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基于网络层次分析法的节水型社会综合评价

李岱远 高而坤 吴永祥 王高旭 万永静

李岱远, 高而坤, 吴永祥, 王高旭, 万永静. 基于网络层次分析法的节水型社会综合评价[J]. 水利水运工程学报, 2017, (2): 29-37. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2017.02.004
引用本文: 李岱远, 高而坤, 吴永祥, 王高旭, 万永静. 基于网络层次分析法的节水型社会综合评价[J]. 水利水运工程学报, 2017, (2): 29-37. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2017.02.004
LI Daiyuan, GAO Erkun, WU Yongxiang, WANG Gaoxu, WAN Yongjing. Comprehensive evaluation of water-saving society based on analytic network process[J]. Hydro-Science and Engineering, 2017, (2): 29-37. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2017.02.004
Citation: LI Daiyuan, GAO Erkun, WU Yongxiang, WANG Gaoxu, WAN Yongjing. Comprehensive evaluation of water-saving society based on analytic network process[J]. Hydro-Science and Engineering, 2017, (2): 29-37. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2017.02.004

基于网络层次分析法的节水型社会综合评价

doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2017.02.004
基金项目: 

国家自然科学基金资助项目 51479222

水利部公益性行业科研专项 201301002

详细信息
    作者简介:

    李岱远(1994—),男,山西吕梁人,硕士研究生,主要从事水资源管理方面的研究。E-mail: dyli@nhri.cn

  • 中图分类号: F205; TV213.9

Comprehensive evaluation of water-saving society based on analytic network process

  • 摘要: 节水型社会综合评价对全面深入推进节水工作具有重要作用。针对评价指标之间相互影响的客观事实,将网络层次分析法引入节水型社会综合评价中。以常熟市为例,首先构建节水型社会评价指标体系,并分析各指标之间的相互作用关系,运用Super Decisions软件建立ANP模型,通过求解超矩阵确定指标权重。其次对2008—2012年间节水型社会建设程度进行综合评价计算,并与AHP法的评价结果比较。结果表明,常熟市节水型社会建设推进迅速,2008年时综合评价分值低于合格值,节水型社会水平较低;2012年分值接近90,达到较优水平,基本建立了与现代化相适应的节水防污型社会。该评价结果与AHP法的评价结果基本一致,且更加符合常熟市的实际情况,验证了网络层次分析法的科学合理性以及在综合评价节水型社会建设中具有良好的应用前景。
  • 图  1  典型的ANP结构

    Figure  1.  Typical structure of ANP model

    图  2  ANP模型网络层结构

    Figure  2.  Structure of network layer in ANP model

    ejl ei1ei2eini 归一化特征向量
    ei1
    ei2

    eini
    ωi1jl
    ωi2jl

    ωjlini
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    表  1  常熟市节水型社会评价指标体系

    Table  1.   Index system of water-saving society for Changshu city

    指标类型 考核指标 指标含义
    农业节水指标A 水分生产率A1 反映粮食生产用水效率
    灌溉水利用系数A2 反映灌溉用水效率
    城镇生活用水指标L 城镇生活人均综合用水量L1 反映生活综合用水效率
    节水器具普及率L2 反映生活节水器具安装情况
    供水管网漏损率L3 反映供水管网管理和技术水平
    工业节水指标I 万元工业增加值用水量I1 反映工业用水效益水平
    工业用水重复利用率I2 反映工业用水效率水平
    水生态指标E 水功能区水质达标率E1 反映水环境质量状况
    城市生活污水集中处理率E2 反映城市生活污水集中处理水平
    综合指标Z 万元GDP用水量Z1 反映区域用水效益水平
    计划用水率Z2 反映用水管理情况
    人均GDP Z3 反映区域经济水平
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    表  2  指标值规范化结果

