变化环境下区域水资源变异与评价方法不确定性

宫昌平

(吉林省水文水资源局四平分局，吉林 四平 136000)



变化环境下区域水资源变异与评价方法不确定性

宫昌平

(吉林省水文水资源局四平分局，吉林 四平 136000)

区域水资源环境评价一直是水文科学研究的重要内容，主要是因为区域水资源环境变化不仅会对水资源循环过程形成影响，也会对区域经济发展形成极为不利的影响作用。通过对区域水资源环境进行分析和研究，可以为水资源开发、利用、管理以及保护工作有序开展提供科学的理论依据，也可以为社会经济发展提供科学指导，对我国国民经济水平进一步提升具有极为重要的作用。目前，我国水资源开发利用上存在很多问题，例如水资源供需平衡日益突出、水质严重污染和水环境破坏等问题，这些问题的存在对我国生态社会建设工作会形成极为不利的影响作用。文章主要从当前我国水资源环境存在的问题出发，对变化环境下区域水资源变异及方法不确定性进行深入分析。

变化环境；区域水资源；变异；评价方法；不确定性

0 前 言

水资源在促进社会可持续发展中起着不可替代的重要作用，也是人类生存的必备条件，关系着人类的生存和发展。随着社会经济水平日益提升，工业快速发展遗留下的问题逐渐暴露出来，例如工业污水对河流水资源形成严重的破坏等，这些问题的存在对社会进一步发展形成了极为不利的影响作用，这也是我国当前集中生态社会的重要目的。当前社会重点工作之一是治理水资源污染问题，主要是因为区域水资源环境变化不仅会对水资源循环过程形成影响，也会对区域经济发展形成极为不利的影响作用。在全面开展水资源治理、研究工作中，变化环境下区域水资源变异和评价方法的不确定性是研究的重点。水资源环境综合评价，可以为水资源环境治理工作的有序开展提供充分的保障，但由于水资源地域性质，导致评价方法存在不确定性，如何选择科学的评价方法实现对水资源环境的评价，是水利水文单位研究的重要课题。

1 当前我国水资源环境评价现状

随着社会经济水平日益提升，工业快速发展遗留下的问题逐渐暴露出来，例如工业污水对河流水资源形成严重的破坏等，这些问题的存在对社会进一步发展形成了极为不利的影响作用。而水资源环境综合评价，可以为水资源环境治理工作的有序开展提供科学的理论依据。开展水资源评价工作，需要全面了解区域水资源现状，主要是因为区域水资源现状是水资源可持续发展和合理开发利用的重要依据，与水利工程规划和建设工作具有重要的指导意义。

目前，我国水文工作中对于区域水资源的评价都是将水量、水质区分开来的，即在不讨论水质的情况下，对水量进行评价，然后在不考虑水量的情况下，对水质进行评价。这样的评价方法存在很大的局限性，主要是因为利用这样的方法进行评价，评价结果难以准确描述出区域满足不同用途的水量，以及水资源分布状况，这会对水资源规划设计、开发利用以及管理保护工作形成极为不利的影响作用。众所周知，河流从上游到下游的流域面积会不断增加，且水量也会不断增加。而水资源污染在流域分布上存在不确定性，随着河流水资源的流动，就会对整体水质形成影响。我国水资源评价工作开始比较晚，截止到目前为止，进行了两次大规模的水资源评价。其中第一次水资源评价选用的内容主要为地表水资源数量、地下水资源数量、水质、分布规律以及水资源总量，系统的描述了我国水资源数量和水资源分布特征，为我国开展水资源开发利用以及保护管理工作奠定了坚实的基础。

2 不确定性评价方法的基本内涵

水资源评价方法非常多，在我国经常使用的方法有指数评价法、分级评价法、不确定性评价方法。其中，不确定性评价方法应用最为广泛，主要是因为水资源评价充满着不确定因素，包括水体自身都是一个不确定性因素和变化复杂的环境，而这种评价方法的推导严谨，评价结果准确度比较高，所以在水资源评价中得到了推广和广泛的使用。不确定评价方法主要包括模糊数学论、灰色系统理论、物元分析法、人工神经网络、集对分析法以及TOPSIS等评价方法，每一种评价方法都有自身的优劣势，这就需要评价人员在进行水资源评价工作的时候，根据实际情况选择科学、有效的方法，只有这样才能确保评价结果的准确性和可靠性，从而实现水资源评价的重要目的。

