基于AHP二级模糊综合评价法的水资源对宜居东莞的评价

张雯彦，胡嘉燕，蔡婉滢，林文坛，卢海锋

（广东财经大学文化旅游与地理学院,广东 广州 510000）

1 引言

中国城市工作会议明确指出要“提高城市发展宜居性”,并表明城市发展重要目标为“建设和谐宜居城市”［1］。宜居城市是具有满足人类物质和精神上的生活需求、良好的人文社会环境和生态自然环境的居住地。在粤港澳大湾区下的推动城市发展的背景下,众多国内外学者关注和研究“宜居城市”。

水资源是人类赖以生存的自然资源,也是一个城市发展的幸福底线。水网贯通整个城市,其中以水资源的配置和水生态环境为宜居城市建设的主要影响因素。在21世纪,国内城市发展目标中提出建设“宜居水城”,随着逐渐发展,越来越多学者研究水资源对宜居城市建设的影响。关于水资源对宜居城市建设的评价研究,国内外研究成果较少,且比较偏向于水经济和水生态文明的方面,其中水生态文明对宜居城市建设影响的研究是热点之一。陆明峰认为在保证特定保护目标下的生态环境用水,按照用水效益的高低对水资源优化配置,利于发展社会经济系统［2］。张影轩则从水资源人口承载力的视角,论述生态城市规划基础理论［3］。而王明成重视参考生态城市与宜居城市指标体系框架,并在现有的生态宜居城市指标研究的基础上确定评价标准值［4］。水利部印发《关于加快推进水生态文明建设工作的意见》中指出,把生态文明理念融入到水资源开发、利用和配置等各个方面［5］。总之,大力完善水生态的保护格局,实现对水资源的可持续循环利用,有利用打造宜居生态城市群。

本文构建基于AHP二级模糊综合评价法的水资源对宜居东莞的评价体系,开展东莞2002年~2018年水资源影响因素综合评价,阐述东莞城市宜居评价值结果。

2 方法介绍

2.1 层次分析法（AHP）

层次分析法的基本思想是把一个问题或者一个观点视为总目标,将问题或者观点细分,然后分解为不同的组成因子,并根据因子间的影响程度计算其对决策层的权重大小。

第一步,构建层次结构模型。分三层,最高层为总目标层,中间层为评价项目层,最低层为评价因子层,由问题的目标、考虑因素和对象决定各层的相互关系。

第二步,构建判断矩阵。同一层的因子两两比较,并按其重要性程度评定等级。aji为要素i与要素j的结果,两两比较结果构成判断矩阵。判断矩阵具有以下性质：

aji的标度方法见表1。

表1 AHP层次分析法评价模型

第三步,计算判断矩阵的最大特征根max,检验判断矩阵的一致性。层次分析法中引入了一致性指标CI。

为判断矩阵的最大特征根,n为判断矩阵中元素的个数。

CI值越大,表示判断矩阵与完全一致的偏离程度越大。对于多阶判断矩阵还需引入随机一致性指标RI,具体见表2。

表2 判断矩阵阶数与对应的一致性指标

第四步,计算判断矩阵的一致性指标CI与同阶随机一致性指标RI的比率,称之为一致性比率,用CR表示。

当CR≤0.1时,判断矩阵具有一致性。

当CR＞0.1时,判断矩阵需要重新调整。

2.2 模糊综合评价法

模糊综合评价法是一种基于模糊数学的方法。其基本思想是将定性评价转化为定量评价,是对一个事物的评价更清晰、合理化,提高逻辑性。

第一步,构建模糊综合评价指标。指标的适宜性将直接影响最终评价的准确性,因此指标的确定需参考相关行业及政府文件数据。

第二步,构建隶属度关系矩阵。矩阵构成因素可分为连续型因素与离散型因素。函数构造按照如下形式：

式中：V1、V2、V3、V4、V5为各指标的范围分段值,x值根据相关行业及政府文件获取。

最终确定该因素的行向量［UⅠ（X）, UⅡ（X）, UⅢ（X）, UⅣ（X）,UⅤ（X）］,根据各因素的行向量组合构成隶属度关系矩阵。

3 基于AHP二级模糊综合评价法的东莞市水资源宜居评价模型的建立

3.1 东莞市水资源宜居评价模型的建立

水资源宜居评价模型可认为是宜居城市在考察规划中对水资源生态的要求,水资源宜居评价模型与水环境-水生态-节水型城市等因素关系密切,是可以用来衡量在宜居城市中水资源这一项是否达标关键指标。研究区域当地的水环境，水生态与水文化之间相互关联,与研究体系构成客体与主题之间的组合关系,水资源评价模型中的每一层面都与评价体系关系密切。若某一层面失衡将有可能导致城市水环境水生态等受到影响,从而影响到人口、经济、生态和社会发展等。因此,通过构建水资源宜居评价体系,来更好地反映水资源与宜居城市之间的关系,并引起更多群体关注保护水资源的重要性。

