江都水利樞紐綜合效益評(píng)估

徐　慧,劉　翠,樊　旭

(1.河海大學(xué)水文水資源學(xué)院,江蘇 南京　210098; 2.江都水利工程管理處,江蘇 揚(yáng)州　225200)

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江都水利樞紐綜合效益評(píng)估

徐慧1,劉翠1,樊旭2

(1.河海大學(xué)水文水資源學(xué)院,江蘇 南京210098; 2.江都水利工程管理處,江蘇 揚(yáng)州225200)

摘要：采用模糊綜合層次分析法,建立水利樞紐綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系及評(píng)估方法體系,對(duì)江都水利樞紐的綜合效益進(jìn)行評(píng)估。江都水利樞紐綜合效益評(píng)估結(jié)果為4.53,介于效益非常大和很大之間,表明其綜合效益很大。在經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)環(huán)境和社會(huì)效益三者等權(quán)重的情況下,江都水利樞紐的生態(tài)環(huán)境效益的評(píng)分值最大,其次為社會(huì)效益,經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)最低。研究結(jié)果可為江都水利樞紐的運(yùn)行、維護(hù)與管理措施的制定提供參考。

關(guān)鍵詞：江都水利樞紐;綜合效益;層次分析法;模糊綜合評(píng)價(jià)法

水利樞紐工程不僅發(fā)揮了重要的經(jīng)濟(jì)效益,也發(fā)揮了巨大的生態(tài)效益和社會(huì)效益,越來(lái)越多的研究開(kāi)始對(duì)其帶來(lái)的社會(huì)效益與生態(tài)效益進(jìn)行分析,也更加關(guān)注包括經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境和社會(huì)效益在內(nèi)的綜合效益。從目前研究成果來(lái)看,我國(guó)大型水利樞紐工程的綜合效益非常顯著。吳浩云等[1]對(duì)引江濟(jì)太工程綜合效益進(jìn)行評(píng)估后認(rèn)為,引江濟(jì)太調(diào)水在保障流域河道水位、水環(huán)境功能達(dá)標(biāo)、水資源需求滿足率、降低人體健康風(fēng)險(xiǎn)、促進(jìn)水資源綜合利用、提高人居環(huán)境舒適度、水產(chǎn)養(yǎng)殖、水廠效益、工業(yè)供水及農(nóng)業(yè)供水以及提供就業(yè)、促進(jìn)地區(qū)文化、旅游、房地產(chǎn)、航運(yùn)等均具有明顯效益,發(fā)揮了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的綜合效益。黃建文等[2]分析了常用經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法在進(jìn)行方案比選時(shí)存在的一些缺陷,針對(duì)這些缺陷,建立了水利工程項(xiàng)目綜合經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型,對(duì)水利工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效果進(jìn)行分析,并進(jìn)行了實(shí)例研究。袁汝華等[3]統(tǒng)計(jì)測(cè)算發(fā)現(xiàn),江蘇省1990—2010 年水利生態(tài)環(huán)境效益絕對(duì)值隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不斷加大,但與水利經(jīng)濟(jì)效益的相對(duì)值比較仍然很小。文獻(xiàn)[4]從生態(tài)角度構(gòu)建了水利水電工程生態(tài)效應(yīng)狀態(tài)壓力效應(yīng)(SPE)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系框架模型,綜合選取了水利水電工程的生態(tài)效應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)集,就具體評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了率定,并對(duì)瀾滄江大朝山水電站進(jìn)行實(shí)證研究。

關(guān)于水利工程綜合效益的評(píng)估研究較少,這一方面是由于水利工程建設(shè)項(xiàng)目一般是政府投資、為加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高人民生活水平的益民工程,而地方政府為了突出業(yè)績(jī),拉動(dòng)GDP增長(zhǎng),一味地強(qiáng)調(diào)水利工程的經(jīng)濟(jì)效益,忽視了其他綜合效益,影響了水利工程評(píng)價(jià)體系,使之更加偏重經(jīng)濟(jì)指標(biāo),嚴(yán)重阻礙了水利工程綜合效益評(píng)價(jià)的健康發(fā)展[5]。另一方面,是由于影響水利工程綜合效益的因素很多,是項(xiàng)目和經(jīng)濟(jì)、政治、社會(huì)、技術(shù)、生態(tài)、環(huán)境等多種因素間互相影響的結(jié)果,而這些因素沒(méi)有統(tǒng)一的衡量標(biāo)準(zhǔn),加上大型水利工程所涉及的水體及區(qū)域復(fù)雜,并且受到方法、技術(shù)、經(jīng)費(fèi)特別是基礎(chǔ)信息或數(shù)據(jù)可獲得性等的制約,加大了定量地、準(zhǔn)確地、全面地評(píng)價(jià)水利工程的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境綜合效益的難度和復(fù)雜性。這也使得在水利水電工程建成后的運(yùn)行中,由于其具有服務(wù)價(jià)值而需要得到補(bǔ)償,但構(gòu)建客觀而可行的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)非常困難[6]。水利工程帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)環(huán)境綜合效益具有綜合性,不能單純地采用定性或定量方法,筆者采用定性與定量相結(jié)合的模糊綜合評(píng)價(jià)方法,建立三級(jí)指標(biāo)體系對(duì)水利樞紐工程的綜合效益進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1評(píng)價(jià)方法

