區(qū)域水資源價值模糊綜合評價

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1 概述

長期以來，受“水資源取之不盡，用之不竭”的傳統(tǒng)價值觀念影響，水資源的價格嚴重背離水資源價值，水資源無價或低價，長期被無償?shù)亻_發(fā)利用，導(dǎo)致人們的節(jié)水意識低下，造成了巨大的寶貴水資源浪費和對水資源非持續(xù)開發(fā)利用，水資源的日益緊缺使其變得彌足珍貴了，而過低的價格不僅不能喚起人們的節(jié)水意識，而且掩蓋了水資源的珍貴性和稀缺性。因此，考慮當?shù)厮Y源的緊缺程度，科學(xué)評價水資源價值，合理確定水價，為提高水價提供可靠的理論基礎(chǔ)與科學(xué)依據(jù)，是非常必要的。

水資源是生物生存不可替代的物質(zhì)，是經(jīng)濟活動難以缺少的投入物，是構(gòu)成自然環(huán)境的基本要素之一，所以水資源具有自然屬性、社會屬性和經(jīng)濟屬性，研究水資源價值也必須立足于自然（包括環(huán)境）、社會、經(jīng)濟的綜合角度。為此，我們從構(gòu)成水資源價值的自然系統(tǒng)（包括環(huán)境系統(tǒng)）、經(jīng)濟系統(tǒng)和社會系統(tǒng)等領(lǐng)域出發(fā)，根據(jù)每一系統(tǒng)內(nèi)所包含的因素或指標所具有的不確切性和模糊性的特點，采用模糊數(shù)學(xué)的方法，建立水資源價值模糊數(shù)學(xué)模型，以石家莊市為例，對其水資源價值進行模糊綜合評價。

2 水資源價值綜合評價模型

2.1 水資源價值綜合評價指標體系的建立

影響水資源價值的因素是多方面的，應(yīng)全方位綜合考慮，為此，遵循全面性、代表性、獨立性、簡約性以及可操作性等原則選取并建立指標體系，詳見圖1

2.2 水資源價值綜合評價數(shù)學(xué)模型

式中，V－反映水資源價值量高低的評語集；

P－綜合評價結(jié)果，Pi（i=1，2…，m）,m=5為被評價的水資源各屬性特征綜合反映的水資源價值，對評語集中評語的隸屬程度值。

A－由各評價指標所占權(quán)重組成的權(quán)重集，A=[a1，a2，…，an]；

R－由各評價指標相對于各評語的隸屬度組成的隸屬度集；

2.3 權(quán)重集A的確定

模型中，各指標權(quán)重采用特爾菲法與層次分析相結(jié)合的方法確定，即聘請一批專家打分，然后將專家的意見統(tǒng)計集中，作為確定權(quán)重的依據(jù)。

2.3.1 構(gòu)造判斷矩陣　依據(jù)圖1中各層指標及相互間的關(guān)系，則可構(gòu)造判斷矩陣。判斷矩陣的構(gòu)造是分層次進行的。如系統(tǒng)層B的3個指標對目標層A可構(gòu)造1個判斷矩陣，一級指標層C對系統(tǒng)層B可構(gòu)造3個判斷矩陣……。以圖1中一級指標層的C1、C2、C3與系統(tǒng)層的B1構(gòu)造如下，B1的判斷矩陣：

同理，可構(gòu)造其它各個層次的判斷矩陣。

2.3.2 發(fā)放征詢意見表，為各層元素賦值定量　發(fā)放征詢意見表，并不要求專家直接確定權(quán)重的具體值，而只需要專家依據(jù)豐富的工作經(jīng)驗和淵博的專業(yè)技術(shù)知識，從水資源的保護和科學(xué)利用以及經(jīng)濟社會發(fā)展等方面來作出客觀、科學(xué)的判斷，給出兩兩指標間的標度值即可。指標間相對重要的程度用自然數(shù)1，2，…，9以及倒數(shù)1/2，1/3，…，1/9表示。其數(shù)值所表達的含義見表2。

表2是對兩元素相比較重要的一項賦值。如果反過來比較，即某項指標與另一項指標相比較次要，則其賦值取表中數(shù)據(jù)的倒數(shù)。

將專家意見統(tǒng)計集中，采用四分位法進行統(tǒng)計分析，并將分析結(jié)果反饋給各位專家，同時進行下一輪的專家打分；如此反復(fù)，直到判斷矩陣的標度值收斂為止。本項目共進行了三輪。

