В рамках многокритериальных задач можно выделить две разные группы. С одной стороны, те проблемы решения, в которых набор альтернатив, подлежащих рассмотрению центром принятия решений, является бесконечным, как в монохитерийном, так и в многокритериальном случае, они обычно называются непрерывными задачами, учитывая математически непрерывный характер множества возможных решений.
С другой стороны, существуют дискретные проблемы решения, в которых набор альтернатив, которые должны рассматриваться центром принятия решений, конечен и обычно не очень высок. Практический интерес к дискретным многокритериальным задачам очевиден. Таким образом, существует много контекстов принятия решений, в которых уменьшенное число возможных альтернатив или вариантов должно оцениваться на основе различных атрибутов.
Для надлежащей обработки и анализа типа проблем, упомянутых в прошлом, было разработано большое количество методов многокритериального решения, все из которых представляют большой интерес и имеют важное применение на практике. В частности, мы будем ссылаться на широкий набор многокритериальных методов принятия решений, которые можно сгруппировать под общим названием «Преодоление», поскольку все они вращаются вокруг теоретической концепции преодоления отношений, предложенной группой французских исследователей в середине года. шестьдесят лет, и сегодня у них широкое признание в мире решения о дискретных многокритериях. Они есть:
- Метод аналитических иерархий (AHP). Метод ELECTRE. Аксиоматический метод ARROW и RAYNAUD.
Все эти дискретные методы характеризуются тем, что они являются методами переклассификации. Что это значит? Альтернатива A переоценивает альтернативу B (или альтернатива A предпочтительнее альтернативы B), когда A в большинстве критериев равна или превышает B, а в других критериях разница в баллах не слишком важна.
Основные основы методов переклассификации:
- Теоретически они менее надежны, но их легче применять к реальным задачам, у них меньше альтернатив или возможных вариантов, которые должны оцениваться на основе различных атрибутов или критериев.
Мы не можем не упомянуть, что чрезмерная классификация основана на двух понятиях: соответствие и несоответствие. Согласование квантифицирует сколько за большое количество атрибутов альтернативы А является более предпочтительным, чем B. Рассогласование квантифицирует в степени, в которой нет никакого атрибута, для которого Б лучше, чем А.
В нашем практическом случае мы разработаем метод «Аналитические иерархии» (AHP), который основан на получении предпочтений или весовых коэффициентов важности для критериев и альтернатив. Для этого лицо, принимающее решение, устанавливает «оценочные суждения» по числовой шкале Саати (от 1 до 9), сравнивая как критерии, так и альтернативы в парах.
Для применения этого метода необходимо, чтобы критерии и альтернативы были структурированы иерархически. Первый уровень иерархии соответствует общей цели проблемы, второй - критериям, а третий - альтернативам.
| Стоимость | Определение | Комментарий |
| один | Равное значение | А и В одинаково важны |
| 3 | Умеренное значение | A немного важнее, чем B |
| 5 | Большое значение | А важнее, чем Б |
| 7 | Очень большое значение | А гораздо важнее, чем Б |
| 9 | Чрезвычайное значение | А чрезвычайно важнее, чем Б |
ПРИМЕР:
Доступность водных ресурсов по качеству и количеству может определять потенциал экономического роста страны из-за разнообразия видов потребления и производственной деятельности, которые зависят от него. Бассейн реки Сарапики является одним из наиболее важных для Коста-Рики с точки зрения использования его водных ресурсов, широко используемых для выработки электроэнергии, потребления, рыболовства, судоходства и экотуризма. Однако в бассейне существуют проблемы ухудшения природных ресурсов, такие как вырубка лесов и фрагментация лесов, изменение землепользования и неадекватное использование воды.
По этой причине сбор информации и инструментов, позволяющих направить ограниченные финансовые ресурсы на содействие процессу планирования развития бассейна, считается приоритетным. Чтобы удовлетворить эту потребность, настоящее исследование было проведено с целью разработки методологии анализа для определения приоритетных областей управления водными ресурсами в бассейне реки Сарапики, Коста-Рика.
методология
- Описание района исследования:
Бассейн расположен на северном подклоне страны (Карибский склон) между 10 ° 05 'и 10 ° 50' северной широты и 83 ° 52 'и 84 ° 20' западной долготы. Он включает в себя области провинций Эредиа, Алахуэла, Сан-Хосе и Лимон, его протяженность составляет 2025 км (INEC 2000) и три совершенно дифференцируемых уровня (высокий, средний и низкий бассейн) от его истока до устья реки Сан-Хуан, граница с Никарагуа.
