基于AHP层次分析法的汤旺河汤原段示范河湖评价

李 栋，王立权，李铁男，苏 玥

(1.黑龙江大学 水利电力学院，哈尔滨 150080； 2.黑龙江省水利科学研究院，哈尔滨 150080)

为贯彻落实水利部部署，黑龙江省启动省级示范河湖创建工作。2020年3月，黑龙江省河湖长制办公室印发《关于开展示范河湖创建工作的通知》，经过市(地)级推荐和省级遴选，汤旺河汤原县段入选。本文选用层次分析法(AHP)，全面构建汤旺河示范河湖评价体系，并对汤旺河汤原段的开发进行定量评价，为政府决策和相关部门进行河长制设计、创建示范河湖提供一定的参考和科学依据。

1 研究区概况

汤旺河汤原县境内全段建设示范河湖，起点为伊春与汤原交界处，终点位于汤旺河入松花江河口处(图1)，示范段河道中心线全长 41.8 km，流经香兰镇、汤原镇、竹帘镇3个乡镇和1个林场。河段特点为水系发育，支流较多，河道弯曲系数约1.82，平均比降约1/1 400，河谷开阔，河道平均宽度230 m，入河口处宽达360 m，是辽阔的冲击平原。

图1 汤旺河汤原示范河段示意图

2 研究方法

示范河湖评价涉及责任体系、制度体系、基础工作、河湖管理、水域岸线、河湖管护和创新举措七大方面。为了更清晰、直观地从各个方面对示范河湖建设进行评价和分析，本文采用层次分析法(AHP)进行评价。

2.1 构建层次分析模型

仔细分析逻辑关系后，将示范河湖评价的基本事件归类为目标层、准则层、指标层，从而建立层次分析模型[2]。

2.2 影响因素权重计算

影响因素权重计算过程如下：

1) 构造判断矩阵。判断矩阵是对于每一个层次中两两元素比较而言的，即为找出一个指定的因素，将它与该层内其他指标进行两两比较；根据实际情况，对其比较结果进行合理的赋值，将该层次内每一个指标两两比较赋值完成后就可得到一个正负反判矩阵，该矩阵表示各指标的重要性比值分布。

2) 其中，Bij表示准则与准则相对于目标的重要性比例标度。目前，被广泛使用的是1-9标度法[3]，详细含义见表1。

表1 正负反判矩阵1-9标度

3) 计算因素的相对权重。必须要得到各层次所有指标的相对权重才能反映出各个指标的重要性程度，只得到判断矩阵是不够的。于是首先要对判断矩阵进行归一化处理，本文应用算术平均法求得权重[4]。数据处理方面利用Matlab来求解。

4) 一致性检验。在构建正负反判矩阵时，由于人们意识的主观性影响和系统本身的复杂性，在比较这两个指标时，不可能达到判断的完全一致性。这通常会导致较大的误差，因此需要测试判断矩阵的一致性。测试过程如下：

(1)

式中：n为判断矩阵的阶数；λmax为最大特征值。

需要引入平均随机一致性指标RI来衡量和计算是否有偏差，并通过式(2)计算CR是否小于0.1。若小于0.1，则认为判断矩阵的一致性能够经受住检验。

(2)

RI取值详见表2。

表2 RI取值

3 层次分析法在示范河湖评价中的应用

3.1 层次模型的构建

按照层次模型与示范河湖评价指标的要求，构建示范河湖评价模型，分为目标层、准则层、指标层，见图2。示范河湖主要从责任体系、制度体系、基础工作、河湖管理、水域岸线、河湖管护和创新举措七大方面进行评价。

图2 示范河湖评价指标层次结构

3.2 各层次中影响因素的权重计算

3.2.1 准则层

1) 构造准则层判断矩阵。公式如下：

2) 计算因素的相对权重。利用软件Matlab进行编程计算，得到准则层各因素权重为:

W=[0.129 7,0.074 5,0.217 2,0.129 7,0.078 3,0.032 43,0.046 3]。

3) 一致性检验。利用软件Matlab进行编程，由式(1)、式(2)计算得出CI=0.016；CR=0.011 8(0.011 8<0.10)；满足一致性检验要求，说明计算结果能够经受住检验。

3.2.2 指标层

整理后的计算数据见表3。

表3 A-B(B1-B7)准则层判断矩阵和各因素的权重值

按照上述方法，构造指标层判断矩阵，计算各因素权重、一致性指标CI、一致性比率CR，并对判断矩阵进行一致性检验。整理后的计算数据见表4-表10。

表4 B1-C(C1-C5) 指标层判断矩阵和各因素的权重值

表5 B2-C(C6-C8)指标层判断矩阵和各因素的权重值

表6 B3-C(C9-C13)指标层判断矩阵和各因素的权重值

表7 B4-C(C14-C18)指标层判断矩阵和各因素的权重值

表8 B5-C(C19-C23)指标层判断矩阵和各因素的权重值

表9 B6-C(C24-C28)指标层判断矩阵和各因素的权重值

表10 B7-C(C29-C30)指标层判断矩阵和各因素的权重值

4 汤旺河汤原段示范河湖评价

汤旺河汤原段示范河湖建设以“防汛安澜河、生态健康河、农业命脉河、文化传承河、绿水经济河”为目标定位，将水利部要求的示范河湖建设标准进一步细化、实化，从责任体系、制度体系、基础工作、管理保护、水域岸线、河湖管护、创新举措七大方面进行系统治理和综合治理。根据示范河湖评价体系，对照准则层7项指标，对汤旺河汤原段示范河湖开展评价应用。

