唐 怡 譚程亮

(云南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，云南 昆明 650000)

滇中地區(qū)主要指昆明市、玉溪市、楚雄彝族自治州、大理白族自治州、曲靖市、紅河哈尼族彝族自治州及麗江市7個(gè)州(市)中的49個(gè)縣(市、區(qū))。滇中地區(qū)是云南省的中心腹地，是全省政治、經(jīng)濟(jì)、文化、教育、科技中心，面積僅占云南省總面積的1/4，集中了約全省1/2的人口、2/3的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、4/5的工業(yè)總產(chǎn)值和近1/2的農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值。由于地理位置和自然資源的限制，滇中地區(qū)水資源短缺問(wèn)題日益突出，已成為制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素之一。節(jié)水是解決滇中地區(qū)水資源供需矛盾的基本出發(fā)點(diǎn)，也是向外流域?qū)で笳{(diào)水的基礎(chǔ)和前提，而節(jié)水評(píng)價(jià)是衡量地區(qū)節(jié)水成效，指引節(jié)水工作開(kāi)展的重要手段。因此，開(kāi)展節(jié)水評(píng)價(jià)對(duì)于促進(jìn)滇中地區(qū)節(jié)水水平提升，緩解水資源供需矛盾具有重要意義。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)區(qū)域節(jié)水評(píng)價(jià)的研究主要集中于節(jié)水評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建和評(píng)價(jià)方法的探討。2006年，高鵬[1]利用層次模糊綜合評(píng)價(jià)模型，對(duì)石家莊市節(jié)水情況作出實(shí)證研究。2016年，周振民等[2]基于AHP和改進(jìn)熵權(quán)法對(duì)鄭州市城市節(jié)水狀況進(jìn)行綜合研究。2018年，鄭玉萍等[3]分別采用用層次分析法(AHP)和模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)天津市節(jié)水水平進(jìn)行了分類(lèi)評(píng)價(jià)。2019年，李嘉第等[4]利用基于AHP的模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)海口市節(jié)水型社會(huì)建設(shè)試點(diǎn)進(jìn)行后評(píng)價(jià)?？梢?jiàn)，AHP和模糊綜合評(píng)價(jià)法在節(jié)水評(píng)價(jià)中發(fā)展較為穩(wěn)定，應(yīng)用效果良好，得到眾多學(xué)者的認(rèn)可。本文采用AHP和模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)滇中地區(qū)7州(市)節(jié)水水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析各州市節(jié)水工作中的薄弱環(huán)節(jié)，以期為滇中地區(qū)開(kāi)展節(jié)水工作提供參考。

1 AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)模型

1.1 層次分析法

層次分析法(AHP)是一種確定權(quán)系數(shù)的有效方法，特別適用于那些難以用定量指標(biāo)進(jìn)行分析的復(fù)雜問(wèn)題。它將一個(gè)復(fù)雜的多目標(biāo)決策問(wèn)題作為一個(gè)系統(tǒng)，將目標(biāo)分解為多個(gè)目標(biāo)或準(zhǔn)則，進(jìn)而分解為多指標(biāo)(或準(zhǔn)則)的若干層次，然后根據(jù)對(duì)客觀實(shí)際的模糊判斷，就每一層次的相對(duì)重要性給出定量的表示，再利用數(shù)學(xué)方法確定全部元素相對(duì)重要性次序的權(quán)系數(shù)。層次分析法大致分為4個(gè)步驟：?建立層次結(jié)構(gòu)模型；?構(gòu)造判斷矩陣；?層次單排序及其一致性檢驗(yàn)；?層次總排序及其一致性檢驗(yàn)。

1.2 模糊綜合評(píng)價(jià)法

模糊綜合評(píng)價(jià)方法是一種采用模糊數(shù)學(xué)原理，分析和評(píng)價(jià)具有“模糊性”事物的系統(tǒng)分析方法。它根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)，具有結(jié)果清晰、系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。其主要步驟[5]如下：

a.建立因素集u={u1,u2,……,up}，即有p個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

b.確定評(píng)語(yǔ)集v={v1,v2,……,vp}，即等級(jí)集合。每一個(gè)等級(jí)可對(duì)應(yīng)一個(gè)模糊子集。

c.建立隸屬函數(shù)，構(gòu)造模糊關(guān)系矩陣R。在構(gòu)造等級(jí)模糊子集后，逐個(gè)對(duì)被評(píng)事物從每個(gè)因素ui(i=1,2,……,p)上進(jìn)行量化，即確定從單因素來(lái)看被評(píng)事物對(duì)等級(jí)模糊子集的隸屬度(R|ui)，進(jìn)而得到模糊關(guān)系矩陣：

