基于組合權重-物元分析模型的水利改革效果評價

王美慧，唐德善，尚 靜

（河海大學 水利水電學院，江蘇 南京 210098）

水是生命之源、生產之本。 加快推進水利改革發展，切實增強水利對水資源可持續利用的支撐和保障能力，是維護社會長期穩定的必要條件［1-4］。 我國人多水少，水資源時空分布不均，近年來頻繁發生的洪澇災害事件暴露出我國水利基礎設施存在短板［5-7］。 王定山［8］將水利改革效果聚焦于農田水利設施方面，并對面臨的障礙進行了詳盡分析。 俞昊良等［9］梳理了2019 年度的水利改革進展，總結治水思路亮點的同時對當前存在的問題提出了應對措施。 李婷等［10］通過構建熵權-模糊綜合評價模型對水利投融資體制改革績效進行了分析。 當前對水利改革的研究大多聚焦于措施及問題分析方面，幾乎沒有對區域整體改革效果的評價。 因此，本研究以山東省為研究對象，對其水利改革效果進行評價，通過評價確定研究區水利改革效果等級，并對目前存在的問題及差距進行簡要分析，旨在為水利改革效果評估提供思路。

1 研究方法

水利改革的目標在于通過階段性努力，緩解水利建設落后的局面，最終實現水資源合理配置、水環境明顯改善、生態流域得到有效治理、水域經濟持續發展以及水域管護體系真正落實等。 因此，水利改革效果評價是一個多層次、多準則問題。

1.1 水利改革評價指標體系

首先利用德爾菲法［11-13］對影響水利改革效果的因素進行辨識，并對已有的統計資料進行篩選，包括河流健康、經濟發展、資源配置等方面的資料，如《河湖健康評價指南（試行）》《生態保護紅線生態功能評價技術指南》《循環經濟發展評價指標體系（2017 年版）》等；然后利用頻率分析法篩選出頻率較高的指標，并進一步對指標進行優選；最后對各項指標進行主成分分析［14-16］，刪除含義重疊的指標，最終從水資源、水環境、水生態、水經濟、水管護5 個維度出發，建立包含“萬元GDP 用水量”等共18 個指標的水利改革效果評價指標體系（見表1）。 其中指標選取原則滿足獨立性、代表性、易得性、全面性［17］。

表1 水利改革效果評價指標及其分級標準

1.2 水利改革效果評價等級標準

參考《河湖健康評價指南（試行）》《生態保護紅線生態功能評價技術指南》等文件，將評價指標的水利改革效果等級劃分為Ⅰ級（優秀）、Ⅱ級（良好）、Ⅲ級（中等）、Ⅳ級（差）4 級，水利改革效果評價等級標準見表1。 可拓物元分析模型在解決模糊或不相容問題上具有一定優勢，而水利改革效果評價涉及多指標、多層次、多準則，具備模糊性特點，因此選用該模型進行水利改革效果評價。 采用三標度層次分析法［18］確定主觀權重、采用貢獻率法［19］確定客觀權重，引進博弈論［20］求得組合權重，再結合可拓物元分析模型［19］構建水利改革效果評價模型。

1.3 權重計算

（1）三標度層次分析法確定主觀權重。 三標度層次分析法與一般層次分析法［21］的區別在于，該方法只需用0～2 來標度重要性。 例如兩項指標分別為a1、a2，進行重要性比較時，若a1沒有a2重要，則相對重要性取值為0；若a1和a2一樣重要，則取值為1；若a1比a2重要，則取值為2。 相對于一般的層次分析法，該方法具有計算過程簡單，計算精度高等優點。 首先，利用專家打分法對各項指標的重要程度進行初步判定，形成判斷比較矩陣A＝（aij）n×n；然后，計算矩陣A各指標的重要程度指數ri：

（2）貢獻率法求客觀權重。 貢獻率法確定權重的關鍵在于，結合實際數據與各評價等級標準值，判斷各指標對整個評價模型的貢獻率。 若某指標的貢獻率大，則該指標的權重大。 貢獻率法結合了各指標的真實數值，在求解權重時更具客觀性。 貢獻率法求客觀權重計算公式為

式中：ωi″為第i個指標的客觀權重；μi為第i個指標實際值的平均值；Si′為第i個指標各等級標準的平均值；n為指標個數。

（3）基于博弈論確定組合權重。 博弈論［20］基于最優化原理，即權重與最佳權重的偏差最小，調整偏差使其均衡，最終獲得最優化的組合權重值向量。 當決策者面臨相互作用的因素干擾而無法決策時，博弈論理念能使各種方法得到的權重相對折中，從而使決策更為合理。

