试谈湖南省湖南省农村水资源保护目前状况评价与走势预测大专

论文导读：
摘要：随着农村城镇化进程的加快和经济的持续较快发展，农村水资源保护问题日益凸显。通过建立湖南省农村水资源保护评价指标体系，采用基于最优组合权重的灰色关联度分析法，对湖南省2010年农村水资源保护现状进行评价，结果表明：植被覆盖率、政策规划完备和执行度、农田有效灌溉比例、每公顷化肥施用量4个评价指标与湖南省农村水资源保护现状关联程度最大。最后，采用GM（1.1）改进模型预测了指标体系中10个主要评价指标在2011年-2016年的变化趋势，模型检验参数到达合格等级，预测结果可以为农村水资源保护提供决策依据。
关键词：农村水资源保护；评价指标体系；灰色关联度分析；GM（

1.1）改进模型；最优组合权重

16721683（2013）03000606
农村水资源是从区域角度出发对水资源进行的划分。长期以来，城市在社会、经济发展中发挥着重要的载体作用，承受着巨大的资源和环境压力，城市水资源一直是水资源保护的重点。但随着农村地区城镇化进程的加快和经济的持续较快发展，农村有限的水资源大量由农村向城镇转移或由第一产业向第二、第三产业转移，农村水资源污染、短缺、用水效率低等问题逐渐凸显，加上农村人口居住分散、社会经济发展相对滞后以及水资源时空分布不均等因素的制约，使得农村水资源成了水资源保护的盲点和难点[13]。然而，研究农村水资源保护对于保障农村居民生命安全和农村社会经济可持续发展有着重要意义。目前，我国农村水资源保护研究正处于起步阶段，研究主要针对农业节水[4]、农业污染防治[5]、农村饮水安全[6]、农村环境整治[7]等单个方面进行研究，而注重从水质-水量-水生态环境的整体角度出发保护农村水资源的研究比较少。与农村水资源保护相关的基础理论、政策法规、技术措施等还有待进一步研究完善。农村水资源保护的内容[8]概括起来有水质保护、水量保护、水生态系统保护以及与水资源保护相关的环境保护。
本文建立了湖南省农村水资源保护评价指标体系，采用基于最优组合权重[9]的灰色关联度分析法评价2010年湖南省农村水资源保护现状，采用GM（1.1）改进模型预测指标体系中10个时序性较好的指标在2011年-2016年的变化趋势。
1湖南省农村水资源保护评价指标体系
通过分析湖南省农村水资源的水质保护、水量保护、水生态系统保护以及与水资源保护相关的环境保护方面的具体情况和收集的基础资料，按照层次法的基本思想，充分考虑指标体系的整体性和层次性，构建了包括目标层（A）、准则层（B）和指标层（C）的湖南省农村水资源保护评价指标体系，见表1。指标体系的准则层（B）包括农村生活用水及污染、农业用水及污染、乡镇工业用水及污染、水生态环境和农村水资源管理5个系统。指标层（C）按照指标选取原则和专家意见筛选出18个评价指标，指标选取的主要原则有：（1）定量和定性相结合。尽量采用定量指标，少量采用定性指标；（2）科学性。评价指标要基于科学严谨的数据，并尽可能覆盖所有的评价内容；（3）可操作性。指标的数量要少而精，基础资料的收集要具有一定的可行性和便捷性。表1湖南省农村水资源保护评价指标体系
Table 1The evaluation index system of rural water resources protection in Hunan province
目标层1准则层1指标层1指标计算方法湖南省农村水资源保护A1农村生活用水及污染B1农业用水及污染B2乡镇工业用水及污染B3水生态环境B4农村水资源管理B51农村生活用水比例C1（%）1生活用水量/农村用水总量农村饮用水安全达标比例C2（%）1饮用水安全评价[10]达标人数/人口总数农村生活垃圾处理率C3（%）1生活垃圾处理量/生活垃圾总量农村生活污水处理率（%）1生活污水处理量/生活污水总量农业用水比例C5（%）1农业用水量/农村总用水量农田有效灌溉比例C6（%）1农田有效灌溉面积/耕地面积化肥施用量C7/（kg·hm2）1年农药施用总量/耕地面积农药施用量C8/（kg·hm2）1年化肥施用总量/耕地面积禽畜粪便的耕地负荷C9/（t·hm2）1禽畜粪便排泄总量/耕地面积水产养殖面积比C101水产养殖面积/水域总面积乡镇工业用水比例C11（%）1乡镇工业用水量/农村总用水量工业用水重复利用率C12（%）1工业重复利论文导读：3456下一页
用水量/工业用水总量入河排污口达标排放比C13（%）1入河排污口达标数量/入河排污口总数植被覆盖率C14（%）1森林面积/全省面积水功能区水质达标率C15（%）1水功能区水质达标[11]数/水功能区总数水土流失比例C16（%）1水土流失面积/全省面积政策规划完备和执行度C17（%）1定性打分评价农民用水户协会覆盖人口比例C18（%）1参加农民用水户协会人数/农村人口总数2湖南省农村水资源保护现状评价

