基于組合權(quán)重-物元分析模型的水利改革效果評價

王美慧，唐德善，尚 靜

（河海大學(xué) 水利水電學(xué)院，江蘇 南京 210098）

水是生命之源、生產(chǎn)之本。 加快推進(jìn)水利改革發(fā)展，切實增強水利對水資源可持續(xù)利用的支撐和保障能力，是維護(hù)社會長期穩(wěn)定的必要條件［1-4］。 我國人多水少，水資源時空分布不均，近年來頻繁發(fā)生的洪澇災(zāi)害事件暴露出我國水利基礎(chǔ)設(shè)施存在短板［5-7］。 王定山［8］將水利改革效果聚焦于農(nóng)田水利設(shè)施方面，并對面臨的障礙進(jìn)行了詳盡分析。 俞昊良等［9］梳理了2019 年度的水利改革進(jìn)展，總結(jié)治水思路亮點的同時對當(dāng)前存在的問題提出了應(yīng)對措施。 李婷等［10］通過構(gòu)建熵權(quán)-模糊綜合評價模型對水利投融資體制改革績效進(jìn)行了分析。 當(dāng)前對水利改革的研究大多聚焦于措施及問題分析方面，幾乎沒有對區(qū)域整體改革效果的評價。 因此，本研究以山東省為研究對象，對其水利改革效果進(jìn)行評價，通過評價確定研究區(qū)水利改革效果等級，并對目前存在的問題及差距進(jìn)行簡要分析，旨在為水利改革效果評估提供思路。

1 研究方法

水利改革的目標(biāo)在于通過階段性努力，緩解水利建設(shè)落后的局面，最終實現(xiàn)水資源合理配置、水環(huán)境明顯改善、生態(tài)流域得到有效治理、水域經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展以及水域管護(hù)體系真正落實等。 因此，水利改革效果評價是一個多層次、多準(zhǔn)則問題。

1.1 水利改革評價指標(biāo)體系

首先利用德爾菲法［11-13］對影響水利改革效果的因素進(jìn)行辨識，并對已有的統(tǒng)計資料進(jìn)行篩選，包括河流健康、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源配置等方面的資料，如《河湖健康評價指南（試行）》《生態(tài)保護(hù)紅線生態(tài)功能評價技術(shù)指南》《循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展評價指標(biāo)體系（2017 年版）》等；然后利用頻率分析法篩選出頻率較高的指標(biāo)，并進(jìn)一步對指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)選；最后對各項指標(biāo)進(jìn)行主成分分析［14-16］，刪除含義重疊的指標(biāo)，最終從水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水經(jīng)濟(jì)、水管護(hù)5 個維度出發(fā)，建立包含“萬元GDP 用水量”等共18 個指標(biāo)的水利改革效果評價指標(biāo)體系（見表1）。 其中指標(biāo)選取原則滿足獨立性、代表性、易得性、全面性［17］。

表1 水利改革效果評價指標(biāo)及其分級標(biāo)準(zhǔn)

1.2 水利改革效果評價等級標(biāo)準(zhǔn)

參考《河湖健康評價指南（試行）》《生態(tài)保護(hù)紅線生態(tài)功能評價技術(shù)指南》等文件，將評價指標(biāo)的水利改革效果等級劃分為Ⅰ級（優(yōu)秀）、Ⅱ級（良好）、Ⅲ級（中等）、Ⅳ級（差）4 級，水利改革效果評價等級標(biāo)準(zhǔn)見表1。 可拓物元分析模型在解決模糊或不相容問題上具有一定優(yōu)勢，而水利改革效果評價涉及多指標(biāo)、多層次、多準(zhǔn)則，具備模糊性特點，因此選用該模型進(jìn)行水利改革效果評價。 采用三標(biāo)度層次分析法［18］確定主觀權(quán)重、采用貢獻(xiàn)率法［19］確定客觀權(quán)重，引進(jìn)博弈論［20］求得組合權(quán)重，再結(jié)合可拓物元分析模型［19］構(gòu)建水利改革效果評價模型。

