基于综合分析法的水生态文明城市评价

蔡保国

(山东省防汛抗旱物资储备中心，济南 250013)

0 引 言

近年来，以水污染、水资源短缺、水生态退化为代表的水生态环境问题逐步凸显，对国民经济生活与社会经济发展造成严重的影响。为此，我国提出“五位一体”为总布局的生态文明发展要求。2013年，国家水利部确定部分城市为生态文明建设试点城市[1]。与之相应地出现了大量的水生态文明城市评价方法。然而，这些方法大都以某一角度作为评价的主题，很少着眼于整体性，导致评价指标缺失的问题。

因各省市城市地理位置与发展情况不同，因此形成不同的水生态文明评估标准。如文献[2]以广东省为例，构建城市规模扩张的水生态文明与经济环境容量层次分析方法(AHP)评价体系。利用水生态文明-经济环境综合的容量协调度模型，探讨城市规模扩张过程中水生态文明与经济环境综合容量的水平及二者的协调关系。结果表明，广东省水生态文明水平总体上呈现逐年上升的趋势，水处理率和水利用率的增长是广东省水生态文明建设的主要形式；而水拥有量和水使用量对于水生态文明建设影响相对较小。经济环境综合容量的变化波动性较弱，但总体呈上升状态；经济环境与水生态文明系统的协调度先上升后下降，水生态文明与经济环境综合容量系统的矛盾日益突出。该水生态文明评价方法能有效对城市进行评估，但评价指标比较单一。文献[3]以重庆为例，分析水生态系统服务价值的时序变化特征及其影响因素，在重庆市水生态系统服务价值演变特征的基础上，利用Person相关性分析得出主要影响因子，对重庆市2001-2015年水生态系统服务价值的主要影响因子进行回归分析。结果表明，各回归模型的拟合度较高，各因子对水生态系统服务的影响显著。该方法为水生态系统服务价值的影响机制分析奠定了基础，也为区域性水生态系统规划、开发利用与保护提供了决策参考，但也存在评价指标单一的问题。

针对上述传统方法存在的问题，需要设计一种新型的水生态文明城市评价方法，即基于综合分析法的水生态文明城市评价方法。综合分析法是一种运用多种综合指标反映和研究社会经济现象总体的一般特征和数量关系的研究方法[4-5]。就本文研究内容而言，采用相关分析法获取评价指标权重，根据权重得到城市评价值，并对其赋予分值，完成对水生态文明城市的评价，并通过实验验证此次设计成果的有效性与可行性。

1 基于综合分析法的水生态文明城市评价方法设计

1.1 评价指标选取

以原有水生态文明城市评价方法中的指标体系为基础，结合现有水生态文明建设内容。经过筛选与补充，确定新评价指标体系。具体内容见表1。

表1 水生态文明建设评价指标体系

设定本方法研究对象为指标体系的目标层，以此评价城市的水生态文明发展状态。根据其他方向的水生态相关内容作为指标来源之一，设定指标体系内容为六模块，以此作为全面评价城市状态的基础。

1.2 引用综合分析计算指标权重

使用上文指标，计算指标权重。采用综合分析法中的模糊分析[6]完成权重计算工作。设定影响评价结果的因素为A={a1,a2,…,an}，指标集合为B={b1,b2,…,bn}。设定引用A到B中的关联性为L,得出第n单因素评价集为Ln=(Ln1,Ln2,…,Lnn)，以此完成城市评价，将其设定为矩阵，则有：

(1)

式中：Ln为因素A对评价指标B的隶属程度。

设定其中模糊评价子集[7-8]为C={c1,c2,…,cn}。将其与式(1)联立，则有:

C=A·L

={b1,b2,…,bn}

(2)

采用此公式完成评价子集矩阵，将其标准化处理，设定比重为D,得出评价指标比重公式如下：

(3)

通过上述运算过程得出指标体系中指标比重，具体比重以实际指标计算结果为准。在实际评价中，影响因素[9]众多，将指标划分为多层问题，低层次指标作为子评价问题，逐级向上计算，最终得出比重计算结果。在运算中，注重小数点保留位数，提高评价精度。

1.3 确定评价等级

依照指标体系与指标权重，对城市的水生态文明建设展开评价。采用统一的统计方法[10-12]结合指标计算结果，确定指标评价城市的最终评价值。将评价拟定为4个等级，对应的评语分别为：

E={E1,E2,E3,E4}={优，良，中，差}

(4)

拟定百分数将4个等级进行量化，则有：

E={R1,R2,R3,R4}={95，85，75，65}

(5)

采用上述设定，得出评价等级，见表2。

表2 评价等级划分表

根据上述评价等级划分结果，得出城市水生态文明建设的等级与分值，并以此为依据对城市的水生态文明建设情况进行整合，促进未来的发展。至此，基于综合分析法的水生态文明城市评价方法设计完成。

2 实验论证分析

为验证本文设计的基于综合分析法的水生态文明城市评价方法的有效性，设计仿真对比实验。具体实验内容如下。

2.1 实验设备

在此次实验中，涉及到大量的运算过程与数据，设计实验设备见表3。

表3 实验设备参数

采用以上参数组装实验设备，并以上述实验设备完成对比实验过程。

2.2 实验样本

实验样本为评价体系中评价指标，通过原有方法与本文设计的评价方法中涵盖的指标作为此次实验对比的对象。实验样本设计见表4。

表4 实验样本

运用上述样本，结合实验设备，完成实验过程，获取实验结果。

2.3 实验结果

完成实验过程后，所得实验结果见图1。

图1 实验结果对比图

在上述实验结果中，采用空白的部分表示指标范围中缺失的部分。在原有方法的图像中，缺失的部分较多。本文设计的指标方法与选定指标一致，未造成指标缺失问题。通过上述结果可知，原有方法中的指标无法对水生态文明城市展开完整的评价，难以获取精准的评价结果。采用本文设计方法可对城市作出精准的评价。综上所述，本文设计方法的评价效果优于原有方法。

3 结 语

水生态文明建设还处于起步阶段，其评价方法的设计是一项复杂且繁琐的工作。就目前而言，本文设计的评价方法可获得精准的评价结果。随着水生态文明建设的发展，其指标的选取也会随之增加。基于各地实际情况的差异，指标选取会更加的细致。在此次设计中，除对指标选取的设计，还包含相应关联度的计算，在计算过程中涉及大量的数据与指标。在技术过程中，采用高精度的计算设备完成此项工作。将此次设计成果应用于日常生活中，将不符合实际的部分加以技术更新，以保证评价结果的有效性。在今后的研究中，将以得出的评价为导向，对水生态文明城市存在的问题进行对策分析研究，进一步丰富此次研究成果。