劉 珊,吳鳳平,石 林,王 祥1，,石 錦，王 輝

（1. 湖南省科宏大壩監(jiān)測(cè)中心有限公司,湖南 長(zhǎng)沙 410007； 2. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙 410128； 3. 湖南省水利水電科學(xué)研究院,湖南 長(zhǎng)沙 410007）

1 研究背景

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，許多環(huán)境問題暴露在我們眼前，水環(huán)境污染、水資源短缺、水生態(tài)惡化等諸多水問題出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。2019年初，水利部部長(zhǎng)鄂竟平在全國(guó)水利工作會(huì)議上指出，新時(shí)期水利發(fā)展主要體現(xiàn)在“補(bǔ)短板”和“強(qiáng)監(jiān)管”兩個(gè)方面。全面推行河長(zhǎng)制無(wú)疑是“強(qiáng)監(jiān)管”的重要環(huán)節(jié)。早在2016 年，中央印發(fā)了《關(guān)于全面推行河長(zhǎng)制的意見》，河長(zhǎng)制作為解決我國(guó)復(fù)雜水問題、維護(hù)河湖健康生命的有效舉措正式登上舞臺(tái)。河長(zhǎng)制是由各級(jí)黨政主要負(fù)責(zé)人擔(dān)任“河長(zhǎng)”，負(fù)責(zé)轄區(qū)內(nèi)河流的污染治理[1]。河長(zhǎng)制是中國(guó)獨(dú)創(chuàng)的一種河流管理制度，國(guó)外沒有“河長(zhǎng)制”的相關(guān)研究。我國(guó)學(xué)者對(duì)河長(zhǎng)制的研究主要集中河長(zhǎng)制環(huán)境法[2-3]、河道保護(hù)管理系統(tǒng)[4]、各片區(qū)河長(zhǎng)制發(fā)展經(jīng)驗(yàn)[5-8]等方面，對(duì)河流管護(hù)評(píng)價(jià)的研究較少。但國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)河流評(píng)價(jià)的研究較多，如美國(guó)的《河流地貌指數(shù)法》（HGM）[9]，澳大利亞提出的河流狀況指數(shù)（ISC）與澳大利亞河流評(píng)價(jià)系統(tǒng)（AUSRIVAS）[10～12]，英國(guó)環(huán)境署制定的河流棲息地調(diào)查方法（RHS）[13]。2005 年，國(guó)內(nèi)學(xué)者董哲仁提出河流健康的概念，認(rèn)為在河流管理過程中一旦發(fā)現(xiàn)河流低于健康工作水平，就會(huì)給管理者一種警告信息[14]，隨后，國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的學(xué)者對(duì)河流健康評(píng)價(jià)進(jìn)行研究。彭文啟構(gòu)建了包括水文水資源、河湖物理形態(tài)、水質(zhì)、水生生物及河湖社會(huì)服務(wù)功能五方面的健康評(píng)估指標(biāo)體系，提出了5 個(gè)等級(jí)的河湖健康分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，形成了系統(tǒng)的河湖健康調(diào)查評(píng)價(jià)方法，并采用該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)全國(guó)36 個(gè)河湖（庫(kù)）水體進(jìn)行了河湖健康評(píng)估[15]。林嘉瑭構(gòu)建了物元可拓模型對(duì)浙江曹娥江健康狀況進(jìn)行評(píng)估[16]。曾祥玲基于綜合指數(shù)法，對(duì)河湖流域水生態(tài)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)[17]。盡管國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)河流評(píng)價(jià)進(jìn)行了大量的研究，但大多數(shù)人僅選擇了一種評(píng)價(jià)方法進(jìn)行河流評(píng)價(jià)，用幾種評(píng)價(jià)方法對(duì)河流管護(hù)進(jìn)行系統(tǒng)性分析的較少。本文基于澧水干流管護(hù)現(xiàn)狀，借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究，本文選用層次分析法（AHP）與決策實(shí)驗(yàn)室法（DEMATEL）組合確定權(quán)重，構(gòu)建澧水干流管護(hù)考核評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，再分別計(jì)算得到基于物元可拓法和基于模糊綜合評(píng)價(jià)法的評(píng)價(jià)結(jié)果，將兩者結(jié)果對(duì)比分析，提出相關(guān)建議，以期為湖南省河流管護(hù)工作提供基礎(chǔ)理論支撐，為全國(guó)河流管護(hù)工作提供新的評(píng)價(jià)方法。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)概況

