王 雪，方國華，李 鑫

(河海大學(xué)水利水電學(xué)院，江蘇 南京 210098)

我國是一個水資源嚴(yán)重短缺的國家，且具有水資源時空分布不均、水環(huán)境逐漸惡化的特征[1]。隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，水資源供需矛盾日漸突出。為了落實習(xí)近平同志關(guān)于“節(jié)水優(yōu)先，空間均衡，系統(tǒng)治理，兩手發(fā)力”的方針，有效緩解水資源短缺的問題，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展，加快節(jié)水型社會建設(shè)刻不容緩。節(jié)水型社會是一種和諧的社會形態(tài)，即水資源集約高效利用、經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展、人與自然和諧相處的社會[2]。2001年，水利部決定在甘肅省張掖市開展我國第一個節(jié)水型社會建設(shè)試點[3]。為了總結(jié)建設(shè)經(jīng)驗，全面推進(jìn)節(jié)水型社會建設(shè)，需要對節(jié)水型社會建設(shè)進(jìn)程和成效進(jìn)行評價，及時掌握試點建設(shè)的進(jìn)程，找出試點建設(shè)工作中的薄弱環(huán)節(jié)，明確今后工作的重點，促進(jìn)節(jié)水型社會建設(shè)工作更加深入地開展，為以后全面推行節(jié)水型社會建設(shè)提供經(jīng)驗和參考。

節(jié)水型社會建設(shè)綜合評價是一個系統(tǒng)的問題，其指標(biāo)體系的構(gòu)建、確定指標(biāo)權(quán)重以及不同評價方法的選擇都會對評價結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。國外關(guān)于節(jié)水工作的研究和實踐起步較早，已具有較為豐富和成熟的節(jié)水經(jīng)驗[4]，但是對于節(jié)水型社會建設(shè)評價的研究較少。我國已有不少學(xué)者對不同地區(qū)的節(jié)水型社會建設(shè)進(jìn)行評價[5]，主要集中于評價指標(biāo)體系和評價模型的研究。2004年，陳瑩等[6]構(gòu)建了一套包括綜合評價、工業(yè)用水評價、農(nóng)業(yè)用水評價等6個方面的節(jié)水型社會評價指標(biāo)體系，并運用層次分析法確定了指標(biāo)權(quán)重，評價了綿陽市節(jié)水型社會建設(shè)成效。2009年，何俊仕等[7]運用物元分析法評價遼寧省節(jié)水型社會建設(shè)，發(fā)現(xiàn)其結(jié)果與其他方法一致，且其評價結(jié)果更為精細(xì)。2014年，徐健等[8]指出運用序關(guān)系分析法確定指標(biāo)權(quán)重簡單實用，與層次分析法相比計算量明顯減小，計算結(jié)果符合實際。2016年，劉飛飛等[9]運用混沌遺傳算法和投影尋蹤法建立模型評價昆山市節(jié)水型社會建設(shè)水平，結(jié)果表明該模型具有一定的可操作性和有效性。2017年，張熠等[10]運用序關(guān)系分析法評價了我國節(jié)水型社會建設(shè)水平年的節(jié)水水平，結(jié)果與我國現(xiàn)階段節(jié)水型社會發(fā)展水平相符?？偟膩碚f，多數(shù)學(xué)者采用層次分析法和模糊綜合評價法進(jìn)行節(jié)水型社會建設(shè)的評價。

目前對于節(jié)水型社會建設(shè)評價的研究中，對指標(biāo)權(quán)重的確定大多采用層次分析法，雖然取得了較好的評價效果，但是對判斷矩陣中各指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較相對煩瑣，且存在由于一致性檢驗不通過而需要重復(fù)調(diào)整一致性矩陣的情況。對于綜合評價方法的選擇，多數(shù)學(xué)者采用模糊綜合評價法，可以較好地反映節(jié)水型社會建設(shè)的整體情況，但存在無法識別單指標(biāo)與各等級隸屬度的問題。本文結(jié)合昆山市實際情況構(gòu)建一套節(jié)水型社會建設(shè)綜合評價指標(biāo)體系，運用序關(guān)系分析法，簡潔、高效地確定各指標(biāo)的權(quán)重，運用模糊物元法進(jìn)行綜合評價并有效提取各指標(biāo)的分異信息。兩種方法結(jié)合進(jìn)行評價，既可以避免一致性檢驗，又能利用模糊物元法有效處理賦權(quán)過程中帶有的主觀性，提高評價結(jié)果的可靠性，從而得出昆山市2014年和2017年節(jié)水型社會建設(shè)的綜合評價等級并進(jìn)行比較，以期合理評價節(jié)水型社會建設(shè)中各種政策和措施的成效。