1.3 權(quán)重計算

（1）三標(biāo)度層次分析法確定主觀權(quán)重。 三標(biāo)度層次分析法與一般層次分析法［21］的區(qū)別在于，該方法只需用0～2 來標(biāo)度重要性。 例如兩項指標(biāo)分別為a1、a2，進(jìn)行重要性比較時，若a1沒有a2重要，則相對重要性取值為0；若a1和a2一樣重要，則取值為1；若a1比a2重要，則取值為2。 相對于一般的層次分析法，該方法具有計算過程簡單，計算精度高等優(yōu)點。 首先，利用專家打分法對各項指標(biāo)的重要程度進(jìn)行初步判定，形成判斷比較矩陣A＝（aij）n×n；然后，計算矩陣A各指標(biāo)的重要程度指數(shù)ri：

（2）貢獻(xiàn)率法求客觀權(quán)重。 貢獻(xiàn)率法確定權(quán)重的關(guān)鍵在于，結(jié)合實際數(shù)據(jù)與各評價等級標(biāo)準(zhǔn)值，判斷各指標(biāo)對整個評價模型的貢獻(xiàn)率。 若某指標(biāo)的貢獻(xiàn)率大，則該指標(biāo)的權(quán)重大。 貢獻(xiàn)率法結(jié)合了各指標(biāo)的真實數(shù)值，在求解權(quán)重時更具客觀性。 貢獻(xiàn)率法求客觀權(quán)重計算公式為

式中：ωi″為第i個指標(biāo)的客觀權(quán)重；μi為第i個指標(biāo)實際值的平均值；Si′為第i個指標(biāo)各等級標(biāo)準(zhǔn)的平均值；n為指標(biāo)個數(shù)。

（3）基于博弈論確定組合權(quán)重。 博弈論［20］基于最優(yōu)化原理，即權(quán)重與最佳權(quán)重的偏差最小，調(diào)整偏差使其均衡，最終獲得最優(yōu)化的組合權(quán)重值向量。 當(dāng)決策者面臨相互作用的因素干擾而無法決策時，博弈論理念能使各種方法得到的權(quán)重相對折中，從而使決策更為合理。

1.4 可拓物元分析模型

可拓物元分析模型［19］將事物名稱N、特征C及量值X作為三元組對事物加以描述，在解決處理一系列模糊或不相容問題上具有一定優(yōu)勢，選用該模型對水利改革效果進(jìn)行評價。 建立物元矩陣：

2 實例分析

對山東省水利改革效果進(jìn)行評價，定量指標(biāo)數(shù)據(jù)來源于2010—2019 年《山東統(tǒng)計年鑒》《山東省水資源公報》，以及山東省生態(tài)環(huán)境廳相關(guān)統(tǒng)計資料等，個別年份指標(biāo)缺失數(shù)據(jù)由內(nèi)插法求得；定性指標(biāo)級別“優(yōu)秀”取值90～100，“良好”取值80～90，“中等”取值70～80，“差”取值0 ～70，且定性指標(biāo)例如從良好變?yōu)閮?yōu)秀，其值由80～90 內(nèi)插得到。

2.1 權(quán)重計算

將水利改革效果評價指標(biāo)體系進(jìn)行細(xì)化，首先采用三標(biāo)度層次分析法確定主觀權(quán)重，然后采用貢獻(xiàn)率法確定客觀權(quán)重，最后引入博弈論獲得指標(biāo)組合權(quán)重（各指標(biāo)原始數(shù)據(jù)及權(quán)重計算結(jié)果見表2、表3）。

表2 原始數(shù)據(jù)

表3 權(quán)重計算結(jié)果

2.2 可拓物元模型評價

根據(jù)可拓物元模型計算山東省2010—2019 年水利改革效果，以2010 年為例可得各指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度，見表4，同理計算2011—2019 年的水利改革效果。 為了讓評價結(jié)果更加直觀，采用百分制對評價結(jié)果進(jìn)行處理，規(guī)定“優(yōu)秀”分?jǐn)?shù)為90 ～100、“良好”分?jǐn)?shù)為80～90、“中等”分?jǐn)?shù)為60～80、“差”分?jǐn)?shù)為0 ～60。 由于計算的各個等級的關(guān)聯(lián)度存在負(fù)值，因此將各等級關(guān)聯(lián)度取倒數(shù)后取絕對值，再進(jìn)行歸一化處理，最后與相應(yīng)的等級分?jǐn)?shù)相乘，得到2010—2019 年水利改革效果分?jǐn)?shù)，結(jié)果見表5。