2.1基于最优组合权重的灰色关联度分析法

灰色关联度分析主要是用灰色系统理论方法对系统发展态势的相互关系进行分析，该方法的实质是将无限空间问题用有限数值关系取代，根据曲线间的相似程度大小来判断各因素的关联程度。农村水资源系统作可以作为灰色系统（系统内部特征信息部分已知，部分未知）来研究。
选取n个对象m个指标，xij为第i个对象第j个指标的数值（i=1，2，…，n；j=1，2，…，m），则评价矩阵为X=（xij）n×m，对原数据无量纲化处理后得到标准化矩阵Y=（ij）n×m。基于最优组合权重的灰色关联度的步骤如下。
（1）计算最优组合权重。令ω1表示层次分析法（AHP）计算得到的指标主观权重向量，ω2表示熵值法计算得到的指标客观权重向量，wc表示最优组合权重向量，α=（α1，α2）T表示最优组合权重向量的线性表出系数组成的二维列向量。则计算最优组合权重向量表达式为[12]：源于：论文提纲格式www.7ctime.com
表4模型精度等级
Table 4Model accuracy level
模型精度等级1相对误差φ（k）1小误差概率P1后验差比C优秀（I）10.0110.9510.35良好（Ⅱ）10.0510.8010.50合格（Ⅲ）10.1010.7010.65不合格（Ⅳ）10.2010.6010.803.2GM（

1.1）模型的应用

以2000年-2010年湖南省农村水资源保护评价指标数据作为预测样本，数据来源于湖南统计年鉴（2001-2011）、湖南省水资源公报（2000-2010）、湖南省环境公报（2000-2010）以及实地调研收集的基础资料。由于GM（1，1）模型适合预测呈指数趋势变化的时间序列，所以从湖南农村水资源保护评价指标体系中选取了10个时序性较好的指标进行变化趋势预测，预测区间为2011年-2016年。预测指标包括：农村生活用水比例（C1）、农村饮用水安全达标比例（C2）、农业用水比例（C5）、农田有效灌溉比例（C6）、化肥施用量（C7）、农药施用量（C8）、禽畜粪便的耕地负荷（C9）、水产养殖面积比（C10）、乡镇工业用水比例（C11）、植被覆盖率（C14）。
3.

2.1预测结果及分析

10个指标趋势预测结果见图2，结果表明：农村生活用水、农业用水占农村用水总量的比例逐渐降低，分别从2010年的604%和7759%降到2016年的542%和7457%；乡镇工业用水占农村用水总量的比例逐渐升高，从2010年的1507%升高到2016年的2008%；化肥施用量从2010年的62429 kg/hm2升高到2016年的76070 kg/hm2，2010年全国化肥施用量45694 kg/hm2（2011中国农村统计年鉴数据）；农药施用量从2010年的3132 kg/hm2升高到2016年的4058 kg/hm2，2010年全国农药施用量1445 kg/hm2（2011中国农村统计年鉴数据）；禽畜粪便的耕地负荷从2010年的2478 t/hm2升高到2016年的2846 t/hm2，接近禽畜粪便的还田限量30 t/hm2[19]；农村饮用水安全达标比例、农田有效灌溉比例、植被覆盖率等指标逐渐升高，分别从2010年的4379%、7191%、5701%升高到2016年的5210%、7477%、6015%；水产养殖面积比从2010年的2922%降到2016年的2577%。
从总体趋势来看，2011年-2016年湖南农村生活、农业、乡镇工业用水结构趋于合论文导读：
理，农村生活用水、农业用水比例逐渐降低，乡镇工业用水比例逐渐升高；农业污染源有增加趋势，每公顷化肥施用量、每公顷农药施用量均大大超过全国平均值，禽畜粪便的耕地负荷接近禽畜粪便的还田限量；农村居民饮水状况得到改善，农业节水抗旱能力和植被的水源涵养能力逐步提高；水产养殖面积比例减少，养殖产生的废弃物对水体直接污染有所降低。
3.

