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)初期開始，人類社會(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。專門的生態(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;德爾菲法［7］(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)用德爾菲法和層次分析法相結(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 德爾菲法與層次分析法 多專家多輪咨詢系統(tǒng)被認(rèn)為是德爾菲法的本質(zhì)，它對(duì)研究對(duì)象的調(diào)查意見進(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、專家的權(quán)威級(jí)別和積極性程度，這些都被德爾菲法應(yīng)用者所考慮，并計(jì)量專家意見的集中度、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選擇咨詢專家組;②設(shè)計(jì)調(diào)查表，進(jìn)行專家組問(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)用德爾菲法與層次分析法相結(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 基于德爾菲法和層次分析法理論，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、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)，采用德爾菲法理論邀請(qǐng)專家對(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)魚類;(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)見表2。

2.3 判斷矩陣及權(quán)重計(jì)算 在基于德爾菲法理論邀請(qǐng)專家分別對(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，量化后寫成矩陣形式。評(píng)分標(biāo)度量化說(shuō)明見表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)魚類的保護(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)魚類生長(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，開展特有魚類保護(hù)研究工作，建立魚類增殖站，魚類棲息地保護(hù)等措施保護(hù)魚類的生長(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。文章基于德爾菲法和層次分析法理論綜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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