AHP法在排污权配置中的应用

时间：2023-06-27 理论教育 版权反馈

【摘要】：图5.1AHP法下黄河甘肃境内排污权配置层次结构指标权重的确定首先将各层次各指标进行两两比较,确定相对重要性并赋值。因此,用该方法配置的排污权西峰区高于兰州市区。AHP法下的配置结果见表5.5。表5.3AHP法下排污权配置指标层次权重表5.4AHP法下排污权配置比例向量表5.5AHP法排污权配置结果单位：t/年*地级及以上城市县级区合并为一个配置单元,因为这些区具有同质性,排污管理基本一致。

AHP法在排污权配置中的应用

（1）指标的确定

废、污水基本控制项目有12 项之多,如化学需氧量（COD）、氨氮、生化需氧量、悬浮物、动植物油、石油类、阴离子表面活性剂、总氮、总磷、色度（稀释倍数）、pH 和粪大肠菌群数。其中化学需氧量（COD）和氨氮被列为基本的控制对象,依照通行做法,所称的污染物专指这两类。另外,一类和选择性控制项目有40 余项,主要是有毒有害污染物,如总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯并芘、总铍、总银、总α 放射性和总β 放射性等,对这些污染物需排污企业应有选择和针对性地治理,在污染物出厂前进行预处理。

化学需氧量简称COD,是指利用化学氧化剂将其氧化的物质,如有机物、亚硝酸盐、亚铁盐和硫化物等,根据残留氧化剂的量计算出氧的消耗量,需要消耗的氧量就是化学需氧量。氨氮是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4+）形式存在的氮,动物性有机物一般比植物性有机物的含氮量高,氨氮是水体中的营养物质,会导致水的富营养化,是水体中的主要耗氧污染物,对水生生物有毒害作用。

根据2004年国家测算的纳污能力与当年现状污染物入河量比较,黄河流域主要水系除内蒙古和山东2省（区）外其他6省均超排,COD 整体超排46.08%；氨氮超排更为严重,平均超排182.2%,只有山东未超出核定范围,其他省（区）均超排。黄河流域甘肃段两类污染物分别超排34.60%和41.30%,说明个别水系、功能区段对应的区域污染物治理需要加强。黄河流域省（区）COD 和氨氮入河量与配置容量的比较见表5.2。

表5.2　黄河流域主要水系2004年污染物入河量与容量比较

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资料来源：根据中华人民共和国水利部2004《关于黄河限制排污总量的意见》（水函〔2004〕289号）分析整理。

在排污权配置原则指导下,参考相关研究成果,再通过访谈进行指标的选择。持续性指标包括：污水处理率、废水排放达标率、城乡人口增长率、GDP增长率。公平性指标包括：城乡人口数量、辖区GDP、折合标准畜数量、总用水量、治理废污水总投资。效率性指标包括：节水灌溉率、工业用水复用率、人均GDP、万元产值用水量。共计13 个指标,以此13 个指标作为AHP 法配置的基础,采用专家打分法确定权重,对水利部核定的黄河主要水系甘肃境内化学需氧量219 788.4 t/年和氨氮11 104.8 t/年在58 个县（区、市）之间进行配置。由于黄河流域58个县（区、市）中地级城市所属区产业、人口等变量及排污管理的一致性,这里采用了合并的形式,最后配置单元为52个。指标的原始数据见附表3。

根据前面分析,建立层次结构,见图5.1。建立层次结构图时,将目标置于最高层,将评价准则置于中间层,将指标置于底层。上下层之间直接关联关系用直线连接,无直接关联的不画线。

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图5.1　AHP法下黄河甘肃境内排污权配置层次结构

（2）指标权重的确定

首先将各层次各指标进行两两比较,确定相对重要性并赋值。两两指标相比较的赋值方法见表2.6,其中,f（i,j）表示第i指标与第j指标相比的重要程度,f（j,i）则相反,f（i,j）=1/f（j,i）,一致性检验指标同表2-7。

A—B单层次涉及指标包括持续性（B1）、公平性（B2）、效率性（B3）3项指标,经指标两两比较赋值构建判断矩阵D如下：

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根据判断矩阵D,利用Matlab程序得出它的最大特征值为3,最大特征值所对应的特征向量为W1=（1,0.2,0.2） T,对其进行归一化,检验判断矩阵D 的一致性,得出CR=0＜0.1,满足要求。

B1～C 层持续性所涉及的指标包括污水处理率、废水排放达标率、城乡人口增长率、GDP 增长率,用同样的方法,经两两比较赋值构建出判断矩阵,计算出的最大特征值为4.0142,对应的特征向量为W2=（1,1,0.1845,0.156） T；B2～C 层公平性涉及的指标城乡人口数量、辖区GDP、折合标准畜数量、总用水量、治理废污水总投资经两两比较赋值构建出判断矩阵,计算出的最大特征值为5.3481,对应的特征向量为W3= （0.4516,0.4516,0.1668,0.1149） T；B3～C 层即效率性所涉及的指标节水灌溉率、工业用水复用率、人均GDP、万元产值用水量经两两比较赋值构建出判断矩阵,计算出的最大特征值为4.1981,对应的特征向量为W4=（0.2352,1,0.134,0.4506） T。然后进行归一化处理,检验判断矩阵的一致性,得出的CR 分别为0.00526、0.0777、0.07337,均小于0.1,满足要求。

根据以上结果,按层次结构图从上至下计算所有指标的层次权重,计算结果见表5.3。(www.daowen.com)

（3）对指标向量矩阵进行标准化处理

采用线性比例变换法进行标准化处理。方法是：在决策矩阵U=（Ui）j m×n中,对于正向指标fi,取uj*=max uij≠0（1≤i≤m）,则rij=uij/uj*（1≤i≤m,1≤j≤n）；对于逆向指标fj,取uj*=min uij≠0（1≤i≤m）,则rij=uj*/uij（1≤i≤m,1≤j≤n）。