2.2模型检验

GM（1.1）改进模型经过残差检验和后验差检验，相对误差φ（k）达到模型精度等级合格（Ⅲ），小误差概率P达到模型精度等级良好（Ⅱ），后验差比C达到模型精度等级合格（Ⅲ），整体表明GM（1.1）改进模型达到合格等级，模型可以合格运行，预测结果可靠性高，检验结果见表5。
φ（k）（%）1小误差
概率P1后验差比
C农村生活用水比例C111.1311.010.21农村饮用水安全达标比例C218.8711.010.42农业用水比例C511.2610.910.44农田有效灌溉比例C610.3811.010.23化肥施用量C711.2811.010.15农药施用量C816.1011.010.43禽畜粪便的耕地负荷C917.3011.010.56水产养殖面积比C1015.3511.010.58乡镇工业用水比例C1117.3410.810.45植被覆盖率C1410.3611.010.154结论
（1）采用基于最优组合权重的灰色关联度分析法进行现状评价，基于最优组合权重的灰色关联度既保留了原始数据传递的客观信息，又可以通过经验判断修正客观信息的不足，更加直观地体现了参考数列与各比较数列的关联程度，提高了评价的科学性。
（2）对湖南省农村水资源保护现状评价结果表明，指标层中植被覆盖率（C14）、政策规划完备和执行度（C17）、农田有效灌溉比例（C6）、化肥施用量（C7）4个指标与湖南省农村水资源保护现状关联程度最大，表明植被恢复及水源涵养、完善政策规划并贯彻落实、农业节水灌溉、农业面源污染防治是湖南省农村水资源保护的重点。乡镇工业用水比例（C11）、生活用水比例（C1）、入河排污口达标排放比例（C13）、生活垃圾处理率（C3）4个指标与湖南省农村水资源保护现状关联程度最小。
（3）采用GM（1.1）改进模型，预测了评价指标体系中10个时序性较好指标在2011年-2016年变化趋势。模型检验参数相对误差φ（k）、小误差概率P、后验差比C都达到合格等级，预测精度较高，预测结果可以为未来湖南农村水资源保护提供决策依据。
参考文献（References）：
李传彬.农村水资源现状及对策分析[J].水利科技，2012：105.（LI Chuanbin.Current Situation of Rural Water Resources and Analysis on Corresponding Policies[J].Hydraulic Science and Technology，2012：10

5.（in Chinese））

钱珊.我国农村水资源保护面临的问题及政策建议—基于公共物品管理理论的研究[J].经济论坛，2009，（20）：4042.（QIAN Shan.Problems of Rural Water Resources Protection in China and Suggestions for the PoliciesBased on the Study on the Management Theory of Public Goods[J].Economic Forum，2009，（20）：4042.（in Chinese））[3]李明，高树云.农村水资源供给恶化的危害与治理[J].科技资讯，2010：155.论文导读：价指标体系构建.中国农村水利水电，2007，（7）：4450.（HEShuyuan，FANGGuohua.ConstructionofAppraisalIndexSystemofComprehensiveAgriculturalWaterSingBenefits.ChinaRuralWaterandHydropower，2007，（7）：4450.（inChinese））郭廷忠，张超，张丽君.中国农业污染问题研究.安徽农业科学，2009，37（4）：17731775.（GU
（LI Ming，GAO Shuyun.Harms and Countermeasures of the Deterioration of Rural Water Supply[J].Science & Technology Information，2010：15

5.（in Chinese））

[4]何淑媛，方国华.农业节水综合效益评价指标体系构建[J].中国农村水利水电，2007，（7）：4450.（HE Shuyuan，FANG Guohua.Construction of Appraisal Index System of Comprehensive Agricultural WaterSing Benefits[J].China Rural Water and Hydropower，2007，（7）：4450.（in Chinese））
[5]郭廷忠，张超，张丽君.中国农业污染问题研究[J].安徽农业科学，2009，37（4）：17731775.（GUO Tingzhong，ZHANG Chao，ZHANG Lijun.On Agricultural Pollution in China[J].Journal of Anhui Agricultural Sciences，2009，37（4）：1773177

5.（in Chinese））

[6]陆建红，丁立杰，徐建新.模糊综合评价模型在农村饮水安全评价中的应用[J].水电能源科学，2011，29（2）：99102.（LU Jianhong，DING Lijie，XU Jianxin.Application of Fuzzy Comprehensive Evaluation Model to Safety of Rural Drinking Water[J].Water Resources and Power，2011，29（2）：99102.（in Chinese））
[7]国家环保总局.关于加强农村环境保护工作的意见[J].环境保护，2007，（9）：21.（Ministry of Environmental Protection of the People’s Republic of China.Opinions on Strengthening the Rural Environmental Protection[J].Environmental Protection，2007，（9）：21.（in Chinese））
[8]程晓.水资源保护概况[J].水资源保护，2001，（4）：812.（CHENG Xiao.Overall Situation of Water Conservation[J].Water Resources Protection，2001，（4）：812.（in Chinese））
[9]陈伟，夏建华.综合主、客观权重信息的最优组合权重方法[J].数学的实践与认识，2007，37（1）：1722.（CHEN Wei，XIA Jianhua.Optimal Combination Weighting Method in Synthesize with Subjective and Objective Weight Information[J].Mathematics in Practice and Theory，2007，37（1）：1722.（in Chinese））
[10]水利部，卫生部.农村饮用水安全卫生评价指标体系[J].中国农村水利水电，2005.（Ministry of Water Resources of the PRC，Ministry of Health 原创论文www.7ctime.com
of the PRC.Evaluation Index System of Rural Drinking Water Safety[J].China Rural Water and Hydropower，200