矩陣R中第i行第j列元素rij，表示某個(gè)被評(píng)事物從因素ui來(lái)看對(duì)vj等級(jí)模糊子集的隸屬度。

d.確定評(píng)價(jià)因素的權(quán)向量:A=(a1,a2,……,ap)。使用層次分析法來(lái)確定評(píng)價(jià)指標(biāo)間的相對(duì)重要性次序。從而確定權(quán)系數(shù)，并且在合成之前歸一化。即

e.合成模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量。利用合適的算子將A與各被評(píng)事物的R進(jìn)行合成，得到各被評(píng)事物的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量B。即

其中b1是由A與R的第j列運(yùn)算得到的，它表示被評(píng)事物從整體上看對(duì)vj等級(jí)模糊子集的隸屬程度。

f.對(duì)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量進(jìn)行分析。

2 滇中地區(qū)節(jié)水評(píng)價(jià)

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

2.1.1 指標(biāo)體系構(gòu)建原則

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立時(shí)綜合考慮了如下原則：?科學(xué)性原則；?系統(tǒng)性原則；?數(shù)據(jù)可獲得性原則；?動(dòng)態(tài)性原則；?相對(duì)獨(dú)立性原則；?可操作性原則。

2.1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

參考《節(jié)水型社會(huì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法》《實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度考核辦法》《國(guó)家節(jié)水型城市考核標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)范、文件中涉及的節(jié)水指標(biāo)，結(jié)合滇中地區(qū)的水資源稟賦、用水水平等實(shí)際情況，選取綜合性指標(biāo)、生活用水指標(biāo)、工業(yè)用水指標(biāo)、農(nóng)業(yè)用水指標(biāo)、生態(tài)指標(biāo)5大類(lèi)共11個(gè)指標(biāo)，具體指標(biāo)見(jiàn)表1。從國(guó)內(nèi)有關(guān)研究文獻(xiàn)來(lái)看，不同地區(qū)由于水資源條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展不同，節(jié)水水平差異大[6-8]，因此，本文僅與同類(lèi)型地區(qū)的節(jié)水水平做比較。參考我國(guó)西南地區(qū)各指標(biāo)的平均值和先進(jìn)值，將節(jié)水評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分為3個(gè)等級(jí)，分別為V1、V2、V3。其中V1級(jí)表示節(jié)水水平較高，V3級(jí)表示節(jié)水水平較低，V2級(jí)介于兩者之間，各指標(biāo)的分級(jí)范圍見(jiàn)表1。滇中地區(qū)各節(jié)水指標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)源于《2017年云南省水資源公報(bào)》《2017年云南省統(tǒng)計(jì)年鑒》《2017年度云南省水資源管理年報(bào)》等資料。

表1 節(jié)水評(píng)價(jià)指標(biāo)及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定

對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系采用層次分析法確定權(quán)重，本文采用yaahp軟件進(jìn)行權(quán)重分析，確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，見(jiàn)表2。

表2 節(jié)水指標(biāo)權(quán)重

2.3 模糊綜合評(píng)判矩陣構(gòu)建

本文把評(píng)價(jià)集分為3類(lèi)，較高V1，中等V2，較低V3。對(duì)于V2級(jí)，令其落在區(qū)間中點(diǎn)的隸屬度為1，兩側(cè)邊緣點(diǎn)的隸屬度為0.5，中間向兩側(cè)按線性遞減處理。對(duì)于V1和V3兩側(cè)區(qū)間，則令距臨界值越遠(yuǎn)，兩側(cè)區(qū)間的隸屬度越大，在臨界值上則屬于兩側(cè)等級(jí)的隸屬度各為0.5，按照上述設(shè)定構(gòu)造各評(píng)價(jià)等級(jí)相對(duì)隸屬度的計(jì)算式[9]。V1和V2級(jí)的臨界值為K1，V2和V3級(jí)的臨界值為K3，V2等級(jí)中間值為K2，K2=(K1+K3)/2。隸屬函數(shù)公式為

(1)

(2)

(3)

2.4 評(píng)判因素的等級(jí)劃分及評(píng)分

為更直觀反映各等級(jí)節(jié)水水平高低，對(duì)各州(市)V1、V2、V3進(jìn)行0～100之間的評(píng)分，即0～40為較低，40～70為中等，70～100為較高，評(píng)語(yǔ)集對(duì)應(yīng)數(shù)值取N={20，55，85}。

