貢 力，田 潔，靳春玲，陸麗麗，魏曉悅

(蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

河流是維系地球生態(tài)系統(tǒng)健康運(yùn)行的命脈，起著物種流動(dòng)、能量交換、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞等作用[1]。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快、科技的進(jìn)步以及城鎮(zhèn)化的加速發(fā)展，人類對(duì)河流進(jìn)行掠奪式開發(fā)，嚴(yán)重超出河流系統(tǒng)的承載能力，出現(xiàn)生態(tài)破壞、水環(huán)境惡化、水資源短缺等一系列危及河流生命、人類健康和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的問題[2]?；謴?fù)河流生態(tài)系統(tǒng)健康、保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、推動(dòng)河流合理開發(fā)和可持續(xù)管理等已成為國(guó)內(nèi)外共同關(guān)注的熱點(diǎn)話題[3-5]。新時(shí)期，我國(guó)流域政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化和生態(tài)文明價(jià)值空前凸顯，保護(hù)河流生態(tài)健康、推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、傳承弘揚(yáng)江河文化是實(shí)現(xiàn)人民對(duì)美好生活向往的重要環(huán)節(jié)，在流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的國(guó)家戰(zhàn)略下，建設(shè)幸福河成為新時(shí)期生態(tài)文明和區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的新目標(biāo)[6-7]。因此，明確幸福河的建設(shè)方向，構(gòu)建系統(tǒng)的幸福河評(píng)價(jià)體系，并進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)價(jià)是極其重要的。

許多學(xué)者從理解幸福河的基本內(nèi)涵出發(fā)，對(duì)幸福河的建設(shè)進(jìn)行了初步的探索。趙建軍[8]認(rèn)為幸福河建設(shè)是以滿足人的生態(tài)安全需要、經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要、民生福祉需要、文化積淀需要，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人水和諧共生為指引方向的；王浩從防洪保安全、優(yōu)質(zhì)水資源、健康水生態(tài)、宜居水環(huán)境、先進(jìn)水文化等5個(gè)方面對(duì)幸福河湖的指標(biāo)體系和建設(shè)途徑進(jìn)行重點(diǎn)把控，指明當(dāng)前幸福河湖建設(shè)的重點(diǎn)工作方向[9]；陳茂山等[10]從馬克思主義的幸福觀出發(fā)，以人與河流自身以及兩者的內(nèi)在聯(lián)系闡述幸福河的內(nèi)涵；唐克旺[11]從心理學(xué)的角度理解幸福河的內(nèi)涵，引出層次化多維度的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；韓宇平等[12]基于馬斯洛需求層次論構(gòu)建幸福河評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)黃河上中下游進(jìn)行實(shí)例研究；左其亭等[13]針對(duì)所建立的幸福河評(píng)價(jià)體系，采用“單指標(biāo)量化-多指標(biāo)綜合-多準(zhǔn)則集成”的方法更加客觀地對(duì)幸福河進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。由于幸福河概念提出的時(shí)間相對(duì)較短，而且中國(guó)幅員遼闊，無(wú)論是在空間上還是時(shí)間上，幸福河的研究系統(tǒng)極為復(fù)雜，目前還處于初步探索階段，幸福河評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法仍需進(jìn)一步完善。

本文基于現(xiàn)有研究，在明確幸福河概念和內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，引入ERG(existence relatedness growth)理論，從生存、生態(tài)和發(fā)展3方面建立幸福河評(píng)價(jià)的ERG需求模型，針對(duì)細(xì)化的評(píng)價(jià)指標(biāo)，運(yùn)用Matlab軟件，基于投影尋蹤模型，構(gòu)建出河流幸福等級(jí)與幸福河評(píng)價(jià)指標(biāo)的復(fù)雜非線性關(guān)系的改進(jìn)粒子群優(yōu)化投影尋蹤(improved particle swarm optimization projection pursuit grade evaluation，IPSO-PPE)等級(jí)評(píng)價(jià)模型，并以黃河甘肅段為例進(jìn)行應(yīng)用分析。

