(中原工學(xué)院 a.經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院；b.系統(tǒng)與工業(yè)工程技術(shù)研究中心，鄭州 450007)

水是社會(huì)持續(xù)、協(xié)調(diào)、發(fā)展的重要自然資源與環(huán)境資源。一個(gè)地區(qū)水資源是否安全，直接關(guān)系到該地區(qū)的社會(huì)穩(wěn)定和人類健康。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長，水資源安全問題越來越受到各界關(guān)注，科學(xué)評(píng)價(jià)區(qū)域水資源安全狀況已成為環(huán)境經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題，其研究方法主要有兩種：一是用單一指標(biāo)衡量水資源安全度[1]；二是采用多指標(biāo)度量的綜合指數(shù)法[2]。在評(píng)價(jià)方法上，主要應(yīng)用層次分析法[3-4]、模糊多級(jí)綜合評(píng)判法[5]及集對(duì)分析方法[6]。研究表明水資源系統(tǒng)是一個(gè)包括社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等多個(gè)子系統(tǒng)的復(fù)合系統(tǒng)。

河南省位于我國中東部，地處南暖溫帶和北亞熱帶地區(qū)，氣候有明顯的過渡性特征。河南省的河川徑流地表水資源主要由降雨形成，全省多年平均降水量為784 mm，多年平均河川天然徑流量為312.7億m3，多年平均淺層地下水資源量為208.3億m3，多年平均水資源總量為413.4億m3，為全國水資源總量的1.47%，居全國第19位。河南省水、旱災(zāi)害頻繁，而且旱災(zāi)范圍廣，洪澇災(zāi)害重，為全國重災(zāi)區(qū)之一。因此，研究合理的水資源安全評(píng)價(jià)方法、采取可行的安全對(duì)策對(duì)河南省水資源可持續(xù)開發(fā)利用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合河南省水資源實(shí)際狀況，構(gòu)建河南省水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，基于層次分析法，建立綜合評(píng)價(jià)模型，利用隸屬函數(shù)確定各指標(biāo)的安全度，進(jìn)而對(duì)河南省水資源安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)根據(jù)研究結(jié)果，對(duì)河南省水資源安全問題提出對(duì)策和建議。

1 河南省水資源安全綜合評(píng)價(jià)模型

本文選用綜合指數(shù)評(píng)價(jià)模型，首先根據(jù)層次分析法的基本原理構(gòu)建河南省水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并結(jié)合主觀和客觀賦權(quán)法確定各指標(biāo)的權(quán)重；再采用隸屬函數(shù)確定各指標(biāo)的安全度，由此對(duì)水資源安全狀況做出綜合評(píng)價(jià)。

1.1 河南省水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

構(gòu)建指標(biāo)體系要遵循科學(xué)性、全面性、實(shí)用性等原則。本文結(jié)合河南省實(shí)際狀況，將評(píng)價(jià)體系分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。目標(biāo)層描述河南省水資源的綜合安全程度，準(zhǔn)則層是目標(biāo)層的有機(jī)組成部分，指標(biāo)層是反映該系統(tǒng)安全程度的各個(gè)單一指標(biāo)。本文從社會(huì)安全、經(jīng)濟(jì)安全、生態(tài)安全3個(gè)方面選取7個(gè)指標(biāo)來評(píng)價(jià)河南省的水資源安全，建立的河南省水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如下:

根據(jù)河南省2011年水資源公報(bào)[7]及統(tǒng)計(jì)年鑒，河南省2011年水資源安全指標(biāo)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 河南省水資源安全指標(biāo)數(shù)據(jù)

要對(duì)2011年河南省水資源安全進(jìn)行評(píng)價(jià)，需要確定水資源安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)值，參考國家標(biāo)準(zhǔn)和近年來我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際狀況，并參考前人對(duì)各級(jí)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值的研究成果[8-9]，確定水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)值(見表2)。其中:v1表示該地區(qū)水資源狀況安全;v3表示該地區(qū)水資源狀況不安全;v2則表示該地區(qū)水資源安全程度介于v1和v3之間。

表2 河南省水資源安全分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)值

1.2 指標(biāo)的權(quán)重

在綜合評(píng)價(jià)模型中，指標(biāo)的權(quán)重至關(guān)重要，它反映了各指標(biāo)在綜合評(píng)價(jià)中所占的地位，直接關(guān)系到評(píng)價(jià)是否真實(shí)、客觀、有效。本文結(jié)合主觀和客觀賦權(quán)法確定各指標(biāo)的權(quán)重。