5.（in Chinese））

[11]SL 3952007，地表水资源质量评价技术规程[S].（SL 3952007，Technological Regulations for Surface Water Reso论文导读：赵珊珊.基于灰色关联分析的城市生态适宜度评价研究一以山东半岛城市群为例.上海：华东师范大学，2010.（ZHAOShanshan.EcologicalSuitabilityEvaluationofShandongPeninsulaUrbanAgglomerationBasedonGreyRelationAnalysis.Shanghai：EastChinaNormalUniversity，20
urce Quality Assesent [S].（in Chinese））
[12]刘成栋，马福恒，王献辉.大坝安全评价中的组合融合赋权方法[J].水电能源科学，2005，23（4）：3537.（LIU Chendong，MA Fuheng，WANG Xianhui.Method of Combined Weighting of Dam Safety Evaluation[J].Water Resources and Power，2005，23（4）：3537.（in Chinese））
[13]买生，匡海波，顾雪松.基于离差最大化一灰色关联分析的商业银行竞争力评价研究[J].数学的实践与认识，2011，41（24）：4453.（MAI Sheng，KUANG Haibo，GU Xuesong.Evaluation Research on Competitiveness of Commercial Bank Based on the Maximizing Deviation MethodGrey Correlation Analysis[J].Mathematics in Practice and Theory，2011，41（24）：445

3.（in Chinese））

[14]曹明霞.灰色关联分析模型及其应用的研究[D].南京：南京航空航天大学，2007.（CAO Mingxia.Research on Grey Incidence Analysis Model and Its Application[D].Nanjing：Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，2007.（in Chinese））[3][15]赵珊珊.基于灰色关联分析的城市生态适宜度评价研究一以山东半岛城市群为例[D].上海：华东师范大学，2010.（ZHAO Shanshan.Ecological Suitability Evaluation of Shandong Peninsula Urban Agglomeration Based on Grey Relation Analysis[D].Shanghai：East China Normal University，2010.（in Chinese））
[16]曹永强，游海林，罗麟，等.AHP在省界缓冲区水资源保护方案评价中的应用[J].长江科学院院报，2009，26（12）：2628.（CAO Yong，YOU Hailin，LUO Lin，et al.Application of AHP in the Evaluation on Water Conservation Program Province Boundary Buffers[J].Journal of Yangtze River Scientific Research Institute，2009，26（12）：2628.（in Chinese））
[17]谭冠军.GM（1，1）模型的背景值构造方法和应用（Ⅰ）[J].系统工程理论与实践，2000，（4）：99103.（TAN Guanjun.The Structure Method and Application of Backgrou摘自：学年论文范文www.7ctime.com
nd Value in Grey System GM（1，1） Model （Ⅰ）[J].Systems EngineeringThe论文导读：35.（inChinese））王方浩，马文奇，窦争霞，等.中国畜禽粪便产生量估算及环境效应.中国环境科学，2006，26（5）：614617.（WANGFanghao，MAWenqi，DOUZhengxia，etal.TheEstimationoftheProductionAmountofAnimalManureandItsEnvironmentalEffectinChina.ChinaEnvironmentalScience，2006，26（5）：614617.（inChine
ory & Practice，2000，（4）：9910

3.（in Chinese））

[18]党耀国，刘思峰，刘斌.以x（1）（n）为初始条件的GM模型[J].中国管理科学，2005，13（1）：132135.（DANG Yaoguo，LIU Sifeng，LIU Bin.The GM Models that x（1）（n） be Taken as Initial Value[J].Chinese Journal of Management Science，2005，13（1）：13213

5.（in Chinese））

[19]王方浩，马文奇，窦争霞，等.中国畜禽粪便产生量估算及环境效应[J].中国环境科学，2006，26（5）：614617.（WANG Fanghao，MA Wenqi，DOU Zhengxia，et al.The Estimation of the Production Amount of Animal Manure and Its Environmental Effect in China[J].China Environmental Science，2006，26（5）：614617.（in Chinese））1第11卷第3期
2013年6月1南水北调与水利科技
SouthtoNorth Water Traners and Water Science & Technology1Vol. 11No.3
Jun.2013水文水资源水文水资源[3][4]