基于组合权重-物元分析模型的水利改革效果评价

王美慧，唐德善，尚 静

（河海大学 水利水电学院，江苏 南京 210098）

水是生命之源、生产之本。 加快推进水利改革发展，切实增强水利对水资源可持续利用的支撑和保障能力，是维护社会长期稳定的必要条件［1-4］。 我国人多水少，水资源时空分布不均，近年来频繁发生的洪涝灾害事件暴露出我国水利基础设施存在短板［5-7］。 王定山［8］将水利改革效果聚焦于农田水利设施方面，并对面临的障碍进行了详尽分析。 俞昊良等［9］梳理了2019 年度的水利改革进展，总结治水思路亮点的同时对当前存在的问题提出了应对措施。 李婷等［10］通过构建熵权-模糊综合评价模型对水利投融资体制改革绩效进行了分析。 当前对水利改革的研究大多聚焦于措施及问题分析方面，几乎没有对区域整体改革效果的评价。 因此，本研究以山东省为研究对象，对其水利改革效果进行评价，通过评价确定研究区水利改革效果等级，并对目前存在的问题及差距进行简要分析，旨在为水利改革效果评估提供思路。

1 研究方法

水利改革的目标在于通过阶段性努力，缓解水利建设落后的局面，最终实现水资源合理配置、水环境明显改善、生态流域得到有效治理、水域经济持续发展以及水域管护体系真正落实等。 因此，水利改革效果评价是一个多层次、多准则问题。

1.1 水利改革评价指标体系

首先利用德尔菲法［11-13］对影响水利改革效果的因素进行辨识，并对已有的统计资料进行筛选，包括河流健康、经济发展、资源配置等方面的资料，如《河湖健康评价指南（试行）》《生态保护红线生态功能评价技术指南》《循环经济发展评价指标体系（2017 年版）》等；然后利用频率分析法筛选出频率较高的指标，并进一步对指标进行优选；最后对各项指标进行主成分分析［14-16］，删除含义重叠的指标，最终从水资源、水环境、水生态、水经济、水管护5 个维度出发，建立包含“万元GDP 用水量”等共18 个指标的水利改革效果评价指标体系（见表1）。 其中指标选取原则满足独立性、代表性、易得性、全面性［17］。

表1 水利改革效果评价指标及其分级标准

1.2 水利改革效果评价等级标准

参考《河湖健康评价指南（试行）》《生态保护红线生态功能评价技术指南》等文件，将评价指标的水利改革效果等级划分为Ⅰ级（优秀）、Ⅱ级（良好）、Ⅲ级（中等）、Ⅳ级（差）4 级，水利改革效果评价等级标准见表1。 可拓物元分析模型在解决模糊或不相容问题上具有一定优势，而水利改革效果评价涉及多指标、多层次、多准则，具备模糊性特点，因此选用该模型进行水利改革效果评价。 采用三标度层次分析法［18］确定主观权重、采用贡献率法［19］确定客观权重，引进博弈论［20］求得组合权重，再结合可拓物元分析模型［19］构建水利改革效果评价模型。

1.3 权重计算

（1）三标度层次分析法确定主观权重。 三标度层次分析法与一般层次分析法［21］的区别在于，该方法只需用0～2 来标度重要性。 例如两项指标分别为a1、a2，进行重要性比较时，若a1没有a2重要，则相对重要性取值为0；若a1和a2一样重要，则取值为1；若a1比a2重要，则取值为2。 相对于一般的层次分析法，该方法具有计算过程简单，计算精度高等优点。 首先，利用专家打分法对各项指标的重要程度进行初步判定，形成判断比较矩阵A＝（aij）n×n；然后，计算矩阵A各指标的重要程度指数ri：

（2）贡献率法求客观权重。 贡献率法确定权重的关键在于，结合实际数据与各评价等级标准值，判断各指标对整个评价模型的贡献率。 若某指标的贡献率大，则该指标的权重大。 贡献率法结合了各指标的真实数值，在求解权重时更具客观性。 贡献率法求客观权重计算公式为

式中：ωi″为第i个指标的客观权重；μi为第i个指标实际值的平均值；Si′为第i个指标各等级标准的平均值；n为指标个数。

（3）基于博弈论确定组合权重。 博弈论［20］基于最优化原理，即权重与最佳权重的偏差最小，调整偏差使其均衡，最终获得最优化的组合权重值向量。 当决策者面临相互作用的因素干扰而无法决策时，博弈论理念能使各种方法得到的权重相对折中，从而使决策更为合理。

