基于熵权的水资源短缺风险模糊综合评价模型及应用_罗军刚基于熵权的水资源短缺风险模糊综合评价模型及应用_罗军刚.pdf

水 利 学 报 2008 年 9 月 SHUILI XUEBAO 第 39 卷 第 9 期 文章编号: 0559- 9350( 2008) 09- 1092- 06 基于熵权的水资源短缺风险模糊综合评价模型及应用 1 1 2 罗军刚 , 解建仓 , 阮本清 (11 西安理工大学 西北水资源与环境生态教育部重点实验室, 陕西 西安 710048; 21 中国水利水电科学研究院, 北京 100044) 摘要: 针对水资源 短缺风险评价中各指标的模糊性和不确 定性, 将信 息论中的 熵值理 论应用 于水资 源短缺 风险评 价中, 建立了基于 熵权的水资源短缺风险模糊综合评 价模型。 采用风险 率、脆弱性、可恢 复性、事故 周期和 风险度 作为区域水资源短缺风险的评价指标, 建立了综合评价指标体系。运用信息熵所反 映数据本身 的效用值 来计算评 价指标的权重系数, 有效地解决了权重分配困难的问 题, 并 使得权 重的确 定有了 一定的 理论依据 。实际应 用结果 表明, 此方法简便可行、科学可靠, 结果相对客观可信。 关键词: 水资源; 短缺风险; 熵权; 权重; 综合评价 中图分类号: TV213; X82014 文献标识码: A 1 研究背景 随着社会经济的发展和环境的变化, 水资源短缺问题日益严峻, 对水资源系统进行风险管理已成为 水资源科学发展的必然趋势。风险评估作为水资源短缺风险管理的基础, 已经引起了广泛的关注, 并取 得了不少研究成果[ 1~ 5] 。由于水资源短缺风险评价标准没有明显的界限, 指标的选择、指标权重等都具 有模糊性和不确定性, 这就会造成单项指标评价往往会遗漏一些有用的信息, 评判结果常常是不相容和 独立的, 甚至得到错误的结论。目前常用的评价方法有模糊评判法、灰色聚类评价、人工神经网络等综 合评价方法[ 6] 。但是, 这些方法缺乏比较客观可靠的确定评价指标权重的方法, 权重的确定成为评价的 难点。以往在确定评价指标的权重时, 通常采用主观确定权重的方法, 如层次分析法(AHP) 等。这样就 会造成评价结果可能由于人的主观因素而形成偏差。 本文将信息论中的熵值理论应用于水资源短缺风险评价中, 建立了基于熵权的水资源短缺风险模 糊综合评价模型, 避免了传统层次分析法中两两对比构造判断矩阵易于发生目标先后不一致性问题, 丰 富和改进水资源短缺风险评价方法。运用信息熵所反映数据本身的效用值来计算评价指标的权重系 数, 使得权重的确定有了一定的理论依据。同时, 采用熵权与主观权重结合的方法确定综合权重, 兼顾 主观偏好与客观属性, 评价结果更加合理可靠。以西安地区为例, 进行水资源短缺风险评价实例研究, 应用结果表明, 该模型评价过程思路清晰、计算简单, 评价结果较为客观。 2 水资源短缺风险评价指标 水资源的短缺取决于供水和需水两方面影响, 而这两方面都具有随机性和不确定性。因此, 水资源 收稿日期: 2007-11-15 基金项目: 国家 863 计划资助项目( 2006AA01A126) ; 国