一种针对干旱区的供水安全评价方法

技术领域

本发明涉及一种针对干旱区的供水安全评价方法。

背景技术

水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源，具有不可或缺的重要性。水安全是生存的基础性问题。气候变化对水安全的影响是国际上普遍关心的问题，也是可持续发展面临的重大战略问题。因此，建立一套针对干旱区的供水安全评估理论体系是十分必要的。

然而现有技术中，针对干旱区的供水安全评估理论体系较少，因此，针对上述缺陷，本发明提出了一种针对干旱区的供水安全评价方法。

发明内容

为了解决现有技术中针对干旱区的供水安全评估理论体系较少的技术问题，本发明提出了一种针对干旱区的供水安全评价方法，其技术方案具体如下：

一种针对干旱区的供水安全评价方法，包括传统供水安全系统，在传统供水安全系统中引入贸易水循环子系统，构建和完善变化环境下干旱区供水安全系统结构，该方法包括以下步骤：

第1步，筛选评价指标；

第2步，构建供水安全评价指标体系；

第3步，对指标进行赋权；

第4步，对供水安全进行评价。

优选的，所述变化环境下干旱区供水安全系统结构包括气候变化子系统和人类活动子系统，其中，气候变化子系统又影响传统供水安全系统中的水源子系统，人类活动子系统又影响传统供水安全系统中的供水工程子系统和用水户子系统，所述变化环境下干旱区供水安全系统结构还包括了受人类活动子系统影响的虚拟水流动子系统。

优选的，在第1步中筛选评价指标时，分以下四个步骤进行：

第1.1步，应用频度统计法选择使用频率较高的指标；

第1.2步，采用理论分析法对区域水资源系统、工程供水系统、三元水循环系统、生态环境内涵等影响供水安全的因素进行综合分析，选取评价指标；

第1.3步，对选取的初级指标应用相关分析法对比分析，挑选关联度较高的指标，初步完成评价指标的筛查工作；

第1.4步，对初步选取的评价指标进行指标调整，完善指标体系。

优选的，在第2步中构建供水安全评价指标体系时，可以分总目标、准则层、子准则层和指标进行评估，所述总目标由准则层目标导出，所述准则层目标由子准则层目标导出，所述子准则层目标由指标导出。

优选的，所述总目标为供水安全；

所述供水安全的总目标由下述准则层目标导出：致灾因子危险性、承载体脆弱性和系统防范能力；

所述致灾因子危险性的准则层目标由下述子准则层目标导出：水资源开发利用、水资源禀赋和水污染程度；

所述水资源开发利用的子准则层目标由下述指标导出：水资源开发利用率、水资源丰枯程度和年径流量；

所述水资源禀赋的子准则层目标由下述指标导出：人均水资源量和单位耕地水资源量；

所述水污染程度的子准则层目标由下述指标导出：饮用水水源水质达标率和污废水排放率；

所述承载体脆弱性的准则层目标由下述子准则层目标导出：用水脆弱性和虚拟水流动；

所述用水脆弱性的子准则层目标由下述指标导出：农业用水占比、工业用水占比、生活用水占比和缺水率；

所述虚拟水流动的子准则层目标由下述指标导出：虚拟水流入占比、虚拟水流出占比和净虚拟水流出占比；

所述系统防范能力的准则层目标由下述子准则层目标导出：水利工程保障能力、节水能力和废水处理能力；

所述水利工程保障能力的子准则层目标由下述指标导出：可调蓄水量占比、农村自来水入户率、农村集中供水率和供水工程保障系数；

所述节水能力的子准则层目标由下述指标导出：节水灌溉面积占比、农业用水综合定额、万元工业产值用水量、农村居民用水定额、城镇居民用水定额和耗水率；

所述废水处理能力的子准则层目标由下述指标导出：水重复利用率。

优选的，在第3步中对指标进行赋权时采用基于层次分析法和专家聚类排序赋权的指标赋权法。

优选的，在第4步对供水安全进行评价时采用模糊综合评价法得到供水安全评价结果。

优选的，将供水安全评价结果划分为5个等级；

当供水安全评价结果位于0.8-1.0之间时，供水安全评价结果为非常安全；

当供水安全评价结果位于0.6-0.8之间时，供水安全评价结果为安全；

当供水安全评价结果位于0.4-0.6之间时，供水安全评价结果为基本安全；

当供水安全评价结果位于0.2-0.4之间时，供水安全评价结果为不安全；

当供水安全评价结果位于0-0.2之间时，供水安全评价结果为危机。

本发明的有益效果如下：本发明引入贸易水循环子系统，通过筛选评价指标，构建供水安全评价指标体系并对指标进行赋权，最终对供水安全进行评价，能够为国家安全提供水资源安全支撑、为干旱区高质量发展提供技术保障、完善供水安全理论体系和方法模型。

