Page 5 - 水利学报2021年第52卷第6期

水 利 学 报

2021 年 6 月 SHUILI XUEBAO 第 52 卷 第 6 期

文章编号：0559-9350（2021）06-0633-14

可变勾股模糊 VIKOR 水资源系统韧性评价调控模型及应用

杨亚锋 ，王红瑞 ，巩书鑫 ，邓彩云 1
1
1，2
1
（1. 北京师范大学 水科学研究院 城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室，北京 100875；
2. 华北理工大学 理学院，河北 唐山 063000）
摘要：水资源系统韧性的评价与调控是缓解水资源危机，规避水资源风险的重要途径之一。结合水资源系统韧性
的内涵，分析水资源系统面临压力的多元性、复合性与吸收扰动的能力，从抵抗性、恢复性和适应性三个方面构
建了韧性评价指标体系；针对勾股模糊 VIKOR 方法中决策者在相邻模糊语言变量之间的主观犹豫性，从韧性评
价指标的客观数据出发，利用可变集相对隶属度的方法改进勾股模糊数的获取途径，构建了一种可变勾股模糊
VIKOR 多准则决策模型。该模型借助利益比率刻画韧性水平与时空演化特征，通过折衷排序值的异常检测，挖
掘主要调控方向及相应指标，进而实现水资源系统的韧性评价与调控分析。将该模型应用于长江经济带 11 个省
级行政区 2008—2017 年水资源系统韧性评价与调控分析的研究结果表明：长江经济带 2008—2017 年水资源系统
韧性总体上呈现上升趋势，但 2015 年以后出现一定程度的下滑；各省韧性水平存在较大差异，呈现东段弱、西
段和中段强的地域分布；水资源系统韧性在适应性方向的调控是应关注的重点。
关键词：水资源系统；韧性评价；勾股模糊集；VIKOR；可变集；长江经济带

中图分类号：TV213.9 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb.20200455

1 研究背景

水资源是人类赖以生存和发展的基础，各种水问题频发促使人类思考更合理的水资源可持续利
用策略 ［1-4］ 。作为研究热点之一，安全评价与风险管理是实现水资源系统可持续发展的重要途径 ［5-6］ 。
近年来，韧性理念逐渐在城市水资源系统的研究中受到关注 ［7-9］ 。
韧性（Resilience）一词源自拉丁语中的“Resilio”，是“复位到原始状态”的意思。与风险分析相
比，韧性研究更强调系统本体具备的应对外来冲击的能力。不同学者对水资源系统韧性有着不同理
解：我国学者俞孔坚等 ［10］ 提出了水系统韧性的概念，认为水系统具备韧性的特征。Alessa 等 ［11］ 在已有
水资源评价指数的基础上建立了水资源脆弱性指数，用以表达水资源系统韧性。Sandoval-Solis 等 ［12］
以“赤字”为衡量值，从可靠性、恢复性和脆弱性三个方面建立了水资源可持续性指标。Yang 等 ［13］ 以
尼泊尔河流域为研究对象，结合 Sandoval-Solis 等的“赤字”概念，从稳定性、恢复性和脆弱性三个方
面衡量水资源的可持续性。Huang 等 ［14］ 利用 GIS 和 ABM 模型对城市水系统韧性开展研究。在以上研究
的基础上，作者认为水资源系统韧性指水资源系统及其基本功能在受到自然或人类活动干扰时，具
备恢复原有水资源系统功能，并达到新的适应平衡的特性，这个恢复包含了自然和人工的调控作用。
水资源系统是一个复杂多因素系统，与经济、社会和生态环境等多个系统之间存在密切的耦合
关系，其韧性评价必然面临多准则决策（Multiple-Criteria Decision Making，MCDM）问题 ［15］ 。多准则决
策是指在具有相互冲突、不可公度性（Non-commensurable）的方案集中进行选择的决策，其主要目标

收稿日期：2020-06-22；网络首发时间：2021-05-21
网络首发地址：http：/kns.cnki.net/kcms/detail/11.1882.TV.20210521.1046.001.html
/
基金项目：国家重点研究计划项目（2019YFC0408902，2018YFC0407900）；国家自然科学基金项目（51879010）
作者简介：杨亚锋（1985-），博士生，副教授，主要从事水资源不确定性建模研究。E-mail：hblgyyf@ncst.edu.cn
通讯作者：王红瑞（1963-），教授，博士生导师，主要从事水文与水资源规划研究。E-mail：henrywang@bnu.edu.cn
— 633 —