基于DEA-AHP模糊模型在渭河治理综合评价的应用

孙 博

(辽宁省水利水电科学研究院,沈阳 110003)

文章编号：1006—2610(2015)04—0011—03

基于DEA-AHP模糊模型在渭河治理综合评价的应用

孙 博

(辽宁省水利水电科学研究院,沈阳 110003)

为了客观实际地了解渭河治理已实施的效果，构建了包括防洪减淤工程，水资源配置工程、水土保持工程的渭河流域综合治理效果评价指标体系。采用数据包络法(DEA)和层次分析法(AHP)相结合确定评价指标权重，避免主观性，使得权重确定更加合理可靠，从而建立DEA-AHP模糊综合评判模型。该模型应用于渭河治理综合评价之中，计算结果与实际进展状况相接近，取得了很好的效果。

DEA-AHP；模糊模型；综合评价；渭河

渭河是黄河的第一大支流，在黄河治理开发中占有重要地位。同时，作为西北地区经济发展和社会保障的重要资源，不仅在促进区域经济发展中发挥了重要作用，而且对于实现西部大开发具有重要的战略意义，渭河流域的长期健康稳定发展与西北地区的经济社会发展息息相关[1]。但是，随着经济社会的快速发展，城市化不断扩张，气候问题及环境问题的日益严峻，渭河流域出现了水资源短缺、供需矛盾日益突出、水环境恶化、水土流失加剧等现象。尤其是渭河下游，河道淤积及水资源匮乏已经严重影响了整个流域经济社会的全面发展。

渭河流域综合治理规划实施5 a以来，在水资源配置、防洪减淤、水土保持等方面开展了工程与非工程相结合的措施，对于渭河流域的可持续发展起到了积极作用[2]。为客观实际地了解已实施项目的治理效果，本文基于渭河流域治理现状，采用DEA-AHP模糊评价模型对渭河流域进行全面的、系统的综合评价，根据综合评价结果，为渭河流域规划的实施指明方向，确保渭河流域长期健康稳定的、可持续的发展。

1 指标体系的建立

结合渭河流域重点治理规划要求及工程进展实际状况，渭河流域治理结果必须体现防洪工程的成效，水资源配置的合理性和有效性，水土保持工程的生态环境效益，最终实现良好的社会和经济效益，促进经济增长、社会繁荣、实现渭河流域全面、可持续发展。因此，在对渭河流域全面调查研究的基础上，以实际水资源配置工程、防洪减淤工程及水土保持工程进展状况为主要指标，加入社会、经济和生态环境等相关指标，共27项评价指标，指标体系详见表1。

表1 渭河流域重点治理规划评价指标体系表

2 DEA-AHP模糊综合评价模型

针对DEA评价过程中无法对所有指标进行统一排序的问题[3]，本研究将传统的AHP方法与DEA方法相结合，运用AHP方法构造判断矩阵，通过DEA模型来进行计算，确定有效的决策单元，得到判断矩阵，确定权重。

2.1 AHP方法确定判断矩阵

设准则层共拥有n个评价因素c1,c2, …,cn标识对目标层的影响，每次在其中取2个因素ci和cj,用aij表示ci和cj的相互影响之比，根据此方法得到评价结果。即可以构成比较判断矩A=(aij)m×n[4]。它满应足：aij=1/aij(i≠j),aii=1(i,j=1,2,…,n)，称A为正互反矩阵，在此过程中，确定最优决策单元，每个决策单元输入值中的最大值为最优决策单元的最大值，其输出值为1。即：

2.2 DEA模型确定矩阵权重

上述矩阵中，每一行作为一个决策单元(DMU)，输入数据为1，将判断矩阵中的每一列作为输出，最终将权重问题转化为n个输出指标评价决策单元有效性DEA模型。输入为1的 DEA模型如下[5]：

