基于模糊识别的水权交易价格收益系数研究

张文鸽　谭力　李皓冰

摘要：缺水地区节水驱动下水权交易价格一般包括成本价格与收益价格两部分，其中收益价格由水资源经济价值和合理收益系数确定，而合理收益系数的确定是水权交易价格合理制定的基础。基于AHP-CRITIC法和模糊识别模型，通过对合理收益系数影响因素选取及量化，利用层次分析法（ AHP）和CRITIC法综合确定合理收益系数影响因素权重，根据模糊识别理论，提出了缺水地区水权交易价格合理收益系数确定方法，最后将模型运用于鄂尔多斯市农业水权向工业水权转化研究中，确定了该地区的水权交易价格合理收益系数。

关键词：水权交易;CRITTC法;收益系数;模糊识别模型;鄂尔多斯市

中图分类号：TV213.4

文献标志码：A

doi：10.3969/j.issn.1000- 1379.2019.06.010

随着社会经济发展，水资源供需矛盾日益加剧，水资源短缺成为制约经济社会发展的重要因素。水权交易可以实现水资源的优化配置，逐渐成为解决水资源短缺问题的一种重要手段，而水权交易价格是水权交易的核心问题。目前国内外水权交易价格研究已取得一些成果。Erfani等[1]将成本定价模型运用于英格兰东部的大欧斯河，计算了公共事业、能源、农业和工业水权价格。2iolkowska[2]通过研究发现农民灌溉农作物的水费并不能反映水的实际价值，通过影子价格法计算了德克萨斯州、堪萨斯州和内布拉斯加州灌溉用水的真实价值。裴勇等[3]根据黄河灌区的实际情况，分析了黄河水权交易成本部分费用及其测算方法，给出了具体计算公式，并对黄河流域水权交易试点区的水权交易价格进行了测算。王为人等[4]根据河流的水文特性，构建“回流”模型，并将影子价格引入到模型中，在此基础上采用买卖双方叫价拍卖方式获得交易价格。刘秀丽等[5]利用投入产出和线性规划相结合的方法，计算了工业用水和其他生产用水的影子价格。李海红等[6]在刘秀丽等的水资源影子价格计算成果的基础上，通过分析水资源影子价格的递减与递增效应，推导了水权交易价格估算方法以及最佳交易水量的确定方法。从已有的研究来看，把成本价格作為水权交易价格时，由于缺乏合理收益部分，因此水权交易价格偏低;把影子价格作为水权交易价格时，在缺少成本价格的情况下，影子价格反映的水资源最大经济效益实际上很难达到，缺少收益系数进行约束，导致水权交易价格偏高。

综上所述，合理收益系数的确定是水权交易价格制定中必不可少的环节。本文综合运用AHP -CRITIC法和模糊识别模型，分析影响合理收益系数的主要因素，通过对影响因素的评价，确定合理收益系数。

1 基于AHP-CRITIC法和模糊识别模型的合理收益系数计算

1.1 影响因素权重确定

权重的确定方法主要有主观赋权法和客观赋权法2类。先通过CRITIC法求得影响因素相应的客观权重，再采用AHP法得到主观权重，将主观与客观结合起来，不仅考虑影响因素间的相关性对赋权的影响，而且避免主观赋权存在的偏见。

1.1.1 CRITIC法原理及确权过程

CRITIC法是由Diakoulaki提出的一种客观赋权法[7]，在确权过程中以两个基本概念为基础：一是对比强度，同一指标的所有评价指数差别越大（即标准差越大），则所蕴含的信息量就越大;二是评价指标之间的冲突性，是以指标之间的相关系数为基础，若两个指标之间具有较强的正相关性，则两个指标之间的冲突性较低。CRITIC法综合考虑了指标之间的差异性和冲突性对权重的影响，能够更全面、更客观地反映指标权重大小。