2.3.3 確定各層指標的相對權(quán)重及多層并合的總權(quán)重 根據(jù)各層判斷矩陣，采用方根法計算各層指標相對于上一層指標的權(quán)重，然后各層相關(guān)指標相對權(quán)重的乘積即為多層并合的各評價指標相對于水資源價值量評價的總權(quán)重。即有總權(quán)重：

A=(0.429,0.0871,0.0871,0.0107,0.0201,0.0362,0.0863,0.0863, 0.0092,0.0173,0.0311, 0.0382,0.0078,0.0045,0.0138,0.0138,0.0138,0.0138,0.0045)

歸一化后，為：

A=（0.4245，0.0862，0.0862，0.0106， 0.0199，0.0358，0.0854，0.0854，0.0091，0.0171， 0.0308，0.0378，0.0077，0.0045，0.0137，0.0137，0.0137，0.0137，0.0045） （2）

2.4 模糊評判矩陣R的確定

2.4.1 各單因素隸屬度的確定　隸屬度的確定是模糊綜合評判的關(guān)鍵之一。由于部分指標難以定量確定隸屬度，因此將評價指標分成兩大類，即定量指標和定性指標。

Ⅰ、定量指標隸屬度的確定

分析各指標，其中可定量化指標為缺水程度、地表水水質(zhì)、地下水水質(zhì)、地表水開發(fā)利用程度、地下水開發(fā)程度、農(nóng)業(yè)水分生產(chǎn)率、工業(yè)水的產(chǎn)值、城鎮(zhèn)用水比例、城鄉(xiāng)人均純收入、單位水量支撐的GDP、人口密度、城市化水平、文化素質(zhì)等共19個指標。調(diào)查、收集與各指標相關(guān)的資料、數(shù)據(jù)，分析確定各指標的隸屬度。

定量指標隸屬度的推求方法有多種，本項目采用升、降半梯形函數(shù)的方法。

Ⅱ、定性指標隸屬度的確定

在影響水資源價值的因素中，涉及如水環(huán)境狀況、環(huán)境意識、節(jié)水意識、政府對水的重視程度、水資源管理體制及水利科技水平等無法定量的因素。對這些指標，則研究其定性指標的定量化問題。

1 確定評語集V及隸屬度集R

V={V1(差)，V2(較差)，V3(一般)，V4(較好)，V5(好)}

R={0.0(差)，0.2(較差)，0.5(一般)，0.8(較好)，1.0(好)}

2 專家評語

這里的專家評語是指請一批水利系統(tǒng)、經(jīng)濟及環(huán)境領(lǐng)域的專家，對上述指標打分。打分時并不要求給出具體數(shù)值，而是在5個評語級別：“很好、較好、一般、較差、很差”上認為最合適的級別上打一個鉤即可。打分時給出相關(guān)資料，請各位專家予以參閱，力求打分客觀、公正。

3定性指標隸屬度的計算

將各位專家對各指標的打分表分別進行匯總，取其均值作為所求的隸屬度。

2.4.2 總評判矩陣　將各定量指標的隸屬度與定性指標的隸屬度值匯總，形成總評價矩陣R，即 ：

2.4.3 水資源價值量綜合評價結(jié)果　將（2）、（3）式代入（1）

式，即得水資源價值模糊綜合評價結(jié)果。

上述結(jié)果P中的各項取值依次為石家莊市的水資源價值量相對于評語集V=[低、較低、中等、較高、高]中各級別的隸屬程度?？煽闯?，石家莊市水資源價值相對于“中等”級別的隸屬度（0.4431）最大，其次是“較高（0.3722）”，說明石家莊市水資源價值屬中等偏高。

參考文獻：

[1]韓國剛，于連生， 姜鳳蘭， 等.水資源核算[C].科學(xué)出版社，1995.

[2]姜文來.水資源價值論[C].科學(xué)出版社，1998（博士叢書).

[3]沈大軍，梁瑞駒， 王浩， 等.水價理論與實踐 [C].科學(xué)出版社，2001.

Fuzzy Evaluation on the Regional Water Resources Values

MIAO Hui?ying1,YANG Zhi?juan2

(1.Hebei Provincial Academy Of Water Resources, Shijiazhuang 050051；

2. Hebei Provincial Hydrology ＆ Water Resources Survey Bureau, Shijiazhuang 050031, China)

Abstract: Taking Shijiazhuang city as an example, we set up the fuzzy?level mathematic model to evaluate the regional water resources value for providing reliable data related to water price based on the characteristics of water resources.

Keywords: Regional； water resources value； fuzzy evaluation

作者簡介：苗慧英（1968?），女，碩士研究生，高級工程師，從事水資源與水經(jīng)濟方面的研究。