3 变化环境下区域水资源变异与评价方法不确定性

随着社会经济迅猛发展，带动了工业的快速发展，工业发展对生态环境造成了非常严重的破坏，人类生产活动也对生态环境形成了极为不利的影响作用。随着人类生活水平日益提升，对生活环境和生活质量的要求也越来越高，环境治理问题已经成为社会工作的重点，引起了全社会的广泛关注，响应社会经济可持续发展的号召，对变化环境下区域水资源变异和评价可以为生态环境治理工作提供科学的理论依据。

3.1 区域水资源变异问题

吉林省河流不多，但流经河流众多，如松花江、嫩江等河流，河流水资源比较丰富。改革开放时期，东北大开发对吉林省生态环境造成了严重的破坏，虽然随着经济不断发展，对于生态环境治理越来越重视，但依然没有取得明显的效果。生态环境的破坏，对水资源形成了极为不利的影响作用。例如，对于土壤和植被的破坏，导致水土流失和河流含沙量增加，对水量和水质都形成了极为不利的影响作用，这也是吉林省水资源工作的重点。

1)年际、空间尺度和年内分配变异问题。

在对区域水资源进行规划和管理工作中，通常会使用到水资源时间和空间尺度相关信息。水资源具有显著的时空属性特点，即在同一区域的水资源会发生年内变化和年际变化，而且在同一时间同一区域的水资源也会出现多寡之分。因此，区域水资源变异中，应该重点考虑水资源的年际尺度和空间尺度是否变异。如果存在变异，则需要考虑是哪些原因造成了变异。例如，在时间尺度相同的情况下，应该重点考虑变异后区域水资源空间分布特点和变化规律。理清水资源年际尺度、空间尺度以及年内分配变异问题，可以为区域水资源系统的规划管理提供充分的保障。

2)实测、还原和还现年径流变异问题。

对于区域水资源实测、还原和还现年径流序列变异问题的研究，会对区域水资源评价工作形成重要的影响作用。主要是因为河流的水资源受气候变化和人类活动的影响，其中人类活动对河流径流量的影响主要体现在2个方面。①河道外引用消耗的水量不断增加，②农业生产以及基础设施建设对流域的下垫面条件形成了破坏。这些问题的存在都会改变实测水文资料的一致性，使其难以真实反映出区域水资源的流量大小。所以，在研究区域水资源变异问题上，对水资源实测、还原以及还现年径流序列变异问题的研究也是非常重要的。

3.2 区域水资源评价方法不确定性

针对吉林省变化环境下区域水资源变异，对吉林省水资源评价，可以采取不确定性评价方法，应用人工神经网络评价方法，需要收集水质相关资料，将这些资料输入网络系统中，利用已掌握的知识信息的网络进行评价，从而得出准确的评价结果。而基于人工神经网络的多指标综合评价方法，则是通过神经网络的自学习、自适应能力，建立接近与人类思维模式的综合评价模型。由专家将评价指标赋予网络上，模拟专家对区域水资源变异进行定量评价，可以有效避免评价过程中产生的人为失误，对提高评价结果的确定性和可靠性具有十分重要的意义。由于吉林省区域内水资源整体状况比较复杂，对水资源进行评价，需要的内容主要包括水量、水质以及水资源分布特征，在进行水资源评价工作的时候，先从水文资料中获取所需的准确数据，对这些数据进行分析和评价，而在评价中根据实际情况选择科学的评价方法，就可以有效提高评价结果的准确性和可靠性。在区域水资源评价方法不确定性中常用方法为模糊综合评价法、灰色系统理论法等，其中模糊综合评价是对多种模糊因素所影响的现象进行总的评价，其显著特点是边界不清晰。区域水资源评价中主要体现在一级水和二级水的边界是无法用绝对判据划分，也充分表现出了它连续渐变的特点。模糊综合评价法应用于区域水资源评价中具有非常强的合理性，用这种方法进行评价，可以确保评价结果的准确性和可靠性。但由于评价过程比较复杂，为了保证结果的准确性，在确定指标权重和相关参数的时候就需要具备一定的经验。灰色系统理论法侧重于对水体水质的评价分析，在应用这种方法时，首先要确定各监测点水样的相关参数，并对参数序列进行统一处理，最后确定参数的权重，并应用公式对评价结果进行计算，最终实现对变化环境下区域水资源变异评价的重要目标。

通过对变化环境下区域水资源变异和评价，对吉林省经济发展和水资源合理开发利用提供了科学的指导，对制定水资源管理保护规划和区域经济发展规划提供了科学的理论依据，有利于促进区域经济进一步发展。

4 结 语

综上所述，变化环境下，对区域水资源进行科学的评价，可以为区域经济发展和水资源合理开发利用提供充分的保障。因此，国家水利水文或者地方水文站工作的重点应该是提高水资源评价结果的准确性和可靠性。

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2017-04-12

宫昌平(1963-)，男，吉林四平人，工程师。

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