劉連波

(北票市龍?zhí)端?wù)站，遼寧 朝陽(yáng) 122126)

1 河流概況

北票市某河道全長(zhǎng)35.9 km，平均比降0.52‰，流域面積256.5 km2。該地區(qū)位于遼寧省的西部偏西北地區(qū)，年降雨量518 mm，最大三日降雨量85～90 mm，最大24 h降雨量70～75 mm。某河屬天然加人工修筑河道，流域?yàn)槠皆瓍^(qū)，洪水主要由暴雨造成，洪水主要發(fā)生在7—8月[1-4]。

本研究以某河支流段為例，河道全長(zhǎng)2130 m，流域面積4.23 km2，為排澇河道。河道中心線長(zhǎng)795 m，兩岸間距3.20～14.00 m之間，河道較窄；上游河道呈寬淺型，淤積嚴(yán)重，由于距離村莊較近，河道內(nèi)有較多百姓柴垛。河道及河口現(xiàn)狀均未整治，也無(wú)整治規(guī)劃，現(xiàn)狀兩岸均無(wú)防護(hù)措施，部分河段有生活垃圾，增加河道糙率，降低水流流速，影響河道水流下泄，造成河道淤積，河床逐年抬高，河底與兩岸地面的高差較小，汛期洪水出槽現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，威脅沿岸居民安全，嚴(yán)重影響村民出行和經(jīng)濟(jì)發(fā)展[5]。因此，對(duì)原河段實(shí)行生態(tài)整治和防護(hù)是非常必要的。

2 研究方法

2.1 評(píng)價(jià)方法

考慮到生態(tài)修復(fù)技術(shù)的復(fù)雜性與多樣性特征，應(yīng)選擇適宜的方法進(jìn)行優(yōu)選評(píng)價(jià)。目前，模糊綜合法、層次分析法、主成分法等屬于城鎮(zhèn)河道生態(tài)修復(fù)比較適用的方法。模糊綜合法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重具有較強(qiáng)的主觀性且計(jì)算過(guò)程較復(fù)雜，但能夠量化不易定量、邊界不清的因素，可以考慮各類因素綜合分析實(shí)際問(wèn)題；層次分析法是一種將定量計(jì)算與定性分析相結(jié)合的多因素系統(tǒng)評(píng)價(jià)法，但其定性成分較多而定量數(shù)據(jù)偏少；主成分法是利用降維的思想處理多維數(shù)據(jù)，能夠以關(guān)鍵的幾項(xiàng)主因素來(lái)分析問(wèn)題，但主成分法難以確定主因素權(quán)重且存在較強(qiáng)的主觀性[6-12]。因此，本文擬對(duì)城鎮(zhèn)河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)利用模糊層次分析法進(jìn)行評(píng)價(jià)，詳細(xì)流程為：

步驟1：構(gòu)建評(píng)價(jià)體系。從自然條件、污染情況、河道功能、生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益的角度，合理選擇指標(biāo)構(gòu)建評(píng)價(jià)體系。

步驟2：形成指標(biāo)集?？紤]城鎮(zhèn)河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)各項(xiàng)評(píng)價(jià)因素，形成指標(biāo)集Ui(uim)，其中i、m代表Ⅰ級(jí)指標(biāo)數(shù)及其所對(duì)應(yīng)的Ⅱ級(jí)指標(biāo)數(shù)。

步驟3：計(jì)算指標(biāo)權(quán)重。為獲取各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重利用層次分析法進(jìn)行求解，從而生成指標(biāo)權(quán)重集A。

步驟4：構(gòu)造模糊評(píng)語(yǔ)集。通過(guò)專家咨詢給出各項(xiàng)指標(biāo)屬優(yōu)、良、中、差的評(píng)判等級(jí)，統(tǒng)計(jì)匯總各等級(jí)評(píng)判所占比例，構(gòu)造城鎮(zhèn)河道生態(tài)修復(fù)模糊評(píng)語(yǔ)集V(vj)，其中j取1、2、3、4，vj代表專家給出的j級(jí)評(píng)判。

步驟5：模糊矩陣的計(jì)算。針對(duì)多因素、多層次較復(fù)雜的生態(tài)修復(fù)技術(shù)評(píng)價(jià)體系，應(yīng)先分析每級(jí)指標(biāo)，然后綜合評(píng)價(jià)總體目標(biāo)，即先計(jì)算單指標(biāo)隸屬度構(gòu)造隸屬度向量，表達(dá)式如式(1)：

R=(ri1,ri2,…,ri m)

(1)

B=A·R=(b1,b2,…,bn)

(2)

式中：B代表生態(tài)修復(fù)技術(shù)的綜合評(píng)價(jià)集；bi代表從整體上被評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬于評(píng)語(yǔ)vj的程度。

步驟6：結(jié)果分析。模糊綜合評(píng)價(jià)不是一個(gè)具體的點(diǎn)值，而是能夠提供更多豐富信息的模糊矢量B，在比較多個(gè)方案時(shí)還需做深入處理。設(shè)分?jǐn)?shù)集合向量F與優(yōu)、良、中、差4個(gè)等級(jí)相對(duì)應(yīng)，則有式(3)：

