شاخص‌های توسعه پایدار آبخیزداری (WSI) مشخصاً در سطح حوضه بکار گرفته شد.‌این کوشش جهت یکپارچه‌سازی مسایل مربوط به آب‌شناسی، محیط زیست، زندگی و خط مشی به‌صورت منفرد و جمعی انجام شد (Chaves And Alipaz, 2007). توسعه‌دهندگان شاخص نشان ‌دادند که شاخص‌های قبلی در منابع آب به‌صورت ویژه جهت استفاده در مقیاس حوضه طراحی نشده‌اند و علت و معلول ارتباط شاخص‌ها را به‌حساب نمی‌آورند. استفاده از شاخص پایداری در سطح حوضه به‌عنوان ارزیابی پایداری منابع آب مهم است و نمی‌تواند صرفاً در مرزهای ملاحظات اداری و قضایی خلاصه‌ شود (Chaves And Alipaz, 2007). جهت پیگیری روابط علت و معلولی در میان شاخص‌ها، WSI از فشار-وضعیت-پاسخ (PSR) برای رسیدگی به هر یک از ابعاد HELP (هیدرولوژی، محیط زیست، زندگی، خط مشی) استفاده می‌کند (ChavesAndAlipaz2007).

با توسعه شاخص پایداری آب غرب جاوادرکانادا(WJWSI) جهت بهره‌مندی ‌سهامداران آب غرب جاوا دستیابی به ۳ مشخصه انتظار می‌رود. (۱) شناسایی تمام فاکتورهای موثر در بهبود منابع آب، به‌طوری که بتوانند در جهت تحقق نیازهای حال و آینده مورد استفاده قرار گیرند. (۲) به‌منظور کمک به تصمیم گیرندگان برای اولویت بندی مسایل و برنامه‌های مربوط به مدیریت منابع آب. و (۳) جهت آگاهی جوامع گسترده‌تر از وضعیت فعلی منابع آب موجود.
تمامی‌ چهار شاخص فوق اهداف مشترکی را دنبال می‌کنند، یعنی ارائه اطلاعات در مورد شرایط فعلی منابع آب، ارائه ورودی‌ها به تصمیم‌گیرندگان و اولویت بندی مسایل مربوط به آب (Lawrence et al., 2003; Chaves And Alipaz, 2007; Policy Research Initiative, 2007; Juwana et al., 2010b). با‌این حال، از آنجا که هر شاخص توسعه یافته با در نظر گرفتن ویژگی‌های اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی محل محاسبه می‌شود، ممکن است در سایر سطوح فضاها (منطقه‌ای، ملی، بین‌المللی) معتبر نباشد. از‌این‌رو، ‌این چهار شاخص مورد بررسی نیز در برخی موارد با هم تفاوت دارند. در توسعه یک شاخص پایداری، در نظر گرفتن و تجزیه و تحلیل شباهت‌ها و تفاوت‌ها با شاخص‌های موجود از اهمیت بسیاری برخوردار است. در بخش‌های زیر‌این چهار اندیس به‌عنوان عناصر مختلف توسعه شاخص نقد و بررسی می‌شود.
۲-۲ پیشینه شاخص فقر آبی
شاخص فقر آب توسعه یافته (‌WPI‌e)شاخصی است که جهت پیگیری روابط علت ومعلولی در میان مولفه های WPI از فشار- وضعیت- پاسخ (PSR) برای رسیدگی به به هر یک از ابعاد استفاده می‌کند این شاخص برای‌ ۳۱ زیر حوضه، حوضه آبریز Jequetepeque در کشور پرو بررسی شده است. برای هر مولفه، پارامترهای متفاوت (یا معرفها) با بهره گرفتن از مدل فوق ساخته شده است، که به دنبال علیت سه مساله زیر است:
(۱) فشار فعالیت‌های انسانی بر مسایل زیست محیطی مختلف. (۲) چگونه‌این فشارها بر وضعیت سیستم‌های طبیعی تاثیر می‌گذارند. (۳) پاسخ توسط دولت‌ها و جوامع عمومی‌برای رسیدگی به تغییرات زیست محیطی از طریق سیاست‌ها و مقررات متفاوت. نویسندگان eWPIپنج مولفه مختلف ارائه کردند: مصرف، محیط زیست، منابع‌، ظرفیت و دسترسی. سپس فشارها، وضعیت‌ها، پاسخ‌ها برای هر یک از ‌این مولفه ها به‌عنوان پارامترها شناسایی و عنوان بندی شدندAgustí Pérez-Foguet Ricard Giné Garriga (2011) .
