變化環境下區域水資源變異與評價方法不確定性

宮昌平

(吉林省水文水資源局四平分局，吉林 四平 136000)

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變化環境下區域水資源變異與評價方法不確定性

宮昌平

(吉林省水文水資源局四平分局，吉林 四平 136000)

區域水資源環境評價一直是水文科學研究的重要內容，主要是因為區域水資源環境變化不僅會對水資源循環過程形成影響，也會對區域經濟發展形成極為不利的影響作用。通過對區域水資源環境進行分析和研究，可以為水資源開發、利用、管理以及保護工作有序開展提供科學的理論依據，也可以為社會經濟發展提供科學指導，對我國國民經濟水平進一步提升具有極為重要的作用。目前，我國水資源開發利用上存在很多問題，例如水資源供需平衡日益突出、水質嚴重污染和水環境破壞等問題，這些問題的存在對我國生態社會建設工作會形成極為不利的影響作用。文章主要從當前我國水資源環境存在的問題出發，對變化環境下區域水資源變異及方法不確定性進行深入分析。

變化環境；區域水資源；變異；評價方法；不確定性

0 前 言

水資源在促進社會可持續發展中起著不可替代的重要作用，也是人類生存的必備條件，關系著人類的生存和發展。隨著社會經濟水平日益提升，工業快速發展遺留下的問題逐漸暴露出來，例如工業污水對河流水資源形成嚴重的破壞等，這些問題的存在對社會進一步發展形成了極為不利的影響作用，這也是我國當前集中生態社會的重要目的。當前社會重點工作之一是治理水資源污染問題，主要是因為區域水資源環境變化不僅會對水資源循環過程形成影響，也會對區域經濟發展形成極為不利的影響作用。在全面開展水資源治理、研究工作中，變化環境下區域水資源變異和評價方法的不確定性是研究的重點。水資源環境綜合評價，可以為水資源環境治理工作的有序開展提供充分的保障，但由于水資源地域性質，導致評價方法存在不確定性，如何選擇科學的評價方法實現對水資源環境的評價，是水利水文單位研究的重要課題。

1 當前我國水資源環境評價現狀

隨著社會經濟水平日益提升，工業快速發展遺留下的問題逐漸暴露出來，例如工業污水對河流水資源形成嚴重的破壞等，這些問題的存在對社會進一步發展形成了極為不利的影響作用。而水資源環境綜合評價，可以為水資源環境治理工作的有序開展提供科學的理論依據。開展水資源評價工作，需要全面了解區域水資源現狀，主要是因為區域水資源現狀是水資源可持續發展和合理開發利用的重要依據，與水利工程規劃和建設工作具有重要的指導意義。

目前，我國水文工作中對于區域水資源的評價都是將水量、水質區分開來的，即在不討論水質的情況下，對水量進行評價，然后在不考慮水量的情況下，對水質進行評價。這樣的評價方法存在很大的局限性，主要是因為利用這樣的方法進行評價，評價結果難以準確描述出區域滿足不同用途的水量，以及水資源分布狀況，這會對水資源規劃設計、開發利用以及管理保護工作形成極為不利的影響作用。眾所周知，河流從上游到下游的流域面積會不斷增加，且水量也會不斷增加。而水資源污染在流域分布上存在不確定性，隨著河流水資源的流動，就會對整體水質形成影響。我國水資源評價工作開始比較晚，截止到目前為止，進行了兩次大規模的水資源評價。其中第一次水資源評價選用的內容主要為地表水資源數量、地下水資源數量、水質、分布規律以及水資源總量，系統的描述了我國水資源數量和水資源分布特征，為我國開展水資源開發利用以及保護管理工作奠定了堅實的基礎。

2 不確定性評價方法的基本內涵

水資源評價方法非常多，在我國經常使用的方法有指數評價法、分級評價法、不確定性評價方法。其中，不確定性評價方法應用最為廣泛，主要是因為水資源評價充滿著不確定因素，包括水體自身都是一個不確定性因素和變化復雜的環境，而這種評價方法的推導嚴謹，評價結果準確度比較高，所以在水資源評價中得到了推廣和廣泛的使用。不確定評價方法主要包括模糊數學論、灰色系統理論、物元分析法、人工神經網絡、集對分析法以及TOPSIS等評價方法，每一種評價方法都有自身的優劣勢，這就需要評價人員在進行水資源評價工作的時候，根據實際情況選擇科學、有效的方法，只有這樣才能確保評價結果的準確性和可靠性，從而實現水資源評價的重要目的。

3 變化環境下區域水資源變異與評價方法不確定性

隨著社會經濟迅猛發展，帶動了工業的快速發展，工業發展對生態環境造成了非常嚴重的破壞，人類生產活動也對生態環境形成了極為不利的影響作用。隨著人類生活水平日益提升，對生活環境和生活質量的要求也越來越高，環境治理問題已經成為社會工作的重點，引起了全社會的廣泛關注，響應社會經濟可持續發展的號召，對變化環境下區域水資源變異和評價可以為生態環境治理工作提供科學的理論依據。

