康平縣八家子河治理疏浚效益綜合評價

李鐵峰

(康平縣自然資源保護(hù)與行政執(zhí)法中心，遼寧 康平 110500)

0 引 言

河道屬于最重要的保障糧食安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)設(shè)施，同時也是確保城鄉(xiāng)飲水安全、防洪安全的重要條件，對提升農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力和維護(hù)農(nóng)村水環(huán)境安全等發(fā)揮著巨大作用。所以，河道疏浚工程為有效治理城鄉(xiāng)水體環(huán)境、推動農(nóng)村發(fā)展及糧食增產(chǎn)等提供了重要保障和有力支撐。河道治理項(xiàng)目存在區(qū)域性強(qiáng)、影響深遠(yuǎn)、投資巨大等特征，綜合評價其疏浚效益可為避險決策失誤及農(nóng)村河道疏浚規(guī)劃等提供可靠依據(jù)[1-2]。

實(shí)例表明，河道疏浚效益評價涉及河床、護(hù)岸、植物群落、水體環(huán)境等多項(xiàng)因子，且不同要素對評價結(jié)果的貢獻(xiàn)率存在明顯的差異，部分要素間甚至存在互不相容的作用關(guān)系，因此構(gòu)建系統(tǒng)完善的多要素、多目標(biāo)綜合評價體系十分必要。針對多要素綜合復(fù)雜問題的評價，以解決不相容問題為核心的物元分析理論具有較強(qiáng)的實(shí)用性和可靠性，因此考慮選用該方法評價八家子河治理工程的疏浚效益[3-6]。

1 綜合評判物元模型

1.1 物元基本概念

物元分析法較其它方法具有運(yùn)算量少、可靠性高、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，能夠比較全面、系統(tǒng)的體現(xiàn)參評對象的實(shí)際狀況，運(yùn)用簡單的數(shù)學(xué)模型可實(shí)現(xiàn)不相容復(fù)雜問題質(zhì)與量的轉(zhuǎn)化，較為客觀準(zhǔn)確的評定河道治理疏浚效益。

關(guān)于特征C給定事物N的量值為ν，則用于描述事物基本元的有序三元組可表示為R=(N，C，v)，其中物元三要素為事物的量值、特征和名稱，R即為物元。若以n個序列量值v1、v2、…、vn及其對應(yīng)的特征C1、C2、…、Cn描述事物N，則其表達(dá)式為：

(1)

該條件下物元R存在n個維度，矩陣中對應(yīng)的Ri為子物元，其中i=1、2、…、n。

1.2 經(jīng)典域與節(jié)域物元

根據(jù)河道疏浚治理目標(biāo)要求及項(xiàng)目建設(shè)實(shí)際情況，將待評對象的疏浚效益劃分為j個評價等級Nj，不同指標(biāo)Cj對應(yīng)于每個等級的取值區(qū)間不同；設(shè)定Cj的量值區(qū)間為Xji=，其中i=1、2、…、n，則經(jīng)典域Rj為參評要素Cj隸屬于類別Nj數(shù)值范圍，即：

(2)

設(shè)河道治理疏浚效益評價等級的全體為N，由此構(gòu)造治理效益節(jié)域物元Rn，其對應(yīng)的數(shù)值區(qū)間為擴(kuò)大的XNi=，表達(dá)形式為：

(3)

1.3 待評價物元

依據(jù)河道治理竣工驗(yàn)收報告和所監(jiān)測的相關(guān)數(shù)據(jù)資料，對待評事物構(gòu)造評價物元R0，即：

(4)

式中：P0為河道治理待評對象；v1、v2、…、vn為參評要素C1、C2、…、Cn關(guān)于評價對象P0的具體數(shù)值，即描述河道治理特征的量值。

1.4 各等級關(guān)聯(lián)度

根據(jù)關(guān)聯(lián)函數(shù)求解的量值反映待評物元隸屬于實(shí)軸上某一點(diǎn)的程度，對此可利用具體的函數(shù)值定量描述各參評要素間的不相容關(guān)系，河道治理疏浚效益的各評價要素關(guān)聯(lián)度Kj(vi)利用下式確定：

Kj(vi)=

(5)

其中：

然后對各評價因子權(quán)系數(shù)λ1、λ2、…、λ2n利用層次分析法求解，將關(guān)聯(lián)函數(shù)值和權(quán)重值輸入以下公式獲取最終的評價等級Nj，即：

(6)

1.5 待評價事物等級

在Kj0(P)=maxKj(P);j∈1，2，…，m的條件下，若關(guān)聯(lián)函數(shù)值0≤Kj(P)<1，則代表河道治理疏浚效益可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，其值越大則接近標(biāo)準(zhǔn)的程度越高；若關(guān)聯(lián)函數(shù)值-1