4.1 汤原县示范河湖建设工作具体情况

4.1.1 责任体系

汤原县出台了《汤原县河长履职细则》，发布了汤原县河长巡查制度的通知，规定了各河长巡河次数，并且各级河长按要求进行巡河，河长巡河记录、巡河执行率7等佐证材料完备。汤原县发布河道管理处2020年工作谋划，明晰河湖管理保护部2020年度重点工作任务分解。河湖管理保护部门年度重点工作任务逐项落实实施到位，相关佐证完备。面向群众招募民间河长并颁发聘书，各民间河长登记在册。在县内开展志愿者活动，并发布简报。出台《汤原县河长制部门联动工制度》，并协同相关责任单位，推动了汤原县河长制工作。

4.1.2 制度体系

汤原县出台河湖长会议、信息共享、信息报送、督导检查、考核、验收6项制度文件，各制度落实佐证完备。出台举报受理、河湖长巡查、工作督办、河湖管理巡查检查制度，同时发布了汤原县采砂专项整治行动联动制度、联席会议制度，各项制度落实佐证完备。与伊春市南岔县构建合作框架，建立跨区域联保联治机制，开展联保联治工作的佐证材料完备。

4.1.3 基础工作

汤旺河汤原县段完成了“一河(湖)一档”的建立，且信息完备。“一河(湖)一策”方案(2021-2023年)编制完成，且通过技术审查并签发。公示牌内容规范，标明河湖(长)职责或任务、河湖概况、管护目标、河湖长姓名、河湖长职务、联系或监督举报电话等内容，公示牌信息更新及时，监督举报电话正确、畅通。完成了汤旺河管理范围划界，编制完成了河湖管理划界报告，并通过技术审查意见。编制完成岸线保护利用规划报告，通过专家审查意见。编制完成采砂规划报告，通过专家审查。

4.1.4 河湖管理

汤原县按时限完成了“一河一策”方案任务清单。汤原县河湖长召开专题会议协调解决重大问题，持续开展河湖“清四乱”、水污染防治专项行动。编写保洁手册，规范河湖管护工作；各乡镇设立公益岗位，支付年度经费 127.8 万元。汤原县各乡镇巡河人员名单及其护河员工作照片等作证材料完备。汤旺河汤原段具有完善的河湖监测体系，设立国控监测断面 1 处，重点地区配备摄像头，能定期掌握检查水量、水质、水环境，水质监测及信息平台等佐证材料完备。

4.1.5 水域岸线

汤原县发布划界公告，示范河湖建设期间，共埋设界桩共 170 个。汤原县发布关于印发《汤原县公安局与汤原县水务局涉水领域联合执法联动机制》的通知和汤原县推行河长制工作领导小组关于印发《水政执法与河道巡河员联动机制工作方案》的通知，并开展“亮剑护河”实施方案。示范河段内设置明显河湖警示标志、示范河湖宣传牌和重点区域设置围栏。汤原县严格按照《黑龙江省水利工程管理条例》《堤防工程养护修理规程》(SL 595-2013)等法规、规范，落实工程管理机构，配备专业管理人员，及时维修养护，保持工程完整，制止破坏工程设施行为。

4.1.6 河湖管护

汤原县 2020 年“清四乱”常态化销号佐证完备。汤旺河汤原县段示范段无断流情况，陶家水电站生态流量泄放计划、方案等佐证完备，划分完成水功能区，功能区内水质达标。完成入河排污口基本信息调查。完成了 2020 年农业“三减”总结的编制。河湖岸线绿化良好，河岸带乔灌草植被覆盖率 50%以上。制作河湖岸带滨水滨岸优美景观宣传片。汤原县汤旺河段重要位置和人类活动密集区设置警示标志标识，配备必要的安全救生设施，合理布置亲水便民配套设施。

4.1.7 创新举措

编制完成水量分配报告，打造水文化、水景观宣传工程，大力宣传以“引汤精神”为首的汤原特色水文化。

4.2 对汤原县示范河湖评价

根据收集和掌握的7个方面的指标数据，对层次分析法(AHP)在汤旺河汤原段示范河湖的应用进行分析和评价[5]，见表11和表12。经分析评价，汤旺河汤原段综合得分为17.667 6分(满分为18.102分)，效果显著。

表11 汤旺河汤原段示范河湖得分

对示范河湖的准则层指标和目标层指标评分按式(3)进行计算:

评分=∑Wiai

(3)

式中:Wi为各指标的权重;ai为各指标得分。

计算结果见表12。

表12 汤旺河汤原段示范河湖评价

5 结 论

本文从责任体系、制度体系、基础工作、河湖管理、水域岸线、河湖管理和创新措施七大方面分析了示范河湖的评价方法，并运用层次分析法(AHP)建立了适合汤旺河汤原段示范河湖评价的3层指标模型。汤旺河汤原段示范河湖的评价得分为17.667 6分，满分为18.102分。通过对汤原县示范河湖的考核评价结果和成果进行对比，认为评价结果真实，与实际情况相符。

评价结果表明，基于层次分析法(AHP)的评价模型具有一定的可信度。汤旺河汤原段示范河湖建设得到了有效的评价，为今后做好示范河湖评估和优化完善符合当地条件的河湖治理标准提供了科学依据，有助于建成 “河畅、水清、岸绿、景美、人和”的示范河湖。实现了“防洪保安全、优质水资源、健康水生态、宜居水环境、先进水文化”的目标，成为人民群众满意的幸福河，为全国北方河湖管理及河长制工作提供了样板[6]。