管世烽，夏振堯 ，陳 毅，胡文靜，張 倫，張琳琳，馬 鑫

(1.三峽大學(xué)三峽地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害與生態(tài)環(huán)境湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北宜昌443002;2.三峽大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院，湖北宜昌443002;3.三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院，湖北宜昌443002;4.三峽大學(xué)生物與制藥學(xué)院，湖北宜昌443002)

自20世紀(jì)初期開(kāi)始，人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的能力和強(qiáng)度急劇增加，對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響也從單一生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)展到人類(lèi)生活的整個(gè)區(qū)域，生態(tài)問(wèn)題越來(lái)越突出，區(qū)域性生態(tài)環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為許多國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素［1］。水利工程具有供水、灌溉、發(fā)電、防洪等功能，既有經(jīng)濟(jì)效益，又有改善生態(tài)環(huán)境的意義。但水利工程也會(huì)產(chǎn)生一些如水土流失等生態(tài)環(huán)境方面的不利影響。水利工程引起的自然環(huán)境問(wèn)題和生態(tài)環(huán)境問(wèn)題是制約水利工程建設(shè)的重要因素，將生態(tài)環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益結(jié)合起來(lái)作為水利工程建設(shè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)是水利工程建設(shè)與生態(tài)建設(shè)相互關(guān)系研究的重點(diǎn)［2～6］。環(huán)境影響評(píng)價(jià)是水利工程投建評(píng)估報(bào)告的重要內(nèi)容之一。專(zhuān)門(mén)的生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法國(guó)內(nèi)研究得不多，目前還處于探索與發(fā)展階段;德?tīng)柗品ǎ?］(Delphi)具有較為嚴(yán)密和完善等特性已成為風(fēng)靡全球的權(quán)威方法，被應(yīng)用于預(yù)測(cè)和決策;層次分析法［8］(AHP)適合處理復(fù)雜性問(wèn)題。該方法從整體出發(fā)，進(jìn)行定性與定量分析相結(jié)合的、自上而下的綜合集成的決策認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)，是目前最常見(jiàn)的評(píng)價(jià)方法。

因此，該文以黔中水利樞紐工程影響生態(tài)環(huán)境區(qū)域?yàn)槔?，運(yùn)用德?tīng)柗品ê蛯哟畏治龇ㄏ嘟Y(jié)合的方法，針對(duì)該工程影響的生態(tài)環(huán)境情況建立一套較系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)體系，為工程的決策和管理提供科學(xué)依據(jù)，推動(dòng)該區(qū)域在生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)上的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。并為類(lèi)似的水利工程項(xiàng)目的決策和管理提供方法和依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

黔中水利樞紐工程處于云貴高原中東部、長(zhǎng)江和珠江兩流域分水嶺地帶，介于三岔河中下游以南、打幫河和漣江源頭區(qū)以北、南明河以西，地形分布為東北走向的長(zhǎng)弧形區(qū)域;地處株六鐵復(fù)線(xiàn)路經(jīng)濟(jì)帶的核心部位，是貴州省城市最密集、工業(yè)基礎(chǔ)最好、人口最集中的地區(qū)。工程主要包括水源工程和灌區(qū)工程;水源工程包括大壩、泄洪建筑物、沖沙底孔、灌溉引水隧洞、發(fā)電引水隧洞及發(fā)電廠(chǎng)房等，位于六枝特區(qū)和織金縣交界處，地處東經(jīng) 105°10'～ 105°30'、北緯26°25'～26°40'。灌區(qū)工程包括壩址 － 桂家湖的總干渠、桂家湖－革寨水庫(kù)－凱掌水庫(kù)的桂松干渠、革寨泵站、配套支渠等，灌區(qū)包括六枝北部和東部、普定南部、鎮(zhèn)寧北部、關(guān)嶺中部、西秀區(qū)中部和南部、平壩南部、長(zhǎng)順西北部，共49個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，國(guó)土面積2 553 km2，介于東經(jīng)105°20'～106°30'、北緯25°45'～26°30'之間。全區(qū)年平均降雨量為 912.3 ～1 508.2 mm，且自西向東遞減;多年平均風(fēng)速1.3～3.2 m/s，年日照時(shí)數(shù)1 174.6 ～1 804.9 h;多年平均無(wú)霜期272 ～309 d。

