基于组合权重-理想区间法的河长制实施效果评价模型及应用研究

彭欣雨，唐德善

( 河海大学 水利水电学院，江苏 南京 210098 )

1 研究背景

河长制的推行，是为了强调顺应“尊重自然、顺应自然、保护自然”的准则，倡导人与水和谐相处，实现河道、湖泊环境整洁优美、水清岸绿，解决随着社会高速发展而产生的一系列水问题，从而达到促进区域水生态文明建设的目的[1-2]。因此，综合评价河长制实施效果，剖析河长制实施中未能解决且一直存在的问题，对于促进区域水生态文明建设具有极其重要的意义。

近些年来，许多专家学者从不同的角度、运用不同的方法对河长制进行了研究。沈晓梅等[3]基于DPSIRM模型，构建了包括驱动力、压力、状态、影响、响应和管理6类指标的河长制综合评价指标体系；姜明栋等[4]全面解读了河长制推行的目标，构建了江苏省河长制推行成效评价体系；李红梅等[5]从监督手段、指标构建和考核方式3个角度对河长制的绩效评价体系进行研究；崔东文[6]从水资源保护、水域岸线管理、水污染防治、水环境治理与水生态修复、执法监管5个方面构建区域河长制考核评价指标体系进行研究。虽然国内很多学者对河长制进行了研究，但现阶段的研究多以河长制考核本身作为研究主体，无法对一个区域实行河长制之后产生的具体效果进行评价。

本文在已有的研究基础上，从水资源保护效果、水污染防治效果、水环境整治效果、社会民生效果和执法监督效果5个角度构建河长制实施效果评价指标体系，由于河长制实施效果评价的标准是一个区间的概念，为了科学地对河长制实施效果进行综合评价，本文运用理想区间法，并将组合权重运用于理想区间法中，建立基于组合权重-理想区间法的河长制实施效果评价模型，进一步应用于陕西省河长制实施效果的评价。

2 河长制实施效果评价指标体系

影响河长制实施效果的因素有很多，根据河长制的推行目的，从水资源保护效果、水污染防治效果、水环境整治效果、社会民生效果和执法监督效果5个方面，选取了15个评价指标来构建河长制实施效果评价指标体系。

这些指标分别为：万元GDP用水量(m3)；集中式饮用水水源地达标率(%)；集中式饮用水水源地水量达标率(%)；节水灌溉率(%)；城市用水普及率(%)；三类及以上水质比例(%)；城市污水处理率(%)；工业废水处理率(%)；中营养化及以上水库比例(%)；建成区绿化覆盖率(%)；水功能区水质达标率(%)；人居满意度；部门满意度；河长制公示牌覆盖率(%)；(功能区)河长达标率(%)；环境保护投资占GDP比重(%)。河长制实施效果评价指标体系见表1。

表1 河长制实施效果评价指标体系

3 基于组合权重-理想区间法的河长制实施效果评价模型

由于河长制实施效果评价是一个多指标的问题，不同地区的社会经济差异性较大，研究河长制实施效果受当地社会经济发展状况、生态环境治理情况和投入情况、群众对河湖及生活满意度的影响，因此河长制实施效果评价是一个典型的多目标、多决策的复合系统问题，又因为河长制实施效果等级划分是一个区间的问题，这就为应用组合权重-理想区间模型对河长制实施效果评价提供了理论依据。评价是通过数学的方法，建立相应适合的评价模型，利用该模型和当地的数据，对当地河长制实施效果进行评价。

组合权重-理想区间法容易理解，计算简便，不但能够体现河长制实施效果中水资源保护、水污染防治、水环境整治、社会民生和执法监督各个指标之间的复杂关系，而且评价科学、合理。组合权重-理想区间既融入了专家的主观意见，又结合了客观事实数据关系的权重，将二者线性加权组合得到最优的评价权重，比较符合实际。运用理想区间法，将评价标准处理成区间的形式，计算相应的效果等级距离，得到最终的结果，距离越小，说明该年份离该等级越近，该方法比较符合实际，较为合理。以陕西省为例，运用组合权重-理想区间法对该省份2012-2018年河长制评估进行评价，为评价该省河长制实施效果提供了有效的方法。

3.1 组合权重-理想区间法基本思想

组合权重-理想区间法的原理是融合了主观和客观组合赋权的思想，得到更加客观的权重，再计算各年份到各等级理想区间向量的距离，得到最小距离，求得隶属等级。充分考虑评价等级的区间性、指标之间的复杂性和层次性，建立该模型使得评价更加清晰、简便且合理。最后通过最小距离得到相应评价等级，使得结果更加明朗，相应年份河长制实施效果情况简洁明了。

3.2 组合权重-理想区间法模型构建过程

使用组合权重-理想区间法构建河长制实施效果评价模型，应按以下步骤进行。

步骤1 构造目标向量函数[7-10]。选用陕西省河长制实施效果评价系统中的15个指标来综合评价陕西省河长制实施效果，由此构造目标向量函数：

F(x)=[f1(x),f2(x),…,fj(x),…,fn(x)]T

(1)

(j=1,2,…,15)

步骤2 构造年份指标向量[7-10]。设陕西省第k个年份指标向量为Fk为：

Fk=[f1,k,f2,k,…,fj,k,…,fn,k]T

(2)

(k=1,2,…,7)

步骤3 构造理想区间向量[7-10](见表4)。陕西省河长制综合评价标准中的每一等级的标准指标构成理想区间向量：

(3)

(i=1,2,3,4)

(4)

