基于模糊综合评价的水资源价值评估

李国成 海新权

（甘肃农业大学财经学院 甘肃兰州 730070）

近年来，由于各方面因素的影响，造成了水资源短缺，其中水资源浪费是最重要的因素之一，深究水资源浪费的根本原因，无非是水价过低或居民对于水资源储量没有准确的认识。水资源短缺造成的问题影响着社会和环境，阻碍区域社会经济的可持续发展，对于两山论有着巨大的影响，因此研究评估水资源价值，并进而解决水资源短缺的问题，已成为当下生态保护与维持社会生活所面临的紧迫问题。

模糊综合评价法具有模糊性，通过主观和客观两种权重计算方法，综合得出一个相对客观合理的结果，摒弃了两种方法的缺点，构建水资源价值评估模型，选取最主要的因素进行分析，通过对研究地的水资源使用状况、利用效率等进行分析，找出当地水资源短缺的根本原因，为当地经济与自然资源的协同发展作出贡献。

1 研究区概况

海南州位于青海省东部，青海湖南部。海南州四周被群山包围着，中间是盆地，其中部分是高原丘陵和河谷台地，海南州的地势起伏比较大，环境复杂多样，因其是通往西藏和青南的重要交通枢纽，所以具有很好的区位优势。黄河在海南州境内穿过五县，干流长411.3 km，干流水域的落差比较大，但横跨较窄。海南州建有光伏发电园区、龙羊峡水光互补发电站、拉西瓦发电站，是黄河水利电力资源的高产区，电力蕴藏量近千万千瓦。海南州年均降水量可达570 mm，但每年变化较大，空间分布上南部和西部少，而北部和东部较多。海南州人民政府驻地共和县恰卜恰镇，西北临青海湖，东南与龙羊峡水库相邻，处于降水量充沛地区。随着海南州工业化进程加快，第三产业迅速扩张，海南州流域作为覆盖龙羊峡水库的关键节点，影响着黄河流域的水质、水量，如何通过政府监管水资源开发，提高水资源利用，对于实现绿色经济发展，具有不可小觑的现实意义。

2 研究方法

本文采用模糊综合评价法，模糊综合评价法是通过层次分析法和熵值法两种权重计算方法按比计算结果，这两种方法分别从客观权重计算方法和主观权重计算方法中各选取一种，通过两种权重计算方法计算得出的权重，各取50%计算得出综合权重，再构建判断矩阵，对水资源价值等级状况进行综合评判［1］。由于熵值法过于绝对化，而层次分析法计算得出的结果个人主观因素强烈，不具备客观性，所以结合两种方法，使结果更具有真实性。本研究将层次分析法与熵值法相结合，通过加权平均计算，对水资源价值进行评价［2］。

2.1 水资源价值评估指标体系构建

一般而言，水量越少，水资源的价值就会越高，在水量一定的情况下，人口越多水量越稀缺，水的价值就会提高。所以要从最根本的地方入手，分析居民用水习惯以及各方面的用水比例。一般用人均水资源量、单位面积水资源量、供水总量等来反应水资源的相对稀缺程度［3］。水质也是决定水资源价值的一个重要因素，本文选用化学耗氧量、氨氮浓度等来评价水质。以城镇需水比例、工业增加值用水等作为社会经济因素指标；而人口因素则选用人均用水量、人均灌溉面积等作为指标项；农业灌溉水利用系数、生态环境用水量、工业水重复利用率等指标是环境因素中比较重要的因子，以此作为衡量环境因素的指标［2］。这些指标不容易统计结果，通过人力搜集的数据也不准确，可利用模糊数学的方法进行处理。本研究指标构建的层次结构模型见图1。

图1 海南州水资源资产价值计量综合评价指标体系

2.2 确定综合权重

2.2.1 主观赋权法

（1）建立层次结构模型，将决策的目标、考虑的因素和决策对象按它们之间的相互关系分为最高层、中间层和最低层，建立层次结构模型，最高层为研究对象，中间层是主要影响因素，最低层是对中间层5个方面具体的评价指标（图1）。

