive evaluationmodel is established. Using the subordinate function, it evaluates the security situation of water resources.Based on the results, the strategy and suggestions in Henan water resources security are proposed.Key words: water resources safety; AHP; subordinate function; Henan province(上接第62页)The Balance Analysis and Forecast on Supplyand Demand of Water Resources in Henan Based on Grey ModelZHOU Ji-chang(Zhongyuan University of Technology, Zhengzhou 450007，China)Abstract: According to the current situation of water resources in Henan, considering the regional char-acteristics and the economic development level in central China, with the help of grey forecasting theory, by using both methods of qualitative and quantitative, the output of supplying water and water requirements of na-tional economny and ecological environment of Henan in 2015, 2020, 2025 and 2030 under rlabilitieis at 50%，75% and 90% respectively are predicted. On these basis, the balancahotweonsnpluand demand of water re-sources in Henan province is analyzed. It is concluded that there中国煤化工ntials in water re-YHICNMH Gsources utilizing in Henan.Key words: Henan province; water resource; grey forecasting method; forecasts of requirement and supply.