CRITIC法确定权重步骤如下。

（1）当指标过多且单位不同时，需要进行无量纲处理，计算公式为

2 实例研究

2.1 研究区概况

鄂尔多斯市位于内蒙古自治区西南部，地处黄河上中游的鄂尔多斯高原腹地，地理坐标为北纬37°35′24″-40°51′40″、东经106°42′40″-111°27′ 20″，面积为86 752 km。鄂尔多斯市西、北、东三面为黄河“几”字弯环绕。鄂尔多斯市引黄灌区西起三盛公水利枢纽右岸上游2.7 km，东至黄河支流浒色太河，东西长约398 km;北以黄河防洪堤为界，南到库布齐沙漠及鄂尔多斯台地边界，南北宽5-40 km。灌区由自流灌区和扬水灌区组成：引黄灌溉面积60 100 hm。自流灌区由黄河南岸总干渠供水，由昌汉白、牧业、巴拉亥、建设4个灌域组成，灌溉面积21 300 hm，全部在杭锦旗境内;扬水灌区从西到东由独贵塔拉、杭锦淖尔、中河西、恩格贝、昭君坟、展旦召、王爱召、树林召、白泥井、吉格斯太10个灌域组成，由沿河修建的浮船泵站提水灌溉，灌溉面积38 800 hm，独贵塔拉、杭锦淖尔灌域行政隶属杭锦旗，其余8个灌域属达拉特旗。

2.2 合理收益系数影响因素权重确定

2.2.1 影响因素的选取及指标值量化

以鄂尔多斯市为研究对象，分析影响因素对水权交易价格合理收益系数的影响机理及影响大小。根据当地实际情况，通过对水资源、社会经济及环境等状况进行分析，确定影响合理收益系数主要因素为水资源稀缺程度x1、社会经济发展水平x2、政策因素x3、体制因素x4用水水平x5、环境保护因素x6。水资源稀缺程度x1以当年实际用水量占当地水资源可利用量的百分比表示：社会经济发展水平x2以当年工业增加值占地区生产总值百分比表示：政策因素x3以鄂尔多斯市分配的黄河水量指标占总用水量的百分比表示：体制因素x4以鄂尔多斯市工业水价表示;用水水平x5以鄂尔多斯市当年耗水量占总用水量的百分比表示：环境保护因素x6以鄂尔多斯市当年污废水排放量占地表水可利用量的百分比表示。根据《2011-2014年鄂尔多斯市水资源公报》《2012-2015年鄂尔多斯市统计年鉴》《鄂尔多斯水资源开发利用评价》《2012-2015年中国城市建设统计年鉴》等资料，计算得到上述6个影响因素2011-2014年指标值及平均值，见表1。

2.2.2基于AHP-CRITIC法的权重确定

（1） CRITIC法确定权重。鉴于影响因素单位不统一，需要对其进行无量纲处理，而6个影响因素均属于越小越好，因此利用式（2）对其进行处理。根据表1计算影响因素两两之间的相关系数，见表2。

由式（4）计算得到X1 - X6的标准差分别为0.364、0.400、0.362、0.433、0.456、0.453，结合标准差与相关系数，得到各影响因素的冲突性量化结果分别为2.489、1.428、1.237、1.636、2.737、2.016。最终得到各影响因素权重向量为

Wlj=[0.216，0. 124 ，0. 107，0.142. 0.237，0.175]

（2）AHP法确定权重。通过AHP法两两对比6个影响因素的重要程度，聘请多位专家分别赋分，见表3。根据AHP法的步骤计算各影响因素权重。

当矩阵阶数大于2且一致性比率CR

最终得出各影响因素权重向量为

W2j=1 0.234，0. 155， 0.088，0.072，0.312 ，0. 139]

根据式（6）得到各影响因素综合权重向量为

wj=[0.270，0. 102，0. 050，0. 055 ，0. 394，0.130]

2.3 合理收益系数确定

选取2014年为现状年。目前对于指标体系的划分没有统一的标准，经查阅相关文献资料及征求专家意见，根据当地及国内相关标准构建各影响因素分级指标体系，将水权交易合理收益系数划分为vl、V2、V3、V4 4个等级（见表4）。

3 结语

合理收益系数是水权交易价格合理制定的前提。本文采用AHP法和CRITIC法，结合模糊识别理论，最终确定合理收益系数为0.330.在一定程度上可为鄂尔多斯市水权交易价格合理制定提供技术支撑。水权交易价格合理收益系数受到经济、社会和环境等多方面的影响，影响因素的选取存在一定的主观性，一些影响因素难以进行等级划分，未来需要进一步研究。

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