1 幸福河評(píng)價(jià)的ERG需求模型

1.1 幸福河的內(nèi)涵

河流主要具有生態(tài)、航運(yùn)、水利、納污、歷史文化、游憩休閑、景觀等7個(gè)功能，人類利用這些功能的過(guò)程就是對(duì)河流開發(fā)利用的過(guò)程。為了使河流能夠持續(xù)發(fā)揮這些功能并造福人類，需要對(duì)河流進(jìn)行合理開發(fā)、有效保護(hù)。建設(shè)幸福河是我國(guó)在新時(shí)代背景下提出的治理江河的新目標(biāo)，在傳統(tǒng)的健康河流以及純粹的河流生態(tài)環(huán)境保護(hù)的范疇內(nèi)，結(jié)合水安全、水生態(tài)、水資源、水環(huán)境、水保護(hù)、水產(chǎn)業(yè)、水文化、水景觀、水管理等9個(gè)方面理解，幸福河就是在維持河流生態(tài)系統(tǒng)自身健康的基礎(chǔ)上，滿足人民群眾對(duì)美好生活的向往，達(dá)到人水和諧，實(shí)現(xiàn)流域高質(zhì)量發(fā)展的一條平安健康、宜居富民的河流。幸福河的概念并不是絕對(duì)的，具有一定的主觀性和可變性，幸福河概念的核心是：確保人類生存與河流生態(tài)和諧共生、平衡發(fā)展的良好關(guān)系。構(gòu)建幸福河是指確保河流安全運(yùn)行、控制解決河流災(zāi)害事故、維護(hù)河流水資源持續(xù)供給、提供河流優(yōu)質(zhì)水源、保護(hù)河流生態(tài)良性循環(huán)、建設(shè)河流健康生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，最終達(dá)到人水和諧共同發(fā)展。

1.2 ERG需求模型

ERG理論是美國(guó)耶魯大學(xué)的Clayton Alderfer在馬斯洛需求層次理論的基礎(chǔ)上提出的一種人本主義需求理論，即生存(existence)、相互關(guān)系(relatedness)和成長(zhǎng)發(fā)展(growth)3個(gè)層面的需求[14]。ERG理論將人作為研究主體，通過(guò)人的生理、心理需求和價(jià)值實(shí)現(xiàn)，揭示人類行為和心理活動(dòng)的普遍規(guī)律，被廣泛運(yùn)用到人力資源管理、高等教育和心理學(xué)等領(lǐng)域[15]。建設(shè)幸福河是人類的一種實(shí)踐活動(dòng)，而需求正是刺激人類完成這一有意識(shí)、有目的的實(shí)踐活動(dòng)的動(dòng)機(jī)。基于此，本文運(yùn)用ERG理論，從人類需求的心理和活動(dòng)規(guī)律出發(fā)，建立幸福河評(píng)價(jià)的ERG需求模型。

a.生存需求。是第一層級(jí)的需求，屬于較低級(jí)的基本需求，是指河流健康運(yùn)行、安全持續(xù)的供給水資源，滿足生物生存、河流自身基本健康、企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的水量和保障水域內(nèi)生存環(huán)境的安全。該層級(jí)主要滿足水域安全運(yùn)行、水域安全供給和水域持續(xù)供給3個(gè)方面的需求，若不滿足則用水需求和災(zāi)害防治面臨生存威脅。

b.生態(tài)需求。是第二層級(jí)的需求，也是超越基本生存需求的需求層級(jí)。生態(tài)就是指一切生物的生存狀態(tài)以及生物之間、生物與環(huán)境之間的關(guān)系，生態(tài)需求對(duì)應(yīng)ERG需求理論中的相互關(guān)系需求。該層級(jí)主要滿足水域生態(tài)環(huán)境和水域節(jié)水監(jiān)管2方面的需求，使河流生態(tài)系統(tǒng)處于一種良性的動(dòng)態(tài)循環(huán)狀態(tài)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

c.發(fā)展需求。是第三層級(jí)的需求，即最高層級(jí)的需求。該層級(jí)滿足河流文化發(fā)展、水域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)和人水和諧發(fā)展3個(gè)方面的需求，實(shí)現(xiàn)了人水和諧，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，用水效率極高，水資源需求趨于穩(wěn)定，使人類活動(dòng)和河流生態(tài)系統(tǒng)處于一種動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)。

