基于模糊綜合評(píng)價(jià)的水資源價(jià)值評(píng)估

李國成 海新權(quán)

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)財(cái)經(jīng)學(xué)院 甘肅蘭州 730070）

近年來，由于各方面因素的影響，造成了水資源短缺，其中水資源浪費(fèi)是最重要的因素之一，深究水資源浪費(fèi)的根本原因，無非是水價(jià)過低或居民對(duì)于水資源儲(chǔ)量沒有準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。水資源短缺造成的問題影響著社會(huì)和環(huán)境，阻礙區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)于兩山論有著巨大的影響，因此研究評(píng)估水資源價(jià)值，并進(jìn)而解決水資源短缺的問題，已成為當(dāng)下生態(tài)保護(hù)與維持社會(huì)生活所面臨的緊迫問題。

模糊綜合評(píng)價(jià)法具有模糊性，通過主觀和客觀兩種權(quán)重計(jì)算方法，綜合得出一個(gè)相對(duì)客觀合理的結(jié)果，摒棄了兩種方法的缺點(diǎn)，構(gòu)建水資源價(jià)值評(píng)估模型，選取最主要的因素進(jìn)行分析，通過對(duì)研究地的水資源使用狀況、利用效率等進(jìn)行分析，找出當(dāng)?shù)厮Y源短缺的根本原因，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)與自然資源的協(xié)同發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

1 研究區(qū)概況

海南州位于青海省東部，青海湖南部。海南州四周被群山包圍著，中間是盆地，其中部分是高原丘陵和河谷臺(tái)地，海南州的地勢(shì)起伏比較大，環(huán)境復(fù)雜多樣，因其是通往西藏和青南的重要交通樞紐，所以具有很好的區(qū)位優(yōu)勢(shì)。黃河在海南州境內(nèi)穿過五縣，干流長411.3 km，干流水域的落差比較大，但橫跨較窄。海南州建有光伏發(fā)電園區(qū)、龍羊峽水光互補(bǔ)發(fā)電站、拉西瓦發(fā)電站，是黃河水利電力資源的高產(chǎn)區(qū)，電力蘊(yùn)藏量近千萬千瓦。海南州年均降水量可達(dá)570 mm，但每年變化較大，空間分布上南部和西部少，而北部和東部較多。海南州人民政府駐地共和縣恰卜恰鎮(zhèn)，西北臨青海湖，東南與龍羊峽水庫相鄰，處于降水量充沛地區(qū)。隨著海南州工業(yè)化進(jìn)程加快，第三產(chǎn)業(yè)迅速擴(kuò)張，海南州流域作為覆蓋龍羊峽水庫的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，影響著黃河流域的水質(zhì)、水量，如何通過政府監(jiān)管水資源開發(fā)，提高水資源利用，對(duì)于實(shí)現(xiàn)綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展，具有不可小覷的現(xiàn)實(shí)意義。

2 研究方法

本文采用模糊綜合評(píng)價(jià)法，模糊綜合評(píng)價(jià)法是通過層次分析法和熵值法兩種權(quán)重計(jì)算方法按比計(jì)算結(jié)果，這兩種方法分別從客觀權(quán)重計(jì)算方法和主觀權(quán)重計(jì)算方法中各選取一種，通過兩種權(quán)重計(jì)算方法計(jì)算得出的權(quán)重，各取50%計(jì)算得出綜合權(quán)重，再構(gòu)建判斷矩陣，對(duì)水資源價(jià)值等級(jí)狀況進(jìn)行綜合評(píng)判［1］。由于熵值法過于絕對(duì)化，而層次分析法計(jì)算得出的結(jié)果個(gè)人主觀因素強(qiáng)烈，不具備客觀性，所以結(jié)合兩種方法，使結(jié)果更具有真實(shí)性。本研究將層次分析法與熵值法相結(jié)合，通過加權(quán)平均計(jì)算，對(duì)水資源價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)［2］。

