1、收稿日期：20220430作者简介：李建国（1991），男，硕士，工程师，主要从事水利规划设计工作。摘要：水是制约经济社会发展的关键因素，为解决好供需水矛盾，实现水资源的优化配置，必须系统掌握好地区水资源承载力。为解决这一问题，以河北省某市为例，在系统分析水资源承载力影响因素的基础上，从水资源禀赋条件、水资源开发利用程度、供水能力、水环境状况、经济社会发展水平5个层面建立了由22项二级指标构成的水资源承载力评价体系，改进的模糊层次分析法用于确定各级指标权重，对该市水资源承载力进行了多级模糊评价。实例分析结果表明，该市水资源承载力综合评价等级为中等，其中水资源开发利用程度评价等级为较好，水资源禀
2、赋条件、供水能力、水环境状况、经济社会发展水平评价等级为中等，研究成果符合该市现阶段的水资源开发利用实际情况，对于该市优化水资源管理工作具有一定的参考意义。关键词：水资源承载力；层次分析法；模糊综合评价中图分类号：TV213.4；TV211文献标识码：A文章编号：1004-7328（2023）04-0005-06DOI：10.3969/j.issn.1004-7328.2023.04.002基于模糊综合评价的水资源承载力研究李建国1，贾冬梅2，吴东1，田浩业1（1.天津市中水科技咨询有限责任公司，天津300171；2.天津市排水管理事务中心第七排水管理所，天津300400）水资源 海河水利20
3、23.No.4StudyonWaterResourcesCarryingCapacityBasedonFuzzyComprehensiveEvaluationLI Jian-guo1，JIA Dong-mei2，WU Dong1，TIAN Hao-ye1（1.Tianjin Zhongshui Water Science and Technology Consultation Co.Ltd.，Tianjin 300171，China；2.The Seventh Drainage Management Office，Tianjin Drainage Management Affairs Cent
4、er，Tianjin 300400，China）Abstract：Water is the key to restrict economic and social development.In order to solve the contradiction between watersupply and consumption and realize the optimal allocation of water resources，it is a prerequisite to systematically masterthe regional water resources carryi
5、ng capacity.In order to solve this problem，taking a city in Hebei Province as an example，based on the systematic analysis of the influencing factors of water resources carrying capacity，this paper has establishedan evaluation system of water resources carrying capacity composed of 22 secondary indic
6、ators from the five aspects of waterresources endowment conditions，water resources development and utilization degree，water supply capacity，waterenvironment conditions and economic and social development level.The improved fuzzy analytic hierarchy process wasused to determine the weights of indicato
7、rs at all levels.The multi-level fuzzy evaluation on water resources carryingcapacity of the city is carried out.The results of case analysis show that the comprehensive evaluation grade of waterresources carrying capacity of the city is medium，among which the evaluation grade of water resources dev
8、elopment andutilization degree is good，and the evaluation grade of water resources endowment conditions，water supply capacity，waterenvironment status and economic and social development level is medium.The research results are in line with the actualsituation of water resources development and utili
