綜合評(píng)判法在濱州市水生態(tài)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

李鵬，王興霞，王愛(ài)芹

（1.濱州市水利局，山東濱州256600；2.山東省水利科學(xué)研究院，山東省水資源與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東濟(jì)南250014）

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綜合評(píng)判法在濱州市水生態(tài)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

李鵬1，王興霞1，王愛(ài)芹2

（1.濱州市水利局，山東濱州256600；2.山東省水利科學(xué)研究院，山東省水資源與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東濟(jì)南250014）

根據(jù)濱州市水資源現(xiàn)狀，構(gòu)建了濱州市水生態(tài)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，應(yīng)用多級(jí)模糊綜合評(píng)判法對(duì)濱州市水生態(tài)現(xiàn)狀進(jìn)行了評(píng)價(jià)，根據(jù)最大隸屬度原則，確定濱州市水生態(tài)環(huán)境的評(píng)價(jià)等級(jí)，提出濱州市目前面臨的水生態(tài)問(wèn)題，為濱州市水生態(tài)文明建設(shè)提供了依據(jù)。

濱州市；水生態(tài)系統(tǒng)；多級(jí)模糊評(píng)判法；水生態(tài)評(píng)價(jià)

2014年6月濱州市被水利部列為全國(guó)水生態(tài)文明建設(shè)試點(diǎn)市，為此，需了解濱州市水生態(tài)現(xiàn)狀，建立水生態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。水生態(tài)指標(biāo)的選擇既要反映水生態(tài)自然屬性，又要考慮水生態(tài)的服務(wù)功能，所選指標(biāo)應(yīng)要遵循共性、層次性、科學(xué)性、可操作性以及代表性等原則。本文立足濱州市實(shí)際，結(jié)合山東省出臺(tái)的水生態(tài)文明建設(shè)的地方標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮各方面影響因素，建立濱州市水生態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，目標(biāo)層A綜合反映濱州市水生態(tài)現(xiàn)狀；領(lǐng)域?qū)覤反映水生態(tài)狀況的影響因素，由水資源指標(biāo)系統(tǒng)（B1）、水生態(tài)環(huán)境指標(biāo)系統(tǒng)（B2）、水景觀指標(biāo)系統(tǒng)（B3）和水管理指標(biāo)系統(tǒng)（B4）組成；準(zhǔn)則層C進(jìn)一步反映領(lǐng)域?qū)覤所涵蓋的影響指標(biāo)子系統(tǒng)，共有9個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成；指標(biāo)層D結(jié)合濱州市實(shí)際情況，選取30個(gè)反映準(zhǔn)則層C的指標(biāo)構(gòu)成。

1　水生態(tài)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

生態(tài)狀況的評(píng)價(jià)需要依據(jù)一定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。在綜合考慮國(guó)內(nèi)外水生態(tài)評(píng)價(jià)研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際調(diào)查濱州市實(shí)際情況，對(duì)可量化指標(biāo)的賦分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了量化，不可量化指標(biāo)根據(jù)建設(shè)目標(biāo)對(duì)賦分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了界定。將濱州市水生態(tài)狀況分為優(yōu)、良、中等、差、劣5個(gè)等級(jí)。

2　AHP-多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)模型

本文采用多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)濱州市水生態(tài)現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，指標(biāo)權(quán)重對(duì)于評(píng)價(jià)結(jié)果影響較大，本文采用層次分析法（AHP）計(jì)算權(quán)重。

多級(jí)模糊綜合評(píng)判方法應(yīng)用模糊變換原理和極大隸屬度原則，考慮與被評(píng)價(jià)事物相關(guān)的多個(gè)因素，從而做出綜合評(píng)價(jià)，由于多因素、多層次對(duì)事物進(jìn)行綜合評(píng)判，從而較全面地反映出了某一事物優(yōu)劣，評(píng)價(jià)效果較好。

對(duì)因個(gè)數(shù)較多的綜合評(píng)判問(wèn)題，常采取二級(jí)、三級(jí)等多級(jí)綜合評(píng)判方法來(lái)解決，在這里，對(duì)二級(jí)模糊綜合評(píng)判的步驟和方法說(shuō)明如下，以此類推，從而得出三級(jí)以及多級(jí)綜合評(píng)判。

評(píng)價(jià)步驟如下：

1）將因素集U中的因素，按某些共性集中為若干子集，此處i=1，2，ui1，ui2，…，uin均為U的因素（或指標(biāo)）），使得i=1，2，...，k，ui1，ui2，...，uin均為U的因素（或指標(biāo)）），使得

2）選擇評(píng)價(jià)集V=｛v1，v2，...，vm｝，此處，vj（j= 1，2，…，m）表示評(píng)價(jià)的第j個(gè)等級(jí)。

3）一級(jí)評(píng)判：先對(duì)Ui中的ni個(gè)因素（或指標(biāo)）進(jìn)行單因素評(píng)判，定出每個(gè)因素對(duì)于各評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度。無(wú)論用什么方法進(jìn)行單因素評(píng)判，都是要給出從U到V的一個(gè)模糊映射。

f：U→T（V）

則由模糊映射f可誘導(dǎo)出模糊關(guān)系Rf∈T（U×V），即Rf（ui，uj）=f（ui）（uj）=rij

因此，根據(jù)以上的映射關(guān)系，得到由ui中各個(gè)因素的單因素評(píng)判所組成的單因素評(píng)判矩陣Rf，Rf可由模糊矩陣R表示：

