基于DEA-AHP模糊模型在渭河治理綜合評價的應用

孫 博

(遼寧省水利水電科學研究院,沈陽 110003)

文章編號：1006—2610(2015)04—0011—03

基于DEA-AHP模糊模型在渭河治理綜合評價的應用

孫 博

(遼寧省水利水電科學研究院,沈陽 110003)

為了客觀實際地了解渭河治理已實施的效果，構建了包括防洪減淤工程，水資源配置工程、水土保持工程的渭河流域綜合治理效果評價指標體系。采用數據包絡法(DEA)和層次分析法(AHP)相結合確定評價指標權重，避免主觀性，使得權重確定更加合理可靠，從而建立DEA-AHP模糊綜合評判模型。該模型應用于渭河治理綜合評價之中，計算結果與實際進展狀況相接近，取得了很好的效果。

DEA-AHP；模糊模型；綜合評價；渭河

渭河是黃河的第一大支流，在黃河治理開發中占有重要地位。同時，作為西北地區經濟發展和社會保障的重要資源，不僅在促進區域經濟發展中發揮了重要作用，而且對于實現西部大開發具有重要的戰略意義，渭河流域的長期健康穩定發展與西北地區的經濟社會發展息息相關[1]。但是，隨著經濟社會的快速發展，城市化不斷擴張，氣候問題及環境問題的日益嚴峻，渭河流域出現了水資源短缺、供需矛盾日益突出、水環境惡化、水土流失加劇等現象。尤其是渭河下游，河道淤積及水資源匱乏已經嚴重影響了整個流域經濟社會的全面發展。

渭河流域綜合治理規劃實施5 a以來，在水資源配置、防洪減淤、水土保持等方面開展了工程與非工程相結合的措施，對于渭河流域的可持續發展起到了積極作用[2]。為客觀實際地了解已實施項目的治理效果，本文基于渭河流域治理現狀，采用DEA-AHP模糊評價模型對渭河流域進行全面的、系統的綜合評價，根據綜合評價結果，為渭河流域規劃的實施指明方向，確保渭河流域長期健康穩定的、可持續的發展。

1 指標體系的建立

結合渭河流域重點治理規劃要求及工程進展實際狀況，渭河流域治理結果必須體現防洪工程的成效，水資源配置的合理性和有效性，水土保持工程的生態環境效益，最終實現良好的社會和經濟效益，促進經濟增長、社會繁榮、實現渭河流域全面、可持續發展。因此，在對渭河流域全面調查研究的基礎上，以實際水資源配置工程、防洪減淤工程及水土保持工程進展狀況為主要指標，加入社會、經濟和生態環境等相關指標，共27項評價指標，指標體系詳見表1。

表1 渭河流域重點治理規劃評價指標體系表

2 DEA-AHP模糊綜合評價模型

針對DEA評價過程中無法對所有指標進行統一排序的問題[3]，本研究將傳統的AHP方法與DEA方法相結合，運用AHP方法構造判斷矩陣，通過DEA模型來進行計算，確定有效的決策單元，得到判斷矩陣，確定權重。

2.1 AHP方法確定判斷矩陣

設準則層共擁有n個評價因素c1,c2, …,cn標識對目標層的影響，每次在其中取2個因素ci和cj,用aij表示ci和cj的相互影響之比，根據此方法得到評價結果。即可以構成比較判斷矩A=(aij)m×n[4]。它滿應足：aij=1/aij(i≠j),aii=1(i,j=1,2,…,n)，稱A為正互反矩陣，在此過程中，確定最優決策單元，每個決策單元輸入值中的最大值為最優決策單元的最大值，其輸出值為1。即：

2.2 DEA模型確定矩陣權重

上述矩陣中，每一行作為一個決策單元(DMU)，輸入數據為1，將判斷矩陣中的每一列作為輸出，最終將權重問題轉化為n個輸出指標評價決策單元有效性DEA模型。輸入為1的 DEA模型如下[5]：

