抚河流域水量分配方案的和谐度评价

邓，坤

江西省水利科学研究院

杨永生

江西省水利工程技师学院

张，璇

江西省水利工程技师学院

1 水量分配和谐度内涵

水量分配和谐度是指所有分水利益相关者在进行水量分配决策时，对于结果的综合满意程度，既体现人与自然的和谐，也考虑人与人的和谐，还有各行业、各用水服务功能之间的均衡与和谐，是所有利益相关者针对全功能要素的满意度的综合评价。在水量分配中，如果各分水区域对于其获得水量基本满意，没有极度不满意的情况发生，则我们可以说该水量分配方案在各分水区域以及分水各行业之间都基本和谐。

目前，国内许多学者对水资源配置及水量分配进行了广泛研究，但未形成观点统一的指标体系和评价方法，如王济干等人^［1］（2003年）提出了水资源系统和谐配置的概念，给出了水资源和谐度的计算方法，定量分析了水资源配置的和谐性。王强等人^［2］（2007年）提出了水资源配置和谐性评价指标体系，利用层次分析法，对某市的水资源配置和谐度进行了评价。左其亭^［3］（2009年）首次提出和谐论五要素，构建了和谐度方程，并以黄河流域分水为例，介绍了和谐度方程的应用。马骏等人^［4］（2010年）在界定水资源与社会经济和谐内涵基础上，建立南水北调中线受水区典型城市的和谐度评价指标体系，对其结果进行了评价。侯艳军等人^［5］（2011年）对博尔塔拉蒙古自治州构建了水资源利用和谐度的数学模型，定量分析了该州的水资源利用和谐度。

本文按照以福祉经济学^［6］的思路，基于分水相对满意度的概念，提出分水和谐度的概念。构建了水量分配和谐度的计算方法和评价标准，并以抚河流域为例，基于已批准实施的抚河流域水量分配方案，分析了该流域各水量分配方案的和谐度值，评价了各方案的和谐状态，可为流域水资源配置提供决策参考。

本文发表于2012年。

2 水量分配和谐度评价

对于一个给定的可选水量分配方案，分析每个区域从特定角度对水量分配方案的相对满意度，按照几何或加权平均原则进一步计算每个区域对水量分配的综合相对满意度；继续考量每个区域满意程度的差异情况，得出流域分水得公平程度；最后，进行分水和谐度计算。

2.1 水量分配的满意度

根据不同类别的相对满意度影响因素，选择适当指标量化表达相对满意度，基于福祉经济学，提出流域相对满意度的表现形式及各类评价指标、分析过程^［6，7］，见图1。由图1中可看出，整个评价过程首先针对用水行业建立各类评价指标，再分析区域分水满意度，最后得出全流域分水的相对满意度。

（1）各类指标相对满意度。各类指标包括生态用水指标、流域产水指标、社会用水指标和经济发展指标。相对满意度的计算公式如下：

式中：S_ij为分水区域i在j方面（生态、生活、工业、农业等）的相对满意度；θ_ij为水量分配中第i区域在j方面的实际分水状态指标；为第i区域的期望状态。

以区域分水的实际状态与其期望状态之比值，或者实际状态与流域各方平均状态的比值，作为相对满意度的特征指标。如果水资源分配所导致的区域获得的水量或允许入河排污量等为零且其期望值或流域平均水平不为零，则相关者的分水相对满意度为零；如果大于期望值或流域平均水平，则相对满意度为1。

（2）区域分水相对满意度。取每个分水区域的相对满意度向量为生态、产水、用水量、人口及工农业方面的分水满意度的集合，如下式所示：

式中：，为i区域工业、农业配水满意度。

（3）流域分水相对满意度。以流域内各区域分水满意度的几何平均值定义水量分配中流域相对满意度，如下式所示：

式中：S_i为区域配水满意度；N为区域个数。

2.2 水量分配的公平度

水量分配相对满意度以比值形式描述了区域分配得到水量与其期望值或流域平均水平的差距，并采用几何平均方式进行综合，得出行业、流域的分水相对满意度^［6-8］。

满意度总体上体现了各分水区域对于水量分配方案满意程度的数量大小，但未能反映出区域之间满意度的差异或分布情况。这种区域间分水满意度的差异，体现了分水的公平性。如果所有区域某方面相对分水满意度均一致，可以说，该分水方案是相对公平的。因此，在分水满意度概念基础上，定义了分水的公平度。

鉴于此思路，采用向量标准差描述区域间分水满意度的差异情况，对水量分配的公平性作出评判，进而得出水量分配的公平度指标，如下式所示：

k∈{k|e，C，O，Pop，Ind，Agi}

式中：F为流域分水相对公平度；F^k为流域层面各行业分水公平度。如果各区域分水满意度差异越大，则相应标准差越大，其分水公平指标越小，分水相对公平性越低，反之，区域间分水满意度差异越小，表明各方对于分水满意度越均匀，公平性越高，公平指标越大。