附图说明

图1是现有技术的供水安全系统结构示意图；

图2是本发明的变化环境下供水安全系统结构示意图；

图3是本发明的气候变化对供水安全的影响示意图；

图4是本发明的变化环境下干旱区供水安全理论体系框架图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在评价供水安全时，首先应当对供水安全进行定义：

在本发明中，供水安全就是在保障生态安全的前提下，确保社会经济系统能够按照区域合理需求实现输配水任务，以满足生产和生活的需水要求。根据水源-输配水-用水户-虚拟水转移四个环节考虑供水安全的内涵，首先，从水源上，在特定的时间和空间上要保证足够水量和安全水质供给。其次，通过供水工程和输配水工程，经过蓄-引-提-配等过程将水输送给用水户。供水应从供水能力、供水质量、蓄调能力、输配水效率、用水效率等方面满足要求，同时蕴含在产品中的虚拟水贸易量应不威胁到当地自身水安全。

因此，供水安全的内涵是在确保区域生态健康发展的基础上，以保障区域社会经济可持续用水为目标，加强需水管理、提高用水效率，采用工程和非工程措施，保障区域可持续发展对水质和水量要求的状态和能力。

在此基础上，本发明给出了一种针对干旱区的供水安全评价方法，从上述几个角度对供水安全进行了系统地评价。

本发明采用了下述理论基础：系统论、可持续发展理论、资源环境承载力理论、人水和谐理论和社会经济与生态环境复杂性理论，特别的，本发明还采用了“自然-社会-贸易”三元水循环理论。

供水安全系统是一个庞大的复合系统，除具备大系统常有的层次性、关联性、协同性、有序性、突变性等属性外，还有一些表征供水安全特点的特殊属性，因此，本发明还考虑了供水安全系统的(1)整体性和综合性、(2)空间异质性、(3)动态性和随机性、(4)自适应性和自调节性、(5)长期性与不可逆性以及(6)开放性和复杂性。

其中，(1)整体性和综合性是指：

供水安全系统的整体性是指供水安全系统重要组成部分的水资源系统、生态系统、社会经济系统有机结合、有机统一，且各系统和各要素之间相互影响、彼此制约，要实现和维护区域和流域的供水安全，必须将这些系统作为一个有机整体，进行系统内水资源系统和社会经济系统的综合发展规划。供水安全系统内要素多样，各子系统和各要素之间紧密联系，是由资源要素、生态要素和社会经济要素为特定架构而组成的综合体。在研究供水安全系统时，要充分体现系统的综合性，考察要素之间的共同性和规律性，以及各个要素之间的有机联系和相互影响规律。供水安全系统是整体性和综合性都极强的特殊系统，系统内各要素联系极为密切，要素间相互制约和影响，同时又相互适应和调整，以维持系统的动态平衡。如研究流域的供水安全系统时，上游水资源的过度开发，会造成下游水资源短缺，进而引发下游干旱缺水、生态退化、土壤沙化等一系列问题，危及下游供水安全，因此在研究流域供水安全时，应将整个流域当成一个整体，综合考虑河道上下游、左右岸、生态环境和社会经济，统筹管理和规划。

(2)空间异质性是指：

供水安全系统存在空间异质性，主要表现在水资源时空分布不均和社会经济发展与水资源分布情况不匹配。在不同地区的历史背景下，供水依托的自然资源、地理优势、气候条件、工程技术、社会经济需水等都会对供水安全系统产生影响，使供水安全在状态、功能、结构、能力、效益等方面表现出显著的区域性差异。如某地区，区位不同、气候条件不同、水资源条件不同、水利工程基础不同、社会经济发展程度不同、劳动力素质和产业结构不同，形成了水资源分布重心区域与生产能力、经济要素分布重心区域的错位现象。

