基于AHP方法的武冈市第二水源地选址方案评价研究

郑永根　蒋买勇

（武冈市水利局　邵阳市　422400）　（湖南水利水电职业技术学院　长沙市　410131）



基于AHP方法的武冈市第二水源地选址方案评价研究

郑永根蒋买勇

（武冈市水利局邵阳市422400）（湖南水利水电职业技术学院长沙市410131）

【摘要】为建立和量化饮用水水源地选址的综合评价体系，文章以湖南省武冈市第二水源地选址方案为例，利用层次分析法（AHP），从水质安全、水资源保障和工程经济角度构建评价体系。采用文献阅读和专家咨询方式相结合方法确定指标因子权重值，根据地表水水质标准、饮用水标准等确定评分准则，对多个水源地选址方案进行综合评价。计算研究表明，方案一综合评分最高，故推荐方案一为武冈市第二水源地的最佳选址方案。

【关键词】水源地选址层次分析法评价体系

中国环境监测总站统计数据显示，2009年重点城市年取水总量为217.6亿t，达标水量占73.0%，不达标水量占27.0%。此外，许多具有致癌、致畸、致突变性的有机污染物在我国的大中型饮用水源中均有检出。在对水源地环境调查和评价过程中，许多重大饮用水源环境事故曝露出水源地在规划选址过程对制约因素考虑不足的问题［1～2］。水源地规划选址时对上游工业排污风险估计不足，保护区内已建排污项目物权不明，流域新建大型水利项目改变基础环境条件等问题，已成为水源地保护方案难以得到有效实施的重要原因。目前，国内外研究人员对现有水源地的安全评价、风险管理、污染防治做了大量研究工作［3～4］，但对水源地规划选址的研究尚停留在水资源供应保障和环境风险等单一性评价阶段，对于综合性评价大多以定性评价为主［5］，尚未形成较为完整的量化评价体系。本研究针对武冈市饮用水水源地选址方案，从水质安全、水资源保障和工程经济角度构建饮用水水源地选址评价体系，对选址方案进行量化评价，旨在为管理决策提供依据。

1　研究区域概述

武冈市位于湖南省西南部，资水上游，现有水源地为资水一级支流玉溪河上已建成的威溪水库。该工程是一座以防洪、灌溉为主、兼顾发电供水为一体的综合水利枢纽。近年来，随着武冈经济社会的发展，城镇化水平的提高，城市人口和城市人口年均用水量的增加，预计到2030年，城市总用水量将达到5 320万m3/a，而2013年威溪水库向武冈城区供水仅为1 210万m3，现有水源地供水已难以满足武冈城区需水量。

此外，威溪水库库容偏小，灌溉用水、发电用水与城市供水的矛盾日益突出，且水库坝址上游控制流域面积内已探明有多种金属矿产，由于武冈城区水源地的单一性，若水库水质受到污染，城区将会面临长时间的缺水。因此，为了保证城区饮水需求与安全，开发第二水源地已是发展的当务之急。

根据实地考察结果，确定新建玉屏水库、从大圳水库取水、从白云水库取水三个方案，现需对三个方案进行综合评价确定最佳方案。

2　构建评价体系

根据水源地选址所涉及的评价因素具有定量和定性相结合的特点，本文选择广泛应用于多目标决策的层次分析法（AHP）作为构建评估体系的技术方法。AHP在决策分析时，可将一个由众多因素构成的相互关联、相互制约的复杂系统从不同角度进行评价，根据系统的决策目标将问题层次化、条理化，建立递阶层次结构并形成一个多层次的分析结构模型，一般由高到低可分为目标层、准则层和指标层，利用下层对上层的相对重要性来评价因子的权重。

2.1评价因子

（1）水质安全。建立饮用水水源地的最终目的是向社会提供有质量保证的饮用水。若水质不能满足饮用水源要求，需要对水源沉淀过滤、消毒处理后方能作为生活饮用水。水质安全评价体系中，使用水质分类标准，大肠菌群及肉眼可见物来反应水质情况。计算数据来自实地考察取水后检验报告。

（2）水资源保障。水资源类指标反映的是饮用水源的量。由于第二和第三方案工程位于它市，故根据实际情况，确定水资源总量、对第三者取水影响及水量自主调控能力三个指标为作为评价因子。

（3）工程经济性。一个方案是否得以实施很大程度上取决于工程造价，工程占地过多会对当地生态环境造成破坏，房屋拆迁与移民会影响当地居民的正常生活。

2.2评价权重

在参考相关文献［6～7］和咨询有关专家的基础上，结合各层的影响因子对应上一层准则层指标的影响程度大小建立判断矩阵，按照AHP建模的步骤，确定每层各影响因素的权重，并检验是否具有可接受的一致性，自上而下地将单准则下的权重进行合成，并逐层进行总的判断一致性检验，对系统目标的合成权重见表1，由表1中数据计算所得CR= 0.05＜0.1，表明合成权重具有良好的一致性。

表1　目标层至指标层评价指标的权重

2.3评价标准

在评价过程中，将评价因子等级划分为很差、较差、一般、较好和很好5个等级，分别赋予0、40、60、80、100相应分值。各评价因子依据现行环境标准和技术导则的相关等级要求。对应的分值如表2所示，区间范围的具体分值可通过内插法进行计算，各方案指标值如表3所示。通过评分标准与权重的计算，得到水源地选址方案的最终分值，分值越高的方案合理性越强。计算结果如表4所示。

表2　评价因子的评分标准

表3　各方案指标值统计表

3　结　论

2个水源地方案得分为69.57、61.14、49.76，得分偏低，主要原因在于水质安全准则毒理性指标评分项中，三个方案同时能够满足其要求，为增强方案对比，故本文剔除了这一指标。

水质安全准则中方案一与方案二得分较高，表明水源地综合水质状况尚可，方案三得分较低，因库区上游有两家合法排污造纸企业，还有多家小作坊、小企业，存在工业废水污染问题。水资源保障准则中，方案二与方案三得分较低，因两方案选址在武冈市管辖范围外，审批、调度权受到严重限制。工程经济准则中，由于方案二工程投资较高，方案一存在移民拆迁问题，得分较低。

表4　选址方案综合评价表

方案一综合得分最高，本研究优先推荐方案一作为武冈市第二水源地选址方案。

参考文献

［1］郑丙辉，付青，刘琰.中国城市饮用水源地环境问题与对策［J］.环境保护，2007，381（10）：59-61.

［2］聂明华，杨毅，刘敏，等.太湖流域水源地悬浮颗粒物中的PAH、OCP和PCB［J］.中国环境科学，2011，31（8）：1347-1354.

［3］朱党生，张建永，程红光，等.城市饮用水水源地安全评价（Ⅰ）：评价指标和方法［J］.水利学报，2010，41（7）：778-785.

［4］李凤英，毕军，曲常胜，等.环境风险全过程评估与管理模式研究及应用［J］.中国环境科学，2010，30（6）：858-864.

［5］汤卫文.关于集中式供水水源的选址［J］.人民珠江，2002 （4）：11-12.

［6］杜大仲，孟宪林，马放.北方某城市河流型饮用水水源地选址方案评价研究［J］.中国环境科学，2012，（02）：359-365.

［7］金龙，李奥典.基于熵权-AHP方法的集中式饮用水水源地建设方案优选研究［J］.吉林水利，2015，（08）：1-4+31.

作者简介：郑永根（1977-），男，大学本科，工程师，从事水利工程管理和施工管理工作。

收稿日期：（2016-03-22）