2.1 水資源價(jià)值評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建

一般而言，水量越少，水資源的價(jià)值就會(huì)越高，在水量一定的情況下，人口越多水量越稀缺，水的價(jià)值就會(huì)提高。所以要從最根本的地方入手，分析居民用水習(xí)慣以及各方面的用水比例。一般用人均水資源量、單位面積水資源量、供水總量等來反應(yīng)水資源的相對(duì)稀缺程度［3］。水質(zhì)也是決定水資源價(jià)值的一個(gè)重要因素，本文選用化學(xué)耗氧量、氨氮濃度等來評(píng)價(jià)水質(zhì)。以城鎮(zhèn)需水比例、工業(yè)增加值用水等作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素指標(biāo)；而人口因素則選用人均用水量、人均灌溉面積等作為指標(biāo)項(xiàng)；農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)、生態(tài)環(huán)境用水量、工業(yè)水重復(fù)利用率等指標(biāo)是環(huán)境因素中比較重要的因子，以此作為衡量環(huán)境因素的指標(biāo)［2］。這些指標(biāo)不容易統(tǒng)計(jì)結(jié)果，通過人力搜集的數(shù)據(jù)也不準(zhǔn)確，可利用模糊數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行處理。本研究指標(biāo)構(gòu)建的層次結(jié)構(gòu)模型見圖1。

圖1 海南州水資源資產(chǎn)價(jià)值計(jì)量綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.2 確定綜合權(quán)重

2.2.1 主觀賦權(quán)法

（1）建立層次結(jié)構(gòu)模型，將決策的目標(biāo)、考慮的因素和決策對(duì)象按它們之間的相互關(guān)系分為最高層、中間層和最低層，建立層次結(jié)構(gòu)模型，最高層為研究對(duì)象，中間層是主要影響因素，最低層是對(duì)中間層5個(gè)方面具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)（圖1）。

（2）構(gòu)造比較判斷矩陣，構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型后，將準(zhǔn)則層與指標(biāo)層內(nèi)部各因素因子全部進(jìn)行重要性比較，做出重要性判斷。

（3）一致性檢驗(yàn)，計(jì)算出最大特征值及該層次部分因素對(duì)上層次某因素的影響程度大小特征向量，并判斷矩陣是否滿足一致性［4］。

（4）計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)值ωi［5］。

2.2.2 客觀賦權(quán)法

（1）標(biāo)準(zhǔn)化處理，正向指標(biāo)：

逆向指標(biāo)：

式（1）～（2）中：xij是初始值，xij'是標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)值，max(xij)為指標(biāo)最大值、min(xij)為指標(biāo)最小值［6］。

（2）計(jì)算指標(biāo)的熵值Ej：

式（3）～（4）中：Pij是第j個(gè)評(píng)價(jià)因素的第i項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。

（3）評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)值ωj：

2.3 水資源價(jià)值綜合評(píng)價(jià)模型

（1）確定隸屬度矩陣μ，本文選用降半梯形分布［12］：當(dāng)j=1時(shí)，

當(dāng)j=2、3、4時(shí)，

當(dāng)j=5時(shí)，

式中：x為各指標(biāo)的實(shí)際值；i為各指標(biāo)標(biāo)號(hào)；j=2，3...n，n=5；μn(x)為指標(biāo)i的隸屬度。

（2）確定評(píng)價(jià)綜合矩陣R，通過指標(biāo)層各指標(biāo)權(quán)重ω與各指標(biāo)的隸屬度矩陣μ的計(jì)算，得出準(zhǔn)則層的單因素評(píng)價(jià)向量Rj（j=1，…，5），將Rj依次排列，構(gòu)建評(píng)價(jià)綜合矩陣R。

（3）模糊綜合評(píng)價(jià)，通過水資源價(jià)值綜合評(píng)價(jià)W與評(píng)價(jià)綜合矩陣R計(jì)算得出綜合評(píng)價(jià)向量V。

3 海南州水資源價(jià)值評(píng)估分析

3.1 數(shù)據(jù)來源

本文指標(biāo)數(shù)據(jù)主要來源于《青海統(tǒng)計(jì)年鑒》《青海省水資源公報(bào)》，通過篩選分析整理出相關(guān)數(shù)據(jù)，詳見表1。結(jié)合相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)將17個(gè)評(píng)價(jià)分為5 級(jí)：低、較低、中等、較高、高［7］，見表2。