В бассейне насчитывается 51 община и 71 крестьянское поселение, в основном в среднем бассейне (IDA 2002). Население составляет 51 454 человек, и 59,4% рабочих заняты в сельском хозяйстве и животноводстве. Грамотность населения старше десяти лет составляет 91,1%. Гидрологическая сеть (703,6 км) состоит из основного течения, называемого рекой Сарапики, 18 притоков и около 16 ручьев.
Девять зон жизни признаются в бассейне; климат тропический дождливый, с годовым количеством осадков от 3000 до 5000 мм. Диапазон высот бассейна колеблется от 2700 до 10 метров над уровнем моря, с различными типами рельефа: равнины, предгорья, низкие равнины, склоны от скатывания до бурных, долины и холмы и горный рельеф с грядами и пиками. Преобладающий охват - это леса (54,7% площади), 51,4% этого охвата находится в пределах охраняемых диких районов в верхней части бассейна; остальные представляют собой фрагментированные леса с различным уровнем вмешательства (ITCR 2000). По данным FONAFIFO (2002), с 1997 года платежи за экологические услуги были распределены на 30 346 га, распределенных практически по всему бассейну.
- Характеристика бассейна и определение основных пользователей водного ресурса:
Биофизические и антропогенные аспекты бассейна были детально охарактеризованы путем сбора первичной информации и анализа вторичной информации.
Информация была оцифрована с использованием инструментов ГИС. Большая часть данных требует описательного статистического анализа для трансформации и адаптации к интересующей области. Идентификация и характеристика основных пользователей, а также качественная оценка воспринимаемой выгоды были сделаны в пространстве (местоположение и области влияния использования) и во времени (идентификация и характеристика текущих и потенциальных пользователей). Он использовал полуструктурированное качественное интервью, разделенное на два тематических раздела: описание продуктивной деятельности и формы водопользования по типу пользователя. Основные пользователи были сгруппированы по видам использования: потребление человеком, сельское хозяйство (животноводство, сельское хозяйство и агробизнес), речной транспорт,туристическая деятельность (гостиницы и рекреационная навигация) и гидроэнергетика.
Приоритет областей для управления водными ресурсами через многокритериальный анализ (AMC)
Предварительный список приоритетных критериев был предложен, обсужден и утвержден на семинаре с экспертами и заинтересованными сторонами в управлении водными ресурсами (местными лидерами, представителями государственных учреждений и НПО, частными компаниями, менеджерами по природным ресурсам и исследователями). В ходе семинара был получен окончательный список критериев, концептуальное определение каждого из них и приоритетное направление областей управления водными ресурсами: качество и полезное количество в бассейне.
Критерии оценивались посредством опроса мнений тех же экспертов (электронная консультация) с использованием в качестве входных данных подробной информации по каждому критерию и механизму оценки в пределах и между критериями. Каждый критерий оценивался по шкале от 1 до 5 (более высокие значения указывают на более высокую степень приоритетности управления). Оценка между критериями состояла из взвешивания их в процентном соотношении в зависимости от степени их влияния (таблица 1).
Таблица 1.
Приоритетные критерии зон для управления водными ресурсами в бассейне реки Сарапики, Коста Рика
Процентное значение приоритета управления водными ресурсами
Критерии Качество Количество
| Атмосферные осадки | 10 | 35 |
| Близость к реке | 20 | |
| Глубина скважины | 15 | |
| Текущее использование земли | 10 | |
| Плотность населения | 5 | |
| Близость дороги к реке | 20 | |
| Сухие месяцы | 5 | 35 |
| Текстура почвы | 5 | 10 |
| В ожидании | 10 | 20 |
Результаты экспертной оценки были стандартизированы для многокритериального анализа с помощью Spatial Analyst с использованием инструментов ArcView 3.2a Model Builder (MB). Исходные информационные слои соответствуют базам данных по каждому критерию, преобразованным в растровый формат. Были созданы два независимых проекта пространственного анализа: один для приоритетных областей управления качеством воды и другой для полезного количества.
Процедура моделирования началась с ввода информации, затем категории значений были созданы по критериям и, наконец, были введены атрибуты, которые описывают критерии приоритета. Общая таблица критериев приоритета была построена с результатами оценки в пределах и между критериями (см. Выдержку из таблицы в таблице 2). Анализ завершился выполнением модели, которая связывала пространственную информацию и кодирование общей таблицы критериев приоритета с их соответствующими оценками. Результатом работы AMC стало создание карт и баз данных для определения приоритетных областей управления качеством водных ресурсов и пригодным для использования количеством водных ресурсов.
Таблица 2.
Извлечение из общей таблицы оценки приоритетных критериев управления качеством водных ресурсов в бассейне реки Сарапики, Коста-Рика.
