煤炭礦區城市水生態文明評價
——以焦作市為例

(河南理工大學工商管理學院，河南焦作454003)

黨的十八大報告指出要把生態文明建設融入經濟、政治、文化、社會等各方面建設的全過程，明確了建設生態文明的重要性。水是人類生存和維持良好自然生態環境的基礎[1]，水生態文明是生態文明的核心部分[2]，是推動人與自然和諧發展的重要措施。自2013年水利部提出水生態文明建設以來，已在全國開展了兩批水生態文明城市建設試點。同時，專家、學者們也開展了大量的研究工作。陳明忠[3]分析了開展水生態文明建設的重要性，并對其重點工作進行說明；唐克旺[4]、左其亭[5]、王建華[6]等分別對水生態文明的內涵進行論述；詹衛華[7]分析了水生態文明建設的體制機制問題；郝凌穎[8]、高華[9]、劉海嬌[10]等分別從不同角度構建了水生態文明評價指標體系；在水生態文明評價方面，任俊霖、續會勇、汪倫焰等分別采用主成分分析法[11]、改進網絡層次分析法[12]、物元可拓評價模型[13]等進行了水生態文明評價。目前，雖然水生態文明已經取得許多研究成果，但針對煤炭礦區城市的水生態文明研究相對較少。基于此，本文以煤炭礦區城市——焦作市為例，針對煤炭礦區城市特點，建立評價指標體系，進行水生態文明等級評價，以期為今后更加科學地開展水生態文明建設實踐提供參考，同時，進一步豐富水生態文明研究的理論成果。

1 水生態文明評價理論體系

1.1 構建評價指標體系

表1 城市水生態文明評價指標體系

本文立足于煤炭礦區城市特點，從人水和諧、生態環境、社會經濟、水文化建設等4個方面構建評價指標體系。首先，采用頻度分析法在中國期刊數據庫、萬方期刊數據庫以“人水和諧評價”“水生態文明評價”及“煤炭礦區生態環境評價”為論文題目進行搜索，對近10 a來的研究成果進行分析，確定初選指標。然后，咨詢水生態文明建設相關部門、高校和研究院所的專家對指標進行篩選，定量指標采用主成分分析法篩選，定性指標采用德爾菲法篩選，最終評價指標體系見表1，體現人水和諧的指標有6個，評價生態環境的指標有5個，體現社會經濟狀況的指標為7個，水文化建設水平方面5個指標，共計23個指標。指標體系體現了經濟發展、生態環境、人文社會的和諧統一，同時，突顯了礦區城市的特點，如塌陷面積治理率和礦井水利用率。

表2 水生態文明城市評價指標分級

1.2建立評價指標標準

建立合理的評價標準是水生態文明評價結果科學、客觀的基礎。本文結合前人的研究成果，參考國家、地方的有關水生態文明規范、標準，水生態文明試點城市建設成果，咨詢水生態文明領域的相關專家，建立不同等級的水生態文明評價標準。將水生態文明程度劃分為差、較差、中等、良好、優秀5個等級，分別對應Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級和Ⅴ級，以反映水生態文明城市水平(表2)。

1.3 水生態文明城市評價模型建立

1.3.1物元可拓模型建立

物元可拓模型由蔡文教授于20世紀80年代提出[14]，是一種解決評價對象模糊性、多樣性、不相容性的評定方法。通過建立經典域、節域和評價等級，根據實測數據計算待評定物元關于評價等級的關聯度，以此來確定評價對象的等級[15]。本文將其應用到水生態文明城市評價中，其具體步驟見下。

a) 原經典域物元矩陣和原待評物元矩陣中的量值的歸一化。由于某些指標的實際值超過節域范圍會導致關聯函數無法計算，需要對原經典域物元矩陣和原待評物元矩陣的量值進行歸一化處理。將原經典域和原待評物元矩陣的量值兩端除以節域右端的數值，分別得到新的經典物元矩陣RN和新的待評物元矩陣RO。

(1)

(2)

b) 對新的待評物元體，求其關于新的經典域量值范圍的距離Dij，即:

(3)

c) 用距離代替關聯度函數Kj(Vi)，得到綜合關聯度Kj(P)，即：

(4)

式中w——評價指標的權重，本文采用熵權法計算。

d) 確定評價等級。若Kj=max{Kj(P) }，則待評物元P屬于等級j。

1.3.2指標權重的確定

開展評價工作時，由于每個指標對總體的貢獻率不同，就需要對每個指標賦予權重。常見的賦權方法有模糊綜合評判法、熵權法、德爾菲法、專家打分法、灰色關聯度法、層次分析法和因子分析法等。本文采用熵權法確定指標權重，避免計算過程的人為干擾[16-17]，計算過程如下。

