基于綜合集成賦權(quán)法的新農(nóng)村小水電生態(tài)效益評價

接玲玲 唐德善

（河海大學(xué)水利水電學(xué)院，江蘇南京 210098）

隨著社會主義建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，我國小水電發(fā)展較快，我國小水電資源開發(fā)潛力巨大[1~2]，為了提高農(nóng)村電氣化水平，改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)村發(fā)展，國家近幾年實施了新農(nóng)村小水電建設(shè)項目，目前部分地區(qū)的小水電建設(shè)已經(jīng)完工，為了考察已完成項目的生態(tài)效益，為今后建設(shè)提供借鑒和參考，對這些已完工的小水電項目進(jìn)行生態(tài)效益評價意義重大[3]。小水電生態(tài)效益評價屬于多指標(biāo)評價問題，指標(biāo)權(quán)重的確定對評價結(jié)果有著至關(guān)重要的影響。目前，存在著主觀賦權(quán)法與客觀賦權(quán)法兩種賦權(quán)方法確定指標(biāo)權(quán)重。前者雖反映了決策者的主觀認(rèn)識，但容易受個人偏好影響；后者依據(jù)客觀指標(biāo)數(shù)據(jù)，但忽略決策者的認(rèn)識經(jīng)驗[4~6]。理論的方法是將主客觀賦權(quán)法科學(xué)結(jié)合起來，使得指標(biāo)權(quán)重涵蓋主客觀信息，因此，本文采用基于單位化約束條件的綜合集成賦權(quán)法來確定權(quán)重系數(shù)[7~9]。

1 綜合集成賦權(quán)法

1.1 G1法及其確定指標(biāo)權(quán)重的基本方法

G1法是一種序關(guān)系分析法，克服了AHP法的不足，計算量較AHP大量減少，不需要進(jìn)行矩陣一致性檢驗，因此本文運用G1法確定主觀賦權(quán)權(quán)重系數(shù)。G1法確定主觀權(quán)重系數(shù)的方法與步驟如下[10]：

1.1.1 確定序關(guān)系。將評價指標(biāo)x1，x2，…，xm關(guān)于某準(zhǔn)則的重要性程度排序，得到關(guān)系式x1*＞x2*＞…＞xm*，則稱評價指標(biāo)xi按“＞”確定了序關(guān)系。xi*表示{xi}順序后的第i個評價指標(biāo)。為敘述方便，序關(guān)系式可記為 ：x1＞x2＞…＞xm。

1.1.2 計算指標(biāo)權(quán)重系數(shù)wi。邀請專家對評價指標(biāo)xk-1與xk進(jìn)行重要性程度比較，其比值為wk-1/wk=rk(k=m，m-1，m-2，…，2)。rk的賦值說明所下[10]：rk取 1.0、1.2、1.4、1.6、1.8分別表示指標(biāo)xk-1與xk指標(biāo)同等、稍微、明顯、強(qiáng)烈、極端重要。

1.2 熵值法及其確定指標(biāo)權(quán)重的基本方法

客觀賦權(quán)法是根據(jù)各項指標(biāo)所提供的樣本數(shù)據(jù)來確定相應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，克服了主觀賦權(quán)法中決策者的主觀判斷[4]。常見的客觀賦權(quán)法有主成分分析法、熵值法等。其中熵值法原理簡單，計算方便。故本文采用熵值法確定客觀賦權(quán)權(quán)重系數(shù)。

1.3 基于單位化約束條件的綜合集成賦權(quán)法

根據(jù)線性加權(quán)法，計算得出各評價對象的評價目標(biāo)值為：

通常情況下，di越大越好。因此構(gòu)造如下最優(yōu)化模型：

上式是一個多目標(biāo)決策規(guī)劃問題，由于各區(qū)域之間是并列關(guān)系，因此，可以用等權(quán)的線性權(quán)和法等價為如下單目標(biāo)最優(yōu)化模型：

通過構(gòu)造Lagrange函數(shù)進(jìn)行求解該模型，再將結(jié)果進(jìn)行歸一化，得到最優(yōu)化模型最優(yōu)解α*，β*為：

