模糊物元模型在区域水安全评价中的应用

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1、!第*%卷第/期河海大学学报（自然科学版）G6;(*%E6(/!""’年’月56789:;6<,6=:>?9>@A8B>C（DE:C78:;3F>A9FAB）57;(!""’模糊物元模型在区域水安全评价中的应用黄乾$，!，彭世彰$，田守岗!，李玉国!，徐俊增$（$(河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京!$""&)；!(山东省水利科学研究院，山东济南!%""$*）摘要：结合熵值理论与模糊物元理论，建立了基于熵权的水安全模糊物元模型(根据水安全评价的特点和评价区域的实际情况，构建了区

2、域水安全的评价指标体系，并利用水安全模糊物元模型对水安全体系中生命安全、经济安全、生态环境安全、社会安全和管理安全的!*个指标进行了评价(引用信息熵所反映的数据本身的效用值来计算指标的权重系数，有效地避免了指标权重分配困难的问题(对山东省!""%年的水安全状况进行了评价，并与基于+,-的模糊综合评价结果进行了比较分析(结果表明：模糊物元模型能计算各评价样本与评价标准之间的远近程度关系，并且可以同时评价多个样本；引进熵权后减少了评价的主观性，评价结果客观合理，具有较好的实用性(关键词：熵权；模糊物元；

3、水安全；评价中图分类号：.)!/文献标识码：+文章编号：$"""!$&)（"!""’）"/!""""!""对水资源紧张的国家和地区来说，水安全已经成为其生存和发展的战略问题($&’!年联合国第$次环境与发展大会就预言，石油危机后的下一个危机便是水危机(!"""年的世界水论坛及部长级会议就“水安全和为了实现水安全人类面临的挑战”取得了共识：水资源不仅是一个生态环境问题，也是一个经济问题、社会问题和政治问题，它直接关系到国家的安全和稳定(由于我国人均水资源占有量匮乏、水体污染严重、饮用水质不达标、用水浪

4、费等原因，我国的区域水安全问题变得非常严峻(因此，对区域水安全进行客观评价具有重要意义(通过水安全评价模型，可以定量地分析出区域水安全面临的危险程度，预测未来水安全的变化趋势，进而建立区域水安全的预警系统，进行水安全调控(目前，国内外已提出了一些水安全评价方法，如不确定性方法、系统动力学方法、风险分析方法、层次分析法和优化方法等(在我国，韩宇平等［$］建立了多目标模糊优选模型并用该模型对我国部分省级行政区的水安全状况进行了评价，樊彦芳等［!］利用层次分析法进行了水环境安全综合评价，陈绍金［*］利用距

5、离指数0层次分析综合法对湘江流域的水安全状况进行了评价，邱德华［/］建立了区域水安全战略的系统动力学模型和区域水安全的等级评价模型1--12，卢敏等［%］利用集对分析（3-+）模型对小城镇的水安全进行了评价(由于利用模糊物元分析方法［#］处理模糊不相容信息效果较好，本文构建了水安全模糊物元模型，并利用该模型对山东省!""%年的水安全状况进行了评价(!模糊物元模型!(!模糊物元概念物元分析中所描述的事物!及其特征"和量值#组成物元!4（!，"，#）或!4（!，"，"（!）），事物的名称、特征和量值称为

6、物元三要素$如果物元模型中的量值#具有模糊性，则称其为模糊物元［’］$事物!有%个特征"$，⋯，"%及相应的量值#$，⋯，#%，则称!为%维模糊物元$&个事物的%维物元组合在一起便构成&个事物的%维复合模糊物元!%&，即é!$⋯!&ùê"$#$$⋯#$&ú’%&(êú（$）êúêúë"%#%$⋯#%&û收稿日期：!""#!$$!"#基金项目：山东省科技发展计划项目（"$!$%"$"$）作者简介：黄乾（$&’&—），男，山东潍坊人，博士研究生，主要从事节水理论与技术、水资源规划评价等方面的研究(第+期

7、黄乾，等模糊物元模型在区域水安全评价中的应用$式中：!"#———#个事物的"个模糊特征的复合物元；$%———第%个事物（%!"，#，⋯，#）；&’———第’个特征（’!"，#，⋯，"）；(’%———第%个事物第’个特征对应的模糊量值)!)"从优隶属度各单项指标相应的模糊值从属于标准方案各对应评价指标相应的模糊量值隶属程度，称为从优隶属度)各评价指标特征值对于方案评价来说，有的是越大越优，有的是越小越优，因此，对于不同的从优隶属度分别采用不同的计算公式)本文采用式（#），（$）［%］计算从优隶属度：越

8、大越优型（#）!’%*(’%+&’((’越小越优型（$）!’%*&)*(’+(’%式中：!’%———从优隶属度；&’((’，&)*(’———第（’’!"，⋯，"）个评价指标中的最大值和最小值)由此可以构建从优隶属度矩阵!!"#：é!""⋯!"#ù!!"#*（!’%）",#*êú（+）êêúúë!""⋯!"#û!)#标准模糊物元与差平方矩阵标准模糊物元!,#是指从优隶属度模糊物元!!"#中各评价指标的从优隶属度的最大值或最小值)本文以最大值表示最优，即各指标从优隶属度均