澧水位于湖南省西北部，為湖南四水之一，澧水干流跨越湘鄂兩省邊境，澧水干流流經(jīng)張家界市桑植縣、永定區(qū)、慈利縣及常德市石門縣、臨澧縣、澧縣、津市市等7 個(gè)區(qū)縣。含張家界大鯢國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，保護(hù)區(qū)實(shí)際范圍為水域，且保護(hù)區(qū)面積較大，總面積為13 101 hm2[18～19]。其中張家界市屬于國(guó)家重點(diǎn)扶持的集中連片貧困地區(qū)之一，桑植縣為國(guó)家級(jí)貧困縣。澧水流域包含3 個(gè)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，其中有張家界大鯢國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。澧水流域?yàn)楹系膸状蟊┯陞^(qū)之一，每年6、7 月多出現(xiàn)歷時(shí)短、強(qiáng)度大的暴雨。澧水干流河道總長(zhǎng)407 km，總落差1 439 m，河道平均坡度1.13‰。

2.2 河流管護(hù)考核評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

河湖管理保護(hù)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及上下游、左右岸、不同行政區(qū)域和行業(yè)[20]。湖南澧水干流管護(hù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立要充分考慮河流管護(hù)的實(shí)際需求，將河流保護(hù)、河流管理、體制機(jī)制建設(shè)情況3 個(gè)方面作為考核評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的準(zhǔn)則層，并選取了24 個(gè)典型指標(biāo)，從而建立湖南澧水干流管護(hù)考核評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（見表1），并確定了各項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（見表2）。

2.3 數(shù)據(jù)來(lái)源

澧水干流管護(hù)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《湖南省最嚴(yán)格水資源管理制度實(shí)施方案》（湘政發(fā)〔2013〕32 號(hào)）、《湖南省實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度考核辦法》（湘政辦發(fā)〔2013〕62 號(hào)）、《湖南省入河排污口監(jiān)督管理辦法》（2018 年7 月12 日修訂）、湖南省污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃（2018—2020 年）、《湖南省水利廳湖南省國(guó)土資源廳關(guān)于做好全省河湖管理范圍劃定工作的通知》（湘水發(fā)〔2018〕22 號(hào)）、湖南省總河長(zhǎng)令第5 號(hào)、湖南省《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》實(shí)施方案（2016—2020年）、湖南省污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃（2018-2020年）、湖南省農(nóng)村人居環(huán)境整治三年行動(dòng)實(shí)施方案（2018—2020 年）、《湖南省主要河流控制斷面最小流量方案報(bào)告》（2017 年12 月）、《湖南澧水石門站逐日平均流量表》、《湖南省水土保持規(guī)劃（2016～2030）》、《張家界市中央環(huán)保督查湖南張家界大鯢國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)水電項(xiàng)目整改實(shí)施方案》（張政辦函〔2018〕111號(hào)）、湖南省2017—2018 年水資源公報(bào)等，定量指標(biāo)主要是通過資料收集、實(shí)地調(diào)研考查、征詢相關(guān)專家建議得出。各指標(biāo)值及數(shù)據(jù)來(lái)源見表3。

表1 河流管護(hù)考核評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

表2 河流管護(hù)考核評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)

2.4 河流管護(hù)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定

權(quán)重是以數(shù)量形式對(duì)比、權(quán)衡被評(píng)價(jià)事物總體中各因素相對(duì)重要程度的量值，同一組指標(biāo)值，權(quán)重系數(shù)不同，得出結(jié)論不同[24]。因此，權(quán)重方法的選擇很重要。本文選用層次分析法與決策實(shí)驗(yàn)室法組合確定權(quán)重。

綜合權(quán)重確定的主要步驟如下：

1）確定關(guān)聯(lián)度

定義因素，將系統(tǒng)包含的n 個(gè)因素分別定為x1,x2,…，xn。判斷因素關(guān)系，根據(jù)不同的影響程度打出對(duì)應(yīng)分?jǐn)?shù)。根據(jù)直接影響程度評(píng)分，建立直接影響矩陣X，其中xij表示因素i 對(duì)因素j 的直接影響程度，當(dāng)i=j 時(shí)，xij取0。