Уровни информации (%) Категории Атрибуты Значения
| Близость реки: | 20 | один | 0 - 50 | 5 |
| Расстояние сообществ | два | 50 - 100 | 5 | |
| и производительная деятельность по | 3 | 100 - 300 | 4 | |
| реки является индикатором | 4 | 300 - 500 | 3 | |
| риск загрязнения | 5 | 500 - 9 757 | два | |
| по антропогенным источникам | Нет данных | Нет данных | Ограниченный |
Кроме того, модель AMC была сгенерирована в сценарии, который рассматривает восстановление 200 м по обе стороны от берегов реки в качестве меры управления водными ресурсами. В растровом формате была создана буферная зона лесных районов, которая была наложена на текущий информационный слой землепользования, использованный при подготовке модели приоритетных областей для управления качеством воды. Новый текущий информационный слой землепользования заменил тот, который использовался для определения модели качества водных ресурсов, но оставшиеся восемь критериев были сохранены с соответствующими оценками (учитывая, что лесовосстановление будет иметь эффект покрытия, аналогичный таковому для вторичного леса).) и общая таблица.Была развернута модель и получена новая качественная карта водного ресурса по сценарию восстановления растительного покрова на берегах рек бассейна.
Результаты и обсуждение
- Состояние водного ресурса:
Состояние водного ресурса в бассейне и взаимосвязь ресурса с деятельностью пользователей показывают заметные различия по всему бассейну. Каждая группа пользователей имеет особые потребности в отношении водных ресурсов, и их использование вызывает изменения в состоянии воды; Эта ситуация становится более очевидной при спуске в бассейн. Река Сарапики считается не пригодной для питья с точки зрения биологического качества (общая колиформная, фекальная и пригодность к употреблению) из-за высокой степени бактериального загрязнения. Пользователи водного ресурса согласны с тем, что река за короткое время претерпела изменения, в основном из-за оседания в каналах, уменьшения воды в колодцах, ручьях и родниках и вырубки лесов на берегах.Текущие и потенциальные причины деградации обусловлены наличием определенных биофизических и антропогенных характеристик, которые влияют как на качество, так и на количество используемой воды.
Качество воды. Особым условием антропогенного развития бассейна является высокая степень зависимости некоторых видов деятельности от основных каналов. Степень доступа жителей и туристов к берегам рек в некоторых секторах высока, поскольку воды используются для различных целей. Это видно по расположению дороги и городской инфраструктуры от среднего бассейна, от которого главная дорога проходит параллельно руслу реки, в нескольких метрах от городских районов, туристических объектов и производственных систем. В бассейне нет естественных причин ухудшения качества воды; причины связаны с антропогенными агентами: сброс бытового мусора, сточных вод, загрязняющих веществ от сельскохозяйственной деятельности, агропромышленных отходов и речного транспорта.
Используемое количество воды: обилие воды в бассейне было истощено естественными причинами (сухие месяцы и поверхностный сток), а также человеческими действиями (потеря лесного покрова, загрязнение, осаждение и наличие резервуаров для гидроэнергетики), Аналогичным образом, в бассейне нет способа управлять и регулировать использование канала для навигации и туризма, что вызвало споры среди пользователей.
Анализ приоритетных моделей для областей управления водными ресурсами
Результаты модели приоритетности территории для управления качеством воды показывают, что категория очень высокого приоритета не существует, а высокий приоритет достигает всего 0,4%, что составляет 810 га от общей площади бассейна. Преобладающими районами были средний и низкий приоритет (последний на 79,0% площади). Преобладание лесного покрова в бассейне обусловило низкие значения риска по условиям качества воды, согласно критерию приоритета текущего землепользования. Однако следует учитывать, что информация о базовом охвате была получена в 1992 году и что поездки на места подтвердили устаревшую информацию; Кроме того, уровень детализации не отражает условия прерывистости или фрагментации оставшегося леса в бассейне.
С другой стороны, автомобильные дороги, населенные пункты и производительные системы, созданные на берегах, представляют собой источники загрязнения водных ресурсов, для которых высокий вес (20%) был присвоен приоритетным критериям: близость дорог к рекам и близость населенные пункты к рекам. Эта высокая относительная величина повлияла на определение средних приоритетных зон, что наблюдается в схеме распределения этих областей в бассейне. Несколько высокоприоритетных областей больше всего соответствуют местам с неглубокими скважинами, где риск загрязнения выше.
Приоритетная модель областей управления используемым количеством воды показывает преобладание областей, классифицированных как средний (65,3%) и низкий (33,0%) приоритет. Модель не определяет участки с очень высоким или очень низким приоритетом управления, а категория с высоким приоритетом составляет 1,7%, что соответствует примерно 3500 га.