شاخص فقر آب در حوضه آبریز Shiyang در چین بررسی شده است. برای‌این حوضه در بحث مولفه منابع، دو معرف لحاظ شده که عبارتانداز مقدارآب سطحی و آب زیرزمینی موجوددر دسترس برای هر نفر و دیگری اکسیژن حل شده نشان دهنده کیفیت آب، همچنین برای مولفه ظرفیت‌، سرانه GDPمیزان تحصیلات و سرمایه‌گذاری دولت در زیر ساخت‌های آب که شاخص اقدامات و واکنش‌های کشور یا منطقه را برای منابع آب منعکس می‌کند معرفهایی هستند که در نظر گرفته شده‌اند در بحث مصرف نیز مصارف آب خانگی صنعتی و کشاورزی و نهایتاً برای محیط زیست سه زیر معرف درصد فضای تحت پوشش گیاه طبیعی درصد فضای بیابانی وتخلیه فاضلاب سالانه مشخص شده‌اند. در‌این گزارش یک ماتریکس همبستگی نیز برای پنج مولفه WPI آورده شده است که در آن همبستگی بالایی بین منابع و مصرف (ضریب همبستگی۰.۸۹۹ ) و عدم همبستگی (ضریب همبستگی۰.۸۸۰-) بین ظرفیت و محیط زیست دیده می‌شود علاوه بر‌این به استثنا ظرفیت و محیط زیست ضریب همبستگی بقیه معرفها باWPI بالاست‌Ruijun Zhang., Zhenghu Duan., Mingliang TanXiaohong Chen(2012).
این مقاله شاخصی را که به طور اختصاصی به بررسی وضعیت منابع آبی در بخش کشاورزی (AWPI) می‌پردازد مورد مطالعه قرار داده است. نتایج در شهرستان مرودشت استان فارس حاکی از آن بود که اگر چه خشکسالی و کاهش میزان بارندگی دلایل اولیه کم آبی در منطقه مورد مطالعه هستند، نبود ظرفیت‌های مدیریتی در بین کشاورزان عامل دیگری برای فقر آب کشاورزی بود علاوه بر‌این مقدار مولفه ظرفیت در بین کشاورزان به طور کلی پایین بود پایین بود که حاکی از‌این واقعیت بود که کشاورزان پیش نیازهای اساسی برای استفاده از آب موجود را به شیوه موثرتر در اختیار ندارند که در نهایت منجر به سطوح پایین کارایی فیزیکی آب در سطح مزرعه شده بود. Masoumeh Forouzani., Ezatollah Karami.(2011).
در‌این گزارش ابتدا نقطه ضعف‌ها و قوت‌های شاخص بررسی شده است ثانیاً برای پاسخگو بودن به انتقادات متفاوتی که اخیراً بر WPI وارد شده یک اصلاح مرور و تجدید نظر ارائه شده است اصلاحات پیشنهادی در‌این مقاله و تصحیحات آماری شاخص باعث شکل گیری IWPI (شا خص فقر آب بهبود یافته شد) IWPI در تونس نشان داد که فقر آب از یک الگوی فضایی ناهمگن پیروی می‌کند. Hatem Jemmali. Mohamed Salah Matoussi (2011)
نیهیلا و همکاران در تحقیقی از طریق نقشه‌های IWPI نشان دادند فقر آب در تونس از یک الگوی فضایی ناهمگون پیروی می‌کند در‌این مقاله WPI برای سه بلوک مناطق PALAKAND که بیشتر در معرض کمبود آب بوده‌اند محاسبه و در نقشه نشان داده شده نقشه فقر آبی که با مقیاس کافی و زیر مولف‌های صحیح ساخته شده است می‌تواند به مدیریت کمبود آب خیلی کمک کند‌ این به اعضای حکومت محلی برای الویت‌بندی بلوک‌ها بر اساس اهمیت‌شان و اعلام برخی سیاست‌ها و تخصیص آب بر اساس نیازشان کمک کرد.
Nihila A, MTech student, Govt. Engineering College, Thrissur; Dr. K S Sumam. (2012).
در‌ گزارشی فقر آبی با بهره گرفتن از دو شاخص SWPI و NWPI برای ۱۴۷ کشور محاسبه و نتایج حاصل با نتایج WPI مقایسه شدند و از آنجایی‌که هر دو شاخص‌های اخیر به نسبت WPI همبستگی خیلی بیشتری با HDI داشتند HDI) یک شاخص مرکب با ۳ مولفه امید به زندگی،موفقیت تحصیلی و درآمد است که بالاتر بودن HDIیک کشور بالاتر بودن رفاه محسوب می‌شود). در برخی موارد رتبه بندی کشورها متفاوت شد به طور مثال سورینام، گویان، ترکمنستان، توسط WPI جز ۱۵ کشور عالی و بالای جدول بودند اما در شاخص NWPI و SWPI از رتبه آن‌ها تنزل یافت و بالعکس ‌این اتفاق برای کشورهای آلمان و آمریکا روی داده است کشورهای آلمان و آمریکا در رده بندی بهتری قرار گرفتند. در شاخص NWPI تنها مولفه‌های دسترسی ظرفیت و محیط زیست در نظر گرفته شده و در شاخص SWPI تنها مولفه‌های محیط زیست و ظرفیت بررسی شده اند. .Danny I. Cho, Tomson Ogwang., Christopher Opio. (2009).