    Table  2.   Results of standardized indexes

    考核指标 最大值 最优值 规范化值(无量纲)
    2008 2009 2010 2011 2012
    水分生产率(kg/m3) - 1.3 89.23 1.33 90.73 1.36 91.47
    灌溉水利用系数 - 0.7 85.71 87.14 87.14 90.00 91.43
    城镇生活人均综合用水量(L/(人·d)) 300 150 79.60 69.07 63.13 59.60 57.80
    节水器具普及率(%) - 100 80.00 89.00 94.00 96.00 97.00
    供水管网漏损率(%) 18 12 48.75 60.00 65.00 68.75 71.25
    万元工业增加值用水量(m3) 40 16 53.33 69.17 76.25 82.92 92.08
    工业用水重复利用率(%) - 85 80.71 84.35 87.41 90.35 93.18
    水功能区水质达标率(%) - 70 39.57 51.14 62.29 83.14 92.29
    城市生活污水集中处理率% - 98 88.78 89.29 95.41 97.96 98.98
    万元GDP用水量(m3) 195.1 80 26.59 32.67 54.65 82.97 93.40
    计划用水率(%) - 100 90.00 94.00 96.00 97.00 98.00
    人均GDP(万元) - 226 485 47.68 50.96 60.16 70.76 77.95
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    表  3  水生态指标簇的影响因素判断矩阵以及权重

    Table  3.   Judgment matrix and weight of factors influencing ecological index clusters

    水生态指标 A L I E Z 权重值
    A 1 1 1/5 1/2 1/5 0.069
    L 1 1 1/4 1 1/4 0.087
    I 5 4 1 3 1/3 0.282
    E 1/2 1 1/3 1 1/3 0.112
    Z 5 4 3 3 1 0.449
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    表  4  各指标簇权重

    Table  4.   Weights of each index cluster

    次准则指标簇 A L I E Z
    A 0.75 0 0 0.069 0.128
    L 0 1 0 0.087 0.087
    I 0 0 1 0.282 0.248
    E 0.25 0 0 0.112 0.069
    Z 0 0 0 0.449 0.466
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    表  5  城镇生活指标簇中影响指标E1的元素判断矩阵以及权重

    Table  5.   Judgment matrix and weight of factors in urban living index cluster influencing E1

    水功能区水质达标率E1 L1 L2 L3 权重值
    城镇生活人均综合用水量L1 1 2 3 0.540
    节水器具普及率L2 1/2 1 2 0.163
    供水管网漏损率L3 1/3 1/2 1 0.297
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    表  6  初始超矩阵

    Table  6.   Unweighted super matrix

    考核指标 A L I E Z
    A1 A2 L1 L2 L3 I1 I2 E1 E2 Z1 Z2 Z3
    A A1 0 0 0 0 0 0 0 0.250 0 0.5 0.667 0
    A2 1 0 0 0 0 0 0 0.750 0 0.5 0.333 0
    L L1 0 0 0 0 0 0 0 0.540 0.750 0 1 0
    L2 0 0 0.333 0 0 0 0 0.163 0 0 0 0
    L3 0 0 0.667 0 0 0 0 0.297 0.250 0 0 0
    I I1 0 0 0 0 0 0 0 0.750 0 0.8 0.667 0
    I2 0 0 0 0 0 0 0 0.250 0 0.2 0.333 0
    E E1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
    E2 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0
    Z Z1 0 0 0 0 0 0 0 0.594 0 0 0.8 0
    Z2 0 0 0 0 0 0 0 0.249 0 0 0 0
    Z3 0 0 0 0 0 0 0 0.157 0 1 0.2 0
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    表  7  加权超矩阵

