赵林淯

(河南省南阳产投新城实业有限公司,河南 南阳 473000)

“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”是习近平总书记提出的新时期水利工作方针,其中“节水优先”为推进节水型社会建设的重要指南。通过了解节水型社会建设情况,对节水型社会建设效果进行科学评价,是制定切实可行的节水措施和政策的基础。

目前,许多学者已开展了较多关于节水型社会建设评价方法的研究。刘煜晴等[1]利用层次分析法与灰色关联法相结合的方式对江阴市节水型社会建设情况进行了综合评价;王文川等[2]提出了一种基于博弈论可变集的节水型社会建设评价模型,并对洛阳市的节水型社会建设情况进行了评价;唐怡等[3]基于层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)和模糊综合评价模型对滇中地区的节水建设水平进行了评价;徐海洋等[4]以郑州市为例,根据实际情况,建立了节水型社会定量评价指标体系,采用层次分析方法对建立的评价指标体系进行了评价；王巧霞等[5]将序关系分析法应用于西藏年楚河流域节水型社会建设评价中;王雪等[6]结合序关系分析法和模糊物元法建立了节水型社会建设综合评价模型,并对昆山市的节水建设情况进行了评价;杨瑞祥等[7]提出了改进的逻辑框架法,并利用该方法对长沙市的节水型社会建设情况进行了评价;刘泽岸等[8]基于AHP与集对分析法,对玉环市节水型社会建设情况进行了评价。综上所述,当前节水型社会建设评价中常用的方法主要有层次分析法、模糊评价法、灰色关联分析法、TOPSIS评价方法等,其中层次分析法(AHP)和模糊评价法的应用最广。然而,层次分析法中的判断矩阵由专家给定,其评价结果受人为因素影响较大;模糊综合评价法虽然可以较为全面地考虑影响因素对结果的影响,但涉及的隶属函数较多,尤其是当评价指标较多时,计算复杂且工作量大。为解决复杂的不相容问题,蔡文教授提出了物元分析法[9-11],该方法计算简单、可操作性强,目前已被广泛应用于水质综合评价[12-13]、土地质量和生态安全评价[14-15]等方面。然而,该方法在节水型社会建设评价方面的应用较少。鉴于此,本文结合河南省济源市的节水型社会建设开展情况,构建了节水型社会建设评价指标体系,并采用物元可拓分析方法进行了评价,研究结果可为节水型社会建设提供指导。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

济源市位于河南省西北部,总面积1 931 km2。该市水资源相对贫乏,多年平均水资源量为3.54亿m3,人均水资源量为540 m3,属于资源型缺水亚贫水区,水资源在时空分布上极不均匀。2006年,济源市被水利部列为全国节水型社会建设试点市。此后,济源市按照节水型社会建设要求,大力推广农业节水技术,有效推进经济结构的升级,加大非常规水源利用和水资源保护力度,提高水资源利用效率,从而有效缓解了水资源紧缺状况,极大改善了生态环境。

1.2 物元可拓模型

1.2.1 构造节水型社会建设评价物元矩阵

专项行动成效N、专项行动特征C和特征值V,共同构成节水型社会建设评价物元R,记作R=(N,C,V)。假设N有n个特征,以C1、C2、…、Cn及其对应的量值V1、V2、…、Vn描述,则节水型社会建设评价的物元矩阵可表示为:

(1)

1.2.2 确定经典域与节域物元矩阵

节水型社会建设评价的经典域物元矩阵Rj可表示为:

(2)

节水型社会建设评价的节域物元矩阵Rp可表示为:

(3)

式中:Rj表示经典域物元；Rp表示节域物元；p表示评价等级,p=1、2、3、4、5;Vji=[aji,bji]为Nj关于Ci的取值范围。

1.2.3 计算关联函数及关联度

节水型社会建设评价中指标的关联度Kj(xi)定义为:

(4)

(5)

式中:Kj(xi)为评级指标xi关于第j级别的关联度;|xji|为经典域的量值大小；ρ(xi,Xji)为xi到经典域区间Xji的距；ρ(xi,Xpi)为xi到节域区间Xpi的距；Xpi为Np关于Ci的量值范围。

1.2.4 确定指标权重

1.2.5 计算综合关联度并确定评价等级

节水型社会建设成效N关于第j评价等级的综合关联度计算公式为:

(6)

式中:Kj(D)为单元D关于等级j的关联度;wi为评价指标的权重。若Kj(D)=max{Kj(D)}，则判定D属于等级j。

2 结果与分析

2.1 评价指标体系构建及评价等级的确定

根据2005年水利部办公厅下发的《关于印发节水型社会建设评价指标体系(试行)的通知》的要求,从济源市的实际情况出发,并依据科学性、全面性、系统性、可操作性等指标体系的设置原则,建立了济源市节水型社会评价指标体系。参考国内外有关节水指标先进值,将节水型社会分为起步、初级、中等、良好和优秀5个阶段,为了与定量指标保持一致,将定性指标量化后按0～10划分为5个阶段[16-17]。节水型社会评价指标体系及根据1.2.4节内容计算出的各指标权重见表1。

表1 节水型社会评价指标体系及各指标权重

2.2 节水型社会建设评价的经典域、节域

根据节水型社会建设评价的可拓性,将评价分为5个等级,分别用Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级表示优秀、良好、中等、初级5个阶段。本文依据《关于印发节水型社会建设评价指标体系(试行)的通知》、文献[18]以及《河南省节水行动实施方案》等,建立了节水型社会建设评价的经典域和节域，并确定了建设后成效实际值,详见表2。

表2 节水型社会建设后评价的经典域、节域取值范围

2.3 结果与讨论

将Ci(i=1、2、…、22)的实际值代入式(4)和式(5)得到节水型社会建设评价各指标的关联度，结果见表3。为进一步验证该结果，参考灵敏度分析，将各指标的实际值分别增加和减少15%,然后计算其最大综合关联度，并确定评价等级，计算结果见表4。对比表3和表4中数据可知：等级值基本一致，表明灵敏度较高，方法可行。

表3 节水型社会建设后评价指标关联度

续表

表4 各评价指标值变化的最大综合关联度及评价等级

由式(6)及表3和表4中的数据计算得出综合关联度,依次为0.037、-0.408、-0.586、-0.688、-0.739。由评价等级的确立原则可知，济源市节水型社会建设的级别为“优秀”,该结论与安娟等[19]的研究结论一致,说明该方法可用于节水型社会建设评价中。在22个指标中人均GDP、万元GDP取水下降率、农业水价综合改革实际实施面积比等13个指标处于优秀阶段,农田灌溉水利用系数、高效节水灌溉率、重点水功能区水质达标率、处理后的再生水回用率和社会节水意识处于良好阶段,供水管网漏损率、节水型企业建成率、公共机构节水型单位建成率和节水型居民小区建成率处于中等阶段。

3 结论

本文结合济源市节水型社会建设特点,建立了节水型社会评价指标体系,进行了节水型社会建设阶段划分,并基于物元可拓理论建立了济源市节水型社会建设综合评价模型,经计算济源市节水型社会建设处于优秀阶段。该结论与文献[19]的结论一致,说明该方法评价结果可靠,能真实地反映实际情况,具有较好的推广价值。本文的研究结果对其他城市进行节水型社会建设评价具有一定的参考价值。