با انجام یک رگرسیون بین مولفه‌های بین المللی WPIs با یکدیگر معلوم شد که مولفه دسترسی با ضریب همبستگی بیشتر R²=0.68) ) به ظرفیت وابسته است در صورتی‌که همبستگی آن به منابع تنها با ضریب R²=0.03)) بوده است.Komnenic. , R. Ahlers, P. van der Zaag(2009).
در‌این گزارش روش ساده دیگری که کمبود آب را از طریق یکپارچه سازی کیفیت و کمیت آب ارزیابی می‌کند بررسی شد که در‌این روش کمبود آب بر پایه مفاهیم آب آبی‌– سبز‌– خاکستری و ردپای آب بنا شده است‌. با‌این روش رودخانه(BRB) که از بین توسعه یافته‌ترین مناطق پکن با جمعیتی بالغ بر۷۴ درصد از جمعیت کل پکن عبور می‌کند هم به لحاظ کمی‌و هم کیفی بدترین رودخانه شناخته شد‌.
.Zhao Zeng., Junguo Liu., Hubert H.G. Savenije. (2013)
در‌این گزارش نحوه انتخاب مولفه ها بدست آوردن مقادیر معرفها وزیرمعرفها نحوه تخصیص وزن برای مولفه ها و معرفها نحوه ادغام مولفه ها و معرفها آنالیز پایداری شاخص تفسیر مقدار نهایی شاخص به طور جداگانه برای چهار شاخصWPI CWSI WSI WJWS بررسی شده است .همه‌این شاخص‌ها اهداف مشترکی را دنبال می‌کنند، یعنی ارائه اطلاعات در مورد شرایط فعلی منابع آب، ارائه ورودی‌ها به تصمیم‌گیرندگان و اولویت‌بندی مسایل مربوط به آب و در همه آنها نیز اهداف توسعه شاخص تاثیر می‌گذارد که چه متدی استفاده شود تا مقادیر زیر شاخص و شاخص نهایی تفسیر شوند. Juwana N. Muttil B.J.C. Perera (2012).
۲-۳- مروری بر تعیین شاخص
به‌طور کلی ارزیابی پایداری مبتنی بر شاخص به‌دنبال شناسایی اجزاء برای ارزیابی است. یک شاخص مقیاسی است، از حقایق و شرایط موضوعی خاص، چه به صورت کیفی و یا کمی. اگر اجزاء به‌طور منظم رعایت شوند، آنها می‌توانند تغییرات را در طول یک مدت زمان تجزیه و تحلیل کنند (Nardo et al., 2005). یک گروه از معرفها و یا اجزاء، که با هم ترکیب شده‌اند را یک شاخص مرکب می‌نامند. (Nardo et al. 2005) اهمیت و‌ایده‌ال‌ این شاخص‌ برای توضیح ‌ایده‌های چند بعدی اندازه‌گیری است که نمی‌توانند صرفاً به‌وسیله یک جزء توضیح داده شوند. برای بکار بردن ارزیابی پایداری مبتنی بر شاخص، باید مراحلی در نظر گرفته شوند، که‌این مراحل عبارتند از: انتخاب اجزاء‌، بدست آوردن مقادیر زیر شاخص‌های اجزا‌، اهمیت (وزن) اجزاء‌، تجمع اجزاء‌، و تجزیه و تحلیل توانمندی شاخص‌ها.
با بهره گرفتن از‌این روش برای ارزیابی پایداری، تمامی‌اجزاء شناخته شده باید مقادیر واحد مشترک داشته باشند. مقادیر اجزاء در واحد‌های مشترک به‌عنوان زیر شاخص شناخته می‌شود. در نهایت مقادیر زیر شاخص‌های اجزاء بدست آمده می‌توانند در یک مقدار شاخص کلی جمع شوند. در جمع‌ آوری شاخص‌ها می‌توانند در وزن‌های مساوی و یا غیر مساوی قرار گیرند. تجزیه و تحلیل نیرومندی شاخص به هدایت و بررسی ورودی‌های مجهول شاخص‌ها می‌پردازد.