9、zation of the city at the present stage，and have certain referencesignificance for the optimization of water resources management of the city.Key words：water resources carrying capacity；analytic hierarchy process；fuzzy comprehensive evaluation水是人类赖以生存的战略资源，是国民经济发展的基础和命脉。关于水资源承载力的概念最早源于生态学 中的“承载能力”（C
10、arrying Capacity）一词，是自然资源承载力的一部分。我国学者对水资源承载力有不同的表述，如汪恕诚1认为，水资源承载力是在一定流域或区域内，其自身的水资源能够持续支撑经济社会发展规模，并维系良好的生态系统的能力。朱一中等人2则认为，在一定的水资源开发利用阶段，满足生态需水的可利用水量能够维系有限2023年4月发展目标的最大的社会经济规模。由水利水电规划设计总院编制的 全国水资源承载能力监测预警技术大纲 对水资源承载力概念进一步做出了界定，即可预见的时期内，在满足合理的河道内生态环境用水和保护生态环境的前提下，综合考虑来水情况、工况条件、用水需求等因素，水资源承载经济社会的最大负荷。
11、上述成果均从不同角度对水资源承载力进行了界定，而对水资源承载力的定量分析目前仍处于探索阶段。为此，笔者引入多级模糊综合评价模型，综合考虑地区水资源禀赋条件、水资源开发利用程度、供水能力、水环境状况及经济社会发展水平等因素，构建了水资源承载力综合评价体系，采用改进的模糊层次分析法确定各级指标权重，并以河北省某市为例，将上述研究成果用于当地水资源承载力的评价。1评价指标体系的确立水资源承载力的研究主要是服务于区域水资源的优化配置，从而实现水资源的持续利用和经济社会及生态环境系统的可持续发展。承载力的大小集中体现了“供给端”的承受能力，同时也受到“需求端”的影响。换言之，水资源承载力受“供需”双侧的
12、共同影响。其中，水资源禀赋条件是决定区域水资源承载力的基础，是确定评价指标的首要因素。其次是水资源的开发利用程度，众所周知，我国水资源时空分布不均，水资源开发利用程度集中体现了区域水资源的开发潜力及其开发的难易程度。经济社会发展水平直接反映了发展对水资源的需求，通常来说经济发展水平越高，对水资源的需求越大。供水能力和环境状况则是从不同的角度制约着社会经济发展水平，从而影响到水资源的承载力。在系统分析影响水资源承载力主要因素的前提下，笔者本着目标性强、适用范围广、可操作性强的原则选取22项2级评价指标，构成了水资源承载力综合评价指标体系，详见表1。目标层水资源承载力综合评价准则层水资源禀赋条件水
13、资源开发利用程度供水能力水环境状况经济社会发展水平指标层水资源总量人均水资源量地表径流模数地下水补给模数地表水开发利用程度地下水开发利用程度水资源利用率人均水资源可利用量地表水入库率地下水开采能力供水量模数人均供水量污水处理率产水模数生态环境用水率污径比城镇化率人口密度人均GDP万元GDP用水量工业万元产值用水量缺水率指标含义地表径流量和降水入渗补给量之和水资源总量/人口总数径流量/土地面积地下水补给量/土地面积地表水年供水量/地表水总量地下水供水量/地下水可供水量需水量/可供水资源量可供水资源量/人口总数地表水年入库水量/地表水资源量地下水可供水量/地下水资源量供水量/土地面积实际供水量/人
14、口总数污水处理量/污水总量产水量/土地面积生态环境需水量/水资源总量排放的污水流量/河流径流量城镇人口/总人口人口/土地面积GDP/总人口总用水量/GDP总量工业需水量/工业总产值缺水量/总需水量单位万m3m3万m3/（km2a）万m3/（km2a）%m3%万m3/km2m3%万m3/km2%人/km2万元万m3万m3%表1水资源承载力综合评价指标体系2水资源承载力综合评价模型构建2.1模糊层次分析法确定指标权重改进的模糊层次分析法最初是由李永等人3提出，通过对传统的层次分析法进行改进，将指标重要性判定中的九标度法改为三标度法，在很大程度上提高了判断结果的精确性，同时也避免了一致性检验的重复进
15、行，大幅提升了迭代收敛速度，目前该方法获得较多应用4，已成为确定权重系数中较为可靠的方法。具体计算步骤如下。2.1.1三标度法构建判断矩阵采用改进的三标度法，构建互补型模糊判断矩阵：李建国，贾冬梅，吴东，等：基于模糊综合评价的水资源承载力研究 62023.No.4hij=|0 d(i)d(j)（1）式中：d（i）、d（j）分别代表指标hi和hj的相对重要程度。将互补型模糊判断矩阵 H=（hij）nn改造成模糊一致性判断矩阵R=（rij）nn，具体计算方法如下：ri=j=1nhij（2）rij=ri-rj2n+0.5（3）式中：ri表示互补型模糊判断矩阵各行元素之和；rij表示模糊一致性判断矩阵
16、中各元素。2.1.2计算权重（1）计算权重向量。采用行和归一法对模糊一致性判断矩阵R求行和，并进行归一化处理，可得初始权重向量，计算方法如下：W(0)=(w1,w2wn)T=|j=1nr1ji=1nj=1nrij,j=1nr2ji=1nj=1nrijj=1nrnji=1nj=1nrijT（4）式中：W（0）表示初始权重向量。（2）构建互反型矩阵。将互补型矩阵H=（hij）nn变为互反型矩阵P=（pij）nn，转换方法如下：pij=rijrji（5）（3）计算更高精度的权重向量。以权重向量W（0）作为迭代初值V0，方法如下：Vk+1=PVk（6）若Vk+1-Vk（0.001），则Vk+1即为最大特征值max，将Vk+1进行归一化处理，即Vk+1=|vk+1,1i=1nvk+1,vk+1,2i=1nvk+1vk+1,ni=1nvk+1T所 得 向 量 W（k）=Vk+1为权重向量，迭代结束。2.2建立承载力评价的模糊关系矩阵水资源承载力评价是一项涉及多因素综合评价的复杂课题，在多目标决策中由于部分指标通常具有较强的不确定性，很容易影响最终评价结果。而模糊综合评价法是基于模糊数学理论，其特有
