冷東升

摘要：為了使用水效率評價方法更具適用性，結(jié)合灰色系統(tǒng)理論，對模糊物元評價法中的歐式貼近度進行了改進，并利用待評物元在標準物元上的投影值大小進行評價;同時，耦合CRITIC賦權(quán)法，構(gòu)建了水資源利用效率評價模型。在此基礎(chǔ)上，以紹興市為例，對該市的水資源利用效率進行評價。評價結(jié)果表明：紹興市下轄的各縣（市、區(qū)）水資源利用效率高低排序為諸暨市>越城區(qū)>上虞區(qū)>嵊州市>柯橋區(qū)>新昌縣，該結(jié)果符合紹興市的實際情況，說明構(gòu)建的水資源利用效率評價模型具有一定的實用性和可操作性。

關(guān)鍵詞：水資源利用效率評價模型; 模糊物元分析法; CRITIC法; 灰色關(guān)聯(lián)投影值; 歐式貼近度; 紹興市

中圖法分類號： TV213

文獻標志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.11.016

0引 言

近年來，國家為了加強對水資源利用效率的控制管理，出臺了《國家節(jié)水行動方案》，大力推動全社會節(jié)水。用水效率是最嚴格水資源管理制度的核心內(nèi)容，對其進行科學(xué)合理的評價是開展用水效率管控工作的前提[1]。

目前，國內(nèi)外許多專家學(xué)者開展了用水效率評價的相關(guān)研究。李紹飛[2]運用模糊物元模型評價了天津市里自沽灌區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率;買亞宗等[3]運用DEA方法構(gòu)建了中國工業(yè)水資源利用效率評價模型，用于分析中國30個省份的工業(yè)用水效率;岳俊濤等[4]運用CRITIC賦權(quán)法耦合TOPSIS評價法，對江西省各地市的用水效率進行了評價。

水資源利用效率評價具有模糊性和隨機性[5]，模糊物元評價法在解決這類問題時具有一定的優(yōu)勢。該方法是將事物的多屬性綜合成一個整體進行評價，即根據(jù)待評樣本與標準樣本“接近”的程度評價樣本的優(yōu)劣。因此，如何確定待評樣本與標準樣本“接近”的程度已然是影響該方法評價結(jié)果的關(guān)鍵?，F(xiàn)有成果多數(shù)是采用“歐式貼近度”來度量“接近”程度，但是它僅考慮了待評樣本與標準樣本向量終點的距離，不能反映兩者變化趨勢的一致性。因此，本文在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，利用灰色關(guān)聯(lián)投影法改進“歐式貼近度”[6]，并結(jié)合CRITIC賦權(quán)法，構(gòu)建了區(qū)域水資源利用效率評價模型。在此基礎(chǔ)上，以紹興市為例，比較科學(xué)、客觀地評價了紹興市的用水效率，本文研究成果可為用水效率評價提供一個新的思路。

1理論基礎(chǔ)

2應(yīng)用實例

2.1研究區(qū)概況

紹興市是浙江省轄地級市，位于浙江省中北部、杭州灣南岸，是具有江南水鄉(xiāng)特色的文化和生態(tài)旅游城市、長三角城市群的重要城市、環(huán)杭州灣大灣區(qū)核心城市。紹興市東連寧波市，南臨臺州市和金華市，西接杭州市，北隔錢塘江與嘉興市相望，全市面積為8 279 km2，下轄3區(qū)2市1縣。紹興市水資源總量豐富，但人均水資源量低于全省和全國的平均水平，不足1 200 m3。提高水資源利用效率是貫徹落實習(xí)總書記“節(jié)水優(yōu)先”治水方針、解決“水鄉(xiāng)缺水”問題的必要措施。

2.2評價指標體系構(gòu)建

目前，涉及用水效率評價的指標體系眾多，本文在前人研究的基礎(chǔ)上[13-15]，本著科學(xué)、合理、客觀、全面的宗旨，分別從綜合、生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水等4個方面，選取了萬元GDP用水量、人均綜合用水量、城鎮(zhèn)居民人均生活用水量、農(nóng)村居民人均生活用水量、萬元工業(yè)增加值用水量、工業(yè)用水重復(fù)利用率、畝均灌溉用水量和單方水農(nóng)業(yè)產(chǎn)值等8個指標，構(gòu)建了水資源利用效率評價指標體系（見表1）。

本文研究對象為紹興市3區(qū)2市1縣，對其2018年的水資源利用效率進行研究，研究數(shù)據(jù)均來自于《紹興市水資源公報》和《紹興市統(tǒng)計年鑒》中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2.3紹興市水資源利用效率評價

將紹興市下轄的3區(qū)2市1縣分別看作是本次水資源利用效率評價的不同對象M，將各評價指標分別看作是特征C，將指標值看作特征C的量值V，則形成含6個待評對象和8個特征屬性的復(fù)合物元。根據(jù)表1的評價指標體系和2018年《紹興市水資源公報》以及《紹興市統(tǒng)計年鑒》等資料，整理得到紹興市水資源利用效率評價指標樣本值，如表2所列。

