湖南省水资源现状分析及对策研讨

秦远清

（永州水文水资源勘测局 永州市 425000）

模糊综合评判方法可为水资源短缺程度的评判提供一种有效途径，它可以在对影响水资源短缺的各个因素进行单因素评价基础上，通过综合评判矩阵对其短缺程度作出多因素综合评价，从而可较全面地分析出流域水资源短缺的状况。本文参考全国水资源供需分析中对有关问题的处理方法，应用模糊综合评判法对湖南省及各市（州）的水资源紧缺程度进行了全面的分析，找出了产生水资源短缺程度的主要原因、影响情况及变化趋势。

1 综合评判模型

设给定两个有限论域 u=｛u1，u2， …，um｝，V=｛V1，V2…Vn｝，其中：u代表综合评判的因素所组成的集合，V代表评语所组成的集合。则模糊综合评判为下列模糊变换B=A·R，式中：A为u上的模糊子集，而评判结果B则是V上的模糊子集。 并且可表示为 A=（a1，a2，…，am），0≤ai≤1；B=（b1，b2，…，bn），0≤bi≤1，其中 ai即为 ui对 A 的隶属度，它表示单因素ui在总评定因素中所起作用大小的变量，也在一定程度上代表根据单因素ui评定等级的能力，而bi则为等级Vj对综合评定所得模糊子集B的隶属度，它们表示综合评判的结果。

评判矩阵为：

式中rij表示因素ui的评价对等级Vj的隶属度，因而矩阵 R 中第 i行 Ri=(ri1，ri2，…，rin)，即为对第 i个因素 ui的单因素评判结果。评价计算中 A=（a1，a2,…，am）代表了各因，同时素对综合评判重要性的权系数。因此，满足模糊变换A·R也即退化为普通矩阵计算，即：

2 评判方法与步骤

2.1 评判指标选定

评价指标的选定必须具有独立性和代表性。评价指标的选择原则是：①代表性好，所选指标能反映某一方面的特征。②表征性强，分析指标与目标函数具有较高的关联度。③具有独立性，选用指标各自反映评价对象的某一方面，相互之间不重复。④指标在分析过程中易于量化，便于操作，采用资料完整可靠。⑤所选指标所组成的体系能比较全面反映评价对象各方面的特征。

根据以上原则，通过筛选，挑选出6大类25个指标（u1，u2，…，u25）进行评价，见表 1。

表1 评价指标及计算公式

水资源量类指标主要反映天然水资源量的多寡等因素对水资源短缺程度产生的影响。社会经济类指标主要反映由于各地区内人口数量、经济发展对水资源需求而引起的水资源短缺程度所产生的影响。供水类指标主要反映供水工程建设程度与建设难度对水资源短缺产生的影响。需水类指标则反映需用水水平和节水情况等对水资源短缺产生的影响。缺水类指标是一个综合影响指标，其含义具有一定的综合性。水环境类指标因进行定量分析的对应指标少，只选用了3个，以反映由于水污染因素对水资源短缺程度产生的影响。当某一区域的上述指标偏高时，表明该地区的水资源短缺现象是由其相关因素起主要作用。

2.2 指标权重分配

水资源短缺程度评价采用模糊数学中多因子二级评判法。第一级对所有评价指标进行综合评价，第二级则对6类指标分别进行评价。

评价指标按类别分层次分配权数。第一层次6种类别中，反映水资源供需关系的指标与反映外界环境条件的水资源量、社会经济及水环境的指标各占一半权重。供水与需水等同权数，各为0.20；缺水类权数为0.10；水资源量、社会经济和水环境的权重分别为0.20、0.20和0.10。在供水类指标中，地下水供水比例及跨流域调水供水比例均为反映供水组成的指标，其权重(指占供水的权重)分别为0.125，其它指标权数分别为0.25。其余类别指标中的各项指标均为同等权重。