    Table  7.   Weighted super matrix

    考核指标 A L I E Z
    A1 A2 L1 L2 L3 I1 I2 E1 E2 Z1 Z2 Z3
    A A1 0 0 0 0 0 0 0 0.017 0 0.076 0.086 0
    A2 0.750 0 0 0 0 0 0 0.052 0 0.076 0.043 0
    L L1 0 0 0 0 0 0 0 0.047 0.75 0 0.087 0
    L2 0 0 0.333 0 0 0 0 0.014 0 0 0 0
    L3 0 0 0.667 0 0 0 0 0.026 0.25 0 0 0
    I I1 0 0 0 0 0 0 0 0.212 0 0.236 0.165 0
    I2 0 0 0 0 0 1 0 0.071 0 0.059 0.083 0
    E E1 0.250 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.070 0
    E2 0 0 0 0 0 0 0 0.112 0 0 0 0
    Z Z1 0 0 0 0 0 0 0 0.266 0 0 0.373 0
    Z2 0 0 0 0 0 0 0 0.112 0 0 0 0
    Z3 0 0 0 0 0 0 0 0.071 0 0.553 0.093 0
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    表  8  极限超矩阵

    Table  8.   Extreme super matrix

    考核指标 A L I E Z
    A1 A2 L1 L2 L3 I1 I2 E1 E2 Z1 Z2 Z3
    A A1 0.021 0 0 0 0 0 0 0.021 0 0.021 0.021 0
    A2 0.088 0 0 0 0 0 0 0.088 0 0.088 0.088 0
    L L1 0.084 0 0 0 0 0 0 0.084 0 0.084 0.084 0
    L2 0.066 0 0 0 0 0 0 0.066 0 0.066 0.066 0
    L3 0.046 0 0 0 0 0 0 0.046 0 0.046 0.046 0
    I I1 0.242 0 0 0 0 0 0 0.242 0 0.242 0.242 0
    I2 0.076 0 0 0 0 0 0 0.076 0 0.076 0.076 0
    E E1 0.025 0 0 0 0 0 0 0.025 0 0.025 0.025 0
    E2 0.013 0 0 0 0 0 0 0.013 0 0.013 0.013 0
    Z Z1 0.280 0 0 0 0 0 0 0.280 0 0.280 0.280 0
    Z2 0.012 0 0 0 0 0 0 0.012 0 0.012 0.012 0
    Z3 0.047 0 0 0 0 0 0 0.047 0 0.047 0.047 0
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    表  9  各指标的权重

    Table  9.   Weights of each index

    A1 A2 L1 L2 L3 I1 I2 E1 E2 Z1 Z2 Z3
    0.021 0.088 0.084 0.066 0.046 0.242 0.076 0.025 0.013 0.280 0.012 0.047
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    表  10  2008—2012常熟市节水型社会综合评价结果

    Table  10.   Comprehensive evaluation of water-saving society in Changshu, from 2008 to 2012

    年份 ANP AHP
    分值 等级 分值 等级
    2008 57.02 不合格 60.52 合格
    2009 61.88 合格 66.75 合格
    2010 71.47 合格 73.40 合格
    2011 81.35 良好 82.45 良好
    2012 89.12 较优 89.22 较优
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  • [1] 王建华, 陈明.中国节水型社会建设理论技术体系及其实践应用[M].北京:科学出版社, 2013.

    WANG Jianhua, CHEN Ming. Theory and practice of China water saving society construction[M]. Beijing: Science Press, 2013. (in Chinese)
    [2] 张兴芳.运用动力学和可持续发展观点探讨城市节水水平评判方法[J].系统辩证学学报, 2000, 8(2): 72-76. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTBZ200002017.htm

    ZHANG Xingfang. A study of assessment methods of urban water conservation in views of system dynamics and sustainable development[J]. Journal of Systemic Dislectics, 2000, 8(2): 72-76. (in Chinese) http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTBZ200002017.htm
    [3] 王巧霞, 袁鹏, 谢勇.集对分析在节水型社会建设评价中的应用研究[J].水电能源科学, 2011, 29(9): 134-137. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SDNY201109038.htm

    WANG Qiaoxia, YUAN Peng, XIE Yong. Application of set pair analysis to evaluation of water-saving society construction[J]. Water Resources and Power, 2011, 29(9): 134-137. (in Chinese) http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SDNY201109038.htm
    [4] GB/T 28284—2012节水型社会评价指标体系和评价方法[S].