1 研究方法

1.1 序關(guān)系分析法

序關(guān)系分析法(G1法)通過建立指標(biāo)間的序關(guān)系并構(gòu)造具有一致性的判斷矩陣，解決了層次分析法中判斷矩陣很難達(dá)到一致性的問題[11]。G1法過程簡單清晰、操作性強，且無須進(jìn)行一致性檢驗，具有較好的實用性[12]。

1.1.1確定各級指標(biāo)間的序關(guān)系

首先根據(jù)重要性程度對各級指標(biāo)進(jìn)行排序。若評價指標(biāo)bi相對于評價標(biāo)準(zhǔn)的重要性程度不小于bj，記為bi>bj。如果各評價指標(biāo)對于評價準(zhǔn)則具有關(guān)系b1>b2>…>bn，則b1、b2、…、bn之間按照“>”確定指標(biāo)間的序關(guān)系。

1.1.2確定重要性標(biāo)度

重要性標(biāo)度即為序關(guān)系列表中相鄰評價指標(biāo)bk與bk-1的重要程度之比，記為hk，且有

(1)

式中：ωk為第k個指標(biāo)的指標(biāo)權(quán)重；m為指標(biāo)的數(shù)量；hk∈[1.0,2.0)，且hk越大，表示指標(biāo)bk相對于bk-1越重要。

1.1.3計算指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)各指標(biāo)間的重要性標(biāo)度，得出權(quán)重的計算公式為

(2)

ωk-1=hkωk

(3)

由此可以得出每一指標(biāo)的權(quán)重ω=(ω1,ω2,…,ωm)。

1.2 模糊物元法

模糊物元法主要通過分析事物特征相應(yīng)的量值所具有的模糊性和眾多因素之間的不相容性，實現(xiàn)對多因素的評價，適用于定性、定量相結(jié)合的多指標(biāo)評價問題[13]。模糊物元法將模糊數(shù)學(xué)和物元分析結(jié)合起來，通過計算單指標(biāo)關(guān)聯(lián)函數(shù)得出單指標(biāo)分異信息，進(jìn)而得到多指標(biāo)的綜合水平，提高了等級判定的客觀性和科學(xué)性[14-15]。節(jié)水型社會建設(shè)評價涉及的指標(biāo)較多，單項指標(biāo)的評價結(jié)果具有不相容性，且屬于定性、定量相結(jié)合的問題。將模糊物元理論應(yīng)用于節(jié)水型社會建設(shè)綜合評價中，不僅能夠評價節(jié)水型社會建設(shè)綜合水平，還能得到每個單項指標(biāo)的發(fā)展水平，具有明顯的科學(xué)性和合理性。

1.2.1建立物元矩陣

節(jié)水型社會建設(shè)A及其評價指標(biāo)C和指標(biāo)實測值x共同構(gòu)成節(jié)水型社會建設(shè)物元矩陣R，為n維模糊物元，可以表示為

(4)

式中：Ci為待評對象A的第i項評價指標(biāo)(i=1,2,…,n)；xi為A關(guān)于評價指標(biāo)Ci的量值，即節(jié)水型社會建設(shè)第i項指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)。

1.2.2確定節(jié)水型社會建設(shè)經(jīng)典域和節(jié)域

節(jié)水型社會建設(shè)的經(jīng)典域物元Rj可表示為

(5)

式中：Aj(j=1,2,…,m)為所劃分的第j個節(jié)水型社會建設(shè)評價等級；區(qū)間Xji=(aji,bji)為Aj關(guān)于Ci的取值范圍，即經(jīng)典域。

節(jié)水型社會建設(shè)的節(jié)域物元Rp可表示為

(6)

式中：Ap為評價等級全體；區(qū)間Xpi=(api,bpi)為Ap關(guān)于Ci的取值范圍，即節(jié)域，且有Xji∈Xpi。

1.2.3確定單指標(biāo)關(guān)聯(lián)函數(shù)和關(guān)聯(lián)度

關(guān)聯(lián)函數(shù)表示待評價物元符合某一等級的程度。令有界實區(qū)間X0=[a,b]的模為|X0|=|b-a|，則某一點xi到區(qū)間X0的距為

(7)

由式(7)得到某點xi到經(jīng)典域區(qū)間Xji的距ρ(xi,Xji)和到節(jié)域區(qū)間Xpi的距ρ(xi,Xpi)。則節(jié)水型社會建設(shè)A關(guān)于等級j的單指標(biāo)關(guān)聯(lián)度Kj(xi)的計算公式為