表4 2010 年各指標(biāo)關(guān)聯(lián)度

表5 水利改革效果綜合關(guān)聯(lián)度及得分

3 評價結(jié)果分析

水利改革政策出臺10 余a 來，山東省積極響應(yīng)水利改革政策號召，水利改革效果逐年顯現(xiàn)，將水利改革效果評價結(jié)果具體化，根據(jù)關(guān)聯(lián)度可以看出：2010—2014 年水利改革效果等級為中等，2015 年至2018 年為良好，2019 年為優(yōu)秀。 從整體分?jǐn)?shù)變化來看：2010—2019 年水利改革效果分?jǐn)?shù)逐年上升，由2010年的72.515 6 上升至2019 年的90.332 9，改革效果明顯。 從具體評價指標(biāo)來看，山東省在節(jié)水方面如萬元GDP 用水量、萬元工業(yè)增加值用水量，水環(huán)境、水質(zhì)方面如污水處理率等指標(biāo)改善明顯，2010—2019 年山東省萬元GDP 用水量從56.22 m3減小到31.70 m3，污水處理率常年在90%以上。 山東省相關(guān)部門在水利改革政策的落實中著重強調(diào)改善水質(zhì)，提高節(jié)水效率，這為其他地區(qū)深化節(jié)水改革和踐行水質(zhì)改善方面起到了帶頭作用。 山東省在提高生態(tài)效果方面有一定的進(jìn)步，萬元GDP 排污量呈逐年減少趨勢，由2010 年的6.24 m3減少至2019 年的4.99 m3，但是工業(yè)固體廢物綜合利用率整體呈逐年下降趨勢。 水生態(tài)效果方面，山東省節(jié)水以及控制污水方面取得了一定成效，但在綜合利用固體廢物方面還有改善的空間。

為了推進(jìn)水利改革進(jìn)程，實現(xiàn)固體廢物無害化、減量化及資源化，首先應(yīng)將廢物進(jìn)行垃圾分類等預(yù)處理，城市相關(guān)部門建立健全垃圾分類體系，并在社區(qū)內(nèi)對居民進(jìn)行推廣宣傳，落實垃圾分類政策；部分垃圾可以焚燒處理，并將焚燒后的能量用做發(fā)電，減少煤炭等資源的消耗，焚燒后產(chǎn)生的有害氣體，可采用半干法、催化還原法等化學(xué)方法處理，微生物技術(shù)也可以用于廢物綜合處理。 山東省作為經(jīng)濟(jì)大省，可依托自身經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，加大生態(tài)環(huán)境建設(shè)及環(huán)保技術(shù)創(chuàng)新方面的投資力度，一方面，山東省部分沿海城市應(yīng)利用傍海的地理優(yōu)勢，在保留海岸綠地、河流水系及濕地的同時，建立公共綠地、沿?；闪謳?、沿河綠化帶等，將其作為生態(tài)廊道，并以海島、濕地公園為補充形成山東省全域生態(tài)建設(shè)體系；另一方面，山東省應(yīng)依托歷史、文化底蘊，增強生態(tài)文明城市建設(shè)。 文化管理部門等應(yīng)加強對古街老巷、歷史遺跡的保護(hù)，必要時可形成保護(hù)區(qū)，同時挖掘、整理并保護(hù)優(yōu)良民風(fēng)民俗、奇聞異事等文化遺產(chǎn)，豐富生態(tài)文明城市的文化內(nèi)涵。 推進(jìn)水利改革，政府和市場應(yīng)相輔相成、相得益彰，鼓勵發(fā)展節(jié)水及生態(tài)保護(hù)新技術(shù)，政府責(zé)令相關(guān)監(jiān)管機構(gòu)加大群眾監(jiān)督力度，借助群眾力量，打造全民出力、全民監(jiān)管的水利改革新局面，必要時可建立獎懲機制，深化水利改革。