2 幸福河評(píng)價(jià)體系

2.1 幸福河評(píng)價(jià)指標(biāo)

幸福河的建設(shè)是動(dòng)態(tài)可變和區(qū)域不定的，需要在明確評(píng)價(jià)的時(shí)間和區(qū)域特征的基礎(chǔ)上構(gòu)建幸福河的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和確定劃分標(biāo)準(zhǔn)。本文依據(jù)《河湖健康評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》《水生態(tài)文明城市建設(shè)評(píng)價(jià)導(dǎo)則》以及管理部門頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)指南，借鑒河流評(píng)價(jià)的相關(guān)文獻(xiàn)資料[16-17]，基于ERG需求模型，構(gòu)建“目標(biāo)-準(zhǔn)則-指標(biāo)”3級(jí)體系的幸福河評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括23個(gè)核心指標(biāo)和27個(gè)可選指標(biāo)，共50個(gè)，如圖1所示。

圖1 幸福河評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.1 Evaluation index system of Happy River

2.2 幸福河評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是評(píng)價(jià)指標(biāo)的價(jià)值尺度和界限，科學(xué)合理地劃分評(píng)價(jià)指標(biāo)的等級(jí)是衡量河流幸福程度的關(guān)鍵步驟。由于幸福河理念提出的時(shí)間較短，雖然已有一些研究，但目前還沒有統(tǒng)一的幸福河指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。本文依據(jù)《水生態(tài)文明城市建設(shè)評(píng)價(jià)導(dǎo)則》等相關(guān)技術(shù)文件、文獻(xiàn)資料的劃分標(biāo)準(zhǔn)和專家經(jīng)驗(yàn)值，對(duì)幸福河評(píng)價(jià)指標(biāo)的判定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行等級(jí)劃分，將河流的幸福程度劃分為A～E 5個(gè)等級(jí)，如表1所示，具體的分級(jí)判定標(biāo)準(zhǔn)如表2所示(限于篇幅，只列出部分?jǐn)?shù)據(jù))。

2.3 幸福河評(píng)價(jià)方法

本文利用投影尋蹤聚類技術(shù)構(gòu)建幸福河評(píng)價(jià)模型，在數(shù)據(jù)降維過(guò)程中，運(yùn)用改進(jìn)的粒子群算法解決高維全局尋優(yōu)問題，確定投影尋蹤模型的最佳投影方向[18-19]，構(gòu)建IPSO-PPE模型進(jìn)行幸福河評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)流程見圖2。

2.3.1PPE的建模原理

投影尋蹤等級(jí)評(píng)價(jià)(projection pursuit grade evaluation，PPE)模型是根據(jù)給定的判別標(biāo)準(zhǔn)利用投影特征值對(duì)評(píng)價(jià)樣本進(jìn)行等級(jí)水平評(píng)價(jià)，步驟如下：

(1)

(2)

表1 幸福河評(píng)價(jià)劃分等級(jí)

表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

圖2 基于IPSO-PPE的幸福河評(píng)價(jià)流程

式中：Aij為指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值；Ajmax為第j個(gè)指標(biāo)的最大值；Ajmin為第j個(gè)指標(biāo)的最小值。

(3)

步驟3構(gòu)建投影指標(biāo)函數(shù)：

Q(a)=S(a)D(a)

(4)

rij=|Zi-Zj|R=0.1S(a)

步驟4優(yōu)化投影指標(biāo)函數(shù)：

maxQ(a)=S(a)D(a)

(5)

(6)

2.3.2PPE模型投影方向的優(yōu)化

基于改進(jìn)的粒子群算法(improved particle swarm optimization，IPSO)解決PPE模型的復(fù)雜非線性優(yōu)化問題。速度和位置更新公式見式(7)和式(8)，其中采用系數(shù)法改進(jìn)慣性權(quán)重w和加速因子動(dòng)態(tài)調(diào)整法改進(jìn)學(xué)習(xí)因子c1、c2，見式(9)和式(10)[20-21]。