3.1 區域水資源變異問題

吉林省河流不多，但流經河流眾多，如松花江、嫩江等河流，河流水資源比較豐富。改革開放時期，東北大開發對吉林省生態環境造成了嚴重的破壞，雖然隨著經濟不斷發展，對于生態環境治理越來越重視，但依然沒有取得明顯的效果。生態環境的破壞，對水資源形成了極為不利的影響作用。例如，對于土壤和植被的破壞，導致水土流失和河流含沙量增加，對水量和水質都形成了極為不利的影響作用，這也是吉林省水資源工作的重點。

1)年際、空間尺度和年內分配變異問題。

在對區域水資源進行規劃和管理工作中，通常會使用到水資源時間和空間尺度相關信息。水資源具有顯著的時空屬性特點，即在同一區域的水資源會發生年內變化和年際變化，而且在同一時間同一區域的水資源也會出現多寡之分。因此，區域水資源變異中，應該重點考慮水資源的年際尺度和空間尺度是否變異。如果存在變異，則需要考慮是哪些原因造成了變異。例如，在時間尺度相同的情況下，應該重點考慮變異后區域水資源空間分布特點和變化規律。理清水資源年際尺度、空間尺度以及年內分配變異問題，可以為區域水資源系統的規劃管理提供充分的保障。

2)實測、還原和還現年徑流變異問題。

對于區域水資源實測、還原和還現年徑流序列變異問題的研究，會對區域水資源評價工作形成重要的影響作用。主要是因為河流的水資源受氣候變化和人類活動的影響，其中人類活動對河流徑流量的影響主要體現在2個方面。①河道外引用消耗的水量不斷增加，②農業生產以及基礎設施建設對流域的下墊面條件形成了破壞。這些問題的存在都會改變實測水文資料的一致性，使其難以真實反映出區域水資源的流量大小。所以，在研究區域水資源變異問題上，對水資源實測、還原以及還現年徑流序列變異問題的研究也是非常重要的。

3.2 區域水資源評價方法不確定性

針對吉林省變化環境下區域水資源變異，對吉林省水資源評價，可以采取不確定性評價方法，應用人工神經網絡評價方法，需要收集水質相關資料，將這些資料輸入網絡系統中，利用已掌握的知識信息的網絡進行評價，從而得出準確的評價結果。而基于人工神經網絡的多指標綜合評價方法，則是通過神經網絡的自學習、自適應能力，建立接近與人類思維模式的綜合評價模型。由專家將評價指標賦予網絡上，模擬專家對區域水資源變異進行定量評價，可以有效避免評價過程中產生的人為失誤，對提高評價結果的確定性和可靠性具有十分重要的意義。由于吉林省區域內水資源整體狀況比較復雜，對水資源進行評價，需要的內容主要包括水量、水質以及水資源分布特征，在進行水資源評價工作的時候，先從水文資料中獲取所需的準確數據，對這些數據進行分析和評價，而在評價中根據實際情況選擇科學的評價方法，就可以有效提高評價結果的準確性和可靠性。在區域水資源評價方法不確定性中常用方法為模糊綜合評價法、灰色系統理論法等，其中模糊綜合評價是對多種模糊因素所影響的現象進行總的評價，其顯著特點是邊界不清晰。區域水資源評價中主要體現在一級水和二級水的邊界是無法用絕對判據劃分，也充分表現出了它連續漸變的特點。模糊綜合評價法應用于區域水資源評價中具有非常強的合理性，用這種方法進行評價，可以確保評價結果的準確性和可靠性。但由于評價過程比較復雜，為了保證結果的準確性，在確定指標權重和相關參數的時候就需要具備一定的經驗。灰色系統理論法側重于對水體水質的評價分析，在應用這種方法時，首先要確定各監測點水樣的相關參數，并對參數序列進行統一處理，最后確定參數的權重，并應用公式對評價結果進行計算，最終實現對變化環境下區域水資源變異評價的重要目標。

通過對變化環境下區域水資源變異和評價，對吉林省經濟發展和水資源合理開發利用提供了科學的指導，對制定水資源管理保護規劃和區域經濟發展規劃提供了科學的理論依據，有利于促進區域經濟進一步發展。

4 結 語

綜上所述，變化環境下，對區域水資源進行科學的評價，可以為區域經濟發展和水資源合理開發利用提供充分的保障。因此，國家水利水文或者地方水文站工作的重點應該是提高水資源評價結果的準確性和可靠性。

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2017-04-12

宮昌平(1963-)，男，吉林四平人，工程師。

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