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。河道治理項目存在區(qū)域性強、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的實用性和可靠性，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算量少、可靠性高、操作簡單等優(yōu)點，能夠比較全面、系統(tǒng)的體現(xiàn)參評對象的實際狀況，運用簡單的數(shù)學(xué)模型可實現(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)要求及項目建設(shè)實際情況，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軸上某一點的程度，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，其原因為不同地區(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施前后的實測數(shù)據(jù)，建設(shè)項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，河道治理工程的實施將八家子河疏浚效益從3級提升至2級，建設(shè)項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，項目的實施大大增強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)項目的社會效益顯著[12]。

3 結(jié) 論

強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項評價因子，運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)：項目的實施將河疏浚效益從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。