基于复合协调模型的新型城镇化水资源支撑评价

刘 勇，刘玉邦，徐云锋，龙 飞

(1.四川文化产业职业学院 审计处，成都 610213；2.成都理工大学 科技处，成都 610059；3.衡水科技工程学校 财经商贸系，河北 衡水 531000

新型城镇化建设是我党在新的历史时期所提出的重要战略举措，也是我国现代化发展的必由之路和我国未来经济发展的重要引擎[1]。而水资源作为重要的自然资源，是区域新型城镇化建设的重要资源支撑，对于人们的生产生活乃至国民经济发展和社会稳定都具有至关重要的作用。但如何科学评价水资源对区域新型城镇化建设的这种支撑作用，从而科学合理地制定建设规划，加快推进我国的新型城镇化建设，则是新型城镇化建设研究的重大课题。因此，本文以达州市为研究区，运用复合协调度模型方法，就新型城镇化建设的水资源支撑力问题作分析评价。

1 新型城镇化建设的水资源支撑力指标体系

构建新型城镇化建设的水资源支撑力评价指标，首先需要确定新型城镇化建设的评价指标和水资源系统评价指标。关于新型城镇化建设的评价指标，专家学者基于对新型城镇化不同的内涵理解构建了不同的指标体系。张向东等从基础设施、经济发展、人口城镇化、生活方式、环境状态、城乡统筹等6个维度构建了指标体系[2]；王志燕等从发展质量、工作绩效、群众满意度3个维度构建指标体系，其中发展质量又分为人口集聚、产业就业支撑、生活便利、生态宜居、城乡协调，工作绩效又分人口转移、土地利用、投融资创新、住房供给、群众满意度等[3]。张新平则基于对新兴城镇化建设的内涵阐释，区分了新型城镇建设的基本层次和功能，从自然生态系统和人造生态系统两个维度构建了相应的评价标准[4]。戚晓旭[5]、郑慧开[6]、杜栋等[7]也分别构建了相应的指标体系。目前学界对相应评价指标的选择和构建差别很大，这不仅反映了人们对新型城镇化建设内涵理解上的差异，也反映了人们对新型城镇化建设研究的多视角性。构建新型城镇化建设评价指标体系，应紧密结合新型城镇化建设的内涵来构建。从内涵上讲，新型城镇化建设的核心就是人的城镇化，最终目标是实现人的无差别发展，具体表现为以人为本、经济高效、结构优化、环境宜居、产城融合、城乡统筹、生态文明、文化传承、社会和谐等几方面。评价指标也需围绕这几个方面来选择。

水资源供应主要包括地表水资源供应、地下水资源供应、其他水资源供应，其中城镇污水处理率反映了一个城镇水资源循环利用能力，也反映了城镇可持续发展水平，因此也作为新型城镇化建设水资源系统评价指标。

新型城镇化建设涉及经济、文化、政治、社会、生态、环境等多个子系统，而开展水资源支撑研究，就是从水资源角度探讨各子系统之间、子系统与整个系统之间的和谐发展程度。具体而言，就是探讨水资源与新型城镇化建设系统指标的匹配程度及其对这些指标进一步发展的能力。借鉴汪党献关于水资源对中国区域发展支撑能力的量化评价方法，采用综合协调度计算模型进行支撑力评价。具体就是以新型城镇化建设为巨系统，探讨区域经济社会协调发展系统和水资源供应系统之间的协调发展程度。依据新型城镇建设内涵的特征指标并结合水资源供应子系统构成，可构建表1所示新型城镇化建设水资源支撑力评价指标体系[8]。

2 水资源支撑力评价模型及方法

2.1 数据处理

表1中，X1，X2，…，X14表征新型城镇化建设中经济社会协调发展的指标，Y1，Y2，…，Y4，表征城镇化建设中的水资源系统指标。在进行协调度计算之前，为了消除量纲单位及数值大小对计算结果的影响，首先要对指标原始数据进行无量纲化处理，对于正向指标，采用式(1)进行处理：