步骤4 计算组合权重

(1)主观权重计算。本文主观赋权采用层次分析法(AHP法)[11-12]。层次分析法建模，可以分为一下4个步骤：①建立层次结构(参见表1)；②构造判断矩阵；③求解判断矩阵，本文采用方根法进行求解；④一致性检验并修正。

(2)客观权重计算。对指标的原始数据值进行无量纲化处理。然后，计算河长制实施效果指标的权重。

(3)组合权重的计算。为避免单一赋权造成权重的不合理性，本文采用层次分析法(AHP法)和客观赋权法线性加权组合的主客观综合赋权法对河长制实施效果评价指标进行权重计算。本文采用线性加权组合法[13-14]计算组合权重。

步骤5 计算年份到各等级理想区间向量的距离[7-10]。取第k个年份到第i个理想区间向量的距离d(i,k)，计算公式如下[8]：

(5)

步骤6 求最小距离[7-10]。取每一年份中d(i,k)的最小距离，最小距离所对应的等级i即为第k个年份的河长制实施效果评价等级。

4 陕西省河长制实施效果评价

4.1 原始数据及处理

为了检验构建的组合权重-理想区间法模型对于河长制实施效果评价的合理性和有效性，查阅《陕西省统计年鉴》《陕西省水资源公报》《陕西省环境公报》《陕西省“十三五”生态环境保护规划》等资料，参考陕西省统计局、陕西省水利厅、陕西省生态环境厅等相关单位网上公开资料，经统计得到2012-2018年的陕西省河长制实施效果各评价指标数据及无量纲化后的各项评价指标数据，分别见表2和表3，个别年份的缺失数据采用插值法进行补全。

4.2 评价指标体系

在综合国内外的研究成果、咨询专家意见，结合《中华人民共和国河道管理条例》《水污染物排放限值》《陕西省“十三五”生态环境保护规划》《陕西省用水定额》《陕西省关于全面推行河长制的实施方案》等相关规划及文件，参照相关国家标准及研究[15]、各指标的评价标准(河湖生态健康评价指标研究[16])，综合国内研究成果[17-20]，咨询专家意见，对河长制实施效果进行评价等级划分，分为差(I级)，中(II级)，良(III级)，优(IV级)4个等级，具体划分结果见表4。

4.3 组合权重的确定

(1)主观权重确定。通过公式[11-12]得到判断矩阵为：

3.0333 2.9757 0.3930 0.3351 2.0834

1.3966 0.3096 0.2324 0.7558 0.9294]

判断矩阵归一化处理：

W=[0.0647 0.0944 0.0437 0.0289 0.1915

0.1406 0.1379 0.0182 0.0155 0.0966

0.0647 0.0143 0.0108 0.0350 0.0431]

一致性检验：

则一致性指标为：

(2)客观权重的确定。求客观权重值，河长制实施效果指标的客观权重详见表5。

(3)组合权重值。通过线性加权组合法求组合权重值，由于主观赋权带有个人主观意愿，故可分配系数α=0.4，组合权重结果见表6。

4.4 最小距离确定

通过文献[8]公式(5)计算各年份到各等级理想区间的距离，结果见表7。确定各年份的最短距离，确定所属等级，结果见表8。

表2 2012-2018年陕西省河长制实施效果评价指标统计数据

表3 2012-2018年陕西省河长制实施效果无量纲化后的评价指标数据

表4 陕西省河长制实施效果评价等级与标准

表5 2012-2018年陕西省河长制实施效果评价指标客观权重值

从陕西省的河长制实施效果评价模型得到的结果可以看出，在2012-2016年间，河长制实施效果处于良(III级)，在2016年全面实施河长制之前，各地河流的管理处于不稳定的状态，河湖管理不佳。但自从2016年全面实施河长制以来，取得的效果尤其显著。在2017年时，河长制实施效果达到优(IV级)，与陕西省实际情况保持一致。这说明，随着河长制的不断实施，效果正在不断提高。此后，2018年河长制实施效果也达到了优(IV级)。从2017、2018年的最小距离可看出，随着河长制的实施，2018年的距离较2017年更短，2018年的河长制实施效果进一步加强，这也反应出陕西省进一步加大了河长制的实施力度，使其优化并达到了更好的效果，2018年河长制实施效果达到最优化的程度。

表6 2012-2018年陕西省河长制实施效果评价指标组合权重值

表7 2012-2018年各年份到各等级理想区间的距离

表8 各年份到理想区间的最小距离及所属等级

5 结 论

自河长制实施以来，我国一直缺少针对河长制实施效果的评价指标体系。本文提出了基于组合权重-理想区间法的河长制实施效果评价模型，将水资源保护效果、水污染防治效果、水环境整治效果、社会民生效果、执法监督效果5个方面引入河长制实施效果评价中，给出了组合权重-理想区间法的河长制实施效果评价标准，采用了层次分析法(AHP法)和客观权重相结合的主客观线性加权组合，充分考虑了河长制实施效果评价指标的差异性。通过结合实例进行分析和应用，采用详细的计算步骤和过程说明，得出陕西省在2012-2016年间，河长制实施效果处于良(III级)，从2016年全面实施河长制以来，取得的效果尤其显著。在2017、2018年，河长制实施效果均达到优(IV级)，与实际情况相符，这说明构建的组合权重-理想区间法是有效的。本文选用的河长制评价指标体系可以通用到全国河长制实施效果评价中，一定程度上增加了本文所提出模型的适用性。由于各省具有不同的地理位置和条件，河长制的实施是一个动态的过程，要想要实现河长制实施效果的精确评价，还需要不断地深入研究与努力。若陕西省继续实施河长制，河流管理和保护将会达到更优的效果。