Vid(k+1)=wVidk+c1r1(Pidk-Xidk)+c2r2(Gidk-Xidk)

(i=1,2,…,m;d=1,2,…,D)

(7)

Xid(k+1)=Xidk+Vid(k+1)

(8)

wk+1=ηwk

(9)

(10)

式中：D為搜索空間的維數(shù)；m為種群規(guī)模；k為當(dāng)前迭代次數(shù)；Pidk為個(gè)體極值；Gidk為全局極值；c1為自我學(xué)習(xí)因子；c2為社會(huì)學(xué)習(xí)因子；r1和r2為均勻分布于[0,1]之間的隨機(jī)數(shù)；為慣性權(quán)重的衰減系數(shù)；T為最大迭代次數(shù)。

3 實(shí)例應(yīng)用

3.1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)資料

以黃河甘肅段為例，進(jìn)行幸福河評(píng)價(jià)的實(shí)例分析。黃河發(fā)源于青海，成河于甘南瑪曲，全長(zhǎng)約5 464 km，是中國(guó)的第二大河流；黃河流域西界巴顏喀拉山、北抵陰山、南至秦嶺、東注渤海，流域面積約79.5萬(wàn) km2，流域內(nèi)人口密集、資源豐富、水利樞紐眾多，包括多個(gè)具有水源涵養(yǎng)、水土保持、碳匯與碳儲(chǔ)存、防風(fēng)固沙、生物多樣性保護(hù)等多種功能的重要生態(tài)功能區(qū)，在中國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)、文化發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的進(jìn)程中處于非常重要的地位。把黃河建設(shè)成為造福人民的幸福河，解決流域生態(tài)系統(tǒng)退化、環(huán)境污染、水資源分布不均以及自然災(zāi)害突發(fā)等問題，對(duì)推動(dòng)流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展具有重要的作用。黃河甘肅段長(zhǎng)900多km，分為兩段，上段流經(jīng)甘南藏族自治州，下段流經(jīng)臨夏回族自治州、蘭州市和白銀市。甘肅是黃河流域重要的水源涵養(yǎng)區(qū)和補(bǔ)給區(qū)，60%以上的水來(lái)自蘭州以上的河段。近年來(lái)，黃河甘肅段生態(tài)環(huán)境惡化、汛情突發(fā)，直接影響沿岸群眾生產(chǎn)生活，給人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。改善甘肅省黃河干流的水情水勢(shì)，建設(shè)幸福黃河，保障沿黃地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展極其重要。

基于圖1建立的幸福河指標(biāo)體系，依據(jù)甘肅省具體情況，選取23個(gè)核心指標(biāo)和19個(gè)可選指標(biāo)，數(shù)據(jù)來(lái)源于2010—2018年甘肅省水資源統(tǒng)計(jì)公報(bào)、甘肅省河流泥沙公報(bào)、甘肅省水利發(fā)展公報(bào)、甘肅水土保持公報(bào)、中國(guó)水旱災(zāi)害公報(bào)、中國(guó)水土保持公報(bào)、黃河水資源公報(bào)以及甘肅省發(fā)展年鑒。

3.2 基于IPSO-PPE的幸福河等級(jí)評(píng)價(jià)

構(gòu)建科學(xué)合理的樣本數(shù)據(jù)是IPSO-PPE評(píng)價(jià)模型準(zhǔn)確預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)幸福河等級(jí)的前提，所以獲取指標(biāo)體系的樣本數(shù)據(jù)是進(jìn)行評(píng)價(jià)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文在表2劃分幸福河指標(biāo)的5個(gè)等級(jí)中隨機(jī)各抽取5組數(shù)據(jù)，20組學(xué)習(xí)樣本和5組測(cè)試樣本，作為IPSO-PPE評(píng)價(jià)模型的輸入值，每組指標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的河流幸福等級(jí)指數(shù)則為IPSO-PPE評(píng)價(jià)模型的輸出值。然后基于Matlab軟件實(shí)現(xiàn)河流幸福等級(jí)指數(shù)的測(cè)算，IPSO優(yōu)化過(guò)程中，慣性權(quán)重w為0.729，慣性權(quán)重的衰減系數(shù)為0.99，進(jìn)化最大迭代次數(shù)T為1 000，群體規(guī)模N為100，個(gè)體速度限制為[-0.5,0.5]，個(gè)體初始速度為0，預(yù)測(cè)結(jié)果如圖3所示。