(1)

对于逆向指标采用式(2)处理：

(2)

式(1)、(2)中：Zij代表第j年第i个指标无量纲化后的数据；Xij表示第j年第i个指标的原始数据；maxj(Xij)代表第j年第i个指标的最大值；minj(Xij)代表第j年第i个指标的最小值[4]。

2.2 综合协调度评价模型

2.2.1 静态综合协调度评价模型

综合协调度模型不仅能够测度系统之间的协调发展状况，也能够测度系统内部的协调发展情况，假设Hse为经济社会协调发展效益，Rre为水资源供应综合效益，则计算公式为：

(4)

式中：Z(Xij)表示社会经济系统中第j年第i个指标的标准化值；Z(Yij)表征水资源系统中第j年第i个指标的标准化值；αi表征经济社会协调发展系统各个指标的权重(和为1)；βi表征水资源系统中各个指标的权重(和为1)。为了克服主观定权法在权重确定方面的影响，可采用熵权法确定各指标的权重[9]。计算步骤如下：

首先，假定有l个指标X1、X2，…，Xl，其中Xl=(x1，x2,…，xj)，按照式(1)、式(2)对原始指标数据进行标准化处理，得到标准化处理后的值Y1，Y2，…，Yj；其次，计算各指标的信息熵值，依据信息熵的相关定义，得到一组数据的信息熵公式为：

(5)

最后，计算各指标权重。由式(5)计算各指标的信息熵为E1，E2,…，Ej。基于此，可按式(6)计算各指标的权重：

(6)

按照式(6)的权重计算公式可分别计算出经济社会发展系统和水资源供应系统中各个指标的权重αi和βi。

由式(3)、(4)可计算系统层协调系数，计算公式如下：

(7)

式(7)中，T表征协调系数，其值越大就说明新型城镇化建设中经济社会协调发展系统和水资源系统协调的综合发展水平越高。

由此由(3)、(4)、(7)、(8)、(9)式计算新型城镇化经济社会协调发展和水资源系统的协调度，即水资源系统对新型城镇化建设的支撑能力。协调度越大，说明水资源系统对新型城镇化建设的支撑力越大。协调度计算公式如下：

(8)

V=αHse+βRse

(9)

式(8)、(9)中，D表示综合发展协调度，D∈[0,1]，其数值越大，表征区域水资源系统对新型城镇化建设的支撑能力越大，新型城镇化建设越和谐；V表征新型城镇化中经济社会发展系统与水资源系统的综合发展水平；α为经济社会发展子系统的权重(本文取0.6)；β为水资源供应系统的权重(本文中取0.4)。

2.2.2 动态综合协调度计算模型

上述计算为静态的综合协调度评价模型。但在实际应用中，时间是变化的，水资源对新型城镇化建设中的经济社会发展的支撑力也是变化的。因此，还必须考察综合协调度的动态变化情况，以期能够全面客观地评价水资源对新型城镇化建设的支撑能力变化情况。借鉴樊华在“复合系统协调度模型及其应用”一文中对动态协调度的计算方法，计算动态的综合协调度。

设tn1与tn2是任意两个时刻, 且tn1

3 新型城镇化建设的水资源支撑力实证评价

3.1 研究区概况

达州市地处四川东北部大巴山南麓，跨东经106°39′45″～108°32′11″，北纬30°19′40″～32°20′15″，东西绵延177.5 km，南北长223.8 km。地貌以中低山、丘陵地貌为主，地势东北高西南低，地形复杂高差悬殊大。全市平均气温14.7～17.6 ℃，多年平均降水量1 200 mm左右，无霜期258～300 d。达州市下辖4县1市2区，幅员面积1.66 万km2，人口690万，是四川省的人口大市、资源富市、工业重镇和商贸中心。