Средние приоритетные области расположены в верхнем и нижнем бассейне, потому что количество осадков в этих областях меньше. Ограниченная доступность информации для выбора приоритетных критериев в этой модели привела к чрезмерному влиянию критерия осадков (процесс перезарядки бассейна, взвешенный с 35%); Это является сильным ограничением модели, которая должна включать критерии, связанные с водоснабжением и спросом, а также с измерением потоков. Средний бассейн имеет самый высокий спрос на воду и самый высокий уровень жидких отходов, элементов, которые не могут быть включены в качестве критериев для модели, потому что необходимой информации не было.Верхний бассейн представляет значительные высокоприоритетные области, определяемые преобладанием крутых склонов и дополнительным влиянием меньшего количества осадков и более сухих месяцев.
Рассмотрение приоритетной методологии с AMC:
Методология AMC, разработанная с использованием инструментов ГИС, обладает характеристиками, которые дают ей практическое значение для определения приоритетных областей управления водными ресурсами. Его применение в этом исследовании продемонстрировало сильные стороны, связанные с гибкостью и универсальностью его разработки, возможностью включения элементов участия и возможностью манипулирования вторичной информацией, чтобы объединить ее с первичной информацией. Однако необходимо выявить их слабые стороны и потребности в улучшении приближающихся исследований такого характера.
Согласно знаниям о проблемах бассейна, доступности информации и ее совместимости с требованиями AMC, это будет эффективность выбранных приоритетных критериев и их оценка. Важно проанализировать критерии в соответствии с конкретными характеристиками бассейна; Кроме того, удобно работать с широким рядом критериев, чтобы уменьшить возможное влияние, которое один критерий оказывает на другие.
Широкое расширение области исследования не позволило собрать первичную информацию по ключевым вопросам для определения приоритетов управления, таких как емкость пополнения водоносного горизонта и местонахождение основных пользователей.
Кроме того, масштаб и уровень детализации некоторой вторичной информации (текущее землепользование, текстура почвы и плотность населения) требовали осторожного подхода в цифровых базах данных, поэтому информацию приходилось время от времени модифицировать и адаптировать. выполнить пространственный анализ.
Результаты исследования показывают, что подход к управлению территориями для обеспечения качества воды в бассейне должен быть конкретно ориентирован на просвещение источников загрязнения путем корректировки производственной практики и экологического образования для сообществ, окружающих курсы вода, а также восстановление естественного покрова на берегах стоков среднего и нижнего бассейна. По этой причине модель была разработана в рамках сценария лесовосстановления берегов рек для приоритетных областей будущего управления качеством воды, что показало явное восстановление условий бассейна в качестве модели. В этой модели категория «Очень высокий приоритет» не существует, а критические области «Альта», «Медиана» и «Низкий приоритет» составляли 0,1%; 18,9% и 8,1,1%,соответственно от общей площади бассейна.
Выводы и предложения
В AMC рекомендуется иметь как можно больше приоритетных критериев, чтобы уменьшить влияние какого-либо конкретного критерия. Кроме того, удобно проводить оценку критериев на основе характеристик бассейна и прямого влияния, которое бассейн оказывает на концептуализацию каждого из критериев, чтобы избежать переоценки любых критериев.
Инструмент MB является практичным, гибким и выполнимым для применения AMC и для определения приоритетных областей. Он может использоваться в качестве инструмента моделирования для принятия решений в стратегиях управления и восстановления водосбора, а также в качестве инструмента мониторинга для оценки эффективности и результатов его реализации. Кроме того, он может использоваться с ограниченной базой вторичной информации, дополняться и обновляться по мере генерирования новой информации.
Рекомендуется применять и проверять методологию в небольшом бассейне, где можно получить более точную первичную информацию и более эффективную проверку на месте.
Определение приоритетных областей в иерархических категориях дает информацию о том, где краткосрочные, среднесрочные и долгосрочные усилия должны быть направлены на восстановление водных ресурсов. Применение мер по смягчению последствий, таких как план лесовосстановления на берегу реки, может оказать значительное влияние на восстановление приоритетных уровней качества воды.
Необходимо решать проблемы и возможные решения, касающиеся управления водными ресурсами, с помощью комплексного подхода, который признает многосекторальный характер его использования. Желательно иметь децентрализованные органы, которые координируют и продвигают усилия по управлению водными ресурсами, такие как программы компенсации за экологические выгоды и интернализацию экологических издержек для управления водохозяйственной экологической службой. Такие программы могут быть разработаны в сотрудничестве с пользователями и поставщиками услуг водоснабжения, такими как гидроэнергетические компании, туристические компании, агропромышленные предприятия и производственные системы, которые являются возможными источниками средств для управления водными ресурсами в бассейне.
Скачать оригинальный файл