    GB/T 28284—2012 Index system and methods for assessment of water-saving society[S]. (in Chinese)
    [5] 张炳江.层次分析法及其应用案例[M].北京:电子工业出版社, 2014: 14-15.

    ZHANG Bingjiang. The theory and application examples of analytic hierarchy process[M]. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2014: 14-15. (in Chinese)
    [6] 徐海洋, 杜明侠, 张大鹏, 等.基于层次分析法的节水型社会评价研究[J].节水灌溉, 2009(7): 31-34. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSGU200907011.htm

    XU Haiyang, DU Mingxia, ZHANG Dapeng, et al. Research on evaluation of water saving society construction based on AHP method[J]. Water-saving Irrigation, 2009(7): 31-34. (in Chinese) http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSGU200907011.htm
    [7] 车娅丽, 徐慧, 龚李莉, 等.基于PSR模型和主成分分析法的节水型社会建设评价[J].水电能源科学, 2014, 32(7): 124-127. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SDNY201407031.htm

    CHE Yali, XU Hui, GONG Lili, et al. Evaluation method of water-saving society establishment based on PSR framework and principal component analysis[J]. Water Resources and Power, 2014, 32(7): 124-127. (in Chinese) http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SDNY201407031.htm
    [8] TOOSI S L R, SAMANI J M V. Evaluating water transfer projects using analytic network process (ANP)[J]. Water Resources Management, 2012, 26(7): 1999-2014. doi:  10.1007/s11269-012-9995-2
    [9] 萨迪T L. 网络层次分析法原理及其应用——基于利益、机会、成本及风险的决策方法[M]. 鞠彦兵, 刘建昌, 译. 北京: 北京理工大学出版社, 2015.

    SAATY T L. Theory and applications of the analytic network process: decision making with benefits, opportunities, costs, and risks[M]. Translated by JU Yanbing, LIU Jianchang. Beijing: Beijing Institute of Technology Press, 2015. (in Chinese)
    [10] 杜栋, 庞庆华, 吴炎.现代综合评价方法与案例精选[M].北京:清华大学出版社, 2005.

    DU Dong, PANG Qinghua, WU Yan. The methods and cases of modern comprehensive evaluation[M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2005. (in Chinese)
    [11] 高娟. 基于网络层次分析对风险投资项目选择方法的研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2008.

    GAO Juan. Research on venture investment program's selecting basing on ANP method[D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2008. (in Chinese)
    [12] 常熟市人民政府. 常熟市节水型社会建设自评估报告[R]. 常熟: 常熟市人民政府, 2013.

    Changshu Municipal Government. The assessment report of Changshu's water-saving society[R]. Changshu: Changshu Municipal Government, 2013. (in Chinese)
    [13] 陈莹, 赵勇, 刘昌明.节水型社会评价研究[J].资源科学, 2004(6): 83-88. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZRZY200406012.htm

    CHEN Ying, ZHAO Yong, LIU Changming. Evaluation indication system of water conservation society[J]. Resources Science, 2004(6): 83-88. (in Chinese) http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZRZY200406012.htm
    [14] 陈莹, 刘昌明, 赵勇.节水及节水型社会的分析和对比评价研究[J].水科学进展, 2005, 16(1): 82-87. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SKXJ200501016.htm

    CHEN Ying, LIU Changming, ZHAO Yong. Adoption of water conservation practices in the society and comparison evaluation study[J]. Advances in Water Science, 2005, 16(1): 82-87. (in Chinese) http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SKXJ200501016.htm
    [15] 张熠, 王先甲.节水型社会建设评价指标体系构建研究[J].中国农村水利水电, 2015(8): 118-120, 125. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZNSD201508033.htm

    ZHANG Yi, WANG Xianjia. Research on the index system of water-saving society construction in China[J]. China Rural Water Conservancy and Hydropower, 2015(8): 118-120, 125. (in Chinese) http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZNSD201508033.htm
    [16] 苏州市水利(水务)局. 苏州市水利"十二五"规划[R]. 苏州: 苏州市人民政府, 2011.

