康平县八家子河治理疏浚效益综合评价

李铁峰

(康平县自然资源保护与行政执法中心，辽宁 康平 110500)

0 引 言

河道属于最重要的保障粮食安全生产的基础设施，同时也是确保城乡饮水安全、防洪安全的重要条件，对提升农业综合生产能力和维护农村水环境安全等发挥着巨大作用。所以，河道疏浚工程为有效治理城乡水体环境、推动农村发展及粮食增产等提供了重要保障和有力支撑。河道治理项目存在区域性强、影响深远、投资巨大等特征，综合评价其疏浚效益可为避险决策失误及农村河道疏浚规划等提供可靠依据[1-2]。

实例表明，河道疏浚效益评价涉及河床、护岸、植物群落、水体环境等多项因子，且不同要素对评价结果的贡献率存在明显的差异，部分要素间甚至存在互不相容的作用关系，因此构建系统完善的多要素、多目标综合评价体系十分必要。针对多要素综合复杂问题的评价，以解决不相容问题为核心的物元分析理论具有较强的实用性和可靠性，因此考虑选用该方法评价八家子河治理工程的疏浚效益[3-6]。

1 综合评判物元模型

1.1 物元基本概念

物元分析法较其它方法具有运算量少、可靠性高、操作简单等优点，能够比较全面、系统的体现参评对象的实际状况，运用简单的数学模型可实现不相容复杂问题质与量的转化，较为客观准确的评定河道治理疏浚效益。

关于特征C给定事物N的量值为ν，则用于描述事物基本元的有序三元组可表示为R=(N，C，v)，其中物元三要素为事物的量值、特征和名称，R即为物元。若以n个序列量值v1、v2、…、vn及其对应的特征C1、C2、…、Cn描述事物N，则其表达式为：

(1)

该条件下物元R存在n个维度，矩阵中对应的Ri为子物元，其中i=1、2、…、n。

1.2 经典域与节域物元

根据河道疏浚治理目标要求及项目建设实际情况，将待评对象的疏浚效益划分为j个评价等级Nj，不同指标Cj对应于每个等级的取值区间不同；设定Cj的量值区间为Xji=，其中i=1、2、…、n，则经典域Rj为参评要素Cj隶属于类别Nj数值范围，即：

(2)

设河道治理疏浚效益评价等级的全体为N，由此构造治理效益节域物元Rn，其对应的数值区间为扩大的XNi=，表达形式为：

(3)

1.3 待评价物元

依据河道治理竣工验收报告和所监测的相关数据资料，对待评事物构造评价物元R0，即：

(4)

式中：P0为河道治理待评对象；v1、v2、…、vn为参评要素C1、C2、…、Cn关于评价对象P0的具体数值，即描述河道治理特征的量值。

1.4 各等级关联度

根据关联函数求解的量值反映待评物元隶属于实轴上某一点的程度，对此可利用具体的函数值定量描述各参评要素间的不相容关系，河道治理疏浚效益的各评价要素关联度Kj(vi)利用下式确定：

Kj(vi)=

(5)

其中：

然后对各评价因子权系数λ1、λ2、…、λ2n利用层次分析法求解，将关联函数值和权重值输入以下公式获取最终的评价等级Nj，即：

(6)

1.5 待评价事物等级

在Kj0(P)=maxKj(P);j∈1，2，…，m的条件下，若关联函数值0≤Kj(P)<1，则代表河道治理疏浚效益可以达到标准要求，其值越大则接近标准的程度越高；若关联函数值-1

2 实例应用

2.1 河道现状分析

八家子河属于辽河一级支流，是位于康平县境内的一条人工河道。该河发源于辽蒙边界的小城子镇李孤店屯，沿西北至东南方向径流至康平县郝官屯镇三河下拉出口后汇入辽河，河长32.0km，控制面积511.10km2，河道平均比降0.57‰。八家子河担负康平县三分之一的排水量，由于多年没有得到治理使得河道淤积严重。河道上游鱼鱼河水夹沙严重，造成河道淤积，下游因造纸厂、康平铝厂、糖厂、酒厂等厂矿废水大量排入河道，造成废渣、粉尘等污物沉淀淤积，河道现状排涝能力及防洪能力不足十年。因此，为确保当地交通与沿河居民安全以及促进工、农业发展，有必要在现有工程基础上重点整治八家子河段，从而为推动康平县经济发展和提升防洪抗灾能力提供重要保障[7-9]。

根据八家子河现状堤防轴线及河道宽度，按照堤肩宽度不扩大、原堤线不同的原则，在原堤防线的基础上重新规划八家子河堤线，为保证防洪安全对堤防作加高培厚处理，对河道内垃圾、阻水建筑等障碍物清除，确定该治理范围内的八家子河防洪标准为10年一遇[10-11]。文章从河道功能、水环境和主体结构3个方面选择20项疏浚效益评价因子，然后对各指标权重利用层次分析法求解，如表1所示。

表1 河道疏浚效益评价体系及其权重系数

2.2 经典域和节域

当前，还未形成普遍适用的用于设定物元模型中参数值的方法与标准，且针对不同的河道治理工程选取的评价因子往往存在较大差异，其原因为不同地区的河道治理标准不同，且评价标准易受当地经济、条件及城市发展等条件限制；另外，现有评价体系通常存在明显的区域性，参评因子的可移植性较差，因此有必要确定适合康平县地区的评价标准。文章结合水生态文明建设相关要求、生态城市发展规划和河道水安全评价等级，将河道疏浚效益评价划分为3个等级，从而构造康平县河道治理疏浚效益各等级的经典域R01、R02、R03和节域RN，如表2所示。

2.3 待评物元关联度

设待评物元为康平县八家子河治理工程实施前后的实测数据，建设项目的疏浚效益评价等级的关联度利用公式(5)求解，如表3所示。针对不同评价等级各参评因子均存在一个非负关联度，其数值大小体现了隶属于该评价等级的程度。

表2 河道治理疏浚效益各等级经典域和节域

2.4 结果分析

根据河道治理疏浚效益各等级关联度和参评因子的权系数，运用文中公式(6)获取八家子河治理前后的疏浚效益综合评价值如表4所示。

表3 河道治理前后的各等级关联度

续表3 河道治理前后的各等级关联度

表4 八家子河治理工程疏浚效益综合评价

从表4可知，河道治理工程的实施将八家子河疏浚效益从3级提升至2级，建设项目在很大程度上改善了水体环境和沿河两岸的生态环境，对控制河中有害物质含量和河道淤积问题发挥着巨大作用。另外，项目的实施大大增强了八家子河的抗旱抗灾和调节蓄水能力，有效解决了农业粮食生产易受内涝灾害的影响问题，对农民增收创收、推动当地农业经济发展等具有重要意义，建设项目的社会效益显著[12]。

3 结 论

强降雨等极端气候的出现使得河道内涝、洪水等灾害频繁发生，河道疏浚治理为解决以上问题的重要措施。文章结合八家子河治理工况和防洪标准要求，从河道功能、环境与主体等方面选择20项评价因子，运用物元模型综合评价了河道治理疏浚效益，结果发现：项目的实施将河疏浚效益从3级提升至2级，在很大程度上改善了水体环境和沿河两岸的生态环境，对控制河中有害物质含量和河道淤积问题发挥着重要作用。另外，河道治理技术的快速发展对宜居环境和河道景观设计提出了更高的要求，为满足人们对宜居环境、人文景观的近水和亲水要求，建设人与自然和谐的生态型河流成为未来的发展方向。