(3)动态性和随机性是指：

供水安全系统的复杂性还表现在其不断运动和变化的动态平衡状态。区域的供水安全问题与系统的各环节都紧密相关，从水资源角度看，水资源可利用量与不断变化的气象因素、下垫面条件、生态环境、人类活动影响下的水循环等因素及环节有关，这些因素的变化都会影响人类可以通过工程措施获得的水资源量。同时，人类活动亦始终处于运动和发展过程中，人口膨胀和社会经济的永续发展导致水资源的需求日益增大。总体而言，供水系统的各个环节都处于动态变化中。受气候变化和人类活动的影响，水文循环、社会经济发展、自然灾害等均具有不确定性，加之人类管理和干预水平局限，使供水系统在动态变化过程中表现出一定的随机性。如降水有一定的水文周期和突变点，使得来水情况存在不确定性；同时，受市场调控和政策干预的影响，需水亦存在一定的不确定性。这些随机性和不确定性对供水安全系统的决策造成一定困扰。鉴于这一特征，供水安全系统的研究应从长期出发，在更大的时间尺度制定应变措施，以适应供水安全的动态性和随机性变化。

(4)自适应性与自调节性是指：

变化的外界环境刺激供水安全系统，使得其内部结构和要素发生相应改变，以适应外界的变化，并最终重新构建新的稳定结构以达到稳态。自适应和自调节性主要表现为三个方面：一是供水系统对外界刺激和内部因素变化的自动反应性；二是为应对外界干扰或内部某些要素变化，而产生的系统结构和其它要素的变化，并最终恢复新的稳定状态；三是供水安全系统在持续外界刺激和内部因素突变下，进行系统结构变化和重组，实现其自身的演化。

(5)长期性与不可逆性是指：

供水安全系统的长期性体现在两方面，一方面是供水安全系统演变持续时间久；另一方面指供水安全系统受到破坏后，短时间内很难恢复到原来的状态，例如水资源短缺和水环境污染导致的生态环境恶化、物种迁徙等。

供水安全系统的不可逆性主要体现在水资源和水环境对人类活动支撑能力有一定的限度，一旦超过这个限度就会造成不可逆的影响，比如，人类活动挤占生态用水导致的土地沙漠化、物种灭绝等。

(6)开放性和复杂性是指：

供水安全系统是一个开放的复杂系统，区域间和流域间供水安全子系统、供水安全系统与周围环境之间都进行着物质互换、能量传递和信息交流。

供水安全系统的复杂性源于供水系统结构和层级的多样性，同时系统内部结构和要素之间互相影响、互相限制，关系错综复杂，难以精准表达，加之一些因素量化困难，使得供水安全问题呈现高度的复杂性。

如图1所示，传统的供水安全系统可划分为水源子系统(包括常态下水源子系统和极端情况下应急水源子系统两部分)—供水工程子系统—用水户子系统三个部分。

如图2所示，本发明在传统供水安全系统中引入贸易水循环子系统，构建和完善变化环境下干旱区供水安全系统结构，具体来说，将供水安全系统划分为两部分，一部分为气候变化子系统，另一部分为人类活动子系统。

其中，气候变化子系统又影响传统的供水安全系统中的水源子系统，人类活动子系统又影响传统的供水安全系统中的供水工程子系统和用水户子系统，特别的，在本发明的供水安全系统中还包括了受人类活动子系统影响的虚拟水流动子系统。

如图2和图3所示，本发明还引入了气候变化对干旱区供水安全的影响机制。20世纪末以来，全球温度持续升高，其中近五年是温度持续升高的巅峰且2019年是有完整气象观测记录以来的第二暖年份，气温升高导致的冰川融化和水文极端事件引起学术界和国际组织的关注。气候变化不会改变三大环流风系的基本属性，但是随着温度的升高，风系的季节变换节点会发生变化，同时对湿度(土壤湿度和空气湿度)、降水和蒸发的时空分布等都有较大影响，对水循环过程有全面的影响。

综上，气候变化对供水安全的影响如图3所示，具体如下：

(1)气候变化导致降水的变化

气候变化导致大气环流改变，影响降水的时空分布、雨强及降水总量的变化。随着干旱区暖湿化、雨带迁移以及气温、空气湿度、风速以及太阳辐射强度的变化，直接影响土壤水、蒸发及径流的产生。气候变化对降水的影响具体表现为降水不确定增加以及极端降水和极端干旱频率增加。

(2)气候变化加速冰川积雪消融

冰川是寒冷地区多年积雪积聚、经过变质作用形成的冰体。干旱区河川径流对冰川和积雪的依赖性强，持续的气温上升和极端气候水文事件加速冰雪消融，使得冰川融水补给比例较高的河流水资源量变化更为复杂。冰川快速消融在短时间内会使河流流量增加，但随着冰川资源逐渐消耗殆尽，众多小冰川消融拐点出现后，冰川融雪对径流的补给作用受限，河川径流量将减少，影响供水安全，进而影响粮食安全、社会安定和可持续发展。