2 實例

河北省承德縣有6條主要河流，各河流水能資源蘊藏量較豐富，水能資源理論蘊藏量11.29萬kw，可開發(fā)量9.45萬kw。水電資源開發(fā)比例比較低，因此承德縣被列入國家“十一五”水電農(nóng)村電氣化縣建設(shè)計劃。2006年實施農(nóng)村水電電氣化規(guī)劃之后，全縣逐步完成“以電代柴，以電代煤，節(jié)能減排”的目標(biāo)，保護(hù)和改善了生態(tài)環(huán)境，為了全面、客觀的評價小水電對承德縣生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的有利與負(fù)面影響，根據(jù)科學(xué)性、客觀性、公正的原則選取主要的評價指標(biāo)，并根據(jù)環(huán)境評價范圍指標(biāo)以及承德縣地區(qū)生態(tài)環(huán)境的特點建立小水電建設(shè)引起的環(huán)境變化的指標(biāo)體系，選取如下指標(biāo)：COD排放量減少率 1x、水域面積增加率 2x、河流污染改善程度 3x、城鎮(zhèn)生活污水處理增加率 4x、城市綠化覆蓋增長率5x、森林覆蓋增長率 6x。

表2 承德縣三個區(qū)域生態(tài)效益指標(biāo)數(shù)據(jù)

將承德縣分為三個區(qū)：灤河區(qū)、柳河區(qū)和老牛河區(qū)，三個區(qū)覆蓋全縣25個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，對其進(jìn)行生態(tài)效益評價，考察小水電建設(shè)對承德縣的生態(tài)環(huán)境影響。表2為小水電建成之后2012年三個區(qū)域六個評估指標(biāo)的指標(biāo)數(shù)值。

2.1 G1法計算主觀權(quán)重

專家認(rèn)為各個指標(biāo)之間的重要性程度存在序關(guān)系

x3?x1?x5?x4?x2?x6，且有 r2=1.2,r3=1.4,r4=1.0,r5=1.6,r6=1.4。將 數(shù) 據(jù) 代 入 公 式（1）和（2）得 到 G1法 所 求 權(quán) 重 向 量：w'=(0.228，0.102，0.273，0.163，0.163，0.073)。

2.2 熵值法計算客觀權(quán)重

將表2數(shù)據(jù)代入公式（3）-（5）可計算出客觀權(quán)重向量：w''=(0.066，0.236，0.099，0.115，0.048，0.436)。

2.3 綜合評價值計算

可以看出，十一五期間小水電建成之后老牛河生態(tài)環(huán)境效益最優(yōu)，其次是柳河，最后是灤河。

3 結(jié)語

以G1法確定主觀權(quán)重，熵值法確定客觀權(quán)重，將主客觀權(quán)重進(jìn)行綜合集成，在此基礎(chǔ)上建立綜合評價值公式，從而得到生態(tài)效益綜合評價模型，該模型具有嚴(yán)密的邏輯推理和理論依據(jù)。將其用于小水電生態(tài)效益評價，計算出灤河、柳河、老牛河的生態(tài)效益評價值分別為：0.156，0.224和0.252，得出老牛河生態(tài)環(huán)境效益最佳，其次是柳河，最后是灤河，與實際情況相符合。

基于單位化約束條件求得的綜合評價指標(biāo)權(quán)重，與傳統(tǒng)的主客觀賦權(quán)法單獨計算得出的權(quán)重結(jié)果并不一致，綜合了傳統(tǒng)方法的優(yōu)點，求得的評價值更接近實際情況，且計算過程較簡單、原理科學(xué)。可在小水電生態(tài)效益評價中進(jìn)行推廣，具有較好的應(yīng)用價值。

[1] 沈時興，周玉良，魏一鳴，等.中國小水電開發(fā)利用Logistic預(yù)測模型[J]. 水電能源科學(xué)，2010，28（11）：113-115.

[2] 陳堅. 發(fā)展小水電促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展[J].中國水能及電氣化，2009,16(5)：10-11.

[3] 尹曉玲，朱曉麗. 試論小水電的集約化發(fā)展[J]. 水利經(jīng)濟(jì)，2004，22(1)：19-21.

[4] 杜棟，龐慶華，吳炎. 現(xiàn)代綜合評價方法與案例精選[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[5] 葉義成，柯麗華，黃德育. 系統(tǒng)綜合評價技術(shù)及其應(yīng)用[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，2006.

[6] 陳宏民. 系統(tǒng)工程導(dǎo)論[M]. 北京：高等教育出版社，2006.

[7] 劉向陽，杜曉明，王琳等.基于綜合權(quán)重的裝備指揮效能評估[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2010,10（28）：7092-7095

[8] 何成銘，李文鵬，馮靖.基于DEA和G1法的指標(biāo)綜合賦權(quán)方法[J].四川兵工學(xué)報，2010,31（10）：128-130.

[9] 王書吉，費良軍，雷雁斌，等.兩種綜合賦權(quán)法在灌區(qū)評價中的應(yīng)用研究[J].西安理工大學(xué)學(xué)報，2009,25（2）：207-211.

[10] 鄭斌，唐德善，史茲國.基于綜合集成賦權(quán)法的河道整治方案優(yōu)選研究[J].水電能源科學(xué)，2010,28（4）：113-115.