(8)

其中

|Xji|=|aji-bji|

若Kji=max[Kj(xi)]，則待評對象第i項指標(biāo)隸屬于評價等級j。

1.2.4計算綜合關(guān)聯(lián)度并確定評價等級

節(jié)水型社會建設(shè)Ax隸屬于某一等級j的程度Kj(Ax)稱為綜合關(guān)聯(lián)度，表示為

(9)

式中ωi為各評價指標(biāo)的權(quán)重。若Kjx=max[Kj(Ax)]，則待評對象Ax屬于評價等級j。當(dāng)0≤Kj(Ax)<1時，表示Ax符合標(biāo)準(zhǔn)等級要求；當(dāng)-1≤Kj(Ax)<0時，表示Ax不符合標(biāo)準(zhǔn)等級要求，但具備轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)等級的條件，且數(shù)值愈大，愈易轉(zhuǎn)化；當(dāng)Kj(Ax)<-1時，表示Ax不符合標(biāo)準(zhǔn)等級要求，且不具備轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)等級的條件。

2 昆山市節(jié)水型社會建設(shè)綜合評價

2.1 研究區(qū)域概況及數(shù)據(jù)來源

昆山市位于江蘇省東南端太湖下游的長三角核心地帶，東靠上海，西接蘇州，總面積931.51 km2，周邊鄰常熟、太倉和吳江，是江蘇的“東大門”。作為“中國百強縣”之首的昆山市屬于工業(yè)化城市，隨著昆山市經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展和人口的急劇膨脹，生產(chǎn)生活排放的污染物和上游較差的來水水質(zhì)嚴(yán)重危害了水資源質(zhì)量，水資源短缺問題日益突出，使昆山市成為典型的水質(zhì)型缺水城市，必須加快節(jié)水型社會的建設(shè)，有效改善水環(huán)境和提高水質(zhì)量，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。2014年，昆山市政府出臺《昆山市實行最嚴(yán)格水資源管理制度考核辦法(試行)》，全面推進(jìn)國家級縣域節(jié)水型社會建設(shè)。2015年，昆山市成功創(chuàng)建成為江蘇省節(jié)水型社會示范區(qū)，在經(jīng)濟(jì)社會平穩(wěn)快速發(fā)展的基礎(chǔ)上，節(jié)水型社會管理體系日趨完善，水資源利用效率穩(wěn)步提高。至2017年，昆山市節(jié)水型社會建設(shè)改革創(chuàng)新成效顯著，在節(jié)水建設(shè)方面的成就比較突出。結(jié)合昆山市節(jié)水型社會建設(shè)進(jìn)程，選取昆山市2014年、2017年的節(jié)水型社會建設(shè)情況進(jìn)行研究評價，通過對比建設(shè)前后各指標(biāo)變化情況，分析評價昆山市節(jié)水型社會建設(shè)成效。

本文數(shù)據(jù)來源為昆山市2014年及2017年《最嚴(yán)格水資源管理制度考核資料》等資料。結(jié)合昆山市實際制度措施的落實情況，確定昆山市節(jié)水型社會建設(shè)綜合評價各項指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)，見表1。

表1 昆山市節(jié)水型社會建設(shè)綜合評價指標(biāo)及原始數(shù)據(jù)

2.2 構(gòu)建評價指標(biāo)體系

基于節(jié)水型社會建設(shè)的內(nèi)涵和建設(shè)目標(biāo)，在遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性、層次性等原則的基礎(chǔ)上，參照《節(jié)水型社會建設(shè)評價指標(biāo)體系(試行)》和《江蘇省節(jié)水型社會示范區(qū)標(biāo)準(zhǔn)》，結(jié)合昆山市節(jié)水型社會建設(shè)進(jìn)程，確定昆山市節(jié)水型社會建設(shè)綜合評價指標(biāo)體系。根據(jù)不同指標(biāo)的性質(zhì)，將目標(biāo)層設(shè)為昆山市節(jié)水型社會建設(shè)綜合評價，指標(biāo)分為7大類，共21個指標(biāo)，其中包括17個定量指標(biāo)和4個定性指標(biāo)，且各定性指標(biāo)均已量化，見表1。指標(biāo)層中的每一個指標(biāo)都能從某一方面反映其對節(jié)水型社會建設(shè)綜合評價的影響，針對昆山市作為水質(zhì)型缺水城市的特點，選取水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、城市污水集中處理率等指標(biāo)來反映生態(tài)環(huán)境方面的建設(shè)成效。