（2）构造比较判断矩阵，构建层次结构模型后，将准则层与指标层内部各因素因子全部进行重要性比较，做出重要性判断。

（3）一致性检验，计算出最大特征值及该层次部分因素对上层次某因素的影响程度大小特征向量，并判断矩阵是否满足一致性［4］。

（4）计算评价指标权值ωi［5］。

2.2.2 客观赋权法

（1）标准化处理，正向指标：

逆向指标：

式（1）～（2）中：xij是初始值，xij'是标准化指标值，max(xij)为指标最大值、min(xij)为指标最小值［6］。

（2）计算指标的熵值Ej：

式（3）～（4）中：Pij是第j个评价因素的第i项评价指标权重。

（3）评价指标的权值ωj：

2.3 水资源价值综合评价模型

（1）确定隶属度矩阵μ，本文选用降半梯形分布［12］：当j=1时，

当j=2、3、4时，

当j=5时，

式中：x为各指标的实际值；i为各指标标号；j=2，3...n，n=5；μn(x)为指标i的隶属度。

（2）确定评价综合矩阵R，通过指标层各指标权重ω与各指标的隶属度矩阵μ的计算，得出准则层的单因素评价向量Rj（j=1，…，5），将Rj依次排列，构建评价综合矩阵R。

（3）模糊综合评价，通过水资源价值综合评价W与评价综合矩阵R计算得出综合评价向量V。

3 海南州水资源价值评估分析

3.1 数据来源

本文指标数据主要来源于《青海统计年鉴》《青海省水资源公报》，通过筛选分析整理出相关数据，详见表1。结合相关评价指标评分标准将17个评价分为5 级：低、较低、中等、较高、高［7］，见表2。

表1 海南州水资源价值评价指标值

表2 海南州水资源价值评价指标评分标准

3.2 水资源价值评估

3.2.1 计算指标综合权重

各层计算权重的方法不同，表示的含义也大相径庭，可由主观赋权法直接得到准则层的综合权重A；而指标层权重ω 是由两种赋权方法计算出权重结果，再通过加权平均得到。

通过计算，海南州准则层指标的综合权重依次为：

A=［0.2501 0.0803 0.1506 0.3645 0.1545］，见表3。

表3 海南州水资源价值评价指标权重

3.2.2 水资源价值模糊综合评价

以2019 年为例，根据模糊综合评价法模型，计算海南州水资源价值评价综合矩阵如下：

因此，海南州2019 年的水资源价值模糊综合评价向量为：

其归一化结果为：

水资源价值模糊综合指数W为：

式中：T=（1，2，3，4，5）［8］。

据此可得出模糊综合指数：

经计算，水资源价值模糊综合指数为2.298，属于中等偏高。

3.2.3 水资源资产价值计算

通过对水资源价值进行定性描述，将评价的无量纲转换为相应的价格标量值，采用转换公式［9］：

式中：WLJ为水资源价格，V'为综合评价向量，S是价格向量［2］。

水资源价格上限公式：

式中：P为水价格上限，E是月居民人均可支配收入，C为最大水费承受指数，B是月均居民用水量，M是其他支出费用。

采用等差间隔的方法计算水价，即水资源价格为［P，0］，2019年的价格向量为（5.099 9，3.824 9，2.55，1.275，0）。则2019 年水资源价格为（0.359 6，0.176，0.284，0.167 7，0.012 6） ×（5.099 9， 3.824 9， 2.55， 1.275， 0）T=5.25（元·m-3），2020年达到5.36（元·m-3），2011～2020年海南州水资源价格呈上升趋势，与人均可支配收入呈明显正相关关系（表4）。2011～2020年水资源资产价值总体呈逐年下降趋势。

4 结论

本文权重计算方法采用主观与客观相结合的权重计算方式。避免了主观缺陷，改进了模糊评价模型的实用性，完善了水资源价值核算方法。

评估结果显示，海南州水资源价值总体呈上升趋势，与人均可支配收入呈正相关关系，整体水资源价值属于中等偏高，2011～2020 年，水资源价格从2.1元/m3上升到5.36元/m3。

5.36 元/m3是海南州2020 年的最高水价，每人每天的耗水量约为120 L，水费支出约为392元/年，符合国际标准。由于水资源定价不合理导致水资源价值逐年下降，政府应当关注相关问题，及时提出对策，维持经济与资源的共同发展。