標(biāo)準(zhǔn)化直接影響矩陣，得到標(biāo)準(zhǔn)化影響矩陣Y。

根據(jù)綜合影響矩陣G 計(jì)算出每個(gè)因素的影響度Ri、被影響度Cj、中心度ei和原因度f(wàn)i，其計(jì)算公式分別為：

2）確定m 個(gè)指標(biāo)的專家權(quán)重hi=（h1，h2，…，hn）

3）確定組合權(quán)重ωi

表3 澧水干流管護(hù)評(píng)價(jià)指標(biāo)值及數(shù)據(jù)來(lái)源

澧水干流管護(hù)評(píng)價(jià)指標(biāo)各權(quán)重計(jì)算結(jié)果如表4。

表4 澧水干流管護(hù)評(píng)價(jià)指標(biāo)各權(quán)重計(jì)算結(jié)果

2.5 河流管護(hù)綜合評(píng)價(jià)方法

2.5.1 物元可拓模型

物元可拓法是通過數(shù)學(xué)變換描述事物的可變性，再通過關(guān)聯(lián)度函數(shù)定量計(jì)算進(jìn)行決策和分析。物元分析法用三個(gè)基本的單元來(lái)表述事物，分別為事物N，N的特征C，C 的量值V，即為物元R=（N，C，V）[25]。物元可拓法計(jì)算步驟如下：

1）建立經(jīng)典域和節(jié)域物元。

2）確定待評(píng)物元。

3）建立關(guān)聯(lián)函數(shù)。

4）確定綜合關(guān)聯(lián)度和等級(jí)評(píng)價(jià)。

2.5.2 模糊綜合模型

模糊綜合評(píng)價(jià)法是一種運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)原理分析和評(píng)價(jià)具有“模糊性”事物的系統(tǒng)分析方法，它是一種以模糊推理為主的定性與定量相結(jié)合、精確與非精確相統(tǒng)一的分析評(píng)價(jià)方法[26]。其計(jì)算步驟如下：

1）確定因素集、評(píng)判集。

2）計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值。

3）確定隸屬度矩陣。

4）通過單因素模糊評(píng)價(jià)得到模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣。

5）計(jì)算各評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合分值。

綜合評(píng)價(jià)最終的目的是選出評(píng)價(jià)對(duì)象的最大值，因此，需要計(jì)算各評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合分值，并對(duì)其進(jìn)行大小排序，挑選出最大值。首先，根據(jù)上文所述，得到指標(biāo)權(quán)重向量W。其次，根據(jù)相對(duì)隸屬度函數(shù)，確定河流管護(hù)任務(wù)落實(shí)到隸屬度矩陣P。最終各評(píng)價(jià)對(duì)象的河流管護(hù)落實(shí)度綜合分值為B=W×P。

3 結(jié)果與分析

3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)河流管護(hù)的影響程度分析

根據(jù)綜合權(quán)重計(jì)算結(jié)果，B 層各項(xiàng)指標(biāo)的相對(duì)重要性權(quán)重排序結(jié)果為：河流管理B2＞體制機(jī)制建設(shè)情況B3>河流保護(hù)B1，由此可知，河流管理是影響河流管護(hù)落實(shí)度最大的因素。對(duì)指標(biāo)層各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合權(quán)重計(jì)算，得出各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)澧水干流河流管護(hù)任務(wù)落實(shí)度的影響程度順序?yàn)椋篊36>C11>C14>C13>C35>C32>C21>C12>C34>C33>C22>C17>C31>C24>C15>C23>C26>C16>C18>C27>C25>C29>C28>C19。其中，“河長(zhǎng)制落實(shí)程度C36”權(quán)重為0.239 6，排名第一，可以得出，“河長(zhǎng)制落實(shí)程度C36”對(duì)澧水干流管護(hù)任務(wù)的落實(shí)影響最大，今后應(yīng)把河長(zhǎng)制工作放在首要位置?！八δ軈^(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率C11”以及“主要控制斷面最小流量保障率C14”權(quán)重排名第二和第三，所占的比重相對(duì)也比較大，在今后的河流管護(hù)中，應(yīng)把這兩項(xiàng)指標(biāo)涉及的工作放在重要位置。

3.2 兩種評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比分析

運(yùn)用物元可拓法和模糊數(shù)學(xué)法對(duì)澧水干流的管護(hù)程度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得出計(jì)算結(jié)果，見表5。由表5 分析可得出：

表5 物元模型和模糊綜合模型準(zhǔn)則層評(píng)價(jià)結(jié)果比較

物元評(píng)價(jià)法計(jì)算結(jié)果，根據(jù)最大隸屬度原則，Bi=max{Bi（N0）}=-0.045 4，故河流管護(hù)任務(wù)落實(shí)度評(píng)價(jià)等級(jí)為Ⅰ級(jí)；模糊綜合法計(jì)算結(jié)果，澧水干流管護(hù)任務(wù)落實(shí)度有81.48%的可能性屬于“優(yōu)”，屬于“優(yōu)”的可能性最大，所以澧水干流管護(hù)任務(wù)落實(shí)度為“優(yōu)”。兩種評(píng)價(jià)法的結(jié)果均為優(yōu)秀，結(jié)果一致，說明評(píng)價(jià)結(jié)果合理。