1.2.1 構(gòu)造成對(duì)比較矩陣

本文采用文獻(xiàn)[10]提出的1～9尺度對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行兩兩重要性對(duì)比。

在水資源安全評(píng)價(jià)中，社會(huì)安全是第一位的，經(jīng)濟(jì)安全次之，生態(tài)安全較經(jīng)濟(jì)安全又次之。由此構(gòu)造目標(biāo)層與準(zhǔn)則層的成對(duì)比較矩陣為

在社會(huì)安全子系統(tǒng)中，人均占有水量至關(guān)重要，人均日用水量次之；在經(jīng)濟(jì)安全子系統(tǒng)中，人均GDP是第一位的，城鎮(zhèn)化率在其次，工業(yè)產(chǎn)值萬元取水量較城鎮(zhèn)化率又次之；在生態(tài)安全子系統(tǒng)中污水處理率占有重要位置，水利投資占GDP比重次之。由此可構(gòu)造各子系統(tǒng)對(duì)指標(biāo)層的成對(duì)比較矩陣

1.2.2 計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重值

Satty等人建議把對(duì)應(yīng)于成對(duì)比較矩陣最大特征根的特征向量作為各指標(biāo)的權(quán)重，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)[10]。若通過一致性檢驗(yàn)，則特征向量為各指標(biāo)權(quán)重；若不通過，則需要重新構(gòu)造成對(duì)比較矩陣。本文使用Matlab計(jì)算各成對(duì)比較矩陣的特征根和特征向量，并通過一致性檢驗(yàn)，由此得出各指標(biāo)的權(quán)重，結(jié)果見表3。

表3 各成對(duì)比較矩陣的特征向量

1.3 指標(biāo)的安全度

表4 各指標(biāo)隸屬函數(shù)及安全度

1.4 系統(tǒng)的安全度

由表3及表4的結(jié)果可計(jì)算各子系統(tǒng)及水資源系統(tǒng)的安全度，計(jì)算公式為

Ti=∑ωiyi

其中，ωi為指標(biāo)權(quán)重，yi為各指標(biāo)安全度，Ti為各子系統(tǒng)及水資源系統(tǒng)的安全度。結(jié)果見表5。

表5 各系統(tǒng)安全度

2 河南省水資源安全綜合評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

以0.6作為水資源安全度的閾值，2011年河南省水資源總體上處于不安全狀態(tài)。分別從3個(gè)子系統(tǒng)來看，社會(huì)安全子系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)，而經(jīng)濟(jì)和生態(tài)子系統(tǒng)則相對(duì)安全。就指標(biāo)層而言，2011年處于不安全狀況的指標(biāo)有人均占有水量、人均日用水量、城鎮(zhèn)化率、工業(yè)產(chǎn)值萬元取水量及水利投資占GDP比重。這幾個(gè)指標(biāo)是導(dǎo)致河南省水資源系統(tǒng)處于不安全狀況的主要原因。河南省是水資源嚴(yán)重缺乏的省份，人均占有水量不足全國平均水平的1/5，人均占有水量安全度為0.38；人均日用水量安全度為0.56，稍低于0.6，只要加以改善，這個(gè)指標(biāo)就有可能提高，但若不及時(shí)采取有效措施，這個(gè)指標(biāo)的安全狀況將會(huì)進(jìn)一步惡化；城鎮(zhèn)化率安全度僅為0.09，河南省是農(nóng)業(yè)大省，城鎮(zhèn)化率在中部6省處于末位，而農(nóng)村水資源利用率低，生活用水安全問題缺乏保障，因此應(yīng)進(jìn)一步加快城鎮(zhèn)化進(jìn)程，但也不能為了提高城鎮(zhèn)化率而城鎮(zhèn)化；河南工業(yè)產(chǎn)值萬元取水量安全度為0.41，應(yīng)積極推進(jìn)工業(yè)節(jié)水；令人更為擔(dān)憂的是水利投資占GDP比重的安全度為0，說明水利投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足；雖然生態(tài)安全子系統(tǒng)安全度為0.67，處于安全狀態(tài)，但若不加以改善，安全狀況將會(huì)惡化。

