基于熵权TOPSIS法的灌溉用水效率评价

【目的】对灌区灌溉用水效率进行评价,为灌区节水改造提供科学依据。【方法】通过构建灌溉用水效率综合评价指标体系,基于熵权TOPSIS法对2017—2020年新疆兵团第二师6个灌区的灌溉用水效率进行评价。【结果】熵权TOPSIS法的评价结果与灌区实际情况相符,评价结果排序与灌溉水有效利用系数排序、AHP—模糊综合评价结果排序均具有显著相关性,且熵权TOPSIS法相比AHP—模糊综合评价法的变异系数更大,更有利于灌区灌溉用水效率的等级划分;根据灌区各评价指标等级与灌溉用水效率综合评价等级之间的差异,确定了灌溉用水效率的主控因素。【结论】基于熵权TOPSIS法的灌溉用水效率评价具有可行性,灌区在节水改造建设的同时,应确定合理的灌溉制度,提高灌溉用水效率,建设现代化高效节水灌区。     

基于云模型的水环境质量评价——以贾鲁河郑州段为例

水环境质量评价可以为水环境治理工作和规划提供科学的决策依据。综合考虑水环境系统的模糊性及随机性,建立了基于云模型的评价方法,以贾鲁河郑州段2017年水环境监测资料为依据,选取COD、氨氮、总磷为评价指标,运用超标倍数赋权法确定权重,利用正、逆向云算法得到单指标的云模型,并通过综合确定度对水环境质量进行综合评价。研究表明:云模型能够很好地实现检测数值和评价等级之间的转换;2017年1-2月该地区水质为劣Ⅴ类,3-11月水质明显提高,水环境质量呈现逐月好转的趋势,且评价结果与实际情况相符。     

基于信息熵的可变模糊评价的农业用水效率测算

结合农业用水过程,提出了农业用水效率评价指标体系,并结合国家标准与相关研究成果,确定评价等级与标准。并引入基于信息熵的可变模糊评价,分别进行相对隶属度评价、可变模糊评价、综合隶属度评价,从而形成对农业用水效率的综合评价。模型的显著特点是综合考虑评价事物定性与定量的特点。通过对新疆2000-2011年的用水效率进行测算,结果表明:农业用水效率由2000年处于Ⅱ级与Ⅲ级之间且偏向Ⅲ级,转变为2011年处于Ⅲ级与Ⅳ级之间且偏向于Ⅳ级。2000-2004年新疆农业用水效率呈现量变特征,2004-2007年处于渐变式质变阶段,2007-2011年又呈现量变特征。结果与新疆实际情况吻合很好,从而验证了评价方法的合理性。     

基于DEA-CCR与复合系统的用水效率评价

使用DEA模型计算综合用水效率需满足自由度的限制,即投入产出指标数之和的2倍小于决策单元数量,否则造成区分度较低,出现多个决策单元综合效率同时为1,造成难以排序的问题,因此限制了综合用水效率评价指标个数。为解决以上问题,提出了基于DEA-CCR模型与复合系统的综合用水效率评价方法,根据水资源主要用途将综合用水效率分解为生态用水效率、生活用水效率、生产用水效率3个子系统,利用DEA-CCR模型计算各子系统的用水效率。根据多目标线性加权和法决策理论,通过子系统用水效率与各子系统熵权,求解综合用水效率。最后以上海市2001-2015年综合用水效率为例进行研究,通过分析评价结果,提出了全面的改进措施。利用基于复合系统与DEA模型的综合用水效率评价方法所得评价结果符合上海市实际情况,证明了该方法合理可用。     

六盘水市水资源可持续利用定量研究

从水资源可持续利用的内涵出发,分析其影响因素,选取涵盖了水资源条件、水资源开发利用效率、生态环境状况、社会经济环境和水资源管理能力等方面21个主要因素作为评价指标,运用熵权法计算各指标权重,利用综合评判模型对六盘水市2000-2010年水资源可持续利用进行综合评价。结果表明:2000-2010年六盘水市水资源可持续利用水平呈上升趋势,但六盘水市水资源可持续利用水平处于可持续利用的中等水平,水资源可持续利用已成为六盘水市可持续发展的制约因素。根据六盘水市的水资源利用状况,提出了加大对过境水资源的开发利用程度、加强生态环境建设、提高用水效率和蓄水工程建设等提高水资源可持续利用的措施。     

