區(qū)域水資源價(jià)值模糊綜合評(píng)價(jià)

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1 概述

長(zhǎng)期以來(lái)，受“水資源取之不盡，用之不竭”的傳統(tǒng)價(jià)值觀念影響，水資源的價(jià)格嚴(yán)重背離水資源價(jià)值，水資源無(wú)價(jià)或低價(jià)，長(zhǎng)期被無(wú)償?shù)亻_(kāi)發(fā)利用，導(dǎo)致人們的節(jié)水意識(shí)低下，造成了巨大的寶貴水資源浪費(fèi)和對(duì)水資源非持續(xù)開(kāi)發(fā)利用，水資源的日益緊缺使其變得彌足珍貴了，而過(guò)低的價(jià)格不僅不能喚起人們的節(jié)水意識(shí)，而且掩蓋了水資源的珍貴性和稀缺性。因此，考慮當(dāng)?shù)厮Y源的緊缺程度，科學(xué)評(píng)價(jià)水資源價(jià)值，合理確定水價(jià)，為提高水價(jià)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(jì)活動(dòng)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(huì)屬性和經(jīng)濟(jì)屬性，研究水資源價(jià)值也必須立足于自然（包括環(huán)境）、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的綜合角度。為此，我們從構(gòu)成水資源價(jià)值的自然系統(tǒng)（包括環(huán)境系統(tǒng)）、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和社會(huì)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(biāo)所具有的不確切性和模糊性的特點(diǎn)，采用模糊數(shù)學(xué)的方法，建立水資源價(jià)值模糊數(shù)學(xué)模型，以石家莊市為例，對(duì)其水資源價(jià)值進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)。

2 水資源價(jià)值綜合評(píng)價(jià)模型

2.1 水資源價(jià)值綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

影響水資源價(jià)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(dú)立性、簡(jiǎn)約性以及可操作性等原則選取并建立指標(biāo)體系，詳見(jiàn)圖1

2.2 水資源價(jià)值綜合評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型

式中，V－反映水資源價(jià)值量高低的評(píng)語(yǔ)集；

P－綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，Pi（i=1，2…，m）,m=5為被評(píng)價(jià)的水資源各屬性特征綜合反映的水資源價(jià)值，對(duì)評(píng)語(yǔ)集中評(píng)語(yǔ)的隸屬程度值。

A－由各評(píng)價(jià)指標(biāo)所占權(quán)重組成的權(quán)重集，A=[a1，a2，…，an]；

R－由各評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)于各評(píng)語(yǔ)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(biāo)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(qǐng)一批專家打分，然后將專家的意見(jiàn)統(tǒng)計(jì)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(biāo)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(jìn)行的。如系統(tǒng)層B的3個(gè)指標(biāo)對(duì)目標(biāo)層A可構(gòu)造1個(gè)判斷矩陣，一級(jí)指標(biāo)層C對(duì)系統(tǒng)層B可構(gòu)造3個(gè)判斷矩陣……。以圖1中一級(jí)指標(biāo)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(gè)層次的判斷矩陣。

2.3.2 發(fā)放征詢意見(jiàn)表，為各層元素賦值定量　發(fā)放征詢意見(jiàn)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(yàn)和淵博的專業(yè)技術(shù)知識(shí)，從水資源的保護(hù)和科學(xué)利用以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等方面來(lái)作出客觀、科學(xué)的判斷，給出兩兩指標(biāo)間的標(biāo)度值即可。指標(biāo)間相對(duì)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(dá)的含義見(jiàn)表2。

表2是對(duì)兩元素相比較重要的一項(xiàng)賦值。如果反過(guò)來(lái)比較，即某項(xiàng)指標(biāo)與另一項(xiàng)指標(biāo)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(jiàn)統(tǒng)計(jì)集中，采用四分位法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并將分析結(jié)果反饋給各位專家，同時(shí)進(jìn)行下一輪的專家打分；如此反復(fù)，直到判斷矩陣的標(biāo)度值收斂為止。本項(xiàng)目共進(jìn)行了三輪。

2.3.3 確定各層指標(biāo)的相對(duì)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(jì)算各層指標(biāo)相對(duì)于上一層指標(biāo)的權(quán)重，然后各層相關(guān)指標(biāo)相對(duì)權(quán)重的乘積即為多層并合的各評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)于水資源價(jià)值量評(píng)價(jià)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(píng)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(píng)判的關(guān)鍵之一。由于部分指標(biāo)難以定量確定隸屬度，因此將評(píng)價(jià)指標(biāo)分成兩大類，即定量指標(biāo)和定性指標(biāo)。

Ⅰ、定量指標(biāo)隸屬度的確定

分析各指標(biāo)，其中可定量化指標(biāo)為缺水程度、地表水水質(zhì)、地下水水質(zhì)、地表水開(kāi)發(fā)利用程度、地下水開(kāi)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(gè)指標(biāo)。調(diào)查、收集與各指標(biāo)相關(guān)的資料、數(shù)據(jù)，分析確定各指標(biāo)的隸屬度。

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

Ⅱ、定性指標(biāo)隸屬度的確定

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

1 確定評(píng)語(yǔ)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(píng)語(yǔ)

這里的專家評(píng)語(yǔ)是指請(qǐng)一批水利系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)及環(huán)境領(lǐng)域的專家，對(duì)上述指標(biāo)打分。打分時(shí)并不要求給出具體數(shù)值，而是在5個(gè)評(píng)語(yǔ)級(jí)別：“很好、較好、一般、較差、很差”上認(rèn)為最合適的級(jí)別上打一個(gè)鉤即可。打分時(shí)給出相關(guān)資料，請(qǐng)各位專家予以參閱，力求打分客觀、公正。

3定性指標(biāo)隸屬度的計(jì)算

將各位專家對(duì)各指標(biāo)的打分表分別進(jìn)行匯總，取其均值作為所求的隸屬度。

2.4.2 總評(píng)判矩陣　將各定量指標(biāo)的隸屬度與定性指標(biāo)的隸屬度值匯總，形成總評(píng)價(jià)矩陣R，即 ：

2.4.3 水資源價(jià)值量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果　將（2）、（3）式代入（1）

式，即得水資源價(jià)值模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

上述結(jié)果P中的各項(xiàng)取值依次為石家莊市的水資源價(jià)值量相對(duì)于評(píng)語(yǔ)集V=[低、較低、中等、較高、高]中各級(jí)別的隸屬程度?？煽闯觯仪f市水資源價(jià)值相對(duì)于“中等”級(jí)別的隸屬度（0.4431）最大，其次是“較高（0.3722）”，說(shuō)明石家莊市水資源價(jià)值屬中等偏高。

參考文獻(xiàn)：

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

[3]沈大軍，梁瑞駒， 王浩， 等.水價(jià)理論與實(shí)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(jiǎn)介：苗慧英（1968?），女，碩士研究生，高級(jí)工程師，從事水資源與水經(jīng)濟(jì)方面的研究。