2 實(shí)例應(yīng)用

2.1 河道現(xiàn)狀分析

八家子河屬于遼河一級支流，是位于康平縣境內(nèi)的一條人工河道。該河發(fā)源于遼蒙邊界的小城子鎮(zhèn)李孤店屯，沿西北至東南方向徑流至康平縣郝官屯鎮(zhèn)三河下拉出口后匯入遼河，河長32.0km，控制面積511.10km2，河道平均比降0.57‰。八家子河擔(dān)負(fù)康平縣三分之一的排水量，由于多年沒有得到治理使得河道淤積嚴(yán)重。河道上游魚魚河水夾沙嚴(yán)重，造成河道淤積，下游因造紙廠、康平鋁廠、糖廠、酒廠等廠礦廢水大量排入河道，造成廢渣、粉塵等污物沉淀淤積，河道現(xiàn)狀排澇能力及防洪能力不足十年。因此，為確保當(dāng)?shù)亟煌ㄅc沿河居民安全以及促進(jìn)工、農(nóng)業(yè)發(fā)展，有必要在現(xiàn)有工程基礎(chǔ)上重點(diǎn)整治八家子河段，從而為推動康平縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提升防洪抗災(zāi)能力提供重要保障[7-9]。

根據(jù)八家子河現(xiàn)狀堤防軸線及河道寬度，按照堤肩寬度不擴(kuò)大、原堤線不同的原則，在原堤防線的基礎(chǔ)上重新規(guī)劃八家子河堤線，為保證防洪安全對堤防作加高培厚處理，對河道內(nèi)垃圾、阻水建筑等障礙物清除，確定該治理范圍內(nèi)的八家子河防洪標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇[10-11]。文章從河道功能、水環(huán)境和主體結(jié)構(gòu)3個方面選擇20項(xiàng)疏浚效益評價因子，然后對各指標(biāo)權(quán)重利用層次分析法求解，如表1所示。

表1 河道疏浚效益評價體系及其權(quán)重系數(shù)

2.2 經(jīng)典域和節(jié)域

當(dāng)前，還未形成普遍適用的用于設(shè)定物元模型中參數(shù)值的方法與標(biāo)準(zhǔn)，且針對不同的河道治理工程選取的評價因子往往存在較大差異，其原因?yàn)椴煌貐^(qū)的河道治理標(biāo)準(zhǔn)不同，且評價標(biāo)準(zhǔn)易受當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、條件及城市發(fā)展等條件限制；另外，現(xiàn)有評價體系通常存在明顯的區(qū)域性，參評因子的可移植性較差，因此有必要確定適合康平縣地區(qū)的評價標(biāo)準(zhǔn)。文章結(jié)合水生態(tài)文明建設(shè)相關(guān)要求、生態(tài)城市發(fā)展規(guī)劃和河道水安全評價等級，將河道疏浚效益評價劃分為3個等級，從而構(gòu)造康平縣河道治理疏浚效益各等級的經(jīng)典域R01、R02、R03和節(jié)域RN，如表2所示。

2.3 待評物元關(guān)聯(lián)度

設(shè)待評物元為康平縣八家子河治理工程實(shí)施前后的實(shí)測數(shù)據(jù)，建設(shè)項(xiàng)目的疏浚效益評價等級的關(guān)聯(lián)度利用公式(5)求解，如表3所示。針對不同評價等級各參評因子均存在一個非負(fù)關(guān)聯(lián)度，其數(shù)值大小體現(xiàn)了隸屬于該評價等級的程度。

表2 河道治理疏浚效益各等級經(jīng)典域和節(jié)域

2.4 結(jié)果分析

根據(jù)河道治理疏浚效益各等級關(guān)聯(lián)度和參評因子的權(quán)系數(shù)，運(yùn)用文中公式(6)獲取八家子河治理前后的疏浚效益綜合評價值如表4所示。

表3 河道治理前后的各等級關(guān)聯(lián)度

續(xù)表3 河道治理前后的各等級關(guān)聯(lián)度

表4 八家子河治理工程疏浚效益綜合評價

從表4可知，河道治理工程的實(shí)施將八家子河疏浚效益從3級提升至2級，建設(shè)項(xiàng)目在很大程度上改善了水體環(huán)境和沿河兩岸的生態(tài)環(huán)境，對控制河中有害物質(zhì)含量和河道淤積問題發(fā)揮著巨大作用。另外，項(xiàng)目的實(shí)施大大增強(qiáng)了八家子河的抗旱抗災(zāi)和調(diào)節(jié)蓄水能力，有效解決了農(nóng)業(yè)糧食生產(chǎn)易受內(nèi)澇災(zāi)害的影響問題，對農(nóng)民增收創(chuàng)收、推動當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等具有重要意義，建設(shè)項(xiàng)目的社會效益顯著[12]。

3 結(jié) 論

強(qiáng)降雨等極端氣候的出現(xiàn)使得河道內(nèi)澇、洪水等災(zāi)害頻繁發(fā)生，河道疏浚治理為解決以上問題的重要措施。文章結(jié)合八家子河治理工況和防洪標(biāo)準(zhǔn)要求，從河道功能、環(huán)境與主體等方面選擇20項(xiàng)評價因子，運(yùn)用物元模型綜合評價了河道治理疏浚效益，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：項(xiàng)目的實(shí)施將河疏浚效益從3級提升至2級，在很大程度上改善了水體環(huán)境和沿河兩岸的生態(tài)環(huán)境，對控制河中有害物質(zhì)含量和河道淤積問題發(fā)揮著重要作用。另外，河道治理技術(shù)的快速發(fā)展對宜居環(huán)境和河道景觀設(shè)計(jì)提出了更高的要求，為滿足人們對宜居環(huán)境、人文景觀的近水和親水要求，建設(shè)人與自然和諧的生態(tài)型河流成為未來的發(fā)展方向。