2.3 指标隶属度

指标隶属度是表征评价指标隶属于水资源短缺的程度，取值在0~1之间。根据水资源短缺的程度，隶属度分为 5 级（V1，V2，…，V5）。各项指标隶属度的分级标准见表 2。

3 评判结果分析

3.1 短缺程度分析

表2 评价指标隶属度分级标准

湖南省各市(州)水资源短缺的隶属度第一级评判（综合隶属度）计算成果如表3，从表中可以看出水资源短缺程度及地区分布情况。

隶属度的大小划分为四级。即严重短缺（隶属度≥0.65）、短缺（0.50≤隶属度<0.65）、轻微短缺（0.35≤隶属度<0.50）及不短缺（隶属度<0.35）四级。根据评判结果，湖南省的水资源现状总体上不短缺，其中只有3个市轻微短缺，以衡阳市最大，指标达到0.43，水资源短缺的地方主要分布在湘水中下游地区。水资源总体状况较好的有张家界和湘西自治州，隶属度指标都在0.20以下，其中以张家界市为最好，只有0.18，水资源状况较好的地方主要分布在湖南西部。

表3 2000年湖南省各市(州)水资源短缺综合隶属度及短缺程度

3.2 短缺原因分析

表4为湖南省各市（州）水资源短缺隶属度第二级评判的6类指标（分类隶属度）的计算结果，从表4可以看出水资源短缺的原因及各地区情况。

表4 2000年湖南省各市(州)水资源短缺隶属度计算成果表

从全省情况看，产生水资源短缺的主要因素依次为社会经济发展水平、需用水水平和节水情况、供水工程建设程度和水污染。

（1）全省各市(州)反映水资源量指标的隶属度都比较小，最大也只有0.07，说明湖南省各地的水资源量是充沛的，不是造成水资源短缺的主要原因。

（2）全省各市(州)反映社会经济指标的隶属度都比较大，超过0.60的有长沙、株洲、湘潭、衡阳、岳阳、常德和益阳等市，最大有0.75(常德市)，没有0.35以下的，说明湖南省各市(州)社会经济发展水平较高，是造成湖南省各地水资源短缺的主要原因。

（3）全省各市(州)反映需水指标的隶属度也相对比较大，超过0.40的有长沙、株洲、湘潭、衡阳、岳阳、常德、益阳和娄底等市，最大有0.51(湘潭市)，说明湖南省这些市(州)较高的社会经济发展水平导致较高的需用水，也是造成湖南省水资源短缺的主要原因。需水指标的隶属度低于0.30的市(州)有张家界市、怀化市和湘西自治州。

（4）全省反映供水指标的隶属度总体不算高，全省的供水能力、水利工程建设程度总体是比较好的，供水工程建设程度不是造成湖南省水资源短缺的主要原因。但是，长沙、衡阳、娄底三市的供水指标的隶属度大于0.30，这3个市的供水能力相对较弱。

（5）总体水量上看全省不缺水，但是长沙、湘潭、衡阳和郴州市在一定程度上有缺水现象，衡阳缺水相对最大，评价指标达到了1.00。

（6）从全省总体上看，水环境问题对水资源短缺影响不大。但是长沙、湘潭、衡阳、邵阳、岳阳、常德、娄底的评价指标均达到0.25以上，湘潭最高，达到0.54，岳阳达到0.32，这7个市水环境与其它市(州)相比相对较差，主要是排污量大。工业排污量指标隶属度偏大的主要有株州、湘潭、衡阳、岳阳、常德和娄底市，以湘潭最大，达到0.57；生活排污量指标隶属度偏大的主要有长沙、湘潭、岳阳等市，以湘潭最大，达到0.29。

3.3 综合对比分析

（1）湖南省经济比较发达、人口密集，需水类指标比社会经济类指标一般低0.2左右 （表5），常德市偏低最多，达到0.32，反映出湖南省水资源条件与社会经济发展不相匹配，但全省的用水效率较高，取用水定额低，节水水平较好，只有娄底市的经济发展与需水水平比较协调，同时也说明其节水水平不高。