2 生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)體系

生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)的基本對(duì)象是生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)是利用各種技術(shù)測(cè)定和分析生態(tài)系統(tǒng)各層次對(duì)自然或人的反應(yīng)或反饋效應(yīng)的綜合表征，來(lái)判斷和評(píng)價(jià)這些干擾對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響、危害及其變化規(guī)律［9］。在水利工程項(xiàng)目開(kāi)發(fā)建設(shè)中，生態(tài)環(huán)境影響評(píng)估的基本目標(biāo)是客觀地、正確地了解生態(tài)環(huán)境對(duì)水利項(xiàng)目的反應(yīng)以及其動(dòng)態(tài)變化原因和規(guī)律。

2.1 德?tīng)柗品ㄅc層次分析法 多專(zhuān)家多輪咨詢(xún)系統(tǒng)被認(rèn)為是德?tīng)柗品ǖ谋举|(zhì)，它對(duì)研究對(duì)象的調(diào)查意見(jiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理、概括和總結(jié)，而后累次進(jìn)行信息反饋，使意見(jiàn)趨于集中后，得出調(diào)查結(jié)果。此方法成敗的關(guān)鍵是合理挑選調(diào)查對(duì)象，即參與主體的代表性、研究指標(biāo)的重要性、專(zhuān)家的權(quán)威級(jí)別和積極性程度，這些都被德?tīng)柗品☉?yīng)用者所考慮，并計(jì)量專(zhuān)家意見(jiàn)的集中度、協(xié)調(diào)系數(shù)、變異系數(shù)，以及進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。具體步驟如下:①選擇咨詢(xún)專(zhuān)家組;②設(shè)計(jì)調(diào)查表，進(jìn)行專(zhuān)家組問(wèn)卷調(diào)查;③收集調(diào)查表，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，將統(tǒng)計(jì)結(jié)果作為研究依據(jù)，進(jìn)行第二輪調(diào)查，如此往復(fù)，循環(huán)到調(diào)查數(shù)據(jù)趨于一致為止;④統(tǒng)計(jì)和整理研究數(shù)據(jù)，作為最終的調(diào)查報(bào)告。

層次分析法亦被稱(chēng)為生態(tài)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)法。該方法的基本觀點(diǎn)是系統(tǒng)論原理，根據(jù)整個(gè)脈絡(luò)具有層次性特征，將復(fù)雜問(wèn)題作為一個(gè)大系統(tǒng)來(lái)研究;通過(guò)對(duì)脈絡(luò)的多個(gè)因素分析，研究問(wèn)題被分解成為若干層次要素，再請(qǐng)專(zhuān)家對(duì)各層次的各要素進(jìn)行客觀的判斷，相應(yīng)地提交相對(duì)重要性的定量表示程度;根據(jù)它的相互作用關(guān)系構(gòu)建遞階層次數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用兩兩比較的方法，從定性到定量，確定決策方案之間的相對(duì)重要性，同時(shí)評(píng)估其評(píng)價(jià)指標(biāo)值大小，從而計(jì)算出各層次全部要素的相對(duì)重要性的權(quán)數(shù)，并給定排序;最后依據(jù)排序結(jié)果進(jìn)行計(jì)劃裁決和精選解決問(wèn)題的方案。

