基于復(fù)合協(xié)調(diào)模型的新型城鎮(zhèn)化水資源支撐評價

劉 勇，劉玉邦，徐云鋒，龍 飛

(1.四川文化產(chǎn)業(yè)職業(yè)學(xué)院 審計處，成都 610213；2.成都理工大學(xué) 科技處，成都 610059；3.衡水科技工程學(xué)校 財經(jīng)商貿(mào)系，河北 衡水 531000

新型城鎮(zhèn)化建設(shè)是我黨在新的歷史時期所提出的重要戰(zhàn)略舉措，也是我國現(xiàn)代化發(fā)展的必由之路和我國未來經(jīng)濟發(fā)展的重要引擎[1]。而水資源作為重要的自然資源，是區(qū)域新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的重要資源支撐，對于人們的生產(chǎn)生活乃至國民經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定都具有至關(guān)重要的作用。但如何科學(xué)評價水資源對區(qū)域新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的這種支撐作用，從而科學(xué)合理地制定建設(shè)規(guī)劃，加快推進我國的新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，則是新型城鎮(zhèn)化建設(shè)研究的重大課題。因此，本文以達州市為研究區(qū)，運用復(fù)合協(xié)調(diào)度模型方法，就新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的水資源支撐力問題作分析評價。

1 新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的水資源支撐力指標(biāo)體系

構(gòu)建新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的水資源支撐力評價指標(biāo)，首先需要確定新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的評價指標(biāo)和水資源系統(tǒng)評價指標(biāo)。關(guān)于新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的評價指標(biāo)，專家學(xué)者基于對新型城鎮(zhèn)化不同的內(nèi)涵理解構(gòu)建了不同的指標(biāo)體系。張向東等從基礎(chǔ)設(shè)施、經(jīng)濟發(fā)展、人口城鎮(zhèn)化、生活方式、環(huán)境狀態(tài)、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌等6個維度構(gòu)建了指標(biāo)體系[2]；王志燕等從發(fā)展質(zhì)量、工作績效、群眾滿意度3個維度構(gòu)建指標(biāo)體系，其中發(fā)展質(zhì)量又分為人口集聚、產(chǎn)業(yè)就業(yè)支撐、生活便利、生態(tài)宜居、城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)，工作績效又分人口轉(zhuǎn)移、土地利用、投融資創(chuàng)新、住房供給、群眾滿意度等[3]。張新平則基于對新興城鎮(zhèn)化建設(shè)的內(nèi)涵闡釋，區(qū)分了新型城鎮(zhèn)建設(shè)的基本層次和功能，從自然生態(tài)系統(tǒng)和人造生態(tài)系統(tǒng)兩個維度構(gòu)建了相應(yīng)的評價標(biāo)準(zhǔn)[4]。戚曉旭[5]、鄭慧開[6]、杜棟等[7]也分別構(gòu)建了相應(yīng)的指標(biāo)體系。目前學(xué)界對相應(yīng)評價指標(biāo)的選擇和構(gòu)建差別很大，這不僅反映了人們對新型城鎮(zhèn)化建設(shè)內(nèi)涵理解上的差異，也反映了人們對新型城鎮(zhèn)化建設(shè)研究的多視角性。構(gòu)建新型城鎮(zhèn)化建設(shè)評價指標(biāo)體系，應(yīng)緊密結(jié)合新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的內(nèi)涵來構(gòu)建。從內(nèi)涵上講，新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的核心就是人的城鎮(zhèn)化，最終目標(biāo)是實現(xiàn)人的無差別發(fā)展，具體表現(xiàn)為以人為本、經(jīng)濟高效、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、環(huán)境宜居、產(chǎn)城融合、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、生態(tài)文明、文化傳承、社會和諧等幾方面。評價指標(biāo)也需圍繞這幾個方面來選擇。

水資源供應(yīng)主要包括地表水資源供應(yīng)、地下水資源供應(yīng)、其他水資源供應(yīng)，其中城鎮(zhèn)污水處理率反映了一個城鎮(zhèn)水資源循環(huán)利用能力，也反映了城鎮(zhèn)可持續(xù)發(fā)展水平，因此也作為新型城鎮(zhèn)化建設(shè)水資源系統(tǒng)評價指標(biāo)。

