劉 志 羅朝暉 吳玉敏 李 斌 呂春艷 陳 丹

（1.河海大學(xué) 水利水電學(xué)院，南京 210098；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，南京 210095；3.南京市江寧區(qū)水利局，南京 211112；4.揚(yáng)州市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225007；5.淮安市淮漣灌區(qū)管理處，江蘇 淮安 223399）

提高水資源利用效率是緩解水資源危機(jī)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要手段之一［1］.2011年1月“中央一號(hào)文件”提出要加快水利建設(shè)、水資源管理改革，2012年1月國(guó)務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》確立了水資源開發(fā)利用控制、用水效率控制和水功能區(qū)限制納污“三條紅線”，可見當(dāng)前我國(guó)對(duì)水資源管理的高度重視，最嚴(yán)格水資源管理制度也將開展全面部署和具體落實(shí).開展水資源利用效率的評(píng)價(jià)并促進(jìn)水資源利用效率的提高，是最嚴(yán)格水資源管理制度實(shí)施的重要基礎(chǔ).雖然《關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》確立了水資源利用效率的相關(guān)指標(biāo)，但如何兼顧不同行業(yè)或區(qū)域特點(diǎn)開展深入的評(píng)價(jià)分析，并提出有針對(duì)性的提高水資源利用效率的相關(guān)措施，是當(dāng)前迫切需要深入研究的問題.

本文在前期文獻(xiàn)調(diào)查［2］的基礎(chǔ)上從綜合用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生活用水、生態(tài)與環(huán)境用水5個(gè)方面初步構(gòu)建了水資源利用效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用層次分析法進(jìn)行一步篩選主要評(píng)價(jià)指標(biāo)并確定了指標(biāo)的權(quán)重，再選取我國(guó)代表性城市開展水資源利用效率的實(shí)例評(píng)價(jià)分析，并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)水資源利用狀況開展綜合評(píng)價(jià)和分析，提出有針對(duì)性的提高水資源利用效率的建議.

1 研究方法

根據(jù)水資源利用的特點(diǎn)，將水資源利用效率評(píng)價(jià)體系分為3個(gè)層次：第1個(gè)層次為目標(biāo)層，即水資源利用效率評(píng)價(jià)；第2個(gè)層次為準(zhǔn)則層，包括綜合用水效率、工業(yè)用水效率、農(nóng)業(yè)用水效率、生活用水效率和生態(tài)與環(huán)境用水效率；第3個(gè)層次為具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)層［1－2］.根據(jù)前期的文獻(xiàn)計(jì)量研究，通過指標(biāo)的使用頻率統(tǒng)計(jì)分析，以高使用頻率的指標(biāo)為基礎(chǔ)初步構(gòu)建了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系.考慮到指標(biāo)的簡(jiǎn)潔明了、指標(biāo)數(shù)據(jù)的可獲取性等原因，在初步構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系基礎(chǔ)上，采用層次分析方法計(jì)算分析各指標(biāo)的權(quán)重，分別在綜合用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生活用水和生態(tài)與環(huán)境用水中選出權(quán)重最大的指標(biāo)以構(gòu)建最終的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，再次采用層次分析法確定指標(biāo)的權(quán)重，以此開展實(shí)例分析研究.

1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)初步篩選

在前期研究中，通過搜集CNKI（中國(guó)知識(shí)基礎(chǔ)設(shè)施工程，China National Knowledge Infrastructure）數(shù)據(jù)庫中1986年至2012年與水資源利用效率評(píng)價(jià)密切相關(guān)的文獻(xiàn)，對(duì)與“水資源利用效率評(píng)價(jià)”這一主題最為緊密相關(guān)的50篇文獻(xiàn)所采用的評(píng)價(jià)指標(biāo)開展了使用頻率的統(tǒng)計(jì)分析［2］，篩選出了使用頻率最高的各評(píng)價(jià)指標(biāo)，初步構(gòu)建了水資源利用效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（如圖1所示）.

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)最終確定

運(yùn)用層次分析方法［3－6］，首先根據(jù)相對(duì)重要性，分別對(duì)各B1、B2、B3、B4、B5下屬的 C級(jí)指標(biāo)層構(gòu)造判斷矩陣；然后分別計(jì)算出B1、B2、B3、B4、B5中各C級(jí)指標(biāo)的權(quán)重，見表1.經(jīng)計(jì)算，5組數(shù)據(jù)的CR值均小于0.1，即均通過一致性檢驗(yàn)，無需再重新修改所構(gòu)造的判斷矩陣.