1.4 可拓物元分析模型

可拓物元分析模型［19］將事物名稱N、特征C及量值X作為三元組對事物加以描述，在解決處理一系列模糊或不相容問題上具有一定優勢，選用該模型對水利改革效果進行評價。 建立物元矩陣：

2 實例分析

對山東省水利改革效果進行評價，定量指標數據來源于2010—2019 年《山東統計年鑒》《山東省水資源公報》，以及山東省生態環境廳相關統計資料等，個別年份指標缺失數據由內插法求得；定性指標級別“優秀”取值90～100，“良好”取值80～90，“中等”取值70～80，“差”取值0 ～70，且定性指標例如從良好變為優秀，其值由80～90 內插得到。

2.1 權重計算

將水利改革效果評價指標體系進行細化，首先采用三標度層次分析法確定主觀權重，然后采用貢獻率法確定客觀權重，最后引入博弈論獲得指標組合權重（各指標原始數據及權重計算結果見表2、表3）。

表2 原始數據

表3 權重計算結果

2.2 可拓物元模型評價

根據可拓物元模型計算山東省2010—2019 年水利改革效果，以2010 年為例可得各指標的關聯度，見表4，同理計算2011—2019 年的水利改革效果。 為了讓評價結果更加直觀，采用百分制對評價結果進行處理，規定“優秀”分數為90 ～100、“良好”分數為80～90、“中等”分數為60～80、“差”分數為0 ～60。 由于計算的各個等級的關聯度存在負值，因此將各等級關聯度取倒數后取絕對值，再進行歸一化處理，最后與相應的等級分數相乘，得到2010—2019 年水利改革效果分數，結果見表5。

表4 2010 年各指標關聯度

表5 水利改革效果綜合關聯度及得分

3 評價結果分析

水利改革政策出臺10 余a 來，山東省積極響應水利改革政策號召，水利改革效果逐年顯現，將水利改革效果評價結果具體化，根據關聯度可以看出：2010—2014 年水利改革效果等級為中等，2015 年至2018 年為良好，2019 年為優秀。 從整體分數變化來看：2010—2019 年水利改革效果分數逐年上升，由2010年的72.515 6 上升至2019 年的90.332 9，改革效果明顯。 從具體評價指標來看，山東省在節水方面如萬元GDP 用水量、萬元工業增加值用水量，水環境、水質方面如污水處理率等指標改善明顯，2010—2019 年山東省萬元GDP 用水量從56.22 m3減小到31.70 m3，污水處理率常年在90%以上。 山東省相關部門在水利改革政策的落實中著重強調改善水質，提高節水效率，這為其他地區深化節水改革和踐行水質改善方面起到了帶頭作用。 山東省在提高生態效果方面有一定的進步，萬元GDP 排污量呈逐年減少趨勢，由2010 年的6.24 m3減少至2019 年的4.99 m3，但是工業固體廢物綜合利用率整體呈逐年下降趨勢。 水生態效果方面，山東省節水以及控制污水方面取得了一定成效，但在綜合利用固體廢物方面還有改善的空間。

為了推進水利改革進程，實現固體廢物無害化、減量化及資源化，首先應將廢物進行垃圾分類等預處理，城市相關部門建立健全垃圾分類體系，并在社區內對居民進行推廣宣傳，落實垃圾分類政策；部分垃圾可以焚燒處理，并將焚燒后的能量用做發電，減少煤炭等資源的消耗，焚燒后產生的有害氣體，可采用半干法、催化還原法等化學方法處理，微生物技術也可以用于廢物綜合處理。 山東省作為經濟大省，可依托自身經濟優勢，加大生態環境建設及環保技術創新方面的投資力度，一方面，山東省部分沿海城市應利用傍海的地理優勢，在保留海岸綠地、河流水系及濕地的同時，建立公共綠地、沿海基干林帶、沿河綠化帶等，將其作為生態廊道，并以海島、濕地公園為補充形成山東省全域生態建設體系；另一方面，山東省應依托歷史、文化底蘊，增強生態文明城市建設。 文化管理部門等應加強對古街老巷、歷史遺跡的保護，必要時可形成保護區，同時挖掘、整理并保護優良民風民俗、奇聞異事等文化遺產，豐富生態文明城市的文化內涵。 推進水利改革，政府和市場應相輔相成、相得益彰，鼓勵發展節水及生態保護新技術，政府責令相關監管機構加大群眾監督力度，借助群眾力量，打造全民出力、全民監管的水利改革新局面，必要時可建立獎懲機制，深化水利改革。