(3)气候变化加大水资源时空分布不均

全球变暖，大气湿度增加，强降水时间发生的概率增加。尤其是在干旱半干旱地区，气候变化导致降水强度、降水时间和降水量变化，进而导致水资源时空分布失衡的矛盾加剧，也是造成洪水和干旱的主要因素。

(4)气候变化增加了供水安全的不确定性

气候变化对水资源时空均衡提出了更大的挑战，对水资源可开发利用量势必会带来不可忽略的影响，对农业工程、生态工程和供水工程的功能和时空布局有新的要求，因此未来变化环境下干旱区水资源的开发利用将更加困难，供需矛盾和供水风险将会更加尖锐。同时，气候变化通过影响蒸发蒸腾来影响“三生”需水总量与过程，农业方面主要通过影响水面蒸发和作物蒸腾影响需水，生活方面主要是通过温度变化影响生活需水，对工业需水的影响主要集中在气温对冷却水方面的影响。然而，现行的水工程和水资源规划管理，较少考虑气候变化的影响，这些都会对未来供水安全产生隐患。

如图2所示，本发明还考虑了人类活动对供水安全的影响机制，具体如下：

(1)人类活动排放温室气体间接影响水资源

人类活动加剧温室气体的排放，加快了气候变暖的进程，对水资源时空分布、水循环过程以及地区水安全有深刻的影响。气候变化和人类活动相互作用、相互影响，使得水资源不确定性增加。干旱区径流补给对冰川融雪径流依赖性大，持续性的气候变暖将加速冰川融水拐点的到来，短期内河川径流大量增加会对未来水资源安全带来威胁。而人类发展，短期内以牺牲环境为代价的发展模式彻底改观的可能性微乎其微。

(2)土地开发利用和社会经济发展对需水的影响

某干旱区社会经济迅猛发展，但由于独特的地理位置，某干旱区远离主体市场，非农产业基础薄弱且发展缓慢，以种植业为主的农业规模扩张成为广大农户脱贫增收的主要途径，耕地面积尤其是灌溉面积急剧增加，农业需水也呈上升趋势。同时，随着人口的增长和社会经济的发展，生活和工业用水也在逐渐增加，需求侧的急剧变化也深刻影响供需平衡和供水安全。农业规模的扩张和经济的快速发展不仅与气候变化相互响应，更重要的是从需求侧影响着水资源的可持续利用和供水安全。

(3)兴建水利工程和调水工程对供水安全的促进作用

水利工程是水资源持续利用的重要手段，也是解决水资源时空分布不均、实现水资源空间均衡的重要工程措施，是供水安全的重要保障手段。人类通过修建蓄水工程、引水工程、提水工程、地下水工程和调水工程来保障生活、生产和生态用水，进行水资源的开发利用和实现水资源的空间均衡，促进区域供水安全。当河川径流与社会生产生活用水在时间和水量分配上不相适应时，在适宜的河段修建水库、塘堰和水坝等蓄水工程可以解决时间不均衡问题。提水工程利用大型泵站对水位进行提升，引水工程借助重力作用将水资源从水源地输送到用水户，引、提水工程是水源和用水户之间的桥梁。作为生产生活的重要水源，地下水主要通过打井等方式进行开采，井水和泉水是人类日常使用最多的地下水。调水工程是实现跨区域或流域水资源均衡的重要工程措施，由于天然降水时空分布不均，缺水地区居民生活和社会经济发展受限，可通过调水措施实现水资源从丰水区向缺水区的转移，促进更大尺度的人水和谐发展，实现区域供水安全。

如图2所示，本发明还考虑了贸易水循环对供水安全的影响机制，具体如下：

商品贸易跨区域发展的不断壮大，使虚拟水贸易在社会再生产和水资源配置的作用不容忽视，从水循环角度看，产品贸易就在流域/区域之间形成“看不见”的水循环——贸易水循环，整个水循环过程演变成为由“自然水循环”、“社会水循环”、“贸易水循环”共同构成的“三元”模式。“自然—社会—贸易”三元水循环模式更加深刻地描述了水循环的过程、规律和机理，深入认识经济社会系统运转所蕴含的水循环全过程。

