基于AHP二級模糊綜合評價法的水資源對宜居東莞的評價

張雯彥，胡嘉燕，蔡婉瀅，林文壇，盧海鋒

（廣東財經大學文化旅游與地理學院,廣東 廣州 510000）

1 引言

中國城市工作會議明確指出要“提高城市發展宜居性”,并表明城市發展重要目標為“建設和諧宜居城市”［1］。宜居城市是具有滿足人類物質和精神上的生活需求、良好的人文社會環境和生態自然環境的居住地。在粵港澳大灣區下的推動城市發展的背景下,眾多國內外學者關注和研究“宜居城市”。

水資源是人類賴以生存的自然資源,也是一個城市發展的幸福底線。水網貫通整個城市,其中以水資源的配置和水生態環境為宜居城市建設的主要影響因素。在21世紀,國內城市發展目標中提出建設“宜居水城”,隨著逐漸發展,越來越多學者研究水資源對宜居城市建設的影響。關于水資源對宜居城市建設的評價研究,國內外研究成果較少,且比較偏向于水經濟和水生態文明的方面,其中水生態文明對宜居城市建設影響的研究是熱點之一。陸明峰認為在保證特定保護目標下的生態環境用水,按照用水效益的高低對水資源優化配置,利于發展社會經濟系統［2］。張影軒則從水資源人口承載力的視角,論述生態城市規劃基礎理論［3］。而王明成重視參考生態城市與宜居城市指標體系框架,并在現有的生態宜居城市指標研究的基礎上確定評價標準值［4］。水利部印發《關于加快推進水生態文明建設工作的意見》中指出,把生態文明理念融入到水資源開發、利用和配置等各個方面［5］。總之,大力完善水生態的保護格局,實現對水資源的可持續循環利用,有利用打造宜居生態城市群。

本文構建基于AHP二級模糊綜合評價法的水資源對宜居東莞的評價體系,開展東莞2002年~2018年水資源影響因素綜合評價,闡述東莞城市宜居評價值結果。

2 方法介紹

2.1 層次分析法（AHP）

層次分析法的基本思想是把一個問題或者一個觀點視為總目標,將問題或者觀點細分,然后分解為不同的組成因子,并根據因子間的影響程度計算其對決策層的權重大小。

第一步,構建層次結構模型。分三層,最高層為總目標層,中間層為評價項目層,最低層為評價因子層,由問題的目標、考慮因素和對象決定各層的相互關系。

第二步,構建判斷矩陣。同一層的因子兩兩比較,并按其重要性程度評定等級。aji為要素i與要素j的結果,兩兩比較結果構成判斷矩陣。判斷矩陣具有以下性質：

aji的標度方法見表1。

表1 AHP層次分析法評價模型

第三步,計算判斷矩陣的最大特征根max,檢驗判斷矩陣的一致性。層次分析法中引入了一致性指標CI。

為判斷矩陣的最大特征根,n為判斷矩陣中元素的個數。

CI值越大,表示判斷矩陣與完全一致的偏離程度越大。對于多階判斷矩陣還需引入隨機一致性指標RI,具體見表2。

表2 判斷矩陣階數與對應的一致性指標

第四步,計算判斷矩陣的一致性指標CI與同階隨機一致性指標RI的比率,稱之為一致性比率,用CR表示。

當CR≤0.1時,判斷矩陣具有一致性。

當CR＞0.1時,判斷矩陣需要重新調整。

2.2 模糊綜合評價法

模糊綜合評價法是一種基于模糊數學的方法。其基本思想是將定性評價轉化為定量評價,是對一個事物的評價更清晰、合理化,提高邏輯性。

第一步,構建模糊綜合評價指標。指標的適宜性將直接影響最終評價的準確性,因此指標的確定需參考相關行業及政府文件數據。

第二步,構建隸屬度關系矩陣。矩陣構成因素可分為連續型因素與離散型因素。函數構造按照如下形式：

式中：V1、V2、V3、V4、V5為各指標的范圍分段值,x值根據相關行業及政府文件獲取。

最終確定該因素的行向量［UⅠ（X）, UⅡ（X）, UⅢ（X）, UⅣ（X）,UⅤ（X）］,根據各因素的行向量組合構成隸屬度關系矩陣。

3 基于AHP二級模糊綜合評價法的東莞市水資源宜居評價模型的建立

3.1 東莞市水資源宜居評價模型的建立

水資源宜居評價模型可認為是宜居城市在考察規劃中對水資源生態的要求,水資源宜居評價模型與水環境-水生態-節水型城市等因素關系密切,是可以用來衡量在宜居城市中水資源這一項是否達標關鍵指標。研究區域當地的水環境，水生態與水文化之間相互關聯,與研究體系構成客體與主題之間的組合關系,水資源評價模型中的每一層面都與評價體系關系密切。若某一層面失衡將有可能導致城市水環境水生態等受到影響,從而影響到人口、經濟、生態和社會發展等。因此,通過構建水資源宜居評價體系,來更好地反映水資源與宜居城市之間的關系,并引起更多群體關注保護水資源的重要性。