（2）供水类指标比社会经济类指标一般低0.38左右（表6），常德市偏低最多，达到0.52，反映出全省水利工程条件与社会经济发展不相匹配，水利工程建设投入与社会发展投入的比例偏少，与社会经济发展水平不相适应，但全省的水利工程利用效率较高，大部份水利工程带病运行。为了与社会经济发展水平相适应，重点需加大水利投入的有长沙、株洲、湘潭、岳阳、常德、益阳、郴州等市。

（3）水环境类指标比社会经济类指标一般低0.39左右（表7），常德市偏低最多，达到0.51，反映出湖南省水污染治理总体较好，水环境恶化情况没有与社会经济发展水平同步发展。水环境治理相对慢一点的有湘潭、邵阳、张家界、怀化和湘西自治州等市（州）。

表5 湖南省各市(州)需水指标与社会经济指标差值表

表6 湖南省各市(州)供水指标与社会经济指标差值表

表7 湖南省各市(州)水环境指标与社会经济指标差值表

3.4 趋势分析

为了分析有关因素影响水资源短缺程度的变化趋势，根据前述方法，利用1993年的社会经济资料和水资源等资料，进行湖南省各市(州)水资源短缺程度各指标的隶属度计算，并与2000年的计算成果比较，综合隶属度成果如表8。

根据1993年和2000年的资料计算成果看，全省水资源短缺程度总体上持平，水资源短缺程度呈上升趋势的市(州)有长沙、常德、张家界、怀化、娄底和湘西自治州，呈下降趋势的市(州)有株洲、衡阳、邵阳、益阳、郴州、永州，持平的有湘潭和岳阳。各市 （州）6大类隶属度指标2000年比1993年相比，升降情况如表9所示。

表8 湖南省各市(州)水资源短缺综合隶属度及短缺程度

表9 2000年比1993年水资源短缺隶属度升降情况表

从表10可知，社会经济发展对水资源短缺的隶属度都呈增大趋势；供水能力对水资源短缺的隶属度也呈增大趋势；需水水平和节水情况对水资源短缺的隶属度总体呈下降趋势，需水隶属度没有与社会经济隶属度同步增长，说明总体节水水平、节水意识和水资源回收利用能力增强了；水环境对水资源短缺的隶属度各市(州)有升和降，总体持平，水环境影响增长较快的有湘潭、邵阳、张家界和湘西自治州，与3.2节第3条分析结论是一致的。

4 对策措施

综合以上分析成果，针对湖南省各市（州）在水资源供需方面发现的主要问题，提出不同的对策方案，供制定宏观水资源规划、在水利建设、水资源管理和保护工作时参考。湖南省各市(州)水资源短缺对策见表10。

以上方案是针对不同市（州）在水资源供需方面发现的主要问题从面上而言提出的，虽经科学分析计算而得，但实际情况却非常复杂，也许还有没考虑到的因素，所用的统计资料也不一定都十分准确，每个市（州）不同的县（区）又有不同的情况，因此仅供参考。

5 结语

湖南省目前的水资源状况总体上是好的，随着人口数量的增加和社会经济发展，社会经济各部门对水资源的需求量在一定的时间内也将不断增加，水资源的短缺程度也将不断上升。影响水资源短缺程度的因素是多方面的，但在一定的时间内，可能会以某种因素或某几个因素起主要作用。本文对湖南省的水资源短缺状况仅基于湖南省的14个市（州）的资料分析，对于各县及各流域的情况，以及各季节的水资源供需矛盾情况、未来年份的分析预测，还有待进一步研究。

表10 湖南省各市(州)水资源短缺对策表

1辽宁省水利学校.水资源评价与管理[M].北京：中国水利水电出版社，2000.

2南京水文水资源研究所，水利水电科学研究院水资源研究所.21世纪中国水供求[M].北京：中国水利水电出版社，1999.

3王光远.论综合评判几种数学模型的实质和应用[J].模糊数学，1984.