根據(jù)計(jì)算過程可知：物元可拓法在評(píng)價(jià)時(shí)，須確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的節(jié)域范圍，并保證評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)際值在節(jié)域范圍內(nèi)，若評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)際值超出節(jié)域范圍，關(guān)聯(lián)函數(shù)將無(wú)法計(jì)算，無(wú)法進(jìn)行下一步評(píng)價(jià)。同時(shí)，物元可拓法能很好地化不相容問題為相容問題，從而解決不相容問題。

模糊綜合法評(píng)價(jià)時(shí)，須事先確定權(quán)重，因素較多時(shí)，確定權(quán)重是一件比較困難的事。另外模糊綜合法僅從被評(píng)價(jià)單元自身的角度進(jìn)行評(píng)價(jià)，而實(shí)際上各評(píng)價(jià)單元是相關(guān)聯(lián)的。如果充分依據(jù)同類單元間的這種聯(lián)系，不僅可以發(fā)現(xiàn)被評(píng)價(jià)單元在同類單元中的相對(duì)有效性，而且還能根據(jù)同類單元提供的信息發(fā)現(xiàn)被評(píng)價(jià)單元的弱點(diǎn)，提出較差單元進(jìn)一步改進(jìn)的策略和方法。

4 結(jié) 論

1）本研究根據(jù)河長(zhǎng)制六大任務(wù)，結(jié)合澧水干流的實(shí)際情況，從河流保護(hù)、河流管理、體制機(jī)制建設(shè)情況3 個(gè)方面構(gòu)建了含24 個(gè)指標(biāo)的河流管護(hù)任務(wù)落實(shí)度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用物元可拓法和模糊層次綜合評(píng)價(jià)法對(duì)澧水干流管護(hù)落實(shí)程度進(jìn)行實(shí)證研究。

2）通過對(duì)澧水干流管護(hù)任務(wù)落實(shí)度的評(píng)價(jià)，各指標(biāo)的綜合權(quán)重排序可以看出河長(zhǎng)制落實(shí)程度、用水總量控制率、水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、主要控制斷面最小流量保障率是河流管護(hù)的主要影響因素，因此，澧水干流管護(hù)的下一步工作是圍繞河長(zhǎng)制的六大任務(wù)，進(jìn)一步深化落實(shí)河長(zhǎng)制工作，以保障澧水的水量充足，水質(zhì)優(yōu)良。

3）選擇物元可拓法和模糊綜合法進(jìn)行評(píng)價(jià)，兩種評(píng)價(jià)方法得出的結(jié)果一致，均為優(yōu)秀，且兩種評(píng)價(jià)結(jié)果之間等級(jí)分布趨勢(shì)相同，說明可信度高。在選擇河流管護(hù)評(píng)價(jià)方法時(shí)，可根據(jù)每條河流的自然條件、考核指標(biāo)等實(shí)際情況，結(jié)合每種評(píng)價(jià)方法的主要應(yīng)用范圍來(lái)選擇合適的河流評(píng)價(jià)方法，最好能選用兩種及以上評(píng)價(jià)方法進(jìn)行對(duì)比補(bǔ)充，使評(píng)價(jià)結(jié)果更具可靠性。就本文選用的兩種方法，考慮到河流管護(hù)的影響因素眾多，涉及指標(biāo)眾多，存在不相容問題的可能性很大，綜合比較，物元可拓法更具實(shí)用性。

4）本研究建立的河流管護(hù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系從一定程度上拓寬了河長(zhǎng)制理論研究的思路，但存在很多不足，如部分指標(biāo)受資料收集限制：船舶生活污水、垃圾和油污水處理處置率指標(biāo)，實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，澧水干流多處碼頭沒有建設(shè)相應(yīng)的污染防治設(shè)施、設(shè)備和器材，不具備船舶污染物接收能力和條件，船舶水污染物暫時(shí)無(wú)處回收，指標(biāo)數(shù)據(jù)值暫定為0。指標(biāo)選取存在一定的主觀性，未考慮不同年份的動(dòng)態(tài)變化等。因此，本研究只是針對(duì)湖南省河流管護(hù)評(píng)價(jià)開展的探索工作，為湖南河流管護(hù)工作提供技術(shù)支撐，更好地督促河長(zhǎng)制工作發(fā)揮預(yù)期作用。