3 渭河治理综合评价

3.1 权重的确定

根据渭河流域综合评价指标体系，建立判断矩阵，并将其转化为具有DEA求解特征的输入输出指标矩阵。采用MAXDEA计算软件，计算防洪减於工程、水资源配置工程、水土保持工程绩效值，并归一化处理后分别得到指标权重ω1=(0.6,0.4)，ω2=(0.62,0.38)，ω3=(0.74,0.26)。渭河流域总体评价目标指标权重ω总=(0.44，0.22，0.34)。

3.2 指标综合评价值计算

按照单因素评价算子模型及模糊评价模型，分别计算防洪减淤工程、水资源配置工程、水土保持工程、以及渭河治理总体工程模糊评价矩阵S1、S2、S3、S总：

=(0.13 0.34 0.36 0.20 0)

=(0.33 0.17 0.32 0.13 0)

=(0.35 0.24 0.25 0.17 0)

=(0.35 0.24 0.25 0.17 0)

将评判等级{差(Ⅰ)、较差(Ⅱ)、中等(Ⅲ)、较好(Ⅳ)、好(Ⅴ)}5个等级分别赋值{1、2、3、4、5}，根据综合加权模型计算得：

=(2.69 2.15 2.26 2.47)

根据计算结果，渭河流域治理总体评价P总=2.47，治理状况属于Ⅱ级与Ⅲ级之间，表明其防洪减淤工程、水资源配置工程、水土保持工程进展较缓慢，在后期工程中，还应该继续追加投资，加快工程进展速度，保证渭河流域治理工程顺利实施。其中，防洪减淤工程总体评价P1=2.69，属于Ⅱ级与Ⅲ级之间，接近Ⅲ级；水资源配置工程总体评价P2=2.15，属于Ⅱ级与Ⅲ级之间，接近Ⅱ级；水土保持工程总体评价P3=2.26。

4 结 语

渭河流域综合治理评价主要是对渭河流域的治理工程进展状况与实施效果进行评价，以防洪减於工程、水资源配置工程、水土保持工程的现状调查基础上，对实际调查数据进行整理与分析，从宏观上了解渭河流域各项工程进展与实施效果。结合评价的相关理论知识，采用DEA-AHP模糊综合评价模型对渭河流域治理工程进行综合评价，计算的结果与实际情况相接近，表明DEA-AHP模糊综合评价模型在渭河流域治理工程综合评价中具有较好的适用性。

[1] 裴勇,沈平伟.渭河水资源开发利用存在的问题及管理对策[J].人民黄河,2006,28(6):77-79.

[2] 李景宜.陕西渭河流域主要环境问题及其治理[J].干旱区研究,2011,28(6):967-973.

[3] 余跃,林道荣.以数据包络分析法进行判断矩阵排序的AHP方法及其算例 [J].南通大学学报(自然科学版), 2007, 6 (1): 15-19.

[4] 许春花,郑昭佩,惠素敏,等.基于DEA的山东省水资源利用相对效率研究[J].鲁东大学学报(自然科学版), 2015, 31(3): 260-264.

[5] 马占新.数据包络分析模型与方法[M].北京:科学出版社,2010.

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Application of DEA-AHP Based Fuzzy Model in General Assessment of Wei River Treatment

SUN Bo

(Research Institute of Water Resources and Hydropower, Liaoning Province, Shenyang 110003,China)

The assessment indicators system for the general treatment effects of the Wei River, including flood control and sediment reduction works, water resources configuration works and soil & water conservation works, is established. Combination of both DEA and AHP is applied for determination of the assessment indicators weight, avoiding subjectivity, so as to have the weight determination be more reasonable and reliable. Therefore, the fuzzy model based on DEA-AHP for the general assessment is built. This model is applied in the general assessment of the Wei River treatment. The calculation results are closely in compliance with the actual development conditions and the good assessment effect is achieved.Key words: DEA-AHP; fuzzy model; general assessment; Wei River

2015-04-08

孙博(1983- )，男，河北省唐山市人，工程师，主要从事水文水资源研究工作.

TV213

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10.3969/j.issn.1006-2610.2015.04.003