达州历史悠久，交通便捷，商贸活跃，是国家公路运输179个主枢纽和四川规划的12个次级综合交通枢纽之一。达州市境内主要河流属长江支流嘉陵江水系，发源于大巴山，由北而南呈树枝状分布。前河、中河、后河汇集成州河后与巴河在渠县三汇镇交汇成渠江，向南流300 km进入长江。达州山川秀美，宜居宜业，开放包容，环境优越。在《成渝经济区区域规划》“双核五带”发展布局中，达州位于渝广达发展带；是国家新一轮西部大开发和加快革命老区发展的重要区域[10]。

3.2 实证结果及分析

以达州市为研究区，按照新型城镇化的概念内涵，将新型城镇化建设看作一个系统，其中经济社会协调发展、水资源系统作为新型城镇化建设的两个子系统，通过分析两个子系统的综合协调程度，分析达州市水资源系统对新型城镇化建设的支撑能力。选取表2中所列18个评价指标2000-2015年的原始数据值[11-13]，并依照式(1)、式(2)进行标准化处理。

应用熵权法求取经济社会协调发展子系统和水资源子系统各指标权重αi、βi，数值见表2。

依照式(3)、式(4)分别计算经济社会协调发展效应(2000-2015年)Hse=(0.191 732，0.230 624，0.184 638，0.258 845，0.286 879，0.281 147，0.319 946，0.398 018，0.466 998，0.549 179)、水资源子系统综合效益值(2000-2015年)Rse=(0.234 185 7，0.327 203 6，0.273 833 4，0.387 891 7，0.272 935 6，0.303 578 4，0.480 458 4)。

依照式(7)、(8)、(9)计算达州市新型城镇化经济社会协调发展子系统和水资源供应子系统2000-2015年的静态综合协调度D=(0.452 312，0.503 344，0.451 613，0.535 008，0.530 050，0.537 835，0.594 873，0.631 901，0.698 927，0.753 046，0.771 163，0.771 609，0.787 598，0.857 937，0.914 185，0.958 001)。

借鉴樊华在“复合系统协调度模型及其应用”一文中对动态协调度的计算方法，以1999年为基准年t0，计算达州市新型城镇化经济社会协调发展子系统和水资源子系统2000-2015年逐年动态综合协调度Dt0-tn=(0.226 156，0.318 552，0.351 817，0.388 455，0.412 055，0.430 023，0.515 005，0.470 771，0.493 586，0.517 173，0.538 339，0.556 283，0.572 806，0.591 814，0.611 963，0.632 318)。

表2 达州市经济社会协调发展子系统指标标准化数值

表3 达州市水资源供应系统指标标准化数值

图1 达州市2000-2015年新型城镇化建设综合协调度变化

图2 达州市2000-2015年新型城镇化建设动态综合协调度变化

从水资源系统指标数值变化来看，地表水资源、地下水资源、其他水资源供应都呈小幅上升趋势，城镇污水处理率也逐年提高。在经济社会协调发展系统中，人均GDP、城镇化率、森林覆盖率、人均财政收入、工业占比、第三产业占比、城镇居民可支配收入、人均固定资产投资等指标值逐年增大，单位GDP能耗、城乡恩格尔系数差逐年减小，第三产业占比、GDP增长率有年际波动，且波幅较小。说明经过多年的发展，水资源供应能力逐年增大，经济社会协调发展趋好。虽然GDP增长率呈现波动变化，且增长幅度变小，但经济社会全面协调发展能力增强。

