[发明专利]一种基于PSR的流域水安全度量方法

权利要求书

1.一种基于PSR的流域水安全度量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A，基于PSR的流域水安全评价指标初选：流域水安全评价体系由目标层、准则层、分类层、指标层4个层次组成；其中，目标层的评价目标为“水安全”；准则层由“状态”、“响应”和“压力”三个项目组成，其中准则层中“状态”项目对应分类层中的“水资源”、“水环境”、“水生态”、“水灾害”4个分类指标，准则层中的“响应”项目对应分类层中的“水设施与水管理”分类指标，准则层中的“压力”项目对应分类层中“经济与社会”分类指标；分类层中的各个分类指标分别对应指标层中的2个或2个以上具体的评价指标；确定初选的各个评价指标，并且采集评价指标需要的数据；

步骤B，基于特定流域特征的评价指标优选：集合特定流域水问题特征以及数据可得性特征对初选的评价指标进行删减、增设或采用统计学方法对初选的评价指标进行调整，所述统计学方法包括相关性分析、主成分分析；

步骤c，各评价指标进行归一化处理：针对优选后各评价指标间的物理量量纲和单位不同，采用极差变换法将指标特征值进行一致无量纲化处理；

步骤D，流域水安全多指标综合集成：通过压力、状态、响应多准则集成，综合量化水安全度，具体公式如下：

X_t＝S₁×RP_t+S₂×EV_t+S₃×EC_t+S₄×NR_t+S₅×IM_t+S₆×ES_t (5)

式中：X_t为第t时间的水安全综合指数；S1-S6为各分类的权重系数，表征各分类子系统对于水安全具有的重要性程度；RP_t为第t时间的水资源指数；EV_t为第t时间的水环境指数；EC_t为第t时间的水生态指数；NR_t为第t时间的水灾害指数；IM_t为第t时间的水设施与水管理指数；ES_t为第t时间的经济与社会指数；其中：

其中，M_p，t为流域水安全评价指标p在第t时间的数值；W_p为各评价指标的权重系数；对所有评价指标依次进行编号，Np1-Np6分别为准则层中水资源、水环境、水生态、水灾害、水设施与管理、水经济与社会指标项目对应的指标层中的最后一个评价指标的顺序编号；

步骤E，流域水安全等级的划分及评级：按照一定间隔将流域水安全程度划分为不同等级，将实测的水安全综合指数与各等级的水安全综合指数区间范围进行比对，确定所测定流域的安全评级。

2.根据权利要求1所述的基于PSR的流域水安全度量方法，其特征在于，步骤A中“水资源”对应的指标层中的评价指标为：总用水量、农业用水比重、非常规水源供水比重、城市用水普及率、万元工业增加值用水量、农田亩均灌溉量6个评价指标；“水环境”对应的指标层中的评价指标为：水质优良河长所占比例、化肥施用强度、城市污水处理率3个评价指标；“水生态”对应的指标层中的评价指标为：水土流失治理面积、生态用水比重、地下水供水比重、森林覆盖率4个评价指标；“水灾害”对应的指标层中的评价指标为：洪灾成灾率、旱灾成灾率、洪灾死亡人数、农村因旱饮水困难人口比例、因旱粮食损失率5个评价指标；“水设施与水管理”对应的指标层中的评价指标为：水利建设投资占GDP比重、水管理体系完善程度2个评价指标；“经济与社会”对应的指标层中的评价指标为：人均GDP、城镇化率2个评价指标。

3.根据权利要求1所述的基于PSR的流域水安全度量方法，其特征在于，

步骤C中经过极差变化后，指标值均在0-1之间，正向、逆向指标均转化为正向，最优值为1，具体公式如下：

1)对于正向指标：

2)对于负向指标：

其中，M_p，max和M_p，min分别为评价指标M_p，t在t从第1到TN时刻指标的最大值和最小值；TN为总时间；P为指标个数。