水资源评价体系是本文对东莞市宜居评价的重要体系。根据生态文明建设指标体系,从不同层次方面反映如何建设生态文明城市；以此作参考,通过结合供水安全,节水型城市体系要求,水生态文明城市指标等内容,能够对研究区域的供水安全、水环境、水生态、水文化进行综合评价。该评价体系主要分为供水安全、水生态、水环境、水文化4个子系统,包含10个影响因子作为东莞市宜居城市水资源评价指标,反映当地水资源环境。

表3 东莞市水资源宜居评价体系

具体的多层次结构的东莞市水资源宜居评价体系,见图1。

图1 东莞市水资源宜居评价体系A

3.2 用层次分析法确定各指标权重

层次分析法主要通过专家打分的情况计算得出各指标的权重,具体评分表见表4。

表4 评分标准

分别计算AB层和BC层的权重,见表5~表9。

表5 AB判断矩阵计算

表6 B1C判断矩阵计算

表7 B2C判断矩阵计算

表8 B3C判断矩阵计算

表9 B4C判断矩阵计算

最后通过一致性检验CR＜0.1,一致性检验通过。

3.3 判断矩阵R的计算

模糊数学是通过借助隶属函数,来确定因素集中各指标隶属于某一评价水平的程度,在因子水平上计算得的所有隶属度的合成即构成判断矩阵R。

根据公式UⅠ（X）~UⅤ（X）,分别将表9中各个指标的平均值代入公式,算得最终判断矩阵如下所示：

3.4 计算评价结果

将判断矩阵R与表10通过AHP所得的权重相乘,得出最终模糊综合评价结果。

最终结果：［0.001 0.027 0.290 0.682］

4 东莞市水资源宜居评价体系结果分析

通过运用层次分析法确定体系中因子权重后,利用模糊综合评价法确定判断矩阵,最终得到评价结果为适宜。大致可以判断东莞市整体在水资源方面表现得宜居性较强,环境宜居度较高,整体情况较好。在对数据处理过程中,用水普及率,饮用水水源地达标率,节水意识度表现得较高,用水普及率连续几年都是100%,在计算判断矩阵过程中,大部分数据都位于适宜与较适宜之间。

不足之处在于,本次研究在水文化的数据获取上,主要通过问卷调查获取,区域选择也有限,无法覆盖整个东莞市,数据可能具有地方区域性,因此建议扩大调查范围,使数据更有说服力,从而得到更准确的结果。

5 建议

5.1 保护水源地,提高供水安全度

重点对同沙水库、横岗水库、水濂山水库、松木山水库、契爷石水库等水库进行饮用水水源地综合治理,水库周围种植植物,起到隔离保护作用；建立水质自动监测系统,定时收集水质监测数据,科学改善水库的水环境生态；整治水库的入库渠道,防止工业废水、农业污水进入水库,污染饮用水水源。保护水源地水质,提高供水安全,使居民可以使用质量达标的饮用水,提高东莞的宜居度。

改善工业废水处理工程,现今东莞的污水处理厂集中处理率和工业废水排放达标率均未达标,水环境条件对居民的居住仍存在威胁。严格控制排污量较大的企业和项目,修撰和推出减排工作方案；扩建污水处理厂,增加收集污水的渠道,引进新型的污水处理系统,争取使污水集中处理率、排放达标率达到100%。

加强水文化教育力度,提高宜居城市的认知度,水资源与人类生命、生活息息相关,因此提高居民对水资源的认识程度至关重要。宣传教育是最直接并且受众程度最高的方法,政府有关部门加大对水文化的传播力度,社区开展与水文化相关的宣传讲座,通过普及水资源、宜居城市等概念,提高居民对水资源影响宜居城市的认知度；推出政策激励居民保护水环境,合理使用水资源。

5.2 合理利用湿地,重视水生态治理

东莞的城市湿地占比较高,可利用湿地的特征,开发湿地公园,使之成为集娱乐、游憩和风景化的活动场所。同时政府应重视水土流失的治理率,防止因水土流失导致水质变差的情况。在水生态治理方面,政府起牵头作用,为城市水生态治理与恢复提高政策支持,引导大众为自身居住的环境做实质性的努力。

5.3 提高节水意识,打造节水型生态城市

居民节水意识,节水认知度,需要政府通过大力宣传并且践行此节水做法,才能在一定程度上对当地居民带来节水意识,建议政府可以通过教育,宣传,实践活动等方式,使百姓能够在生活上更多接触节水的观念,这样有利于长远培养节水意识,真正打造节水型生态文明城市。

5.4 提高水文化宣传度,加大对粤港澳大湾区宜居城市群概念的宣传

从研究结果得出水文化程度较低,由于各地地区差异较大,因此政府应该加大粤港澳大湾区建设概念,让更多的百姓了解发展框架,努力共同建设魅力宜居城市,其中水文化程度上可以对水源地、湿地生态等进行知识普及,并呼吁百姓保护生态,保护水源地、水生态。