圖3 預(yù)測(cè)結(jié)果

3.3 黃河甘肅段幸福河評(píng)價(jià)

以甘肅省2010—2018年的幸福河指標(biāo)數(shù)據(jù)為輸入值，運(yùn)用建立的IPSO-PPE模型進(jìn)行幸福程度測(cè)算，得到2010—2018年黃河甘肅段的幸福河評(píng)價(jià)等級(jí)指數(shù)，如圖4所示。由圖4可見，除2015年外，2010—2018年黃河甘肅段的幸福河評(píng)價(jià)等級(jí)指數(shù)整體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，從2010年E等級(jí)(不幸福)上升到2018年B等級(jí)(幸福指數(shù)較高)，表明2010—2018年黃河甘肅段的河流幸福程度明顯提升，尤其是2018年幸福河等級(jí)指數(shù)達(dá)到4.604 2。黃河甘肅段幸福河等級(jí)指數(shù)雖呈上升趨勢(shì)，但整體幸福河等級(jí)指數(shù)不高，分析其主要原因是由于甘肅地處黃土高原區(qū)，水土流失嚴(yán)重，治理率偏低，流域水患災(zāi)害嚴(yán)重，河流生態(tài)基流滿足程度不高，且水資源缺乏，分布不均。為進(jìn)一步提升河流幸福等級(jí)指數(shù)，增加流域人民幸福感，政府應(yīng)加強(qiáng)流域治理和投資力度，開展流域綜合治理和節(jié)水監(jiān)督工作，推進(jìn)生態(tài)工程構(gòu)建黃河流域生態(tài)保護(hù)屏障，采取修建梯田、建設(shè)淤地壩、營(yíng)造水保林等生態(tài)修復(fù)措施提高水土流失治理率，以此降低流域水環(huán)境的負(fù)面影響。

圖4 2010—2018年黃河甘肅段幸福河評(píng)價(jià)結(jié)果

基于傳統(tǒng)的多目標(biāo)決策GRA-TOPSIS法，構(gòu)建幸福河評(píng)價(jià)模型與IPSO-PPE模型進(jìn)行對(duì)比。GRA-TOPSIS法根據(jù)求得的各評(píng)價(jià)對(duì)象的相對(duì)貼近度Ni判定河流幸福狀態(tài)，其中Ni大于0.8為A等級(jí)(幸福)，(0.6,0.8]為B等級(jí)(幸福指數(shù)較高)，(0.4,0.6]為C等級(jí)(幸福指數(shù)較低)，(0.2,0.4]為D等級(jí)(幸福指數(shù)低)，小于或等于0.2為E等級(jí)(不幸福)[22]。IPSO-PPE模型與GRA-TOPSIS法評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比如表4所示，可見，IPSO-PPE模型和GRA-TOPSIS法的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果吻合率達(dá)到88.9%，即運(yùn)用IPSO-PPE模型進(jìn)行幸福河評(píng)價(jià)可行，評(píng)價(jià)結(jié)果相對(duì)可靠。IPSO-PPE幸福河評(píng)價(jià)模型與傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法相比，簡(jiǎn)化了指標(biāo)體系的賦權(quán)步驟，評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確性相對(duì)較高，并且可以有效反映幸福河等級(jí)與評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的非線性映射關(guān)系。