基于博弈论-云模型的金华市用水效率综合评价

用水效率综合评价是评估区域用水水平和节水成效的基础工作,对贯彻落实"节水优先"方针具有重要意义。为了科学评估区域用水效率水平、克服评价过程中的模糊性和随机性,构建了基于博弈论思想组合赋权的云模型,从综合、生活、工业和农业用水效率4个方面选取评价指标,以金华市为研究对象,对其2018年用水效率水平进行综合评价。结果表明:2018年金华市全市和下辖9个县(市、区)的用水效率均处于"效率较高"状态,与物元分析法的评价结果相一致,说明模型具有较好的适用性和可行性,评价结果可为金华市推进国家节水型社会创新试点工作和相关规划研究提供参考依据。     

基于云模型的水资源管理综合评价方法——以惠州市为例

针对具有信息不确定性、多层次水资源管理评价复杂评价问题,以2011年中央一号文件提出的水资源管理办法作为依据,从水资源开发利用、用水效率、水功能区限制纳污3个方面来构建评价指标体系;以模糊综合评价法作为评价的主体框架,使用云模型把握指标量的不确定性,更直观的体现定性概念与定量概念间的转换;并结合熵权法减少人为打分带来的影响,构建基于云模型与模糊综合评价法的改进评价模型,对惠州市的水资源管理状况进行评价。研究结果表明,惠州市整体水资源管理状态处于中等偏上水平,且通过云图对比可以更加清楚的了解水资源管理状态所处的位置与可信度和评价结果的稳定性。     

灌区用水效率与效益评价——以天津市里自沽灌区为例

以天津市宝坻区里自沽大型灌区的基本资料为基础.选取灌溉水利用系数、渠系水利用系数、田间水利用系数、灌溉水生产效率、耕地有效灌溉率、节水灌溉工程面积率6个指标,构建了模糊综合评价模型,对影响灌区用水综合效益的因素进行了分析.结果表明,2004-2008年,里自沽大型灌区综合评价指数分别为3.299、3.423、3.624、3.679、3.687整体上呈现明显的上升趋势,其用水效率状况处于较好阶段.利用模糊综合评价法,对灌区用水效率与效益进行了评价.结果表明,工程状况与管理水平对于灌区用水系数的影响较显著.必须加大灌区节水改造以及灌区管理体制改革力度,进一步提高农业灌溉水的利用效率和效益,促进水资源的可持续发展.     

基于权重约束DEA和Tobit模型农业灌溉用水效率实证研究——以黑龙江省为例

农业灌溉用水效率是评价灌溉水利用情况的重要依据,灌溉水利用效率的提高是加强农业综合实力和保障国家粮食安全的重要举措,也是构建节水型社会的基本要求。选取2013-2015年黑龙江省13个地区的数据,基于权重约束DEA和Tobit模型对农业灌溉用水效率及其影响因素进行测算和分析。结果发现:(1)加入权重约束的DEA模型更符合黑龙江省农业灌溉用水的实际情况,该模型一方面降低了传统DEA模型中出现的大范围高效率问题,另一方面避免了输入要素权重值为0的问题;(2)黑龙江省农业灌溉用水效率与降水量、水库容量、粮食作物播种面积占总播种面积的比重、人均GDP呈负向效应,与气温、水库数量、除涝面积呈正向效应,对此引入水价、制度、技术措施来提高黑龙江省农业灌溉用水效率。     

基于改进TOPSIS模型的连云港市水资源承载力研究

从水资源、社会、经济和生态4方面选取20个指标构建了水资源承载力综合评价体系,采用主客观相结合的综合赋权法—AHP-熵权法确定各指标的权重,运用改进的TOPSIS法对连云港市2008-2016年的水资源承载力进行了评价。结果表明:2008-2010年连云港水资源承载力由Ⅲ级降低到Ⅳ级,2011年起提升至Ⅲ级,且在2012年达到最大综合评价值0.6506,此后承载力水平虽略有波动,但始终处于Ⅲ级中等水平,年均综合评价值为0.599 9。基于连云港市水资源现状,可采取注重农业节水、加大水利建设投资、充分利用雨洪资源、注重海水淡化等方法来提升该地区水资源承载力。     