稱R為單因素評(píng)判矩陣。

其中R中第i行Ri反映的是被評(píng)價(jià)對(duì)象的第i個(gè)因素（指標(biāo)）對(duì)于評(píng)價(jià)集中各等級(jí)的隸屬度；第j列反映的是被評(píng)價(jià)對(duì)象的各個(gè)因素分別取評(píng)價(jià)集中第j個(gè)等級(jí)的程度。

確定Ui中的ni個(gè)因素（或指標(biāo)）的權(quán)重Ai=（a1i，a2i，...，ani），其中Σani=1，然后，對(duì)Ui進(jìn)行模糊綜合評(píng)判：作模糊變換

f：T（U）→T（V），A→f（A）=A°R=B∈T（V）

此處“°”表示廣義的合成運(yùn)算，B=（b1，b2，...，bm）就是對(duì)事物的模糊綜合評(píng)判。

4）對(duì)U代表的事物進(jìn)行綜合評(píng)判（二級(jí)評(píng)判）。由B1，B2，...，Bk可得U=｛u1，u2，...，uk｝的單因素評(píng)判矩陣為：若u1，u2，...，uk的權(quán)重向量為A=（a1，a2，…，ak），則對(duì)U代表事物的綜合評(píng)判為

B=A°R=（b1，b2，…，bm）

仿照二級(jí)綜合評(píng)判法，對(duì)因素更多的復(fù)雜事物，可用三級(jí)或多級(jí)綜合評(píng)判法進(jìn)行綜合評(píng)判。

5）根據(jù)綜合評(píng)判結(jié)果，作出對(duì)事物的綜合評(píng)判結(jié)論。

首先，將b1，b2，…，bm歸一化得：

然后，根據(jù)實(shí)際情況采用以下兩種方法相結(jié)合的辦法對(duì)模糊綜合評(píng)判結(jié)果作評(píng)判結(jié)論。

（1）最大隸屬度法：若b＇k=max（b＇1，b＇2，…，b＇m），則可判定對(duì)此事物的評(píng)價(jià)為Vk。

（2）模糊分布法：即把B=（b1，b2，…，bm）作為對(duì)此事物綜合評(píng)判的結(jié)果，這種結(jié)果具體反映了此事物對(duì)于各個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)隸屬度的分布狀況，使人們對(duì)此事物的等級(jí)有了一個(gè)全面的了解。據(jù)此，人們便于某種決斷或處理。

3　評(píng)價(jià)結(jié)果

利用上述模型，根據(jù)濱州市2013年的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)對(duì)濱州市的水生態(tài)現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果如表1。

表1　濱州市水生態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)法中的最大隸屬度原則，濱州市水生態(tài)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)結(jié)果為中等。

通過(guò)水生態(tài)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)可以看出，雖然濱州水生態(tài)建設(shè)取得了一定成效，但仍存在水土資源開(kāi)發(fā)不協(xié)調(diào)，客水資源利用量大，陸域水體污染嚴(yán)重，威脅近海生態(tài)與養(yǎng)殖，水網(wǎng)區(qū)河流渠道化，水資源優(yōu)化調(diào)配缺乏，近海灘涂開(kāi)發(fā)過(guò)度，曬鹽增加灘涂含鹽量，城市水系水循環(huán)差，水生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育不良等水生態(tài)問(wèn)題。

為進(jìn)一步提高濱州市的生態(tài)文明程度，改善濱州市的水生態(tài)環(huán)境，應(yīng)優(yōu)先保護(hù)北部河口近海岸海域天然咸淡水系統(tǒng)的自然屬性，保障黃河干流廊道的生態(tài)功能和供水功能，重點(diǎn)打造防潮排澇安全、水環(huán)境生態(tài)健康、水土開(kāi)發(fā)有度、水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)繁榮、水資源管理高效的水生態(tài)格局。

［1］黃茁.水生態(tài)文明建設(shè)的指標(biāo)體系探討［J］.中國(guó)水利，2013，特別關(guān)注_水生態(tài)文明論壇：17-19.

［2］山東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.山東省水生態(tài)文明城市評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［R］.濟(jì)南：山東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，2012.

［3］鄧雪，李家銘，曾浩健，陳俊羊，趙俊峰.層次分析法權(quán)重計(jì)算方法分析及其應(yīng)用研究［J］.數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2012，42（7）：99-99.

［4］李昭，花向紅.多級(jí)模糊綜合評(píng)判算法的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用［J］.地理空間信息，2008，6（6）：94-96.基金項(xiàng)目：水利部公益項(xiàng)目（201401003）；濱州市2015年度科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)：2015ZC0112）；水利部公益推廣項(xiàng)目（TG1407）。

（責(zé)任編輯趙其芬）

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1009-6159（2016）-07-0030-02

2016-02-28

李鵬（1981—），男，工程師