采用層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法集成而形成的模糊層次綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)水利樞紐綜合效益進(jìn)行評(píng)價(jià)。綜合效益各指標(biāo)的權(quán)重采用層次分析法來(lái)確定,各指標(biāo)的隸屬度通過(guò)模糊評(píng)價(jià)法進(jìn)行確定[7]。

a. 進(jìn)行單層次模糊綜合評(píng)價(jià)。設(shè)因素集X={x1,x2,…,xn},評(píng)語(yǔ)集V={v1,v2,…,vm}。①對(duì)X中的xi(i=1,2,…,n)作單因素評(píng)判,其中對(duì)于評(píng)價(jià)指標(biāo)值越大越好的指標(biāo),采用升半梯形分布函數(shù)來(lái)描述它們的隸屬度,對(duì)于評(píng)價(jià)指標(biāo)值越小越好的指標(biāo),采用降半梯形分布函數(shù)來(lái)描述其隸屬度。升半梯形分布函數(shù)和降半梯形分布函數(shù)如式(1)～(5)所示。

(6)

(7)

c. 將綜合效益進(jìn)行分級(jí),級(jí)別取5級(jí)(非常大,很大,一般,較小,非常小),即h=(5,4,3,2,1)T,則綜合效益的級(jí)別特征值的計(jì)算公式為

(8)

依據(jù)式(8)可知,綜合效益級(jí)別特征值越大,反映出該項(xiàng)工程的綜合效益越大,綜合效益級(jí)別特征值越小,反映出該項(xiàng)工程的綜合效益越小。

2工程概況

江蘇省江都水利樞紐工程位于揚(yáng)州市江都區(qū),地處京杭大運(yùn)河、新通揚(yáng)運(yùn)河和淮河入江尾閭芒稻河的交匯處。該工程由4座大型電力抽水站、5座大型水閘、7座中型水閘、3座船閘、2個(gè)涵洞、2條魚(yú)道以及輸變電工程、引排河道組成,是一個(gè)具有灌溉、排澇、泄洪、通航、發(fā)電、改善生態(tài)環(huán)境等綜合功能的大型水利樞紐工程。4座抽水站共裝有大型立式軸流泵機(jī)組33臺(tái)套,裝機(jī)容量 55 800 kW,設(shè)計(jì)抽水能力400 m3/s,最大抽水能力508 m3/s,是目前我國(guó)乃至遠(yuǎn)東地區(qū)規(guī)模最大的電力排灌工程。它既是江蘇省江水北調(diào)的龍頭,也是國(guó)家南水北調(diào)東線工程的源頭以及治淮工程的重要節(jié)點(diǎn)。

3江都水利樞紐工程綜合效益評(píng)估

3.1評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及指標(biāo)值

水利樞紐效益綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層。目標(biāo)層即水利樞紐綜合效益,準(zhǔn)則層即經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)環(huán)境效益、社會(huì)效益。各準(zhǔn)則層的指標(biāo)根據(jù)水利工程特點(diǎn)和相關(guān)研究成果確定[8],其中經(jīng)濟(jì)效益包括灌溉(C11)、供水(C12)、發(fā)電(C13)、航運(yùn)(C14)、防洪排澇(C15)、水產(chǎn)養(yǎng)殖(C16)、旅游(C17)、土地增值(C18)等指標(biāo);生態(tài)環(huán)境效益包括保障流域河道水位(C21)、凈化水體(C22)、沖淤保港(C23)、提高綠化覆蓋率(C24)、地下水開(kāi)采量占總用水量比率(C25)、水生生物多樣性(C26)等指標(biāo);社會(huì)效益指標(biāo)包括就業(yè)效率(C31)、促進(jìn)文化、衛(wèi)生、教育事業(yè)發(fā)展(C32)、提高當(dāng)?shù)刂?C33)、項(xiàng)目支持率與公眾參與度(C34)、提高生活質(zhì)量(C35)、防止自然災(zāi)害(C36)。社會(huì)效益指標(biāo)中,C32又包括項(xiàng)目區(qū)每千人醫(yī)生數(shù)、每千人病床數(shù)、每千人教師數(shù);C35包括項(xiàng)目區(qū)人均可支配收入、城市化率、人均全社會(huì)用電量、項(xiàng)目區(qū)的恩格爾系數(shù)。

江都水利樞紐綜合效益評(píng)價(jià)以2013年為基準(zhǔn)年,各指標(biāo)值見(jiàn)表1。數(shù)據(jù)主要來(lái)源于江都區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)、水資源公報(bào)、江都區(qū)水務(wù)局官方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及江蘇省水資源公報(bào)。