京津冀城郊农业园区水资源利用效率评价方法及实例

京津冀区域水资源短缺,城郊农业园区水资源利用遵循高效利用的理念,可提高园区用水效率,对缓解供用水矛盾具有着重要意义。在分析京津冀城郊农业园区供用水现状的基础上,界定了农业园区水资源高效利用的内涵;优选了农业园区水资源利用效率的评价指标体系,提出水源、用水和再生水3个准则层,共13个指标进行评价;采用可拓层次分析法确定各层指标权重,采用模糊综合评价模型确定各指标利用效率的隶属度,最终通过逐层计算对典型园区水资源利用效率进行评价。评价结果表明2015、2016和2017年该园区的水资源利用效率综合评价值分别为0.298 7、0.396 5和0.666 0,3个年度综合评价值的变化较准确地反映了该园区在节灌和非常规水资源利用等方面所做的工作。研究所提出的农业园区水资源利用效率评价指标体系、指标权重、评价模型用于京津冀城郊农业园区水资源利用效率的评价,具有较高的准确度。     

基于云模型的安康市水资源保护效果评价

从水资源系统、水生态环境系统、社会经济系统3个方面出发,构建出基于水量、水质、水生态、水资源经济四维并重的水资源保护效果评价体系;参考水利现代指标体系等级和标准,选用3个准则层,共筛选出16个评价指标因素并按照合理的数值区间划分成4个等级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,采用熵权法和基于X条件云发生器算法的正态云模型来建立水资源保护效果评价模型,对安康市2013～2017年水资源保护效果进行综合评价。结论为:安康市水资源保护效果连续5年逐年改善。通过查阅市水利局和环保局公告资料,结论与安康市实际情况相符,说明模型具有可行性与合理性。     

基于改进层次耦联云模型的库岸边坡稳定性评价

针对库岸边坡稳定性评价过程中指标概念随机性与模糊性共存问题,提出了一种基于改进层次分析法和云模型的边坡稳定性综合评价模型。考虑到目标与准则间的关联性,文中建立并运用改进层次分析法给出了评价指标权重值的确定方法;在此基础上,根据边坡稳定性评价标准,利用云模型理论对其评价指标样本的确定度及区分等级进行了判定计算,进而建立了库岸边坡稳定性评价的层次耦联云模型,并提出了其具体实施程序。结合锦屏一级水电站左岸高边坡,对其稳定性安全评价实施了考证,并将评价结果与其他评价方法进行比对分析,结果表明本文所建模型运用于边坡稳定性分析有效可行,该模型不仅提高了分析效率,而且顾及了稳定性等级的模糊性和实测值的随机性。     

基于云模型及可变模糊聚类迭代模型的灌区节水水平评估

农业灌区是农业最主要的用水大户,其节水水平直接关系到整个农业节水目标的实现。选择河北省石津灌区为研究区域,根据灌区的实际情况,提出基于云模型和可变模糊聚类迭代模型的模糊综合评价法,有效地克服了隶属度确定的随机性和模糊性,同时权重确定也更加合理。利用该方法评估了灌区2002-2011年的节水水平。评估结果表明,灌区节水水平逐年提高,由耗水型转变为过渡型,但灌区渠系水利用系数和灌溉水利用系数整体偏低,有待于进一步提高。研究成果可为大型灌区节水评价以及灌区的节水管理提供技术支持。     

基于投影寻踪的宁夏农业水资源利用率评价

针对农业水资源利用效率评价指标的不相容性和维灾问题,利用遗传投影寻踪模型将高维指标投影到低维子空间,通过寻求最佳投影方向来判断各评价指标的贡献值和方向性,对农业水资源利用效率进行判定。利用该方法探讨2015年宁夏5市农业水资源利用效率的高低,选取与资源利用效率、经济效益和生态效益等相关的18个指标进行综合评价,优化评价标准的最佳投影方向,确定样本投影值,根据投影寻踪等级评价模型对各地区农业水资源利用效率进行分类和评价。结果很好地反映了各指标对综合评价目标的贡献性和方向性以及各评价子单元的利用效率,与实际情况相符。可为区域农业水资源优化配置提供决策参考。     