3 對(duì)策和建議

根據(jù)分析結(jié)果，我們對(duì)河南省水資源安全問題提出了4條有針對(duì)性的建議。

(1)開源、節(jié)流緩解水資源短缺。河南省是我國重要的人口和農(nóng)業(yè)大省，水資源嚴(yán)重缺乏而需求量巨大，應(yīng)從開源、節(jié)流方面緩解水資源短缺，應(yīng)提高現(xiàn)有供水工程的能力，加快引黃步伐，加強(qiáng)水土保持工作，保護(hù)水源，改造農(nóng)業(yè)灌區(qū)，進(jìn)一步提高用水效率。

(2)調(diào)整工業(yè)布局，積極推進(jìn)工業(yè)節(jié)水。對(duì)現(xiàn)有工業(yè)進(jìn)行節(jié)水改造，使工業(yè)產(chǎn)值萬元取水量達(dá)到或接近國內(nèi)外先進(jìn)水平。對(duì)于新建項(xiàng)目嚴(yán)把取水許可關(guān)，凡是不符合國家產(chǎn)業(yè)政策和節(jié)水政策的項(xiàng)目，一律不予審批，應(yīng)以礦井水綜合利用、中水回用、工藝廢水回收利用等為重點(diǎn)，推廣節(jié)水型工業(yè)。

(3)科學(xué)推進(jìn)城鎮(zhèn)化進(jìn)程。河南省是傳統(tǒng)的糧食主產(chǎn)區(qū)，多年來農(nóng)業(yè)用水占全省總用水量的60%左右，因此要積極探索農(nóng)業(yè)節(jié)水路徑，必須大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)的規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化、集約化，而這一切只有靠城鎮(zhèn)化發(fā)展才能實(shí)現(xiàn)。河南省在城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程中，要以人口轉(zhuǎn)移作為城鎮(zhèn)化工作的核心，隨著城鎮(zhèn)化水平的穩(wěn)步提升，農(nóng)業(yè)水資源利用率將大幅提高，飲用水安全問題將得到保障，節(jié)能節(jié)水產(chǎn)品將大量增加。

(4)增加水利投資比重。水利是農(nóng)業(yè)建設(shè)不可或缺的首要條件，是生態(tài)環(huán)境改善不可分割的保障系統(tǒng)。河南省受特殊地理位置和氣候條件影響，水資源分布不均，水、旱災(zāi)害頻繁，因此要堅(jiān)持不懈地開展水利建設(shè)，而這離不開金融對(duì)水利建設(shè)的支持。河南省要進(jìn)一步完善金融政策，加大對(duì)民生水利建設(shè)、農(nóng)田水利建設(shè)的資金投入。

參考文獻(xiàn)：

[1] 夏軍．水資源安全的度量：水資源承載力的研究與挑戰(zhàn)[J]．自然資源學(xué)報(bào)，2002，17(3)：262-269．

[2] 李少華，董增川，李玉榮．水資源統(tǒng)籌配置綜述與展望[J]．水利經(jīng)濟(jì)，2007，25(2)：1-5．

[3] 孫才志，遲克續(xù)．大連市水資源安全評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建及其應(yīng)用[J]．安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2008，8(1)：115-118．

[4] 李仰斌．水資源安全評(píng)價(jià)與預(yù)警研究[J]．中國農(nóng)村水利水電，2009(1)：1-4．

[5] 梁靈君．區(qū)域水資源安全評(píng)價(jià)研究初探[J]．東北水利水電，2006(4)：12-18．

[6] 吳開亞．基于集對(duì)分析的組合評(píng)價(jià)模型及其應(yīng)用[J]．?dāng)?shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2013，43(3)：1-6．

[7] 河南省水利廳．2011年河南省水資源公報(bào)[EB/OL]．(2011-12-11)[2014-04-01]. http://www.hnsl.gov.cn/.

[8] 肖俊．江西省水資源安全評(píng)價(jià)[D]．長沙：長沙理工大學(xué)，2008．

[9] 代穩(wěn)，諶洪星，仝雙梅．水資源安全評(píng)級(jí)指標(biāo)體系研究[J]．節(jié)水灌溉，2012(3)：40-47．

[10] 姜啟源．?dāng)?shù)學(xué)模型[M]．北京：高等教育出版社，1993：305-336．