（1） 確定評價物元。根據(jù)表1和表2構(gòu)建待評價的復(fù)合模糊物元，根據(jù)公式（3）和公式（4），對表1和表2中的復(fù)合物元特征量值歸一化，從而得到從優(yōu)隸屬度模糊物元R6×8：

（2） CRITIC法計算指標權(quán)重。根據(jù)選取的紹興市2018年各縣（市、區(qū)）的指標數(shù)據(jù)，經(jīng)歸一化處理后，根據(jù)公式（5）～（7）編寫Matlab程序，并運用CRITIC法計算各指標的客觀權(quán)重，如表3所列。該指標權(quán)重綜合考慮了指標的變異性和沖突性，指標的變異性和沖突性越大，則指標的權(quán)重越大。由表3可知：單方水農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、萬元工業(yè)增加值用水量和萬元GDP用水量這3個指標的權(quán)重最大，說明這3個指標數(shù)據(jù)的變異性和沖突性最大，相應(yīng)地對紹興市水資源利用效率的影響也最大。其中，萬元工業(yè)增加值用水量和萬元GDP用水量屬于最嚴格水資源管理制度考核指標，單方水農(nóng)業(yè)產(chǎn)值反映農(nóng)業(yè)用水效能，能反映水資源利用效率的實際情況。

（3） 計算投影權(quán)重和投影值。由表3的權(quán)重通過公式ωi2ni=1ωi2進一步計算可得到各指標的投影權(quán)重，如表4所列。由于關(guān)聯(lián)系數(shù)與從優(yōu)隸屬度的概念基本對等，因此，將各樣本指標的從優(yōu)隸屬度作為待評對象Mj與標準物元M0關(guān)聯(lián)系數(shù)（見表4）。

2.4評價結(jié)果及分析

通過計算待評物元在標準物元上的投影值，即可得到紹興市各縣（市、區(qū)）水資源利用效率評價的排序情況，并將其與基于歐式貼近度的物元分析法計算成果進行對比，具體如表5所列。

由表5可知：基于關(guān)聯(lián)投影值法的模糊物元分析法計算成果與基于歐式貼近度法的模糊物元分析法的計算成果基本一致，因此，基于關(guān)聯(lián)投影值法的模糊物元分析法具有可操作性和實用性，可用于區(qū)域水資源利用效率評價。同時，由評價結(jié)果可知：盡管針對該案例的2種方法計算得到的各縣市區(qū)的排序一致，但從計算原理角度來看，歐式貼近度反映的是2個加權(quán)復(fù)合模糊物元向量終點間的距離，而關(guān)聯(lián)投影值法反映的是待評物元向量在標準物元向量方向上的接近程度，當2個向量終點距離相等時，關(guān)聯(lián)投影值法更能全面準確地反映各待評物元與標準物元之間的接近程度，所以基于關(guān)聯(lián)投影值法的模糊物元分析法在一定程度上比基于歐式貼近度法的模糊物元分析法更有優(yōu)勢。

評價結(jié)果表明，紹興市各縣（市、區(qū)）水資源利用效率高低排序為：諸暨市>越城區(qū)>上虞區(qū)>嵊州市>柯橋區(qū)>新昌縣，這一評價結(jié)果與紹興市水資源利用情況基本吻合。

3結(jié) 論

（1） 將基于關(guān)聯(lián)投影值的物元分析法應(yīng)用于區(qū)域水資源利用效率評價中，引用CRITIC法進行權(quán)重計算，建立了基于CRITIC-關(guān)聯(lián)投影值的模糊物元分析法。該模型的建立為水資源利用效率評價提供了一種新的思路。

（2） 引入CRITIC法，綜合考慮指標的變異性和沖突性，客觀反映了各指標間的權(quán)重系數(shù)。

（3） 通過關(guān)聯(lián)投影值改進歐式貼近度，將物元樣本看作向量，把待評物元模的大小和待評物元與標準物元變化的一致性結(jié)合起來，從而全面反映各待評物元與標準物元的貼近程度。

基于上述分析方法，本文以紹興市為例進行了驗證。驗證結(jié)果顯示，上述方法的計算成果與基于歐式貼近度法的計算成果基本一致，這也符合紹興市的實際情況，說明本文提出的評價方法在水資源利用效率評價中具有很好的實用性和可操作性，具有一定的應(yīng)用價值。

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（編輯：趙秋云）

Abstract：To make the efficiency evaluation of water resources utilization more applicable，we improve the Euclidean closeness in the fuzzy matter-element evaluation method based on gray system theory.The projection value of evaluating matter-element on the standard matter-element was used to evaluate the efficiency，while coupled with CRITIC weight method to build a water resources use efficiency evaluation model.Taking Shaoxing City as an example，the evaluation results show that the order of water resources utilization efficiency of each county （city，district） in Shaoxing City is： Zhuji City > Yuecheng District > Shangyu District > Shengzhou City > Keqiao District > Xinchang County.The results are in line with the actual situation of Shaoxing City，which shows that the model has certain practicability and operability.

Key words：water resources utilization efficiency evaluation model;fuzzy matter element;CRITIC method;gray correlation projection value;Euclidean closeness;Shaoxing City