2.3 序關(guān)系分析法確定指標(biāo)權(quán)重

在整個節(jié)水型社會建設(shè)綜合評價指標(biāo)體系賦權(quán)過程中，參考GB/T 28284—2012《節(jié)水型社會評價指標(biāo)體系和評價方法》中對于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、豐水地區(qū)確定的指標(biāo)權(quán)重，結(jié)合專家意見和昆山市實際發(fā)展情況，先確定一級指標(biāo)間的序關(guān)系，再對每個一級評價指標(biāo)下的二級評價指標(biāo)建立序關(guān)系，因此共需建立8個評價指標(biāo)間的序關(guān)系。以生活節(jié)水層為例，包括3個評價指標(biāo)，對其按照重要性排序，依次為城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損率C16、城鎮(zhèn)居民人均生活用水量C17和節(jié)水器具普及率C18，其中C16相對于C17稍微重要，重要性標(biāo)度設(shè)為1.2，C17相對于C18比較重要，重要性標(biāo)度設(shè)為1.4，代入式(2)和式(3)，得出生活節(jié)水層的指標(biāo)權(quán)重。同理確定一級指標(biāo)和其他二級指標(biāo)的權(quán)重，各層指標(biāo)權(quán)重計算結(jié)果見表2。

2.4 建立模糊物元模型

2.4.1確定經(jīng)典域、節(jié)域

根據(jù)節(jié)水型社會建設(shè)綜合評價的可拓性，將昆山市節(jié)水型社會建設(shè)各評價指標(biāo)發(fā)展階段劃分為5個等級，即A1、A2、A3、A4、A5，定性描述為起步、初級、中等、良好、優(yōu)秀，根據(jù)《江蘇省節(jié)水型社會示范區(qū)標(biāo)準(zhǔn)》的賦分標(biāo)準(zhǔn)，參考相關(guān)研究成果[16-19]，考慮昆山市為水質(zhì)型缺水城市，且在節(jié)水型社會建設(shè)方面的成就較突出，綜合各方面影響因素，確定各等級每項指標(biāo)的經(jīng)典域及節(jié)域取值。為了與定量指標(biāo)相一致，將定性指標(biāo)量化后按0～10之間分為5個等級，見表3。

表2 序關(guān)系分析法確定指標(biāo)權(quán)重計算結(jié)果

表3 各指標(biāo)經(jīng)典域、節(jié)域

2.4.2計算各指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度

將昆山市2014年、2017年各指標(biāo)數(shù)據(jù)分別代入關(guān)聯(lián)函數(shù)公式，得出相應(yīng)的指標(biāo)對各等級的關(guān)聯(lián)度。以2014年C1指標(biāo)為例，將x1=16.22輸入式(8)，可得該指標(biāo)對應(yīng)于各評價等級的關(guān)聯(lián)度分別為K1(x1)=-0.838，K2(x1)=-0.784，K3(x1)=-0.676，K4(x1)=-0.351，K5(x1)=0.351，可判定該指標(biāo)屬于優(yōu)秀水平。同理得出昆山市2017年各指標(biāo)的節(jié)水型社會建設(shè)水平，見表4。

表4 昆山市2014年和2017年節(jié)水型社會建設(shè)指標(biāo)關(guān)聯(lián)度

2.4.3綜合關(guān)聯(lián)度和評價等級

將得到的各項指標(biāo)對應(yīng)各等級的關(guān)聯(lián)度與其對應(yīng)的權(quán)重(表2)輸入式(9)，得出2014年昆山市所有指標(biāo)的綜合關(guān)聯(lián)度，分別為K1(A2014)=-0.447、K2(A2014)=-0.412、K3(A2014)=-0.392、K4(A2014)=-0.245、K5(A2014)=-0.165，由于K4(A2014)