2.5 滇中地區(qū)節(jié)水評(píng)價(jià)結(jié)果

將各州(市)節(jié)水指標(biāo)帶入隸屬函數(shù)，計(jì)算得到模糊綜合判斷矩陣R，將指標(biāo)權(quán)重A與R合成，得到綜合評(píng)判向量B，最后與評(píng)語(yǔ)集N合成綜合評(píng)分值，各地州節(jié)水評(píng)價(jià)綜合評(píng)分值見(jiàn)表3。若不考慮合成指標(biāo)權(quán)重，可求得分類(lèi)指標(biāo)評(píng)分表和單項(xiàng)指標(biāo)評(píng)分結(jié)果，見(jiàn)表4、表5。

表3 2017年滇中地區(qū)綜合節(jié)水評(píng)價(jià)結(jié)果

表4 2017年滇中地區(qū)分類(lèi)指標(biāo)節(jié)水評(píng)分結(jié)果

表5 2017年滇中地區(qū)單項(xiàng)節(jié)水指標(biāo)評(píng)分結(jié)果

2.6 結(jié)果分析

經(jīng)分析表3～表5內(nèi)容，可得到以下結(jié)果：

a.滇中7個(gè)州(市)評(píng)價(jià)等級(jí)均為V2級(jí)，節(jié)水水平在我國(guó)西南地區(qū)均屬于中等水平。

b.對(duì)各州市綜合評(píng)分值進(jìn)行比較，昆明評(píng)分最高，其次為玉溪，之后分別是曲靖、楚雄、大理、紅河和麗江。昆明、玉溪屬于云南省經(jīng)濟(jì)最為發(fā)達(dá)，但水資源較為緊缺地區(qū)，2017年昆明人均水資源量為1134m3，玉溪為2025m3。而麗江人均水資源量為4842m3，紅河為4917m3。由于水資源稟賦不同，各州(市)節(jié)水力度不一，長(zhǎng)期以來(lái)昆明、玉溪在節(jié)水方面的投入較大，因而，相對(duì)其他州(市)節(jié)水水平較高，評(píng)價(jià)結(jié)果基本符合實(shí)際情況。

c.從表4可以看出生活節(jié)水方面，楚雄、曲靖、紅河有待加強(qiáng)；工業(yè)節(jié)水方面，麗江、曲靖、大理有較大節(jié)水潛力；農(nóng)業(yè)節(jié)水方面，紅河、大理、昆明仍有提升空間；生態(tài)方面，玉溪、紅河需進(jìn)一步改善。

d.從表5可以看出各州(市)單項(xiàng)指標(biāo)評(píng)分的差異。橫向來(lái)看，除非常規(guī)水利用水平7個(gè)州(市)均處于較低水平，農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)7個(gè)州(市)均處于較高水平外，其他指標(biāo)不同州(市)差異明顯。萬(wàn)元GDP用水量昆明已達(dá)到較高的節(jié)水水平，而楚雄、紅河、大理、麗江仍處于較低水平，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)水工作，縮短州(市)間的差距?？v向來(lái)看，以昆明為例，11個(gè)指標(biāo)中70分以上有4個(gè)，分別是萬(wàn)元GDP用水量、生活節(jié)水器具普及率、農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)和城市生活污水集中處理率，說(shuō)明在這些方面昆明已達(dá)到較高的節(jié)水水平；但40～70分的有5個(gè)，低于40分的有2個(gè)，64%的指標(biāo)處于中、低水平，建議昆明加強(qiáng)這些方面的工作，以促進(jìn)節(jié)水工作的協(xié)調(diào)發(fā)展。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文采用AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)滇中地區(qū)進(jìn)行節(jié)水評(píng)價(jià)，得出滇中地區(qū)節(jié)水水平在西南地區(qū)為中等水平的結(jié)論，與實(shí)際情況基本相符。各州(市)可以從指標(biāo)低分項(xiàng)分析出節(jié)水工作中的薄弱環(huán)節(jié)，從而為進(jìn)一步開(kāi)展節(jié)水工作提供參考。

本文由于獲取數(shù)據(jù)有限，僅選取了11個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建評(píng)價(jià)體系，實(shí)際應(yīng)用中可視情況增補(bǔ)指標(biāo)，使評(píng)價(jià)更為全面。另外，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和節(jié)水水平的提高，評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不斷更新完善，以適應(yīng)節(jié)水評(píng)價(jià)要求。