因此，運(yùn)用德?tīng)柗品ㄅc層次分析法相結(jié)合的方法，對(duì)水利工程建設(shè)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)被認(rèn)為是一條行之有效的途徑。充分利用專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行定性分析，并對(duì)生態(tài)環(huán)境影響定量評(píng)價(jià)，被看作是這種結(jié)合方法的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。它實(shí)現(xiàn)了對(duì)水利水電工程建設(shè)項(xiàng)目的科學(xué)有效的分析評(píng)價(jià)目標(biāo)。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定 基于德?tīng)柗品ê蛯哟畏治龇ɡ碚?，建立一個(gè)具有科學(xué)性、完備性及實(shí)用性的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。初步擬定階段、專(zhuān)家評(píng)定篩選階段和最終確定階段被看作是建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的3個(gè)階段。依據(jù)水利工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的特點(diǎn)，將可能產(chǎn)生的影響因素進(jìn)行分類(lèi)、組合，設(shè)計(jì)出囊括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層及指標(biāo)層的生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)體系框架。為了判斷水利工程建設(shè)對(duì)其受影響的各指標(biāo)的影響程度，通過(guò)理論分析、資料調(diào)查、規(guī)劃目標(biāo)和通用分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)等手段，制定出各指標(biāo)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即將各指標(biāo)分為優(yōu)、良、中、劣 4 級(jí)，并分別賦予分值為 4、3、2、1。

根據(jù)以上所述原理，運(yùn)用實(shí)地調(diào)查取樣、實(shí)地監(jiān)測(cè)指標(biāo)、類(lèi)比分析法［10－11］等方法，并在定性和定量描述各評(píng)價(jià)指標(biāo)影響程度的基礎(chǔ)上，針對(duì)黔中水利樞紐工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的特點(diǎn)，采用德?tīng)柗品ɡ碚撗?qǐng)專(zhuān)家對(duì)擬選取的生態(tài)影響評(píng)價(jià)因子進(jìn)行打分、分析和整理，最終選定了17個(gè)評(píng)價(jià)因子:(1)地形地貌;(2)森林覆蓋率;(3)維管束植物;(4)珍稀瀕危植物;(5)古樹(shù)名木;(6)淹沒(méi)區(qū)生物量/評(píng)價(jià)區(qū)生物量［12］;(7)陸棲脊椎動(dòng)物;(8)珍稀瀕危動(dòng)物;(9)魚(yú)類(lèi);(10)土著物種;(11)水體污染;(12)空氣污染;(13)噪聲污染;(14)敏感區(qū);(15)土地墾殖率［12］;(16)土壤侵蝕模數(shù);(17)人口經(jīng)濟(jì)密度。各評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分等級(jí)和評(píng)價(jià)等級(jí)及評(píng)分設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。

2.3 判斷矩陣及權(quán)重計(jì)算 在基于德?tīng)柗品ɡ碚撗?qǐng)專(zhuān)家分別對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分并分析處理的基礎(chǔ)上，根據(jù)評(píng)分結(jié)果，運(yùn)用層次分析法理論，構(gòu)建判斷矩陣，確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，并對(duì)其進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。具體步驟如下:首先，專(zhuān)家逐一對(duì)各層次上的影響因子進(jìn)行對(duì)比并評(píng)分，對(duì)照規(guī)定的標(biāo)度，量化后寫(xiě)成矩陣形式。評(píng)分標(biāo)度量化說(shuō)明見(jiàn)表1。

表1 評(píng)分標(biāo)度量化情況

其次，對(duì)列出的判斷矩陣的最大特征根λmax及特征向量進(jìn)行排序計(jì)算，并對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一次性檢驗(yàn)，判斷層次分析結(jié)果是否合理。

以下方法是最大特征根和一次性檢驗(yàn)的計(jì)算方法。

(1)通過(guò)計(jì)算最大特征根及最大特征根所對(duì)應(yīng)的特征向量 W 使得，An·nW=λmaxW

式中:An·n為n·n階互反性判斷矩陣。

取規(guī)范化的初始向量W0=(W01……，W0n)

計(jì)算:An·n·Wi－1=Wi直至收斂，停止計(jì)算，則

此時(shí)，計(jì)算得到排序權(quán)重W。

(2)為檢驗(yàn)矩陣的一致性，可使CI=(λmax－n)/(n－1)則矩陣隨機(jī)一致性比例CR=CI/RI

當(dāng)CR＜0.10時(shí)，則認(rèn)為判斷矩陣的一致性是可以接受的，否則應(yīng)對(duì)判斷矩陣進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整［13］。