表1　江都水利樞紐綜合效益評(píng)價(jià)各指標(biāo)現(xiàn)狀值(2013年)

3.2綜合效益的評(píng)價(jià)

3.2.1權(quán)重的確定

b. 準(zhǔn)則層權(quán)重：經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)集B1=(灌溉效益,供水效益,發(fā)電效益,航運(yùn)效益,防洪排澇效益,水產(chǎn)養(yǎng)殖效益,旅游效益,土地增值效益),B1對(duì)重要性作兩兩比較得到判斷矩陣為

(9)

(10)

(11)

3.2.2隸屬度的確定

根據(jù)建立的隸屬度函數(shù)以及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的隸屬度值,進(jìn)而得到各準(zhǔn)則層隸屬度矩陣。

經(jīng)濟(jì)效益準(zhǔn)則層隸屬度矩陣:

(12)

生態(tài)效益準(zhǔn)則層隸屬度矩陣:

(13)

社會(huì)效益準(zhǔn)則層中,促進(jìn)文化、衛(wèi)生、教育事業(yè)發(fā)展指標(biāo)層矩陣:

(14)

項(xiàng)目支持率與公眾參與度指標(biāo)層矩陣:

(15)

提高生活質(zhì)量指標(biāo)層矩陣:

(16)

經(jīng)模糊計(jì)算得到社會(huì)效益準(zhǔn)則層的隸屬度矩陣:

(17)

3.2.3評(píng)價(jià)結(jié)果

3.2.3.1一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

a. 經(jīng)濟(jì)效益隸屬度向量計(jì)算結(jié)果為

(18)

經(jīng)濟(jì)效益級(jí)別特征值為

(19)

b. 生態(tài)環(huán)境效益隸屬度向量計(jì)算結(jié)果為

(20)

生態(tài)效益級(jí)別特征值為

H2=B2h=4.76

(21)

c. 社會(huì)效益隸屬度向量計(jì)算結(jié)果為

(22)

社會(huì)效益級(jí)別特征值為

(23)

3.2.3.2二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)，即綜合效益模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為

(24)

根據(jù)綜合效益分級(jí)方法,計(jì)算得到江都水利樞紐綜合效益的級(jí)別特征值為

H=W2h=4.53

(25)

4結(jié)果分析

由綜合評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)看,江都水利樞紐的綜合效益級(jí)別特征值為4.53,介于效益非常大與效益很大之間,表明江都水利樞紐的綜合效益非常大。經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)環(huán)境和社會(huì)效益3個(gè)準(zhǔn)則層綜合評(píng)價(jià)的級(jí)別特征值分別為4.22、4.76和4.60,也都介于效益非常大與效益很大之間,表明江都水利樞紐工程各單項(xiàng)效益均比較高。其中,生態(tài)環(huán)境效益的級(jí)別特征值最高,其次為社會(huì)效益,說(shuō)明江都水利樞紐的生態(tài)環(huán)境和社會(huì)效益十分顯著,最后為經(jīng)濟(jì)效益?？傮w上,無(wú)論單項(xiàng)效益還是綜合效益,江都水利樞紐都發(fā)揮了非常顯著的效益。

關(guān)于水利樞紐工程帶來(lái)的負(fù)效應(yīng),一般是可控制的,如調(diào)水水源的水質(zhì)可以通過(guò)監(jiān)測(cè)治理措施予以保證,因此,筆者對(duì)水利樞紐工程帶來(lái)的負(fù)效益不作討論。

5結(jié)論

通過(guò)采用模糊綜合層次分析法,建立了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,評(píng)估了江都水利樞紐的綜合效益,得到江都水利樞紐綜合效益評(píng)估結(jié)果為4.53,表明該水利樞紐的綜合效益非常大。經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)環(huán)境和社會(huì)效益的評(píng)估結(jié)果表明,這三者的效益均很大,并且,生態(tài)環(huán)境效益大于社會(huì)效益,社會(huì)效益大于經(jīng)濟(jì)效益。

使用模糊層次綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)水利工程進(jìn)行綜合效益評(píng)價(jià),可以避免生態(tài)和社會(huì)效益許多指標(biāo)難以量化的問(wèn)題,得到綜合效益和各類(lèi)效益的排序,分析經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益在綜合效益中的貢獻(xiàn)?？傊?采用模糊層次分析模型進(jìn)行分析可以使水利工程效益評(píng)估更全面、更科學(xué)、更符合實(shí)際,具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

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基金項(xiàng)目：江蘇省水利科技基金(2013044,2014024)

作者簡(jiǎn)介：徐慧(1969—),女,江蘇大豐人,副教授,博士,主要從事水生態(tài)及景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)研究。E-mail:njxh@hhu.edu.cn

DOI：10.3880/j.issn.1003-9511.2016.03.005

中圖分類(lèi)號(hào)：F407.9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-9511(2016)03-0016-05

(收稿日期：2015-09-20編輯：方宇彤)