表1 海南州水資源價(jià)值評(píng)價(jià)指標(biāo)值

表2 海南州水資源價(jià)值評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

3.2 水資源價(jià)值評(píng)估

3.2.1 計(jì)算指標(biāo)綜合權(quán)重

各層計(jì)算權(quán)重的方法不同，表示的含義也大相徑庭，可由主觀賦權(quán)法直接得到準(zhǔn)則層的綜合權(quán)重A；而指標(biāo)層權(quán)重ω 是由兩種賦權(quán)方法計(jì)算出權(quán)重結(jié)果，再通過加權(quán)平均得到。

通過計(jì)算，海南州準(zhǔn)則層指標(biāo)的綜合權(quán)重依次為：

A=［0.2501 0.0803 0.1506 0.3645 0.1545］，見表3。

表3 海南州水資源價(jià)值評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

3.2.2 水資源價(jià)值模糊綜合評(píng)價(jià)

以2019 年為例，根據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)法模型，計(jì)算海南州水資源價(jià)值評(píng)價(jià)綜合矩陣如下：

因此，海南州2019 年的水資源價(jià)值模糊綜合評(píng)價(jià)向量為：

其歸一化結(jié)果為：

水資源價(jià)值模糊綜合指數(shù)W為：

式中：T=（1，2，3，4，5）［8］。

據(jù)此可得出模糊綜合指數(shù)：

經(jīng)計(jì)算，水資源價(jià)值模糊綜合指數(shù)為2.298，屬于中等偏高。

3.2.3 水資源資產(chǎn)價(jià)值計(jì)算

通過對(duì)水資源價(jià)值進(jìn)行定性描述，將評(píng)價(jià)的無量綱轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的價(jià)格標(biāo)量值，采用轉(zhuǎn)換公式［9］：

式中：WLJ為水資源價(jià)格，V'為綜合評(píng)價(jià)向量，S是價(jià)格向量［2］。

水資源價(jià)格上限公式：

式中：P為水價(jià)格上限，E是月居民人均可支配收入，C為最大水費(fèi)承受指數(shù)，B是月均居民用水量，M是其他支出費(fèi)用。

采用等差間隔的方法計(jì)算水價(jià)，即水資源價(jià)格為［P，0］，2019年的價(jià)格向量為（5.099 9，3.824 9，2.55，1.275，0）。則2019 年水資源價(jià)格為（0.359 6，0.176，0.284，0.167 7，0.012 6） ×（5.099 9， 3.824 9， 2.55， 1.275， 0）T=5.25（元·m-3），2020年達(dá)到5.36（元·m-3），2011～2020年海南州水資源價(jià)格呈上升趨勢(shì)，與人均可支配收入呈明顯正相關(guān)關(guān)系（表4）。2011～2020年水資源資產(chǎn)價(jià)值總體呈逐年下降趨勢(shì)。

4 結(jié)論

本文權(quán)重計(jì)算方法采用主觀與客觀相結(jié)合的權(quán)重計(jì)算方式。避免了主觀缺陷，改進(jìn)了模糊評(píng)價(jià)模型的實(shí)用性，完善了水資源價(jià)值核算方法。

評(píng)估結(jié)果顯示，海南州水資源價(jià)值總體呈上升趨勢(shì)，與人均可支配收入呈正相關(guān)關(guān)系，整體水資源價(jià)值屬于中等偏高，2011～2020 年，水資源價(jià)格從2.1元/m3上升到5.36元/m3。

5.36 元/m3是海南州2020 年的最高水價(jià)，每人每天的耗水量約為120 L，水費(fèi)支出約為392元/年，符合國際標(biāo)準(zhǔn)。由于水資源定價(jià)不合理導(dǎo)致水資源價(jià)值逐年下降，政府應(yīng)當(dāng)關(guān)注相關(guān)問題，及時(shí)提出對(duì)策，維持經(jīng)濟(jì)與資源的共同發(fā)展。