Step1設評價對象有n個，每個評價對象的評價指標有m個，則可以構造判斷矩陣V=(vi.j)mn(i=1,2,…,m;j=1,2,….,n)

Step3輸出熵的確定Ej=H(Yj)/lnm

Step4求解指標差異度Gj=1-Ej(1≤j≤n)

2 焦作市水生態文明評價

2.1 研究區概況

焦作市地處河南省西北部[18]，是一座以煤炭開發為基礎發展起來的礦業城市[19]，煤炭資源開采已有百年歷史。焦作煤田累計探明煤炭資源儲量總計34.4億t[20]，其工業增加值的90%來自煤炭及相關產業，煤炭開發利用促進了經濟社會快速發展的同時，也給當地生態環境造成嚴重影響[21]，引起了資源的枯竭[22]。2008年，焦作市被確定為全國首批資源枯竭型城市(煤炭類)。同時，長期的煤炭開采造成地表沉陷、大氣污染、地下水位下降等一系列生態環境問題。

焦作屬溫暖帶大陸性季風氣候，多年平均降水量586.7 mm，降雨年際分配不均，豐、枯水年的降雨量相差3～4倍，且降雨年內變化較大，汛期降水量占全年降水的64.8%～70.5%[23]。水資源總量10.045億m3，現狀年開采量11.612億m3。水資源供需矛盾突出，且水污染嚴重[24]。隨著中國水生態文明城市建設試點工作的開展，焦作市先后被確定為河南省首批和第二批國家級水生態文明城市建設試點市。從此，焦作市開始了資源枯竭型城市的水生態文明建設模式探索，從水資源利用、水環境、水生態、水安全、水管理和水文化等方面探索符合焦作市特點的建設模式。本文結合煤炭礦區城市特點，對焦作市2014—2016年的水生態文明進程進行評價，以期為正在開展的水生態文明城市建設提供基礎支撐。

2.2 數據來源

分析中采用的原始數據主要來源于《河南省水資源公報》《河南省統計年鑒》《焦作市統計年鑒》《焦作市水資源公報》《焦作市環境統計年報》《焦作市國民經濟與社會發展公報》，個別缺失數據采用河南省、焦作市的政府網站發布的數據。

2.3 經典域、節域和待評物元矩陣

水生態文明程度N，水生態文明程度指標C及其特征值V，共同組成了水生態文明物元。構造Ⅰ—Ⅴ級分級標準的經典域矩陣R：

歸一化后得到新的經典域矩陣R′：

根據水生態文明指標分級標準的量值范圍確定節域矩陣Rp:

根據水生態文明指標分級標準確定待評物元矩陣RO:

2.4 評價指標權重

依據調查的2014—2016年各指標的原始數據，利用熵權法計算城市水生態文明23個評價指標的權重，各指標權重依次為0.05、0.039、0.052、0.033、0.086、0.035、0.034、0.043、0.033、0.061、0.033、0.033、0.086、0.032、0.033、0.035、0.086、0.04、0.035、0.039、0.036、0.033、0.04，人水和諧、生態環境、社會經濟和水文化建設各類指標的權重分別為0.295、0.204、0.345和0.183。

2.5 水生態文明等級評價

根據待評價物元體關于經典域量值范圍的距離計算公式，計算焦作市2014—2016年各指標與Ⅰ—Ⅴ級評價等級的距離，結果為：

3 結語

水生態文明建設目的是解決目前面臨的經濟社會發展與水生態環境惡化之間的矛盾，創建人水和諧的社會。從認知層面看，水生態文明應盡可能表達人們對一個地區水生態環境的要求。但由于不同地區的實際情況及存在的生態環境問題千差萬別，在評價指標的體系建立上應能突出地區特點，而不應千篇一律。基于此，本文在評價指標體系建立上，在通用指標的基礎上，考慮了代表煤炭礦區特點的指標，使得評價結果更客觀、更符合實際。

本文立足于煤炭礦區城市特點，從水生態文明建設的目標——人水和諧的角度，建立評價指標體系；并采用物元可拓-熵權法進行了水生態文明程度的評價，結果表明焦作市2014年為Ⅱ級，2015、2016年為Ⅲ級。焦作市2014年開始水生態文明建設實踐，經過2015、2016年各項工作的開展，城市水生態環境得到很大提高。但是，距離期望的人水完全和諧的狀態還存在一定的差距。