层次分析法在水安全评价中的应用.pdf

2007年第3期黑龙江水利科技No．3．2007
(第35卷)HeilongjiangScienceandTeclnologyofWaterConservancy(TodalNo．35)

文章编号：1007—7596(2007)o3—0l17—02
层次分析法在水安全评价中的应用

王彦威，邓海利，王永成

(1．黑龙江正业勘测设计有限公司，哈尔滨150030；2．山东济宁市气象局，山东济宁272000)

摘要：介绍了层次分析法评价水安全的基本原理和方法步骤，用该法对水安全相关联的因素对水安全影响的重要性进行逐层比
较，说明了层次分析法是一种简单而实用的多层次的评价决策方法。
关键词：层次分析法；水安全；评价；MATLAB
中图分类号：X824文献标识码：B

近年来，水安全问题成为学术界及社会各界关注的焦因素进行两两对比，来确定它们相对于上一层的权重值，判
点，并已经成为21世纪社会经济发展的严重制约因素。各断矩阵的构造一般采用T．L．Saaty建议的九级标度法(见
个国家和地区都投入大量的人力物力去研究水安全问题。表1)，且判断矩阵应满足：
2000年的世界部长级会议和世界水讨论会都把“21世纪水1
alj：aij：1
安全”作为主题，并在海牙提出：为实现21世纪水安全，我们
面临着“满足基本需要；保证食物供应；保护生态系统；共享o表示的是第i个因素的重要性与第个因素的重要性
水资源；控制灾害；赋予水价值；合理管理水资源”等一系列之比。构造判断矩阵如下：
的挑战。我国水资源总储量较丰，但却是一个公认的贫水bl1bl2⋯bl

国，且存在污染严重，水功能减退，生态环境恶化等一系列问b21b22⋯b2

●●
题。水安全问题已不再单单是水资源问题，还包括它引发的：：

其他问题，如经济安全、社会安全，甚至上升到了国家安全的b1bm2·一b
高度⋯。对水资源紧缺的地区来说，水资源已经是关系到生
K=1，2，⋯P；i√=1，2，⋯m
存和发展的战略问题，因此有必要对水安全进行深入的研式中：表示第位专家；6表示第k位专家对于第i行与第
究，以便于针对水安全所处的状态或者等级做出决策。本文列两个指标因素判断的标度值。各个子指标体系的判断矩
主要是建立了多层次的水安全评价体系，并应用层次分析法阵也如上述方法构建。
计算各个影响因素的权重排序，在评价的基础上为决策者提对目标层和中间层一律按照上述方法构造判断矩阵Ⅳ
供依据。(表2)。同理对各个层次进行判断，整理得到水安全评价体
l层次结构和指标体系系中考虑的36个因素的判断矩阵。
根据区域水安全评价指标体系的建立原则：科学性、表19级标度值及其含义
完备性、动态性与静态性、定量与定性、可比性、可操作性原标度含义
1表示两个目标相比，同等重要
则。经过理论分析和专家咨询，利用层次分析法将水安全评
3表示两个目标相比，一个目标比另一个稍微重要
价体系分为4个层(见表3所示)，即目标层、中间层一、中间5表示两个目标相比，一个目标比另一个明显重要

层二、指标层。本评价体系中共包括6大方面：水供需安全、7表示两个目标相比，一个目标比另一个强烈重要
水生态安全、饮用水安全、水灾害安全、粮食安全、水管理，共9表示两个目标相比，一个目标比另一个极端重要
36个指标。2，4，6，8上述两相邻判断的中间值
倒数目标i与目标比较判断为o，则目标与目标i比较判断为o=—
1．1权重的确定
由于各个指标的作用不同，对水安全的影响程度有一定1．3层次单排序及一致性检验
的差异，为了区分差异性，本文采用层次分析法来确定各个1．3．1层次单排序
指标的权重值。将这些按照隶属关系的不同分为若干层次，层次单排序是根据判断矩阵计算对于上一层次某元素
利用数学方法及专家咨询，给出各个层次各个目标的相对权而言，本层次与之有联系的元素重要次序的权值，是本层次
重值，为水安全的评价提供依据。中所有元素对上一层次而言进行重要性排序的基础，实质是
1．2构造判断矩阵计算判别矩阵的最大特征和相应的特征向量，并将特征向量
水安全评价体系中既有定量指标又有定性指标，各个指归一化处理。则其相应的分量即为该层次的排序权重值，也
标的重要程度不同，其关联程度也不同。首先对同一层次的就是单排序的结果。本文用方根法计算方法，并在计算机上

[收稿日期]2007一O1—18
[作者简介]_-v_g威(1980一)，男，黑龙江哈尔滨人，助理工程师；邓海利(1980一)，男，山东济宁人，助理工程师；王永成(1978

一)，男，黑龙江哈尔滨人，助理工程师。

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(第35卷)HeilongjiangScienceandTeclnologyofWaterConservancy(Tod