    Suzhou Water Authority. The 12th five-year water plan of Suzhou[R]. Suzhou: Suzhou Municipal Government, 2011. (in Chinese)
  • [1] 陈建, 傅学诚, 李昕, 张会杰, 汪越.  基于改进层次分析法的航道生态性评价研究 . 水利水运工程学报, 2021, (5): 33-39. doi: 10.12170/20210207001
    [2] 王亨力, 倪深海.  基于AHP-集对分析的矿井水资源利用风险评估 . 水利水运工程学报, 2021, (3): 126-135. doi: 10.12170/0201120002
    [3] 王子成, 许后磊, 赵志勇, 张礼兵, 陈豪, 陈亚军, 徐智勇.  特高拱坝动态安全风险分析系统研发及应用 . 水利水运工程学报, 2020, (1): 112-118. doi: 10.12170/20181201002
    [4] 马驰, 左利钦, 陆彦, 陆永军.  长江下游航道承载力指标与评价方法研究 . 水利水运工程学报, 2019, (1): 85-93. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2019.01.011
    [5] 鲁佳慧, 唐德善.  基于博弈论组合赋权的水环境综合治理效果评价 . 水利水运工程学报, 2018, (6): 105-111. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2018.06.014
    [6] 庞翠超.  象限分析法分析沉水植物促淤效应 . 水利水运工程学报, 2016, (3): 20-26.
    [7] 岳强, 刘福胜, 刘仲秋.  基于模糊层次分析法的平原水库健康综合评价 . 水利水运工程学报, 2016, (2): 62-68.
    [8] 刘国良, 顾正华, 赵世凯, 尚淑丽, 李永强.  基于数据驱动的区域水资源智能配置研究 . 水利水运工程学报, 2015, (5): 38-45.
    [9] 张超, 张社荣, 崔溦, 王超.  地下洞室群围岩稳定性动态风险分析及系统研发 . 水利水运工程学报, 2015, (3): 73-80.
    [10] 江超,盛金保,张国栋.  农村水电站水工建筑物失事概率计算 . 水利水运工程学报, 2012, (6): 65-70.
    [11] 倪小荣,王士军,谷艳昌.  基于关键指标的水库大坝震损程度综合评价体系 . 水利水运工程学报, 2010, (4): -.
    [12] 孙玮玮,李雷.  基于模糊数学理论的大坝风险后果综合评价 . 水利水运工程学报, 2010, (4): -.
    [13] 王英禄,马福恒,刘成栋.  信息智能融合技术在曹娥江大闸安全监测系统中的应用 . 水利水运工程学报, 2009, (2): -.
    [14] 任政,郝振纯.  水资源开发利用评价的支持向量机模型 . 水利水运工程学报, 2009, (1): -.
    [15] 李丽,汪明武.  熵模糊物元分析法在水库正常高水位决策中的应用 . 水利水运工程学报, 2006, (4): 62-66.
    [16] 陈峰.  用层次分析法选择黄浦江河口挡潮闸闸址 . 水利水运工程学报, 2005, (3): 59-62.
    [17] 宋茂斌,张展羽,耿福萍.  土坝病害定量评估方法 . 水利水运工程学报, 2004, (3): 43-47.
    [18] 张兰丁.  用流场分析法计算明渠流量 . 水利水运工程学报, 1996, (3): -.
    [19] 张超,邢毅,黄子平.  水库群开发多指标评价层次分析模型及应用 . 水利水运工程学报, 1996, (2): -.
    [20] 盛虞,孙德安.  土工动力反应分析法的比较及其应用 . 水利水运工程学报, 1990, (2): -.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-05-27
  • 刊出日期:  2017-04-01

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