新型城鎮(zhèn)化建設(shè)涉及經(jīng)濟、文化、政治、社會、生態(tài)、環(huán)境等多個子系統(tǒng)，而開展水資源支撐研究，就是從水資源角度探討各子系統(tǒng)之間、子系統(tǒng)與整個系統(tǒng)之間的和諧發(fā)展程度。具體而言，就是探討水資源與新型城鎮(zhèn)化建設(shè)系統(tǒng)指標(biāo)的匹配程度及其對這些指標(biāo)進一步發(fā)展的能力。借鑒汪黨獻關(guān)于水資源對中國區(qū)域發(fā)展支撐能力的量化評價方法，采用綜合協(xié)調(diào)度計算模型進行支撐力評價。具體就是以新型城鎮(zhèn)化建設(shè)為巨系統(tǒng)，探討區(qū)域經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展系統(tǒng)和水資源供應(yīng)系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展程度。依據(jù)新型城鎮(zhèn)建設(shè)內(nèi)涵的特征指標(biāo)并結(jié)合水資源供應(yīng)子系統(tǒng)構(gòu)成，可構(gòu)建表1所示新型城鎮(zhèn)化建設(shè)水資源支撐力評價指標(biāo)體系[8]。

2 水資源支撐力評價模型及方法

2.1 數(shù)據(jù)處理

表1中，X1，X2，…，X14表征新型城鎮(zhèn)化建設(shè)中經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展的指標(biāo)，Y1，Y2，…，Y4，表征城鎮(zhèn)化建設(shè)中的水資源系統(tǒng)指標(biāo)。在進行協(xié)調(diào)度計算之前，為了消除量綱單位及數(shù)值大小對計算結(jié)果的影響，首先要對指標(biāo)原始數(shù)據(jù)進行無量綱化處理，對于正向指標(biāo)，采用式(1)進行處理：

(1)

對于逆向指標(biāo)采用式(2)處理：

(2)

式(1)、(2)中：Zij代表第j年第i個指標(biāo)無量綱化后的數(shù)據(jù)；Xij表示第j年第i個指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)；maxj(Xij)代表第j年第i個指標(biāo)的最大值；minj(Xij)代表第j年第i個指標(biāo)的最小值[4]。

2.2 綜合協(xié)調(diào)度評價模型

2.2.1 靜態(tài)綜合協(xié)調(diào)度評價模型

綜合協(xié)調(diào)度模型不僅能夠測度系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r，也能夠測度系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)發(fā)展情況，假設(shè)Hse為經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展效益，Rre為水資源供應(yīng)綜合效益，則計算公式為：

(4)

式中：Z(Xij)表示社會經(jīng)濟系統(tǒng)中第j年第i個指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；Z(Yij)表征水資源系統(tǒng)中第j年第i個指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；αi表征經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展系統(tǒng)各個指標(biāo)的權(quán)重(和為1)；βi表征水資源系統(tǒng)中各個指標(biāo)的權(quán)重(和為1)。為了克服主觀定權(quán)法在權(quán)重確定方面的影響，可采用熵權(quán)法確定各指標(biāo)的權(quán)重[9]。計算步驟如下：

首先，假定有l(wèi)個指標(biāo)X1、X2，…，Xl，其中Xl=(x1，x2,…，xj)，按照式(1)、式(2)對原始指標(biāo)數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化處理后的值Y1，Y2，…，Yj；其次，計算各指標(biāo)的信息熵值，依據(jù)信息熵的相關(guān)定義，得到一組數(shù)據(jù)的信息熵公式為：

(5)

最后，計算各指標(biāo)權(quán)重。由式(5)計算各指標(biāo)的信息熵為E1，E2,…，Ej?；诖?，可按式(6)計算各指標(biāo)的權(quán)重：

(6)

按照式(6)的權(quán)重計算公式可分別計算出經(jīng)濟社會發(fā)展系統(tǒng)和水資源供應(yīng)系統(tǒng)中各個指標(biāo)的權(quán)重αi和βi。

由式(3)、(4)可計算系統(tǒng)層協(xié)調(diào)系數(shù)，計算公式如下：

(7)