贸易行为对资源配置只产生水平效应，即区域内或区域间资源的流动，而没有数量的增减。对于虚拟水贸易来讲，各流域/区域之间建立起强大“水”联系，虚拟水在区域内或区域间流动，减轻或加剧水资源的时空分布不均，但实体水与虚拟水组成的大系统仍遵循大尺度的水量平衡。对于某干旱区而言，相对于丰富的土地资源，水资源显得相当贫瘠，然而不同于传统的要素禀赋理论(亦称“赫克歇尔-俄林理论”、“H-O理论”，FactorEndowment Theory)，已有贸易水循环的研究发现：干旱缺水的干旱区生产和交易流出比重最大恰恰是高耗水农产品，这种现象为里昂惕夫反论(The Leontief Paradox)。此现象产生的主要原因为：在经济利益的驱使，农户更倾向于种植高耗水的经济作物，伴随着棉花、红枣、瓜果等高耗水作物的出口，必然使隐藏在商品中的虚拟水大量出口，加剧干旱区的水资源短缺，增加其供水安全隐患。干旱区的经济地位和作用以及由此形成的相对稳定的虚拟水输出格局，使其长期处于缺水状态，为此干旱区各地不断的修建供水工程、提高用水量和保证程度，水资源开发利用率持续上升，导致地下水位下降、部分河道断流，进而引发了生态退化、土地沙化、水土流失等生态问题，生态供水安全受到了威胁和破坏。因此，在供水安全评价中应充分考虑“自然-社会-贸易”三元水循环对区域供水安全的影响。

综上所述，如图2-图4所示，本发明公开了一种针对干旱区的供水安全评价方法，包括传统供水安全系统，在传统供水安全系统中引入贸易水循环子系统，构建和完善变化环境下干旱区供水安全系统结构，该方法包括以下步骤：

第1步，筛选评价指标；

第2步，构建供水安全评价指标体系；

第3步，对指标进行赋权；

第4步，对供水安全进行评价。

优选的，所述变化环境下干旱区供水安全系统结构包括气候变化子系统和人类活动子系统，其中，气候变化子系统又影响传统供水安全系统中的水源子系统，人类活动子系统又影响传统供水安全系统中的供水工程子系统和用水户子系统，所述变化环境下干旱区供水安全系统结构还包括了受人类活动子系统影响的虚拟水流动子系统。

优选的，在第1步中筛选评价指标时，分以下四个步骤进行：

第1.1步，应用频度统计法选择使用频率较高的指标；

第1.2步，采用理论分析法对区域水资源系统、工程供水系统、三元水循环系统、生态环境内涵等影响供水安全的因素进行综合分析，选取评价指标；

第1.3步，对选取的初级指标应用相关分析法对比分析，挑选关联度较高的指标，初步完成评价指标的筛查工作；

第1.4步，对初步选取的评价指标进行指标调整，完善指标体系。

供水安全不仅取决于区域/流域水资源自然禀赋，还与区域供水工程、虚拟水流动以及生态环境息息相关。根据干旱区供水安全系统的特征，通过综述前人的研究案例与研究内容，在综合以往研究的基础上，提出了干旱区供水安全与风险评估的指标体系。基于供水安全及风险评估这一目标和前述内容，本发明从水资源供给侧、需求侧和水资源管理三方面确定致灾因子危险性、承载体脆弱性和系统防范能力为三个准则层，并根据准则层的特质细化得到8个子准则层和23个供水安全评价指标，如表1所示。

表1供水安全评估指标构建

表中：

(1)目标层

目标层为单一目标，即供水安全这一总目标，表达的是供水安全的综合安全度，供水安全评价的目的在于综合区域水资源及开发利用水平、社会经济用水水平和水资源管理水平评估供水安全真实状态。

(2)准则层与子准则层

准则层是目标层的有机组成部分，分为3个方面：

1)致灾因子危险性，从水资源供给侧反映水资源和水环境条件以及水资源开发利用情况。并根据水量、水流动、水质三方面将其进一步细化为水资源开发利用、水资源禀赋和水污染程度三个方面。