基于PCA和GRA-TOPSIS相耦合的灌区用水效率评价模型构建与应用

【目的】对灌区用水效率进行科学合理的综合评价,为灌区改造建设提供决策依据。【方法】从灌区用水水平、工程状况、管理水平和灌溉技术水平等方面建立了评价指标体系,在此基础上,构建了PCA和GRA-TOPSIS相耦合综合评价模型,以内蒙古引黄灌区5个大型灌区为例进行验证。【结果】PCA和GRA-TOPSIS相耦合法与GRA-TOPSIS法对各评价灌区的综合评价排序完全一致、与FMA法对各评价灌区的综合评价排序位次基本一致,表明评价结果合理;3种评价方法所得评价值的极差分别为0.501、0.448、0.500,变异系数分别为0.699、0.450、0.921,PCA和GRA-TOPSIS相耦合法所得评价值的变异系数比其他2种方法大,更有利于直观地区分各灌区的灌溉用水效率水平,更适宜用于灌区灌溉用水效率等级划分;PCA与GRA-TOPSIS相耦合法所得各评价灌区综合评价值符合灌区实际,评价结果可靠。【结论】PCA与GRA-TOPSIS相耦合评价法适宜于灌区用水效率的综合评价。     

基于PSO-AHP与粗集理论组合赋权的灌溉用水效率评价

在构建灌区灌溉用水效率评价指标体系的基础上,依据线性加权思想将基于粒子群算法的层次分析法(PSO-AHP)和粗糙集理论所得的主客观权重组合以获取组合权值并用模糊综合评价法评价灌溉用水效率。用Spearman等级相关系数检验模糊综合评价法和灌溉水有效利用系数的评价结果,其相关系数达到0.833,且各灌区灌溉用水效率的排序位次均不超过2,证明了采用PSO-AHP与粗糙集理论进行组合赋权并用模糊综合评价法评价灌溉用水效率的合理性。进一步对比两种评价结果的极值和变异系数,模糊综合评价法的1.051和0.170均远大于灌溉水有效利用系数的0.048和0.035,更有利于评价等级的划分,表明文中所采用的评价方法相对于灌溉水有效利用系数在灌溉用水效率评价领域具有明显的优越性。     

模糊层次综合分析法在农业水价综合改革实施效果评价中的应用

随着农业水价综合改革力度的不断加强和试点范围的不断扩张,系统合理地评价农业水价改革项目的实施效果,可为继续推进和深化农业水价改革提供参考依据和指导。以山东省某市农业水价综合改革试点项目为背景,基于野外调研和观测数据,利用模糊层次综合分析法对农业水价综合改革实施效果进行综合评价。从节水、经济、社会和生态四个层面,建立了由15项二级指标组成的农业水价改革项目效果评价体系;构造了模糊层次分析模型,模型采用三标度法建立优先判断矩阵,运用和行归一法确定评价指标的权重向量;并利用模糊逻辑理论模型对评价指标和结果进行定量化分级。评价结果表明:该市农业水价综合改革实施效果评价等级为较好,其中节水效果和经济效果评价等级为较好,社会和生态环境效果评价等级为一般。结果发现模型是合理可行的,能够全面系统的反映改革试点市的问题和不足,针对评价等级较低的指标和改革工作中存在的实际问题,还应加大资金投入、配套计量设施以及提高农民节水意识等方面的研究和投入。     

基于混合蛙跳算法投影寻踪模型的黄河流域用水效率评价

水资源短缺是制约黄河流域社会经济发展的主要瓶颈,提高用水效率对缓解该区域水资源短缺问题十分重要。根据黄河流域2010年供用水资料构建用水效率评价指标体系,运用基于混合蛙跳算法的投影寻踪模型对黄河流域用水效率进行评价,以模型计算的投影值作为衡量流域各省(区)用水效率水平的依据,并分析影响用水效率的主要因素。结果表明:用水效率存在明显的区域差异,经济社会发展水平相对较高的区域,水资源利用效率相对较高,山西用水效率最高,宁夏用水效率最低;人均综合用水量、农田灌溉每公顷平均用水量、农业用水比例、万元GDP用水量等为黄河流域用水效率的主要影响因素。评价结果可为用水效率管理及节水型社会建设提供科学的参考依据。     

区域农业用水效率评价指标体系研究

农业用水效率的评价直接影响区域农业用水效率。基于区域农业用水的特征和内涵,从用水状况、节水技术、人力资本和用水效益四个维度,构建区域农业用水效率评价指标体系。该评价指标体系的构建对建立科学高效的区域农业用水效率评价模型提供理论参考,并为农业用水效率的提高提供一定的现实依据。