式(7)中，T表征協(xié)調(diào)系數(shù)，其值越大就說明新型城鎮(zhèn)化建設(shè)中經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展系統(tǒng)和水資源系統(tǒng)協(xié)調(diào)的綜合發(fā)展水平越高。

由此由(3)、(4)、(7)、(8)、(9)式計算新型城鎮(zhèn)化經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展和水資源系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度，即水資源系統(tǒng)對新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的支撐能力。協(xié)調(diào)度越大，說明水資源系統(tǒng)對新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的支撐力越大。協(xié)調(diào)度計算公式如下：

(8)

V=αHse+βRse

(9)

式(8)、(9)中，D表示綜合發(fā)展協(xié)調(diào)度，D∈[0,1]，其數(shù)值越大，表征區(qū)域水資源系統(tǒng)對新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的支撐能力越大，新型城鎮(zhèn)化建設(shè)越和諧；V表征新型城鎮(zhèn)化中經(jīng)濟社會發(fā)展系統(tǒng)與水資源系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平；α為經(jīng)濟社會發(fā)展子系統(tǒng)的權(quán)重(本文取0.6)；β為水資源供應(yīng)系統(tǒng)的權(quán)重(本文中取0.4)。

2.2.2 動態(tài)綜合協(xié)調(diào)度計算模型

上述計算為靜態(tài)的綜合協(xié)調(diào)度評價模型。但在實際應(yīng)用中，時間是變化的，水資源對新型城鎮(zhèn)化建設(shè)中的經(jīng)濟社會發(fā)展的支撐力也是變化的。因此，還必須考察綜合協(xié)調(diào)度的動態(tài)變化情況，以期能夠全面客觀地評價水資源對新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的支撐能力變化情況。借鑒樊華在“復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)度模型及其應(yīng)用”一文中對動態(tài)協(xié)調(diào)度的計算方法，計算動態(tài)的綜合協(xié)調(diào)度。

設(shè)tn1與tn2是任意兩個時刻, 且tn1

3 新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的水資源支撐力實證評價

3.1 研究區(qū)概況

達州市地處四川東北部大巴山南麓，跨東經(jīng)106°39′45″～108°32′11″，北緯30°19′40″～32°20′15″，東西綿延177.5 km，南北長223.8 km。地貌以中低山、丘陵地貌為主，地勢東北高西南低，地形復(fù)雜高差懸殊大。全市平均氣溫14.7～17.6 ℃，多年平均降水量1 200 mm左右，無霜期258～300 d。達州市下轄4縣1市2區(qū)，幅員面積1.66 萬km2，人口690萬，是四川省的人口大市、資源富市、工業(yè)重鎮(zhèn)和商貿(mào)中心。

達州歷史悠久，交通便捷，商貿(mào)活躍，是國家公路運輸179個主樞紐和四川規(guī)劃的12個次級綜合交通樞紐之一。達州市境內(nèi)主要河流屬長江支流嘉陵江水系，發(fā)源于大巴山，由北而南呈樹枝狀分布。前河、中河、后河匯集成州河后與巴河在渠縣三匯鎮(zhèn)交匯成渠江，向南流300 km進入長江。達州山川秀美，宜居宜業(yè)，開放包容，環(huán)境優(yōu)越。在《成渝經(jīng)濟區(qū)區(qū)域規(guī)劃》“雙核五帶”發(fā)展布局中，達州位于渝廣達發(fā)展帶；是國家新一輪西部大開發(fā)和加快革命老區(qū)發(fā)展的重要區(qū)域[10]。

3.2 實證結(jié)果及分析

以達州市為研究區(qū)，按照新型城鎮(zhèn)化的概念內(nèi)涵，將新型城鎮(zhèn)化建設(shè)看作一個系統(tǒng)，其中經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展、水資源系統(tǒng)作為新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的兩個子系統(tǒng)，通過分析兩個子系統(tǒng)的綜合協(xié)調(diào)程度，分析達州市水資源系統(tǒng)對新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的支撐能力。選取表2中所列18個評價指標(biāo)2000-2015年的原始數(shù)據(jù)值[11-13]，并依照式(1)、式(2)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

應(yīng)用熵權(quán)法求取經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展子系統(tǒng)和水資源子系統(tǒng)各指標(biāo)權(quán)重αi、βi，數(shù)值見表2。