2)承载体脆弱性，从水资源需求侧反映社会经济对水资源的需求情况。根据需求侧的用水结构进一步细化为虚拟水流动和用水脆弱性两个子准则层。

3)系统防范能力，从水资源管理方面反映其对供水系统的风险防范能力。并进一步细化为水利工程保障能力、节水能力和废水处理能力。

(3)指标层

各供水安全评价指标的具体含义如下：

水资源开发利用率，是指区域或流域水资源开发利用量与总水资源量的比值，体现水资源开发利用程度，单位：％。

水资源丰枯程度，这里指当年水资源量与多年平均水资源量的比值，单位：％。

年径流深，指一年内通过河流指定断面的径流总量除以断面以上的流域面积，单位：mm。

人均水资源量，即水资源量与人口的比值，可综合反映区域发展的水资源条件，单位：m

单位耕地水资源量，即水资源总量与耕地面积的比值，单位：m

饮用水水源水质达标率，监测饮用水水源地达标数量与总监测水源地水量的比值，单位：％。

污废水排放率，污废水排放量与总用水量的比值，单位：％。

农业用水占比，即农业用水占总用水量的比值，反映用水结构的指标，单位：％。

工业用水占比，即工业用水占总用水量的比值，单位：％。

生活用水占比，即生活用水占总用水量的比值，单位：％。

缺水率，却水量与总需水量的比值，可以综合衡量区域的缺水程度，单位：％。

虚拟水流入占比，区域或流域虚拟水流入量与总虚拟水量的比值，单位：％。

虚拟水流出占比，区域或流域虚拟水流出量与总虚拟水量的比值，单位：％。

虚拟水净流出占比，区域或流域虚拟水净流出量与总虚拟水量的比值，单位：％。

可调蓄水量占比，区域或流域内水库总调蓄水量与水资源总量的比值，单位：％。

农村自来水入户率，反映农村用水水平和水利设施建设情况，农村使用自来水户数与总户数的比值，单位：％。

农村集中供水率，农村集中供水户数与总户数的比值，单位：％。

供水工程保障系数，指现状综合生活供水量与设计综合生活供水量的比率。该指标用来反映取水工程的运行状况，单位：％。

节水灌溉面积占比，高效节水面积与灌溉总面积的比值，单位：％。

农业用水综合定额，指农业总用水量与灌溉面积的比值，即平均一亩耕地一年灌溉水量，单位：m

万元工业产值用水量，指工业总用水量与总产值的比值，单位：m

农村居民用水定额，指农村每人每日平均生活用水量，反映农村生活用水状况，单位：L/(人·d)。

城镇居民用水定额，指城镇每人每日平均生活用水量，反映城镇生活用水状况，单位：L/(人·d)。

耗水率，这里耗水率指净耗水量与用水量的比值，反映水资源的利用效率，单位：％。

水重复利用率，指重复利用的水量与总用水量的比值，单位：％。

常见的指标权值确定方法有两类，一类是主观类赋权法(如专家估测法)，一类是客观类赋权法(如频数分析法、指标值法和层次分析法等)，两者各有优缺点。主观类赋权法是将相关专家的知识和经验直接运用到指标赋权中，能直接反映评价目的，对供水安全评价有引导作用，缺点是存在专家偏好极端导致赋权偏离集体决策的不足。客观赋权法也有一定的限制，需数据量达到统计学标准，否则可信度难以保证。为了改善主观赋权的不足，优选的，本发明采用一种基于层次分析法和专家聚类排序赋权的指标赋权法。

供水安全关系到社会、经济和生态环境等诸多因素，内容复杂，因此对供水安全评价应采用综合评价方法。目前主要的研究方法有：模糊综合评价法、系统动力学法、集对分析、灰色系统理论分析方法、数据包络分析法、Vague集评价法等。

尽管当前评价方法较多，但均存在优势和不足，且多数方法均涉及指标权重确定问题，由于研究的侧重点不同，指标体系构建和指标权重无法一致，从而得到不同的研究结果。本发明侧重于供水安全评价理论体系构建和相关指标未来预测，因此，优选的，在第4步对供水安全进行评价时采用模糊综合评价法得到供水安全评价结果。

为便于评价供水安全评价结果，本发明将供水安全程度按照5个级别划分：(1)非常安全，水资源、社会经济与生态环境健康和谐可持续发展，几乎没有缺水风险；(2)安全，水资源、社会经济与生态环境健康和谐可持续发展，缺水风险较小；(3)基本安全，水资源、社会经济与生态环境基本可以实现健康和谐可持续发展，缺水风险一般；(4)不安全，水资源、社会经济与生态环境健康和谐可持续发展受到威胁，缺水风险较大；(5)危机，水资源、社会经济与生态环境健康恶化，缺水风险极大。参考他人研究成果，本发明供水安全评价等级见表2。

表2供水安全状态等级划分表

本发明引入贸易水循环子系统，通过筛选评价指标，构建供水安全评价指标体系并对指标进行赋权，最终对供水安全进行评价，能够为国家安全提供水资源安全支撑、为干旱区高质量发展提供技术保障、完善供水安全理论体系和方法模型。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。