1.4 可拓物元分析模型

可拓物元分析模型［19］将事物名称N、特征C及量值X作为三元组对事物加以描述，在解决处理一系列模糊或不相容问题上具有一定优势，选用该模型对水利改革效果进行评价。 建立物元矩阵：

2 实例分析

对山东省水利改革效果进行评价，定量指标数据来源于2010—2019 年《山东统计年鉴》《山东省水资源公报》，以及山东省生态环境厅相关统计资料等，个别年份指标缺失数据由内插法求得；定性指标级别“优秀”取值90～100，“良好”取值80～90，“中等”取值70～80，“差”取值0 ～70，且定性指标例如从良好变为优秀，其值由80～90 内插得到。

2.1 权重计算

将水利改革效果评价指标体系进行细化，首先采用三标度层次分析法确定主观权重，然后采用贡献率法确定客观权重，最后引入博弈论获得指标组合权重（各指标原始数据及权重计算结果见表2、表3）。

表2 原始数据

表3 权重计算结果

2.2 可拓物元模型评价

根据可拓物元模型计算山东省2010—2019 年水利改革效果，以2010 年为例可得各指标的关联度，见表4，同理计算2011—2019 年的水利改革效果。 为了让评价结果更加直观，采用百分制对评价结果进行处理，规定“优秀”分数为90 ～100、“良好”分数为80～90、“中等”分数为60～80、“差”分数为0 ～60。 由于计算的各个等级的关联度存在负值，因此将各等级关联度取倒数后取绝对值，再进行归一化处理，最后与相应的等级分数相乘，得到2010—2019 年水利改革效果分数，结果见表5。

表4 2010 年各指标关联度

表5 水利改革效果综合关联度及得分

3 评价结果分析

水利改革政策出台10 余a 来，山东省积极响应水利改革政策号召，水利改革效果逐年显现，将水利改革效果评价结果具体化，根据关联度可以看出：2010—2014 年水利改革效果等级为中等，2015 年至2018 年为良好，2019 年为优秀。 从整体分数变化来看：2010—2019 年水利改革效果分数逐年上升，由2010年的72.515 6 上升至2019 年的90.332 9，改革效果明显。 从具体评价指标来看，山东省在节水方面如万元GDP 用水量、万元工业增加值用水量，水环境、水质方面如污水处理率等指标改善明显，2010—2019 年山东省万元GDP 用水量从56.22 m3减小到31.70 m3，污水处理率常年在90%以上。 山东省相关部门在水利改革政策的落实中着重强调改善水质，提高节水效率，这为其他地区深化节水改革和践行水质改善方面起到了带头作用。 山东省在提高生态效果方面有一定的进步，万元GDP 排污量呈逐年减少趋势，由2010 年的6.24 m3减少至2019 年的4.99 m3，但是工业固体废物综合利用率整体呈逐年下降趋势。 水生态效果方面，山东省节水以及控制污水方面取得了一定成效，但在综合利用固体废物方面还有改善的空间。

为了推进水利改革进程，实现固体废物无害化、减量化及资源化，首先应将废物进行垃圾分类等预处理，城市相关部门建立健全垃圾分类体系，并在社区内对居民进行推广宣传，落实垃圾分类政策；部分垃圾可以焚烧处理，并将焚烧后的能量用做发电，减少煤炭等资源的消耗，焚烧后产生的有害气体，可采用半干法、催化还原法等化学方法处理，微生物技术也可以用于废物综合处理。 山东省作为经济大省，可依托自身经济优势，加大生态环境建设及环保技术创新方面的投资力度，一方面，山东省部分沿海城市应利用傍海的地理优势，在保留海岸绿地、河流水系及湿地的同时，建立公共绿地、沿海基干林带、沿河绿化带等，将其作为生态廊道，并以海岛、湿地公园为补充形成山东省全域生态建设体系；另一方面，山东省应依托历史、文化底蕴，增强生态文明城市建设。 文化管理部门等应加强对古街老巷、历史遗迹的保护，必要时可形成保护区，同时挖掘、整理并保护优良民风民俗、奇闻异事等文化遗产，丰富生态文明城市的文化内涵。 推进水利改革，政府和市场应相辅相成、相得益彰，鼓励发展节水及生态保护新技术，政府责令相关监管机构加大群众监督力度，借助群众力量，打造全民出力、全民监管的水利改革新局面，必要时可建立奖惩机制，深化水利改革。