基于綜合集成賦權法的新農村小水電生態效益評價

接玲玲 唐德善

（河海大學水利水電學院，江蘇南京 210098）

隨著社會主義建設事業的發展，我國小水電發展較快，我國小水電資源開發潛力巨大[1~2]，為了提高農村電氣化水平，改善農村生產生活條件，促進農業增效、農村發展，國家近幾年實施了新農村小水電建設項目，目前部分地區的小水電建設已經完工，為了考察已完成項目的生態效益，為今后建設提供借鑒和參考，對這些已完工的小水電項目進行生態效益評價意義重大[3]。小水電生態效益評價屬于多指標評價問題，指標權重的確定對評價結果有著至關重要的影響。目前，存在著主觀賦權法與客觀賦權法兩種賦權方法確定指標權重。前者雖反映了決策者的主觀認識，但容易受個人偏好影響；后者依據客觀指標數據，但忽略決策者的認識經驗[4~6]。理論的方法是將主客觀賦權法科學結合起來，使得指標權重涵蓋主客觀信息，因此，本文采用基于單位化約束條件的綜合集成賦權法來確定權重系數[7~9]。

1 綜合集成賦權法

1.1 G1法及其確定指標權重的基本方法

G1法是一種序關系分析法，克服了AHP法的不足，計算量較AHP大量減少，不需要進行矩陣一致性檢驗，因此本文運用G1法確定主觀賦權權重系數。G1法確定主觀權重系數的方法與步驟如下[10]：

1.1.1 確定序關系。將評價指標x1，x2，…，xm關于某準則的重要性程度排序，得到關系式x1*＞x2*＞…＞xm*，則稱評價指標xi按“＞”確定了序關系。xi*表示{xi}順序后的第i個評價指標。為敘述方便，序關系式可記為 ：x1＞x2＞…＞xm。

1.1.2 計算指標權重系數wi。邀請專家對評價指標xk-1與xk進行重要性程度比較，其比值為wk-1/wk=rk(k=m，m-1，m-2，…，2)。rk的賦值說明所下[10]：rk取 1.0、1.2、1.4、1.6、1.8分別表示指標xk-1與xk指標同等、稍微、明顯、強烈、極端重要。

1.2 熵值法及其確定指標權重的基本方法

客觀賦權法是根據各項指標所提供的樣本數據來確定相應指標的權重系數，克服了主觀賦權法中決策者的主觀判斷[4]。常見的客觀賦權法有主成分分析法、熵值法等。其中熵值法原理簡單，計算方便。故本文采用熵值法確定客觀賦權權重系數。

1.3 基于單位化約束條件的綜合集成賦權法

根據線性加權法，計算得出各評價對象的評價目標值為：

通常情況下，di越大越好。因此構造如下最優化模型：

上式是一個多目標決策規劃問題，由于各區域之間是并列關系，因此，可以用等權的線性權和法等價為如下單目標最優化模型：

通過構造Lagrange函數進行求解該模型，再將結果進行歸一化，得到最優化模型最優解α*，β*為：

2 實例

河北省承德縣有6條主要河流，各河流水能資源蘊藏量較豐富，水能資源理論蘊藏量11.29萬kw，可開發量9.45萬kw。水電資源開發比例比較低，因此承德縣被列入國家“十一五”水電農村電氣化縣建設計劃。2006年實施農村水電電氣化規劃之后，全縣逐步完成“以電代柴，以電代煤，節能減排”的目標，保護和改善了生態環境，為了全面、客觀的評價小水電對承德縣生態環境產生的有利與負面影響，根據科學性、客觀性、公正的原則選取主要的評價指標，并根據環境評價范圍指標以及承德縣地區生態環境的特點建立小水電建設引起的環境變化的指標體系，選取如下指標：COD排放量減少率 1x、水域面積增加率 2x、河流污染改善程度 3x、城鎮生活污水處理增加率 4x、城市綠化覆蓋增長率5x、森林覆蓋增長率 6x。

表2 承德縣三個區域生態效益指標數據

將承德縣分為三個區：灤河區、柳河區和老牛河區，三個區覆蓋全縣25個鄉鎮，對其進行生態效益評價，考察小水電建設對承德縣的生態環境影響。表2為小水電建成之后2012年三個區域六個評估指標的指標數值。

2.1 G1法計算主觀權重

專家認為各個指標之間的重要性程度存在序關系

x3?x1?x5?x4?x2?x6，且有 r2=1.2,r3=1.4,r4=1.0,r5=1.6,r6=1.4。將 數 據 代 入 公 式（1）和（2）得 到 G1法 所 求 權 重 向 量：w'=(0.228，0.102，0.273，0.163，0.163，0.073)。

2.2 熵值法計算客觀權重

將表2數據代入公式（3）-（5）可計算出客觀權重向量：w''=(0.066，0.236，0.099，0.115，0.048，0.436)。

2.3 綜合評價值計算

可以看出，十一五期間小水電建成之后老牛河生態環境效益最優，其次是柳河，最后是灤河。

3 結語

以G1法確定主觀權重，熵值法確定客觀權重，將主客觀權重進行綜合集成，在此基礎上建立綜合評價值公式，從而得到生態效益綜合評價模型，該模型具有嚴密的邏輯推理和理論依據。將其用于小水電生態效益評價，計算出灤河、柳河、老牛河的生態效益評價值分別為：0.156，0.224和0.252，得出老牛河生態環境效益最佳，其次是柳河，最后是灤河，與實際情況相符合。

基于單位化約束條件求得的綜合評價指標權重，與傳統的主客觀賦權法單獨計算得出的權重結果并不一致，綜合了傳統方法的優點，求得的評價值更接近實際情況，且計算過程較簡單、原理科學。可在小水電生態效益評價中進行推廣，具有較好的應用價值。

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