从图1的曲线可以看出，2000-2015年，达州市水资源供应系统和经济社会协调发展系统的综合协调度值大致呈线性增长。其中，2000-2004年增长缓慢，而2005-2015年则增长较快。说明达州市2000-2015年，水资源对新型城镇化建设的支撑能力逐年提高。这得益于新世纪达州市积极落实生态文明建设，积极推动经济转型和可持续发展。达州市虽地处川中丘陵地区，地表水资源丰富，但受特殊的自然地理环境影响，季节性干旱频发，年际和年内降水资源分配十分不均，导致季节性干旱频发，水土流失严重，水生态建设任务繁重[14]。因此，开展达州市新型城镇化建设首要问题就是要解决水资源对当地农业和城市建设的支撑问题，这不仅是制约城乡经济发展的关键因素，也是制约生态环境的关键因子。近年来，达州市积极开展雨水资源的集蓄利用和水生态建设，同时大力开展节水技术，注重对水资源的循环利用，提升了水资源对新型城镇化建设中经济和社会发展的支撑力度。

从图2中的动态综合协调度的曲线变化来看，以1999年为计算基准年，从2000-2015年水资源系统和达州市新型城镇化建设的经济社会协调发展动态综合协调度也是大致呈线性增长，只是2005-2007年出现波动变化。这说明，从动态发展的趋势来看，达州市水资源对新型城镇化经济和社会发展的支撑力变化趋势也是逐年增大的。在2005-2007年出现逆向变化。反映在指标数值变化上，表现为部分指标数值出现陡增，部分指标数值出现逆向变化，导致2005-2007年动态综合协调度指数出现波动。所以保持经济社会的平稳发展，也是经济社会协调发展的重要指标。否则就不能支撑经济社会协调发展，也会导致水资源供应系统失稳，更影响生态环境的平衡。

总之，开展新型城镇化建设就必须做好水资源支撑力的研究，这对于广大干旱和半干旱地区来说尤为重要。只有做好水资源支撑力研究，才能将新型城镇化建设真正落到实处，真正做到经济社会发展和生态环境美好共同实现。

4 研究结论

(1)水资源作为自然资源，是新型城镇化建设的重要支撑。开展新型城镇化建设，就必须着重研究新型城镇化建设的水资源支撑力问题。

(2)以新型城镇化建设作为巨系统，以水资源供应和经济社会协调发展作为两个子系统，以此选择构建水资源支撑力评价指标。应围绕以人为本、经济高效、结构优化、环境宜居、产城融合、城乡统筹、生态文明、文化传承、社会和谐等几方面来选择经济社会协调发展评价指标；水资源供应系统可选择地表水资源、地下水资源、其他水资源、城镇污水处理率作为评价指标。

(3)借鉴相关研究文献，运用综合协调度模型来评价水资源系统对新型城镇化建设的支撑能力。其中，各指标权重运用客观赋权法中的熵权法计算确定，而水资源供应系统和经济社会协调发展系统权重采取0.4和0.6。同时，借鉴樊华在“复合系统协调度模型及其应用”一文中对动态协调度的计算方法，计算动态的综合协调度。综合协调度越大，水资源对新型城镇建设的支撑能力越强。

(4)以达州市为研究区的新型城镇化建设水资源支撑力实证分析表明：所选评价指标基本合理，模型方法简便可行，评价结果基本符合研究区的实际情况。从静态看，水资源对新型城镇化建设的支撑力大致呈线性增长，其中2000-2004年增长缓慢，2005-2015年增长较快；从动态变化来看，达州市2000-2015年水资源对新型城镇建设的支撑力也是逐年增长的，其中2005-2007年呈现短期波动。其原因是评价指标数值出现陡增或逆向波动变化所致。说明达州市的水资源现状，基本能够支撑新型城镇化建设，但需保持经济社会的平稳发展。

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[11] 达州市统计局.领导干部统计工作手册2016[Z].达州：达州市统计局，2016.

[12] 达州市统计局.达州统计年鉴2015[Z].达州：达州市统计局，2015.

[13] 达州市统计局.达州统计年鉴2006[Z].达州：达州市统计局，2006.

[14] 四川省农业科学院.国家科技支撑计划课题“四川省季节性干旱区粮食作物综合节水技术研究与示范”2009年年度工作总结汇编[Z].成都：四川省农业科学院，2009.