水資源評價體系是本文對東莞市宜居評價的重要體系。根據生態文明建設指標體系,從不同層次方面反映如何建設生態文明城市；以此作參考,通過結合供水安全,節水型城市體系要求,水生態文明城市指標等內容,能夠對研究區域的供水安全、水環境、水生態、水文化進行綜合評價。該評價體系主要分為供水安全、水生態、水環境、水文化4個子系統,包含10個影響因子作為東莞市宜居城市水資源評價指標,反映當地水資源環境。

表3 東莞市水資源宜居評價體系

具體的多層次結構的東莞市水資源宜居評價體系,見圖1。

圖1 東莞市水資源宜居評價體系A

3.2 用層次分析法確定各指標權重

層次分析法主要通過專家打分的情況計算得出各指標的權重,具體評分表見表4。

表4 評分標準

分別計算AB層和BC層的權重,見表5~表9。

表5 AB判斷矩陣計算

表6 B1C判斷矩陣計算

表7 B2C判斷矩陣計算

表8 B3C判斷矩陣計算

表9 B4C判斷矩陣計算

最后通過一致性檢驗CR＜0.1,一致性檢驗通過。

3.3 判斷矩陣R的計算

模糊數學是通過借助隸屬函數,來確定因素集中各指標隸屬于某一評價水平的程度,在因子水平上計算得的所有隸屬度的合成即構成判斷矩陣R。

根據公式UⅠ（X）~UⅤ（X）,分別將表9中各個指標的平均值代入公式,算得最終判斷矩陣如下所示：

3.4 計算評價結果

將判斷矩陣R與表10通過AHP所得的權重相乘,得出最終模糊綜合評價結果。

最終結果：［0.001 0.027 0.290 0.682］

4 東莞市水資源宜居評價體系結果分析

通過運用層次分析法確定體系中因子權重后,利用模糊綜合評價法確定判斷矩陣,最終得到評價結果為適宜。大致可以判斷東莞市整體在水資源方面表現得宜居性較強,環境宜居度較高,整體情況較好。在對數據處理過程中,用水普及率,飲用水水源地達標率,節水意識度表現得較高,用水普及率連續幾年都是100%,在計算判斷矩陣過程中,大部分數據都位于適宜與較適宜之間。

不足之處在于,本次研究在水文化的數據獲取上,主要通過問卷調查獲取,區域選擇也有限,無法覆蓋整個東莞市,數據可能具有地方區域性,因此建議擴大調查范圍,使數據更有說服力,從而得到更準確的結果。

5 建議

5.1 保護水源地,提高供水安全度

重點對同沙水庫、橫崗水庫、水濂山水庫、松木山水庫、契爺石水庫等水庫進行飲用水水源地綜合治理,水庫周圍種植植物,起到隔離保護作用；建立水質自動監測系統,定時收集水質監測數據,科學改善水庫的水環境生態；整治水庫的入庫渠道,防止工業廢水、農業污水進入水庫,污染飲用水水源。保護水源地水質,提高供水安全,使居民可以使用質量達標的飲用水,提高東莞的宜居度。

改善工業廢水處理工程,現今東莞的污水處理廠集中處理率和工業廢水排放達標率均未達標,水環境條件對居民的居住仍存在威脅。嚴格控制排污量較大的企業和項目,修撰和推出減排工作方案；擴建污水處理廠,增加收集污水的渠道,引進新型的污水處理系統,爭取使污水集中處理率、排放達標率達到100%。

加強水文化教育力度,提高宜居城市的認知度,水資源與人類生命、生活息息相關,因此提高居民對水資源的認識程度至關重要。宣傳教育是最直接并且受眾程度最高的方法,政府有關部門加大對水文化的傳播力度,社區開展與水文化相關的宣傳講座,通過普及水資源、宜居城市等概念,提高居民對水資源影響宜居城市的認知度；推出政策激勵居民保護水環境,合理使用水資源。

5.2 合理利用濕地,重視水生態治理

東莞的城市濕地占比較高,可利用濕地的特征,開發濕地公園,使之成為集娛樂、游憩和風景化的活動場所。同時政府應重視水土流失的治理率,防止因水土流失導致水質變差的情況。在水生態治理方面,政府起牽頭作用,為城市水生態治理與恢復提高政策支持,引導大眾為自身居住的環境做實質性的努力。

5.3 提高節水意識,打造節水型生態城市

居民節水意識,節水認知度,需要政府通過大力宣傳并且踐行此節水做法,才能在一定程度上對當地居民帶來節水意識,建議政府可以通過教育,宣傳,實踐活動等方式,使百姓能夠在生活上更多接觸節水的觀念,這樣有利于長遠培養節水意識,真正打造節水型生態文明城市。

5.4 提高水文化宣傳度,加大對粵港澳大灣區宜居城市群概念的宣傳

從研究結果得出水文化程度較低,由于各地地區差異較大,因此政府應該加大粵港澳大灣區建設概念,讓更多的百姓了解發展框架,努力共同建設魅力宜居城市,其中水文化程度上可以對水源地、濕地生態等進行知識普及,并呼吁百姓保護生態,保護水源地、水生態。