۲-۳-۱ انتخاب اجزاء
اجزاء عناصر اصلی یک شاخص هستند. بنابراین در توسعه یک شاخص انتخاب اجزاءاز اهمیت بالایی برخوردار است.اجزاء برای یک شاخص معمولاً از طریق بررسی مقالات در چارچوب‌های پیشین و مجموعه اجزاء موجود انتخاب می‌شود. (Chaves and Alipaz, 2007; Policy research initiative, 2007; Sullivanandmeigh, 2007; Juwanaetal. (2010b).
به‌طور کلی یک مجموعه اولیه از اجزا بر پایه همین بررسی‌ها شناسایی می‌شود. ‌این مجموعه اولیه سپس از طریق بحث و گفتگو با ذینفعان اصلی بهبود بخشیده می‌شود. (Policy research initiative, 2007; Sullivan and meigh, 2007; Juwana et al., 2010a)
در سال ۱۹۸۸ مشخصه‌ های زیر برای انتخاب اجزاء پیشنهاد شد(۲۰۰۳ Liverman et al):
- حساسیت به تغییر زمان‌:
اجزاء باید قادر به ارائه اطلاعات در مورد مسایل مربوط به چگونگی تغییرات شاخص‌ها در طول زمان باشند.
- حساسیت به تغییر در سراسر فضاها و در گروه‌ها:
یک جزء باید تمام تغییرات رخ داده در فضا و یا در گروه‌ها را منعکس کند.
- پیش‌بینی یا پیشگیری‌:
با توجه به پایداری، اجزاء قابل اطمینان باید قادر به پیشگیری و یا پیش‌بینی نشانه‌های شرایط ناپایدار باشند.
- مرجع یا سرآغاز مقادیر موجود:
باید اطلاعات یا مقدار مرجع برای یک جزء مشخص باشد در غیر‌این صورت باید توسط یک جزء مشابه که اطلاعات آن موجود است جایگزین شود.
-‌بی طرفی‌:
تعصباتی که ممکن است در انتخاب اجزاء پایداری به دلایل مختلفی رخ دهد، مانند معلومات موجود شاخص توسعه‌دهنده، گرایش‌های سیاسی، و پس‌زمینه‌های داده شده در تحقیقات موجود باید به حداقل رساند‌.
-‌تبدیل اطلاعات مناسب:
در بسیاری از اجزاء‌، جزء شناخته شده اطلاعات خام نیست. بنابراین برای بدست آوردن مقدار برای جزء‌، نیاز به محاسبات یا تبدیل مناسب اطلاعات می‌باشد.
-‌یکپارچگی‌:
اهمیت‌ یکپارچگی یا ترکیب اجزاء در‌این است که علایم شرایط نسبی‌ای که پایدار نیستند را نشان‌ ‌دهند. تصمیم‌‌گیرندگان ارشد زمانی باید مطلع شوند که ‌این علایم نمایان می‌شوند، تا تجزیه و تحلیل‌های لازم برای شناسایی عامل اصلی بوجود آمدن ‌این ناپایدار نسبی را انجام دهند.
۲-۳-۲.بدست آوردن مقادیر زیر شاخص‌ها
در حال حاضر روش‌های مختلفی برای بدست‌آوردن مقادیر زیر شاخص‌های اجزاء موجود است. انتخاب مناسب‌ترین روش باید براساس ویژگی‌های اطلاعات و هدف توسعه شاخص درنظر گرفته شود (Nardo et al., 2005). توجه ویژه و تجزیه و تحلیل دقیقی مورد نیاز است، چرا که روش‌های مختلف می‌توانند نتیجه‌های متفاوتی بدهند (EbertandWelsch, 2004)
برخی از‌این روش‌ها در زیر ذکر می‌شود:
-روش رتبه بندی :
روش رتبه بندی ساده‌ترین روش است، معادله محاسبه مقادیر زیر ‌شاخص‌ها با بهره گرفتن از‌این متد به
صورت زیر است:
( ۲-۱) Si=Rank (Xi)
Siمقدار زیر شاخص است برای معرف i و Xi مقدار واقعی جزء i است. در بعضی موارد (Jencks et al., 2003) مقادیر جزء برای محیط‌های مختلف در طول سال‌های مختلف نیز مقایسه می‌شوند. هنگامی‌که مقادیر بدست می‌آیند، آنها به سادگی به ترتیب صعودی و یا نزولی و رتبه‌بندی‌های تعریف شده چیده می‌شوند.
- مقیاس گیری پیوسته :
استفاده از روش مقیاس‌گیری پیوسته، حداکثر و حداقل مقادیر آستانه برای هر یک از اجزاء را تعیین می‌کند.
معادله کلی در محاسبات مقادیر زیر شاخص‌ها از روش زیراستفاده می‌کنیم: