CN106022975A - 一种水资源开发利用效率评价方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉一种水资源开发利用效率评价方法及其应用，其步骤包括：1、构建区域工业综合水平评价指标体系和水资源开发利用效率评价指标体系；2、利用常见的评价方法(AHP、熵值法、投影寻踪等)分别对区域工业综合水平和水资源开发利用效率进行评价；3、将两次评价结果按照线性加权得到最终的水资源开发利用效率评价结果。本发明提供的方法可以更好的揭示水资源的开发利用程度和水平，进而明确水资源开发利用潜力，为城市水资源优化配置和产业结构调整提供理论依据和决策支撑。

Description

一种水资源开发利用效率评价方法及其应用

技术领域

本发明涉及城市规划与管理与水资源管理综合领域，具体来说，尤其涉及一种基于工业发展水平的水资源开发利用效率评价方法及其应用，该方法及应用可以广泛应用于面向城市、区域、国家等不同层面的水资源开发利用效率评价，为城市水资源优化配置和产业结构调整理论依据和决策支撑。

背景技术

水资源是人类生存和发展的基础性自然资源，是人类社会可持续发展的重要基础。水资源开发利用效率问题是水资源利用相关领域的重点问题。目前对水资源利用效率相关研究主要侧重于单个生产部门的水资源边际效益或产出分析，对不同部门的综合用水效率研究较少，指标体系构建和评价方法尚处于探索阶段。我国是农业水资源消耗大户，而农业具有保障粮食安全的战略意义，因此我国的水资源利用效率评价研究大多是围绕农业展开的，对城市水资源利用效率评价的研究较少，少量的城市水资源利用效率评价研究大多针对各省县区进行的综合研究，并没有进行行业水资源利用效率专项评价。在实际评价中，国内许多关于水资源利用效率评价指标体系的研究中都包含了经济、社会、生态等方面的指标，最常见的指标是GDP指标，但在国内外有关水资源利用效率的研究中，普遍认为科学的工业结构、先进的工业技术、设备、工艺、水价、节水技术发展程度是决定区域水资源开发利用效率的关键。开发一种新的综合工业发展水平的水资源利用效率评价方法，并使其面向城市、区域、国家等不同层面具有广泛的适用性，对实现水资源的高效利用和产业结构的合理布局具有重要的现实意义。

发明内容

本发明设计了一种水资源开发利用效率评价方法及其应用，其解决的技术问题是现有评价方法未能很好的揭示水资源的开发利用程度和水平，也未能明确水资源开发利用潜力，无法为城市水资源优化配置和产业结构调整理论依据和决策支撑。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种水资源开发利用效率评价方法，包括以下步骤：

步骤1、构建区域工业综合水平评价指标体系；

步骤2、利用评价模型对区域工业综合水平进行评价，获得区域工业综合水平评价结果X；

步骤3、构建水资源开发利用效率评价指标体系；

步骤4、利用评价模型对水资源开发利用效率进行评价,获得水资源开发利用效率评价结果Y；

步骤5、采用线性加权的方法将步骤2和步骤4中的评价结果相组合，其计算公式为：Z＝αX+(1—α)Y；

其中，X为区域工业综合水平评价结果，Y为水资源开发利用效率评价结果，Z为水资源开发利用效率评价值，α为加权系数；

步骤6、根据水资源开发利用效率评价值Z，对城市产业结构优化进行组合诊断，水资源开发利用效率评价值Z值越大，区域水资源开发利用程度越高，水资源利用效率也越高。

进一步，步骤1中的区域工业综合水平评价指标体系如下：

进一步，步骤3中的水资源开发利用效率评价指标体系如下表：

进一步，步骤2和步骤4中的所述评价模型选用AHP和\或熵值法或投影寻踪方法。

一种水资源开发利用效率评价方法的应用，其特征在于：如果一个地区水资源开发利用效率评价值Z值偏小的原因在于水资源开发利用效率评价结果Y值较小，则在缺水情况下，为保障该地区的社会经济活动正常发展，往往需要分配较多水量。

该水资源开发利用效率评价方法及其应用具有以下有益效果：

(1)本发明提供的方法可以更好的揭示水资源的开发利用程度和水平，进而明确水资源开发利用潜力，为城市水资源优化配置和产业结构调整提供理论依据和决策支撑。

(2)本发明首先对区域工业综合水平进行评价，通过这一过程明确区域工业发展水平及工业布局和水资源分配的匹配度；再对三次产业用水水资源开发利用效率进行评价，通过这一过程明确区域水资源禀赋和开发利用程度；对两次评价结果进行线性加权，并根据最终结果综合分析区域水资源开发利用潜力，以此实现工业结构和水资源的集成分析，为区域水资源高效利用和优化配置提供理论支撑。

(3)本发明中Y值为水资源开发利用效率，Z值综合考量了水资源开发利用效率和区域工业发展水平，如果一个地区Z值偏小的原因在于Y值较小，则在缺水情况下，为保障该地区的社会经济活动正常发展，需要分配较多水量。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明做进一步说明：

一种水资源开发利用效率评价方法，包括以下步骤：

步骤1、构建区域工业综合水平评价指标体系；

步骤2、利用评价模型对区域工业综合水平进行评价，获得区域工业综合水平评价结果X；

步骤3、构建水资源开发利用效率评价指标体系；

步骤4、利用评价模型对水资源开发利用效率进行评价,获得水资源开发利用效率评价结果Y；

步骤5、采用线性加权的方法将步骤2和步骤4中的评价结果相组合，其计算公式为：Z＝αX+(1—α)Y；

其中，X为区域工业综合水平评价结果，Y为水资源开发利用效率评价结果，Z为水资源开发利用效率评价值，α为加权系数；

步骤6、根据水资源开发利用效率评价值Z，对城市产业结构优化进行组合诊断，水资源开发利用效率评价值Z值越大，区域水资源开发利用程度越高，水资源利用效率也越高。

其中，步骤2、利用评价模型对区域工业综合水平进行评价，获得区域工业综合水平评价结果X和步骤4、利用评价模型对水资源开发利用效率进行评价,获得水资源开发利用效率评价结果Y方法基本一致。

选取AHP法获得水资源开发利用效率评价结果Y进行说明。水资源开发利用效率评价指标的选取可以结合文献资料、面临的实际问题、资料数据收集情况等确定，本发明所提出的指标体系不是唯一的，可根据实际情况进行调整。水资源开发利用效率指标如下表(在实际计算中，可适当增加或减少，并不要求一定按照下表对水资源开发利用效率进行评价)：

首先利用AHP法对指标进行筛选(如果要对特定的指标进行评价，可省略)，AHP法的计算可选用YAAHP软件进行。在软件中先建立指标体系，再根据资料数据、专家意见和系统分析人员的经验，经过反复研究后确定各个层次之间的判断矩阵，并通过一致性检验得到各指标权重(软件可以自动生成判断矩阵并对矩阵进行一致性检验)，各指标权重即为指标对评价对象的贡献率；将贡献率由大到小排序，可适当去掉贡献率较小的指标。

例如：

前8项指标的贡献率已经超过90％，则可以用前8项指标组成的指标体系对水资源利用效率进行评价。下例中对指标进行了筛选，因此j取1-8,；如果不进行筛选，则是1-16。

然后利用熵值法对指标赋权，计算步骤如下：

由于熵值法计算采用的是各年份某一指标占同一指标值总和的比值，因此不存在量纲的影响，不需要进行标准化处理，若数据中有负数，就需要对数据进行非负化处理。此外，为了避免求熵值时对数的无意义，需要进行数据平移：

对于越大越好的指标：

对于越小越好的指标：

$X_{ij}^{\′}=\frac{max(X_{1j},X_{2j},...,X_{nj})-X_{ij}}{max(X_{1j},X_{2j},...,X_{nj})-\min (X_{1j},X_{2j},...,X_{nj})}+1,i=1,2,...,n;j=1,2,...,m$

为了方便起见，仍记非负化处理后的数据为X_ij。

i代表年份，j代表指标。以上公式是用于非负化处理，在一般的指标中不会出现负值。地表水开发利用率是不会出现负值的。但如果在实际应用中，选取的指标中出现负值，则利用上述公式进行处理。处理时，分母是各年指标数值中的最大值和最小值之差，分子是某年指标值减去各年最小值。

计算第j项指标下第i年占该指标的比重：

$P_{ij}=\frac{X_{ij}}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{X}_{ij}},(j=1,2,...m)$

计算第j项指标的熵值：

其中k>0,ln为自然对数，e_j≥0。式中常数k与样本数m有关，一般令k＝1/ln m,则0≤e≤1

计算第j项指标的差异系数。对于第j项指标，指标值X_ij的差异越大，对方案评价的作用越大，熵值就越小。

g_j＝1—e_j，则：g_j越大指标越重要

求权数：

计算各年的综合得分：

在对指标进行评价时，AHP法和熵值法都可以用于权重确定和最终评价。本实例是先对指标用AHP法进行筛选，在实际操作中也可以选取特定的指标而省略这一步。三种评价方法是并列关系。

此外，步骤4、利用评价模型对水资源开发利用效率进行评价,获得水资源开发利用效率评价结果Y。Y和X的算法完全一样，因而不在此处累赘重复。

上面结合实施例对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种水资源开发利用效率评价方法，包括以下步骤：

步骤1、构建区域工业综合水平评价指标体系；

步骤2、利用评价模型对区域工业综合水平进行评价，获得区域工业综合水平评价结果X；

步骤3、构建水资源开发利用效率评价指标体系；

步骤4、利用评价模型对水资源开发利用效率进行评价,获得水资源开发利用效率评价结果Y；

步骤5、采用线性加权的方法将步骤2和步骤4中的评价结果相组合，其计算公式为：Z＝αX+(1—α)Y；

其中，X为区域工业综合水平评价结果，Y为水资源开发利用效率评价结果，Z为水资源开发利用效率评价值，α为加权系数；

步骤6、根据水资源开发利用效率评价值Z，对城市产业结构优化进行组合诊断，水资源开发利用效率评价值Z值越大，区域水资源开发利用程度越高，水资源利用效率也越高。

2.根据权利要求1所述水资源开发利用效率评价方法，其特征在于：步骤1中的区域工业综合水平评价指标体系如下：

3.根据权利要求1或2所述水资源开发利用效率评价方法，其特征在于：步骤3中的水资源开发利用效率评价指标体系如下表：

4.根据权利要求1、2或3所述水资源开发利用效率评价方法，其特征在于：步骤2和步骤4中的所述评价模型选用AHP和\或熵值法或投影寻踪方法。

5.一种权利要求1-4中任何一项所述水资源开发利用效率评价方法的应用，其特征在于：如果一个地区水资源开发利用效率评价值Z值偏小的原因在于水资源开发利用效率评价结果Y值较小，则在缺水情况下，为保障地区的社会经济活动正常发展，该地区需要分配较多水量。