圖1 水資源利用效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的初步構(gòu)建

表1 準(zhǔn)則層各指標(biāo)權(quán)重

對(duì)于任一準(zhǔn)則層，選取指標(biāo)的數(shù)量并無嚴(yán)格限制，故分別選取其中權(quán)重最大的指標(biāo)作為該準(zhǔn)則層的代表指標(biāo).由以上計(jì)算結(jié)果可知，在B1、B2、B3、B4、B5中分別選取權(quán)重最大的指標(biāo)C1、C4、C7、C11、C15作為最終評(píng)價(jià)指標(biāo)，即萬元GDP用水量、萬元工業(yè)增加值用水量、農(nóng)田灌溉定額、人均生活用水量、人均COD排放量，最終確定評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，見表2.

表2 水資源利用效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定

采用層次分析法確定新指標(biāo)體系中各指標(biāo)的權(quán)重.通過重新構(gòu)造B層次判斷矩陣，求得B1、B2、B3、B4、B5的權(quán)重，也即C1、C4、C7、C11、C15的權(quán)重.同樣，該B層次權(quán)重計(jì)算中，CR＝0.010 3＜0.1，通過一致性檢驗(yàn).權(quán)重計(jì)算結(jié)果分別如下：B1為0.422 6，B2為0.157 1，B3為0.268 5，B4為0.096 0，B5為0.055 8.

2 實(shí)例分析

2.1 數(shù)據(jù)來源

考慮到我國(guó)地區(qū)劃分，選取10個(gè)城市分別代表中國(guó)各個(gè)地區(qū)開展水資源利用效率的實(shí)例分析.其中，華北地區(qū)選取北京、天津；東北地區(qū)選取長(zhǎng)春；華東地區(qū)選取上海、南京、杭州、福州；華中地區(qū)選取武漢；西南地區(qū)選取貴陽；西北地區(qū)則選取西安.實(shí)例分析所用的相關(guān)數(shù)據(jù)主要來源于各地區(qū)的水資源公報(bào)、統(tǒng)計(jì)年鑒、環(huán)境狀況公報(bào)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)等，考慮到2010～2012年間各指標(biāo)數(shù)據(jù)處于穩(wěn)中微升階段，波動(dòng)幅度不大，故取2010～2012年的數(shù)據(jù)平均值作為水資源利用效率的現(xiàn)狀評(píng)價(jià)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（見表3）.

表3 水資源利用效率評(píng)價(jià)指標(biāo)值（2010～2012年平均值）

2.2 數(shù)據(jù)處理

由于各評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)的單位、量綱和數(shù)量級(jí)等不完全相同，為了避免因影響決策的結(jié)果需要對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化［7］處理，通過 Min－max標(biāo)準(zhǔn)化方法［8］來進(jìn)行數(shù)據(jù)規(guī)范化處理.考慮到萬元GDP用水量、萬元工業(yè)增加用水量、農(nóng)田灌溉定額、人均生活用水量、人均COD排放量均為逆向指標(biāo)，即指標(biāo)值越大，水資源利用效率就越低，故選取逆向指標(biāo)處理方法［9－13］，計(jì)算公式如（1）所示.

式中，bij為第i城市第j個(gè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值，aij為第i個(gè)城市第j個(gè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化前的數(shù)值，amaxj為各城市中第j個(gè)指標(biāo)最大值，aminj為各城市中第j個(gè)指標(biāo)最小值.

2.3 評(píng)價(jià)得分

將標(biāo)準(zhǔn)化之后各個(gè)城市的數(shù)據(jù)與各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重分別對(duì)應(yīng)乘積再相加，即得到各個(gè)城市的水資源利用效率得分，計(jì)算公式如式（2）所示.

式中，F(xiàn)i為第i個(gè)城市水資源利用效率整體相對(duì)得分，Pi為第i個(gè)城市各個(gè)指標(biāo)組成的行向量，Pi＝（bi1，bi2，bi3，bi4，bi5），Q為 B層次所有指標(biāo)權(quán)重構(gòu)成的行向量的轉(zhuǎn)置，即Q＝（0.422 6，0.157 1，0.268 5，0.096 0，0.055 8）T.

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，可得各個(gè)城市水資源利用效率相對(duì)得分由高到低的樹狀圖（圖2）.