3 渭河治理綜合評價

3.1 權重的確定

根據渭河流域綜合評價指標體系，建立判斷矩陣，并將其轉化為具有DEA求解特征的輸入輸出指標矩陣。采用MAXDEA計算軟件，計算防洪減於工程、水資源配置工程、水土保持工程績效值，并歸一化處理后分別得到指標權重ω1=(0.6,0.4)，ω2=(0.62,0.38)，ω3=(0.74,0.26)。渭河流域總體評價目標指標權重ω總=(0.44，0.22，0.34)。

3.2 指標綜合評價值計算

按照單因素評價算子模型及模糊評價模型，分別計算防洪減淤工程、水資源配置工程、水土保持工程、以及渭河治理總體工程模糊評價矩陣S1、S2、S3、S總：

=(0.13 0.34 0.36 0.20 0)

=(0.33 0.17 0.32 0.13 0)

=(0.35 0.24 0.25 0.17 0)

=(0.35 0.24 0.25 0.17 0)

將評判等級{差(Ⅰ)、較差(Ⅱ)、中等(Ⅲ)、較好(Ⅳ)、好(Ⅴ)}5個等級分別賦值{1、2、3、4、5}，根據綜合加權模型計算得：

=(2.69 2.15 2.26 2.47)

根據計算結果，渭河流域治理總體評價P總=2.47，治理狀況屬于Ⅱ級與Ⅲ級之間，表明其防洪減淤工程、水資源配置工程、水土保持工程進展較緩慢，在后期工程中，還應該繼續追加投資，加快工程進展速度，保證渭河流域治理工程順利實施。其中，防洪減淤工程總體評價P1=2.69，屬于Ⅱ級與Ⅲ級之間，接近Ⅲ級；水資源配置工程總體評價P2=2.15，屬于Ⅱ級與Ⅲ級之間，接近Ⅱ級；水土保持工程總體評價P3=2.26。

4 結 語

渭河流域綜合治理評價主要是對渭河流域的治理工程進展狀況與實施效果進行評價，以防洪減於工程、水資源配置工程、水土保持工程的現狀調查基礎上，對實際調查數據進行整理與分析，從宏觀上了解渭河流域各項工程進展與實施效果。結合評價的相關理論知識，采用DEA-AHP模糊綜合評價模型對渭河流域治理工程進行綜合評價，計算的結果與實際情況相接近，表明DEA-AHP模糊綜合評價模型在渭河流域治理工程綜合評價中具有較好的適用性。

[1] 裴勇,沈平偉.渭河水資源開發利用存在的問題及管理對策[J].人民黃河,2006,28(6):77-79.

[2] 李景宜.陜西渭河流域主要環境問題及其治理[J].干旱區研究,2011,28(6):967-973.

[3] 余躍,林道榮.以數據包絡分析法進行判斷矩陣排序的AHP方法及其算例 [J].南通大學學報(自然科學版), 2007, 6 (1): 15-19.

[4] 許春花,鄭昭佩,惠素敏,等.基于DEA的山東省水資源利用相對效率研究[J].魯東大學學報(自然科學版), 2015, 31(3): 260-264.

[5] 馬占新.數據包絡分析模型與方法[M].北京:科學出版社,2010.

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Application of DEA-AHP Based Fuzzy Model in General Assessment of Wei River Treatment

SUN Bo

(Research Institute of Water Resources and Hydropower, Liaoning Province, Shenyang 110003,China)

The assessment indicators system for the general treatment effects of the Wei River, including flood control and sediment reduction works, water resources configuration works and soil & water conservation works, is established. Combination of both DEA and AHP is applied for determination of the assessment indicators weight, avoiding subjectivity, so as to have the weight determination be more reasonable and reliable. Therefore, the fuzzy model based on DEA-AHP for the general assessment is built. This model is applied in the general assessment of the Wei River treatment. The calculation results are closely in compliance with the actual development conditions and the good assessment effect is achieved.Key words: DEA-AHP; fuzzy model; general assessment; Wei River

2015-04-08

孫博(1983- )，男，河北省唐山市人，工程師，主要從事水文水資源研究工作.

TV213

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10.3969/j.issn.1006-2610.2015.04.003