依照式(3)、式(4)分別計算經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展效應(yīng)(2000-2015年)Hse=(0.191 732，0.230 624，0.184 638，0.258 845，0.286 879，0.281 147，0.319 946，0.398 018，0.466 998，0.549 179)、水資源子系統(tǒng)綜合效益值(2000-2015年)Rse=(0.234 185 7，0.327 203 6，0.273 833 4，0.387 891 7，0.272 935 6，0.303 578 4，0.480 458 4)。

依照式(7)、(8)、(9)計算達州市新型城鎮(zhèn)化經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展子系統(tǒng)和水資源供應(yīng)子系統(tǒng)2000-2015年的靜態(tài)綜合協(xié)調(diào)度D=(0.452 312，0.503 344，0.451 613，0.535 008，0.530 050，0.537 835，0.594 873，0.631 901，0.698 927，0.753 046，0.771 163，0.771 609，0.787 598，0.857 937，0.914 185，0.958 001)。

借鑒樊華在“復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)度模型及其應(yīng)用”一文中對動態(tài)協(xié)調(diào)度的計算方法，以1999年為基準(zhǔn)年t0，計算達州市新型城鎮(zhèn)化經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展子系統(tǒng)和水資源子系統(tǒng)2000-2015年逐年動態(tài)綜合協(xié)調(diào)度Dt0-tn=(0.226 156，0.318 552，0.351 817，0.388 455，0.412 055，0.430 023，0.515 005，0.470 771，0.493 586，0.517 173，0.538 339，0.556 283，0.572 806，0.591 814，0.611 963，0.632 318)。

表2 達州市經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展子系統(tǒng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值

表3 達州市水資源供應(yīng)系統(tǒng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值

圖1 達州市2000-2015年新型城鎮(zhèn)化建設(shè)綜合協(xié)調(diào)度變化

圖2 達州市2000-2015年新型城鎮(zhèn)化建設(shè)動態(tài)綜合協(xié)調(diào)度變化

從水資源系統(tǒng)指標(biāo)數(shù)值變化來看，地表水資源、地下水資源、其他水資源供應(yīng)都呈小幅上升趨勢，城鎮(zhèn)污水處理率也逐年提高。在經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展系統(tǒng)中，人均GDP、城鎮(zhèn)化率、森林覆蓋率、人均財政收入、工業(yè)占比、第三產(chǎn)業(yè)占比、城鎮(zhèn)居民可支配收入、人均固定資產(chǎn)投資等指標(biāo)值逐年增大，單位GDP能耗、城鄉(xiāng)恩格爾系數(shù)差逐年減小，第三產(chǎn)業(yè)占比、GDP增長率有年際波動，且波幅較小。說明經(jīng)過多年的發(fā)展，水資源供應(yīng)能力逐年增大，經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展趨好。雖然GDP增長率呈現(xiàn)波動變化，且增長幅度變小，但經(jīng)濟社會全面協(xié)調(diào)發(fā)展能力增強。

從圖1的曲線可以看出，2000-2015年，達州市水資源供應(yīng)系統(tǒng)和經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展系統(tǒng)的綜合協(xié)調(diào)度值大致呈線性增長。其中，2000-2004年增長緩慢，而2005-2015年則增長較快。說明達州市2000-2015年，水資源對新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的支撐能力逐年提高。這得益于新世紀(jì)達州市積極落實生態(tài)文明建設(shè)，積極推動經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。達州市雖地處川中丘陵地區(qū)，地表水資源豐富，但受特殊的自然地理環(huán)境影響，季節(jié)性干旱頻發(fā)，年際和年內(nèi)降水資源分配十分不均，導(dǎo)致季節(jié)性干旱頻發(fā)，水土流失嚴(yán)重，水生態(tài)建設(shè)任務(wù)繁重[14]。因此，開展達州市新型城鎮(zhèn)化建設(shè)首要問題就是要解決水資源對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)和城市建設(shè)的支撐問題，這不僅是制約城鄉(xiāng)經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵因素，也是制約生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵因子。近年來，達州市積極開展雨水資源的集蓄利用和水生態(tài)建設(shè)，同時大力開展節(jié)水技術(shù)，注重對水資源的循環(huán)利用，提升了水資源對新型城鎮(zhèn)化建設(shè)中經(jīng)濟和社會發(fā)展的支撐力度。