(3)

將分?jǐn)?shù)集合向量F與模糊矢量集B相結(jié)合，利用公式Y(jié)=B·F確定綜合指數(shù)值Y。

2.2 優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)相關(guān)研究成果和國(guó)內(nèi)生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，合理劃分不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)下綜合指數(shù)Y的取值區(qū)間，如表1。選擇的生態(tài)修復(fù)技術(shù)其綜合指數(shù)值應(yīng)在65～100范圍，若有多種技術(shù)符合要求可以選擇具有最高綜合指數(shù)的兩種技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)合技術(shù)生態(tài)修復(fù)；若綜合指數(shù)小于65則不宜作為城鎮(zhèn)河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)。

表1 技術(shù)優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)果分析

3.1 評(píng)價(jià)體系

本文結(jié)合城鎮(zhèn)河道生態(tài)修復(fù)特性和國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料，遵循系統(tǒng)性、代表性、可行性、獨(dú)立性和科學(xué)性等原則，選擇5個(gè)Ⅰ級(jí)指標(biāo)、12個(gè)Ⅱ級(jí)指標(biāo)構(gòu)建城鎮(zhèn)河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)評(píng)價(jià)體系，并明確了差、中、良、優(yōu)各等級(jí)下Ⅱ級(jí)指標(biāo)的量化方法，如表2。

表2 生態(tài)修復(fù)技術(shù)評(píng)價(jià)體系

3.2 數(shù)據(jù)處理

本文利用相關(guān)規(guī)范公式和德?tīng)柗品ù_定表2中的Ⅱ級(jí)定量、定性指標(biāo)值，其中德?tīng)柗品ㄊ且环N廣泛應(yīng)用于具體指標(biāo)確定過(guò)程和建立各種評(píng)價(jià)體系的主觀定性分析法。根據(jù)以下流程確定定性指標(biāo)值：首先，邀請(qǐng)領(lǐng)域內(nèi)專家對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)按照直接和經(jīng)驗(yàn)打分，對(duì)專家評(píng)分分布特征進(jìn)行合理預(yù)測(cè)，并向所有專家反饋統(tǒng)計(jì)結(jié)果，將偏離平均值較大的專家評(píng)分進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?，從而進(jìn)入下輪打分；然后開展多次反復(fù)的修正直至達(dá)到收斂條件，求解加權(quán)平均值以確定最終的打分值。為保證評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性、客觀性，邀請(qǐng)當(dāng)?shù)卣块T、工程企業(yè)以及高等院校的9名專家對(duì)某河支流段實(shí)地考察，結(jié)合生態(tài)修復(fù)技術(shù)評(píng)價(jià)體系對(duì)4種技術(shù)實(shí)行打分。采用以下公式和每位專家評(píng)分，合理計(jì)算評(píng)價(jià)準(zhǔn)確度，計(jì)算式如式(4)：

(4)

3.3 技術(shù)評(píng)價(jià)

將各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重先利用模糊層次分析法計(jì)算，然后結(jié)合專家評(píng)價(jià)結(jié)果以及前文所述公式確定綜合指數(shù)，如表3～表5。

表3 生態(tài)修復(fù)技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

表4 生態(tài)修復(fù)技術(shù)模糊評(píng)語(yǔ)集

依據(jù)表1的技術(shù)優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)，適宜選用的技術(shù)有植物修復(fù)，較適宜選用的技術(shù)有生態(tài)浮床、人工濕地、河道曝氣。研究表明，北票市某河支流段生態(tài)修復(fù)的最佳技術(shù)為植物修復(fù)，其他技術(shù)可以結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況適當(dāng)選用。

4 結(jié) 論

(1)評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇應(yīng)考慮生態(tài)修復(fù)工程實(shí)際情況，盡量選擇便于量化、減少重復(fù)且能夠體現(xiàn)河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)特征的指標(biāo)。本文從5個(gè)角度選擇12項(xiàng)典型指標(biāo)，遵循系統(tǒng)性、可行性、獨(dú)立性等原則建立能夠客觀反映各技術(shù)特征的綜合評(píng)價(jià)體系。

(2)結(jié)合已確定的評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇合適的權(quán)重計(jì)算方法。在評(píng)價(jià)生態(tài)修復(fù)技術(shù)時(shí)，模糊層次分析法，能夠考慮各項(xiàng)指標(biāo)重要程度賦予相應(yīng)的權(quán)重，用模糊綜合法解決傳統(tǒng)方法存在的主觀性強(qiáng)、權(quán)重計(jì)算復(fù)雜的問(wèn)題。

(3)植物修復(fù)技術(shù)屬某河支流生態(tài)整治工程的最佳措施，為進(jìn)一步提升整體修復(fù)效果也可采取生態(tài)浮床、人工濕地、河道曝氣等輔助性技術(shù)措施。