圖2 各個(gè)城市水資源利用效率相對(duì)評(píng)分

2.4 結(jié)果討論

評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，華北、東北以及西北地區(qū)城市水資源利用效率得分整體上高于東南沿海以及華南地區(qū).在綜合用水效率方面（對(duì)應(yīng)指標(biāo)為萬元GDP用水量），北京、天津、上海等城市較高，而福州、杭州則較低.在工業(yè)用水效率方面（萬元工業(yè)增加值用水量），天津、長(zhǎng)春等重工業(yè)城市較高，而福州、貴陽等城市則較低，這也可體現(xiàn)出工業(yè)較發(fā)達(dá)的城市，其工業(yè)節(jié)水各方面措施也比較到位.在農(nóng)業(yè)用水效率方面（農(nóng)田灌溉定額），長(zhǎng)春、天津等北方城市較高，而福州、上海等東南沿海城市較低，這與北方旱田為主、南方水田為主的原因是分不開的.在生活用水方面（人均生活用水量），天津、長(zhǎng)春等城市較高，杭州、上海、北京等城市則較低，可見城市規(guī)模和人口總量與生活用水效率有一定負(fù)向關(guān)系，提高一線城市生活用水效率很有必要.在生態(tài)與環(huán)境用水效率方面（人均COD排放量），北京、福州、上海等城市較高，長(zhǎng)春、武漢等地則相對(duì)較低.

根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果可以進(jìn)一步分析提高各地區(qū)水資源利用效率的重點(diǎn)方向.北京、上海的綜合用水效率和生態(tài)與環(huán)境用水效率較高，但生活用水效率較低，故應(yīng)當(dāng)在保持其他行業(yè)用水效率的基礎(chǔ)上，加大生活用水的節(jié)水力度，提高各種生活節(jié)水器具的普及率.天津的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活用水效率和綜合用水效率都相對(duì)較高，故在保證各行業(yè)用水效率水平的基礎(chǔ)上，力求整體用水效率穩(wěn)中有升.長(zhǎng)春的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活用水效率較高，但生態(tài)與環(huán)境用水效率較低，故在保證各行業(yè)用水效率水平的基礎(chǔ)上，應(yīng)著重提高生態(tài)與環(huán)境的用水效率，使得整體用水效率穩(wěn)定在更高的水平.與其他城市相比，南京各行業(yè)用水效率普遍相對(duì)不高，綜合用水效率相對(duì)靠后，故應(yīng)加強(qiáng)各行各業(yè)的節(jié)水力度，努力達(dá)到節(jié)水型社會(huì)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn).福州的生態(tài)與環(huán)境用水效率較高，而工業(yè)與農(nóng)業(yè)用水效率較低，因此對(duì)這兩個(gè)行業(yè)的用水節(jié)水力度應(yīng)當(dāng)適當(dāng)加強(qiáng).相對(duì)于本文所選的其他城市，貴陽各行業(yè)用水效率普遍不高，尤其是工業(yè)用水，因此應(yīng)在大力發(fā)展節(jié)水型工業(yè)的同時(shí)全面開展節(jié)水型社會(huì)建設(shè).武漢各行業(yè)用水效率普遍不高，尤其是生態(tài)與環(huán)境用水，因此也應(yīng)在加強(qiáng)污水達(dá)標(biāo)排放和處理的同時(shí)提高整體用水效率.杭州各行業(yè)用水效率普遍處于中等水平，生活用水效率則相對(duì)處于較低水平，因此應(yīng)在構(gòu)建節(jié)水型社會(huì)的同時(shí)，重點(diǎn)加強(qiáng)生活節(jié)水的力度與措施.

3 結(jié)論與展望

本文在前期文獻(xiàn)計(jì)量分析的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究提出了水資源利用效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法，并選取代表性城市開展了實(shí)例評(píng)價(jià)分析，結(jié)果顯示我國(guó)華北、東北以及西北地區(qū)城市水資源利用效率整體上高于東南沿海以及華南地區(qū)，論文對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果開展了討論，并以此提出了各區(qū)域提高水資源利用效率的重點(diǎn)方向.

不同時(shí)空尺度下的水資源利用效率評(píng)價(jià)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，雖然本文提出了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和方法，并開展了實(shí)例分析研究，但相關(guān)的研究工作還有待進(jìn)一步深入.例如，不同學(xué)者所構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系以及選取的具體指標(biāo)不盡相同，由此得到的評(píng)價(jià)結(jié)果也不盡相同；采用不同的綜合評(píng)價(jià)方法或模型，可能會(huì)得到不同甚至差別較大的評(píng)價(jià)結(jié)果，因此適用于評(píng)價(jià)對(duì)象的指標(biāo)體系和方法仍然是水資源利用效率評(píng)價(jià)研究的重點(diǎn).此外，我國(guó)幅員遼闊，自然條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平相差較大，水資源利用效率的現(xiàn)狀水平及其提升空間受這些因素所限，若對(duì)相關(guān)指標(biāo)采用統(tǒng)一的目標(biāo)值來對(duì)比分析，評(píng)價(jià)的結(jié)果可能不符合實(shí)際也難以指導(dǎo)各地實(shí)踐，因此分地區(qū)劃定目標(biāo)值來開展評(píng)價(jià)更為合理.

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