2.5 結(jié)果分析

根據(jù)表5，分析單個指標(biāo)的分異信息，萬元GDP用水量、萬元工業(yè)增加值用水量、城市污水集中處理率、污水處理回用率和節(jié)水型器具普及率等指標(biāo)在2014年和2017年均處于優(yōu)秀水平，說明昆山市節(jié)水型社會建設(shè)在這些方面一直做得較好；節(jié)水管理機(jī)構(gòu)和制度建設(shè)、用水定額達(dá)標(biāo)率、水平衡測試率、節(jié)水投入保障、非傳統(tǒng)水源利用率和創(chuàng)新性工作等指標(biāo)在2014年均處于較低發(fā)展水平，到2017年均達(dá)到優(yōu)秀水平，說明以上指標(biāo)對節(jié)水型社會建設(shè)水平的提升有重要貢獻(xiàn)。結(jié)合昆山市近幾年節(jié)水型社會建設(shè)主要措施與重點工程，昆山市2015年完成了水務(wù)一體化管理改革，之后逐步健全節(jié)水管理機(jī)構(gòu)，加強制度建設(shè)，積極落實最嚴(yán)格水資源管理制度，全面開展用水審計，鼓勵工業(yè)節(jié)水減排和農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水技術(shù)的推廣，大力推行清潔生產(chǎn)，加強對企業(yè)廢水的處理，并不斷創(chuàng)新節(jié)水宣傳活動形式，推動節(jié)水器具更新，努力提高公眾節(jié)水意識；工業(yè)用水重復(fù)利用率、計劃用水率、水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損率、城鎮(zhèn)居民人均生活用水量和節(jié)水灌溉工程面積率等指標(biāo)雖然有所進(jìn)步，但與優(yōu)秀水平還有一定距離，建議昆山市在以后的工作中應(yīng)以這幾方面為建設(shè)重點。另外，人均綜合用水量、地下水開采控制度和灌溉水利用系數(shù)的發(fā)展水平卻有下降的趨勢，且人均綜合用水量仍處于初級階段，建議昆山市在之后的發(fā)展中應(yīng)大力加強農(nóng)業(yè)節(jié)水、生態(tài)環(huán)境以及生活節(jié)水方面的工作，同時繼續(xù)保持并提升綜合節(jié)水、工業(yè)節(jié)水以及節(jié)水管理的能力和水平，在總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步鞏固已取得的成果。

表5 昆山市2014年、2017年節(jié)水型社會建設(shè)綜合評價等級

分析表4中各年的綜合關(guān)聯(lián)度可得，2014年昆山市節(jié)水型社會建設(shè)等級為“向優(yōu)秀轉(zhuǎn)化”，2017年等級評定為“優(yōu)秀”，這與2018年12月昆山市以94分高分通過國家節(jié)水型社會達(dá)標(biāo)縣創(chuàng)建驗收是相一致的，說明昆山市2014年之后的節(jié)水型社會建設(shè)政策和措施起到了積極的作用，通過幾年的努力，在整體上已經(jīng)進(jìn)入節(jié)水型社會建設(shè)優(yōu)秀階段，也驗證了采用序關(guān)系分析-模糊物元法進(jìn)行節(jié)水型社會建設(shè)綜合評價的結(jié)果是合理的，可以參考運用到其他地區(qū)的節(jié)水型社會建設(shè)評價中。

3 結(jié) 語

本文探討了節(jié)水型社會的內(nèi)涵和研究現(xiàn)狀，結(jié)合昆山市節(jié)水型社會建設(shè)進(jìn)程，構(gòu)建了一套評價指標(biāo)體系和評價標(biāo)準(zhǔn)，運用序關(guān)系分析法和模糊物元法對昆山市節(jié)水型社會建設(shè)情況進(jìn)行了評價分析，得出昆山市節(jié)水型社會建設(shè)發(fā)展階段的評價結(jié)果。

a. 總結(jié)前人研究成果并結(jié)合昆山市節(jié)水型社會建設(shè)的實際情況，構(gòu)建了一套由綜合指標(biāo)、工業(yè)節(jié)水、節(jié)水管理、生態(tài)環(huán)境、生活節(jié)水、農(nóng)業(yè)節(jié)水和創(chuàng)新性工作組成的昆山市節(jié)水型社會建設(shè)綜合評價指標(biāo)體系，該指標(biāo)體系共包含21個二級指標(biāo)。

b. 建立序關(guān)系分析-模糊物元評價模型，運用序關(guān)系分析法確定各層的指標(biāo)權(quán)重，運用模糊物元法對昆山市2014年、2017年節(jié)水型社會建設(shè)進(jìn)行評價。評價結(jié)果表明2014年昆山市節(jié)水型社會建設(shè)水平處于良好向優(yōu)秀轉(zhuǎn)化階段，2017年處于優(yōu)秀階段。最后針對評價結(jié)果進(jìn)行分析，對昆山市提出了以后建設(shè)工作中的建議。

c. 通過將序關(guān)系分析法和模糊物元法相結(jié)合，對昆山市節(jié)水型社會建設(shè)成效進(jìn)行了評價，結(jié)果顯示評價結(jié)果與實際發(fā)展情況吻合，且模型能夠顯示每個單項指標(biāo)的分異信息。因此該組合方法可應(yīng)用于其他地區(qū)節(jié)水型社會建設(shè)評價，為我國的節(jié)水型社會建設(shè)評價提供借鑒和參考。