從圖2中的動態(tài)綜合協(xié)調(diào)度的曲線變化來看，以1999年為計算基準(zhǔn)年，從2000-2015年水資源系統(tǒng)和達州市新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展動態(tài)綜合協(xié)調(diào)度也是大致呈線性增長，只是2005-2007年出現(xiàn)波動變化。這說明，從動態(tài)發(fā)展的趨勢來看，達州市水資源對新型城鎮(zhèn)化經(jīng)濟和社會發(fā)展的支撐力變化趨勢也是逐年增大的。在2005-2007年出現(xiàn)逆向變化。反映在指標(biāo)數(shù)值變化上，表現(xiàn)為部分指標(biāo)數(shù)值出現(xiàn)陡增，部分指標(biāo)數(shù)值出現(xiàn)逆向變化，導(dǎo)致2005-2007年動態(tài)綜合協(xié)調(diào)度指數(shù)出現(xiàn)波動。所以保持經(jīng)濟社會的平穩(wěn)發(fā)展，也是經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展的重要指標(biāo)。否則就不能支撐經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展，也會導(dǎo)致水資源供應(yīng)系統(tǒng)失穩(wěn)，更影響生態(tài)環(huán)境的平衡。

總之，開展新型城鎮(zhèn)化建設(shè)就必須做好水資源支撐力的研究，這對于廣大干旱和半干旱地區(qū)來說尤為重要。只有做好水資源支撐力研究，才能將新型城鎮(zhèn)化建設(shè)真正落到實處，真正做到經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境美好共同實現(xiàn)。

4 研究結(jié)論

(1)水資源作為自然資源，是新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的重要支撐。開展新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，就必須著重研究新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的水資源支撐力問題。

(2)以新型城鎮(zhèn)化建設(shè)作為巨系統(tǒng)，以水資源供應(yīng)和經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展作為兩個子系統(tǒng)，以此選擇構(gòu)建水資源支撐力評價指標(biāo)。應(yīng)圍繞以人為本、經(jīng)濟高效、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、環(huán)境宜居、產(chǎn)城融合、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、生態(tài)文明、文化傳承、社會和諧等幾方面來選擇經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展評價指標(biāo)；水資源供應(yīng)系統(tǒng)可選擇地表水資源、地下水資源、其他水資源、城鎮(zhèn)污水處理率作為評價指標(biāo)。

(3)借鑒相關(guān)研究文獻，運用綜合協(xié)調(diào)度模型來評價水資源系統(tǒng)對新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的支撐能力。其中，各指標(biāo)權(quán)重運用客觀賦權(quán)法中的熵權(quán)法計算確定，而水資源供應(yīng)系統(tǒng)和經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展系統(tǒng)權(quán)重采取0.4和0.6。同時，借鑒樊華在“復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)度模型及其應(yīng)用”一文中對動態(tài)協(xié)調(diào)度的計算方法，計算動態(tài)的綜合協(xié)調(diào)度。綜合協(xié)調(diào)度越大，水資源對新型城鎮(zhèn)建設(shè)的支撐能力越強。

(4)以達州市為研究區(qū)的新型城鎮(zhèn)化建設(shè)水資源支撐力實證分析表明：所選評價指標(biāo)基本合理，模型方法簡便可行，評價結(jié)果基本符合研究區(qū)的實際情況。從靜態(tài)看，水資源對新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的支撐力大致呈線性增長，其中2000-2004年增長緩慢，2005-2015年增長較快；從動態(tài)變化來看，達州市2000-2015年水資源對新型城鎮(zhèn)建設(shè)的支撐力也是逐年增長的，其中2005-2007年呈現(xiàn)短期波動。其原因是評價指標(biāo)數(shù)值出現(xiàn)陡增或逆向波動變化所致。說明達州市的水資源現(xiàn)狀，基本能夠支撐新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，但需保持經(jīng)濟社會的平穩(wěn)發(fā)展。

[1] 單卓然，黃亞平.“新型城鎮(zhèn)化”概念內(nèi)涵、目標(biāo)內(nèi)容、規(guī)劃策略及認(rèn)知誤區(qū)解析[J].城市規(guī)劃學(xué)刊，2013，(2)：16-22.

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