水资源持续利用的多目标分析方法

张伟

【摘要】水是一种自然资源，它不仅是社会经济发展的物质基础，还是人类和一切生物赖以生存和发展不可替代的生命要素，也是生态环境的基本要素，如果水不能可持续利用，人类将无法生存。然而，我们今天的地球正日益陷入淡水资源短缺和水资源严重污染的困境，水资源短缺与污染问题正制约着全球经济和社会的发展并影响着人类生存的环境，这种制约将会越来越严重， 因此，水资源持续利用问题成为当今水资源研究的重要课题。本文分析了水资源持续利用的多目标分析方法。

【关键词】水资源；持续利用；多目标分析方法

水资源具有质和量二重属性， 缺水则水的质量自然不高， 而水质不好又会使缺水问题更加严重。因此，当前及今后的水资源优化配置研究， 要将水质配置与水量配置相结合， 即在传统水量配置研究的基础上， 合理地确定水体功能， 对水环境纳污能力进行合理分配， 以促进发展与环境这二大问题的和谐统一。

一、水资源简析

水资源是指可以让我们直接利用，具有质量和数量保障的淡水资源。地球是一个水球，地球上的水的总量大约是13.9亿立方千米， 但有97%是海洋咸水，可直接为我们所利用的淡水的总量仅仅是0.36亿立方千米，不到总水量3%的淡水中，有77. 2%是以冰帽和冰川的形式存在于高山上的，很难被直接利用。湖泊、江河等地面水的总量大概有23万立方千米，占据淡水的0.36%。22.4%为土壤水和地下水，这其中有3分之2的地下水是埋于地下的深处。所以只有大概20%的淡水是可以为我们利用的，但是可以让我们直接利用的淡水就只有淡水总量的0.3%。由此可见，水资源是极具稀缺性的。

二、水资源持续利用的多目标分析方法

1.多目标模糊模型。所谓的多目标模糊决策模型是指在规定的一个系统内存在着m个准备优选的对象而形成的备选集，其中有n个评价因素而不断组成的一种有关评价指标的集合。如果根据向量的表示方法来表示，那么就可以每个评价指标对备选对象的评价都要选择用指标向量的方式表示，如果这样的话就可以将此系统内的 表示为指标向量矩阵X： 由于矩阵中的各个目标的量纲存在有所差异，因此在对其评价之前就需要对各个目标值做好归一化。一般情况下，目标值可以分为两种模型，一种是效益型，另一种则是成本型。通过对这两种型式进行研究分析可以看出，这两种模型属于两种相反的模型，对于效益型的模型来说，如果值是相对较大的，那么这值对于这种效益型目标来说是十分有益的，相反，对于成本型模型来说，值是越小越对此种模型有益。

2.确定有关目标权重的体现。对于多目标的决策来说，人们的决策主要还是根据人们的决策经验来最终确定的，为了能够将人们的决策经验是以数学的方法归纳到模型中的，就可以在优选的模型中相对的将权重引入到其中，从而促进模型中具备相应的数学的描述。對于大部分的模型来说，很少有模型去真正的关注目标权重，并将其作为模型的重点，但是在实际上其实每个模型都在一定程度上包含着目标权重，只是对于一部分常规模型来说，这些目标权重是属于隐性的，是不易于人们轻易发现的，或者是存在着用物理意义上的一些抽象指标来表示权重，因为这些抽象指标本身就是不明确的，这也就不可能使得目标权重能够清晰的表现出来，从而导致了在实际应用的过程中无法真正的掌握这些内容。在模糊优选模型中存在着一个特例，那就是等权重，一般情况而言，等权重在水资源环境质量评价的时候应用的是比较广泛的，这也是人们在没有决策经验的情况下采用的一种最合适的方法。要想使得决策模型具有一定的实用性，就必须将人们的决策经验发挥到一定的作用，从而建立出能够有效的描述人们的知识与经验的方法，从而不断的纳入到决策模型当中。对于在水库的水资源调度方案的评价中，目标权重在一定程度上起到了一定的积极作用，而在进行比较方案之间的目标的时候就可以发现，如果他们之间存在着不同的重要程度，那么他们之间就会对系统产生不用的影响。当对目标的重要度进行不断的排序的时候就需要发现其中最重要的目标，同时也可以用相应的模糊语气来表示相应的目标重要度。

3.实施水资源合理调度的路线选择。根据水资源的优化配置以及水资源的管理可以看出只有建立出一个最优化的水资源调度模型才能够确保水资源的效益达到最大化，从而使得约束空间能够得到有效的建立。其中，约束空间的组成部分最主要有三种方面的约束，分别是生存条件的约束、承载能力的约束以及用水公平性的约束。另外，约束空间主要包含了调出调入水库水质的差异、有关调入水库工业的缺少量、有关调入水库地区工业总需求量、有关调入水库地区农业缺水量等九种指标，其中这九种指标都可以成为评价水库水调度的目标。首先，对于生存条件约束来说，是对水资源的效益以及水资源环境质量的约束，其中调入水库工业缺水量和调度水库地区农业缺水量在一定程度上反应了该区域内的缺水程度，其属于越大越优型目标，而调入调出水质的差异主要就是反应了两个区域水资源质量的差异，即属于越小越优型目标，而相应的调出水库出水位高程则是反映了调水的高位程，它属于越大越优型目标。而对于承载能力约束来说，供水量在一定程度上需要保留在供水工程的供水能力范围内，这也就要求其水资源的利用潜力不能够被超越，另外还需要将水库的防洪能力放置在考虑的范围之内。其中，调出水库补给强度和调处水库可调出水量是属于越大越优型目标，而调出水库防洪的水库容量则是属于相反的一面，属于越小越优型目标。另外，对于用水公平性约束来说，水资源的合理分配呀充分考虑到公平的效益，因为每个地区用水量都存在着一定的差异，所以无法用公平的眼光去考虑水资源的管理，从而导致了在反映不同用水部门的需求上存在一定的差异，因此，调入水库地区工业总需水量和调入水库地区农业总需水量属于越小越优型目标。

随着经济社会的高速发展，水资源不仅是农业的命脉，更为人类生存的命脉，更是社会进步和经济发展的命脉。我们要推进社会、经济的发展，一个非常重要的前提就是水资源的可持续发展，优化和提高水环境能力和水资源供给能力，适应经济的全面协调发展，为此优化资源配置，从法律、教育和行政的层面加强水资源保护。

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