2.3 水量分配的和谐度

（1）和谐度计算方法。和谐度综合反映了区域分水满意程度及分水的公平性，可用满意度与公平度的乘积描述。

定义流域水量分配的和谐度为H：

H=SF

H^k=S^kF^k

式中：H^k为不同行业中流域分水和谐度。

（2）和谐度等级评价标准^［1］。定义和谐度取值为0～1，将和谐度划分为5个等级，最大和谐度是1，最小和谐度是0，值越大，表示越和谐，见表1。

3 抚河流域水量分配方案和谐度评价实例

3.1 抚河流域概况

抚河流域位于江西省东部，是鄱阳湖水系的主要河流之一，属亚热带季风湿润气候区，气候四季分明，雨量充沛，多年平均降水量为1700mm左右，多年平均水资源总量为161.7亿m³，年内降雨时空分布很不均匀，年际变化较大。

抚河流域用水区域（水量分配对象）包括抚州地区的广昌县、南丰县、南城县、黎川县、资溪县、金溪县、东乡县、宜黄县、乐安县、崇仁县、临川区共11个行政县（区）和赣抚平原灌区，共12个用水区域，其中抚州市市区用水包含于临川区。

3.2 抚河流域水量分配方案成果

2006年江西省水利厅完成了抚河流域水量分配方案研究^［9］，该研究从尊重用水现状原则、公平原则及兼顾效率原则出发，分别采用了定额预测法、分类权重法和层次分析法等3种方法进行研究探讨，并通过构建模拟模型论证了方案的可行性，最后通过民主协商、协调，最终达成了2030年50%频率的协商确认方案。抚河流域各水量分配方案成果见表2。

3.3 抚河流域水量分配和谐度计算

（1）水量分配方案满意度。根据以上水量分配满意度计算方法，评价抚河流域2030年50%频率4种分水方案的满意度，见表3～表6。

（2）水量分配方案公平度。采用上述公平度标准差计算方法，分析流域各项分水指标的公平度，见表7。分析表7知，各分水方案流域相对满意度和流域公平度基本一致，定额预测方案稍高。

（3）水量分配方案和谐度。由上述分析表格中的流域分水相对满意度和区域分水公平度，利用相乘原则，得出各分水方案的和谐度指标，见表8。

由表8可知，定额预测法分水方案的和谐度指标稍高，为0.75，分类权重方案其次，为0.74，协商确认法分水方案为0.73，层次分析法分水方案的和谐度最低，为0.69。原因在于定额预测和分类权重方案是基于现状需水精确计算条件下，对规划年的需水量进行分水，和谐度值相对较高；层次分析方案是基于专家评判打分，人为判断因素较大，故其和谐度值较低；而协商确认方案是对以上3个分水方案综合分析，经用水区域利益各方协商、协调后达成的分水方案，故和谐度值位于上述3个分水方案之间。

按照表1的划分标准，从抚河流域各水量分配方案的和谐度分析结果可知，层次分析方案的和谐度低于0.7，为基本和谐状态；定额预测方案、分类权重方案、协商确定方案这3种方案的和谐度值较高，均在0.7以上，为较和谐状态。

4 结语

本文构建了水量分配和谐度评价指标体系，对抚河流域4种水量分配方案的和谐度进行了综合分析，得出定额预测法分水方案的和谐度最大，层次分析法分水方案的和谐度最小，都可满足经济社会发展要求，可达到人水和谐程度。

参考文献：

［1］王济干，张婕，董增川.水资源配置的和谐性分析［J］.河海大学学报（自然科学版），2003，31（6）：702-705.

［2］王强，赵春荣，朱厚华，等.水资源配置和谐新研究［J］.人民黄河，2007，（12）：40-42.

［3］左其亭.和谐论的数学描述方法及应用［J］.南水北调与水利科技，2009，（4）：129-133.

［4］马骏，郑垂勇.南水北调中线受水区水资源与社会经济和谐度评价［J］.中国人口资源与环境，2010，（11）：63-66.

［5］侯艳军，安瓦尔·买买提明，侯贞霞.基于模糊理论的博尔塔拉蒙古自治州水资源利用和谐度分析［J］.水资源保护，2011，（3）：56-58.

［6］黄有光.福祉经济学［M］.大连：东北财经大学出版社，2005：28-45.

［7］耿雷华，王建生，刘翠善.浅谈水资源合理配置评价指标体系［J］.水利规划与设计，2004，（3）：57-59.

［8］阮连法，张跃威.基于因子与聚类分析的浙江建筑业发展和谐度研究［J］.经济研究导报，2009，（20）：37-39.

［9］江西省水利厅，江西省水利科学研究院.江西省抚河流域水量分配方案研究报告［R］.2006.

［10］刘子增，徐康，卢兴旺.和谐水价模型研究［J］.中国农村水利水电，2010，（2）：84-86.

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本文发表于2012年。