基于层次分析法的青岛市大沽河健康生命体系研究

赵选红，孙琳，高凤，彭辉，方运海

（1.青岛市园林和林业综合服务中心，山东 青岛 266000；2.青岛市建设工程施工图设计审查有限公司，山东 青岛 266000；3.青岛市崂山区农业农村局，山东 青岛 266000；4.中国海洋大学，山东 青岛 266000）

1 概述

大沽河是胶东半岛最大的河流，辖区内流域面积4781km2。2014 年大沽河综合治理工程全线竣工，在防洪减灾、生态景观、促进城市发展等方面发挥了巨大效益。大沽河是贯穿青岛南北的重要生态链条，开展大沽河健康生命体系研究，摸清治理后大沽河生态系统现状，对于大沽河可持续发展和进行科学管理具有重要的意义。

2 体系构建和评价成果

2.1 评价分区划分

合理划分评价分区是开展河流健康生命研究的基础。大沽河在青岛市境内长度137km，河道由北向南纵穿整个青岛市，跨越山区、丘陵、平原及滨海滩地等多种地貌，沿途河流水文特征、河床及河滨带形态、水质状况、水生生物特征以及流域经济社会发展特征又具有差异性。本次研究充分考虑以上影响因素，将大沽河流域健康评价划分为23 个评价分区，其中，大沽河干流划分7 个评价分区，8条主要支流划分为8 个评价分区，8 个大中型水库划分为8 个评价分区。

2.2 指标体系构建

笔者通过研究国内主要河流健康评价的多个实例，参考水利部水资源司《河流健康评估指标、标准与方法》（试点工作用1.0 版）、《湖泊健康评估指标、标准与方法》（试点工作用1.0 版）、原环保部自然生态保护司《流域健康生命评估技术指南》、水利部《河湖生态保护与修复规划导则》（SL709—2015）以及山东省水利厅《山东省生态河道评价标准》（DB37/T3081—2017）等多个指南和标准，根据青岛市大沽河流域的水生态现状，最终确定1 个目标层、5 个准则层，河流评价分区选取17 个指标、水库评价分区选取16 个指标，采用综合指标法构建大沽河健康生命评价指标模型。

2.3 评价方法确定

可变模糊集理论通过标准区间划分评价等级，并运用相对隶属函数确定评价指标与评价等级间的隶属关系，可以用来解决具有模糊性、不确定性的评价问题。相较于传统的模糊数学法，可变模糊集方法提高了评价结果的可靠性。目前，该方法已广泛应用在工程评价领域。在健康生命评价过程中，评价标准、指标实值均是客观存在的模糊事物，因此，对大沽河流域开展健康生命评价，是一种模糊评价，采用可变模糊集方法是适合的。

在利用可变模糊集理论构建评价模型时，需要对评价指标进行赋权。本次研究采用改进的三标度法（Three-Markedextended Process，简称TMEP 法），可以有效改进传统三标度法一致性检验效果不好和计算量偏大的不足。研究人员通过向各专业专家发放权重调查表，让业内专家对各项指标进行两两对比，得到指标间的两两比较判断矩阵并加和平均进行归一化处理，最终确定出大沽河健康生命评价指标体系各指标的权重，如表1、表2 所示。

表1 大沽河健康生命评价指标体系河流评价分区权重表

表2 大沽河健康生命评价指标体系水库评价分区权重表

2.4 综合评价成果

研究人员针对大沽河健康生命评价指标体系模型确定的17 个河流指标和16 个水库指标开展了为期一年的现状调查。其中，外业调查主要包括水质监测、生物监测和植被调查三部分，内业调查主要内容包括长系列水文资料、河道物理结构、水库特征资料等。对各项河流和水库评价指标都建立了100分、75 分、50 分、25 分、10 分和0 分六档指标赋分表。将各指标的评分、权重向量矩阵和M 值构建相对隶属度矩阵，再建立模糊可变评价模型，对指标的相对隶属度矩阵和权重向量进行复合运算，得到各评价分区目标层对5 个等级的综合隶属度向量，并利用级别特征值公式计算各评价分区的级别特征值H。依据表3 对特征值H 进行划分，最终确定各评价分区的评价等级，见表3。

表3 大沽河生态健康评价等级表

经评价分析计算，大沽河流域河流级别特征值H=2.569，综合评价等级为III 类，属亚健康型；水库级别特征值H=1.925，综合评价等级为Ⅱ类，属健康型。

3 结论

大沽河是青岛市最大、最重要的水源地和生态保护区，大沽河流域的健康与青岛经济社会的发展密切相关，也直接影响到整个青岛市生态系统的健康。本次大沽河流域健康生命指标体系的建立，是青岛市首次针对境内河流的健康评价，通过可变模糊集的评价方法、改进的三标度指标权重确定和大量的基础资料调查收集，取得了科学、可信、可靠的评价结果，对于加强流域生态环境保护，维护流域生态系统健康，促进经济社会可持续发展都具有重要的意义