根據(jù)上述原理和方法，針對(duì)黔中水利樞紐工程的評(píng)價(jià)指標(biāo)特征，分別進(jìn)行排序計(jì)算以及一致性檢驗(yàn);檢驗(yàn)結(jié)果表明均具有一致性。各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重計(jì)算結(jié)果如表2所示。

2.4 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果 該工程建設(shè)依據(jù)單因子評(píng)價(jià)結(jié)果，采用加權(quán)求和法對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的綜合分值計(jì)算，計(jì)算公式為:

式中:I—工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的綜合分值;n—指標(biāo)個(gè)數(shù);Wi—各指標(biāo)權(quán)重值;Li—各指標(biāo)的評(píng)分分值。

將總指數(shù)分為優(yōu)、良、中、劣4等級(jí)來(lái)判斷工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境總體影響的優(yōu)劣程度。工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響評(píng)價(jià)等級(jí)見(jiàn)表3。

根據(jù)黔中水利樞紐工程建設(shè)的基本概況及各指標(biāo)的評(píng)價(jià)分析結(jié)果，評(píng)價(jià)該工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度。計(jì)算得該工程的生態(tài)環(huán)境影響的綜合評(píng)價(jià)分值=2.18。

結(jié)果表明，該工程建設(shè)對(duì)該地區(qū)生態(tài)影響評(píng)價(jià)分值為2.18，綜合評(píng)價(jià)為良，即工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了一定程度的破壞，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)稍有變化，尚較完整，功能較好，在一般干擾下可恢復(fù)，生態(tài)問(wèn)題不顯著，災(zāi)害不大;說(shuō)明從生態(tài)環(huán)境角度看該工程的建設(shè)是可行的。

表2 黔中水利樞紐工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響綜合評(píng)價(jià)體系及指標(biāo)

表3 工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)等級(jí)

由于該項(xiàng)目的該評(píng)價(jià)分值僅有2.18，綜合評(píng)價(jià)等級(jí)接近與中等，因此在工程建設(shè)中應(yīng)采取有效措施針對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重較大的方面進(jìn)行控制和保護(hù)。比如針對(duì)魚(yú)類(lèi)的保護(hù)，可在工程施工期采用減少在河道中挖沙、取石傾倒建設(shè)垃圾、改變水流流向和加重泥沙含量等行為以減少直接對(duì)魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)繁殖、活動(dòng)等影響;可在運(yùn)行期采用科學(xué)調(diào)水運(yùn)行方式，開(kāi)展特有魚(yú)類(lèi)保護(hù)研究工作，建立魚(yú)類(lèi)增殖站，魚(yú)類(lèi)棲息地保護(hù)等措施保護(hù)魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)繁殖與活動(dòng)。

3 結(jié)論

建設(shè)后的水利工程發(fā)揮著巨大的經(jīng)濟(jì)效益，但同時(shí)也引發(fā)了許多生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，而進(jìn)行生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)和實(shí)施生態(tài)保護(hù)則成為解決這一矛盾的手段，成為水利工程項(xiàng)目是否擬建評(píng)估報(bào)告中不可缺少的一部分。文章基于德?tīng)柗品ê蛯哟畏治龇ɡ碚摼C合分析了黔中水利樞紐工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，確定了該工程的17項(xiàng)生態(tài)環(huán)境影響因子，建立了該工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的綜合評(píng)價(jià)體系，該綜合評(píng)價(jià)體系豐富了水利工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的評(píng)價(jià)方法;并采用建立的綜合評(píng)價(jià)體系對(duì)該工程進(jìn)行了綜合分析評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果為良，得到了較為合理、可靠的生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果，充分證明了該評(píng)價(jià)體系的科學(xué)性、實(shí)用性;為類(lèi)似的水利工程的建設(shè)項(xiàng)目提供了生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)方法的科學(xué)依據(jù)。

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