表4 IPSO-PPE與GRA-TOPSIS法的評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比

按照黃河甘肅段整體的幸福河等級(jí)評(píng)價(jià)模型構(gòu)造原理，構(gòu)建各需求層級(jí)的幸福河等級(jí)IPSO-PPE評(píng)價(jià)模型，將2010—2018年的各需求層級(jí)的指標(biāo)值作為模型的輸入值，計(jì)算得到2010—2018年各需求層級(jí)的幸福河等級(jí)指數(shù)，如圖5所示。由圖5可見，2010—2018年各需求層級(jí)幸福河等級(jí)指數(shù)的變化趨勢(shì)雖有波動(dòng)，但整體呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。其中，生存需求層級(jí)的幸福河等級(jí)指數(shù)在2016年以前均低于3.0，主要是由于水土流失嚴(yán)重、干旱指數(shù)和流量變異程度大，導(dǎo)致水域安全運(yùn)行指數(shù)較低，加之洪澇災(zāi)害嚴(yán)重、工業(yè)用水大、農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)和水資源利用率較低，使得生存需求層次的幸福河等級(jí)指數(shù)不高。生態(tài)需求層級(jí)的幸福河等級(jí)指數(shù)前期波動(dòng)較大，2015年出現(xiàn)最低值，處于不幸福狀態(tài)，河流生態(tài)系統(tǒng)衰退，水土流失嚴(yán)重；2016年開始，生態(tài)需求層次的幸福河等級(jí)指數(shù)開始明顯提升，到2018年已達(dá)到較幸福狀態(tài)。發(fā)展需求層級(jí)的幸福河等級(jí)指數(shù)呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，主要是因?yàn)楦拭C省2010—2018年人均GDP和河流綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)占GDP比例的持續(xù)上漲，促使人水和諧度和公眾對(duì)河流的幸福滿意度上升。實(shí)際上，發(fā)展需求層級(jí)的幸福河等級(jí)指數(shù)會(huì)受到生存和生態(tài)需求層級(jí)幸福河等級(jí)指數(shù)的影響，即表明生存和生態(tài)需求層級(jí)對(duì)提升河流幸福等級(jí)指數(shù)具有重要的促進(jìn)作用。

圖5 2010—2018年黃河甘肅段各層次幸福河等級(jí)指數(shù)

3.4 指標(biāo)敏感性分析

以2018年為例，利用單因素輪換OAT(one-at-a-time)法[23]計(jì)算各準(zhǔn)則層幸福等級(jí)指數(shù)的絕對(duì)平均變化率(mean absolute change rate，MACR)，以此分析和驗(yàn)證單個(gè)指標(biāo)變化率對(duì)準(zhǔn)則層幸福等級(jí)指數(shù)的敏感性和影響程度。本文選取指標(biāo)值變化率的范圍為[-30%,30%]，變化率增量為10%，各準(zhǔn)則層幸福等級(jí)指數(shù)的MACR值如圖6所示。以圖6 (a)水域安全運(yùn)行指標(biāo)為例可以看出，隨著各指標(biāo)值變化率的增大，MACR值呈線性增大趨勢(shì)，其中MACR值的斜率代表準(zhǔn)則層水域安全運(yùn)行指標(biāo)對(duì)幸福河等級(jí)指數(shù)的敏感程度，斜率越大，敏感性越大，即水域安全運(yùn)行的敏感性指標(biāo)是水源涵養(yǎng)功能指數(shù)H6。通過(guò)對(duì)指標(biāo)的敏感性分析，可以識(shí)別影響幸福河評(píng)價(jià)的主要因素，有助于決策者對(duì)建設(shè)幸福河方向的進(jìn)一步掌握，為促進(jìn)流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展提供理論依據(jù)。

(a)水域安全運(yùn)行指標(biāo) (b) 水域安全供給指標(biāo)

(c)水域持續(xù)供給指標(biāo) (d) 水域生態(tài)環(huán)境指標(biāo)

(e)水域節(jié)水監(jiān)管指標(biāo) (f) 河流文化發(fā)展指標(biāo)

(g)水域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) (h) 人水和諧發(fā)展指標(biāo)

4 結(jié) 論

a.針對(duì)建設(shè)幸福河的河流治理目標(biāo)，引入ERG理論，提出一種基于ERG需求模型的幸福河評(píng)價(jià)體系。利用投影尋蹤模型構(gòu)造出幸福河評(píng)價(jià)指標(biāo)值與幸福河等級(jí)指數(shù)之間的非線性關(guān)系，建立基于IPSO-PPE的幸福河等級(jí)評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)幸福河的定量評(píng)價(jià)。

b.運(yùn)用Matlab軟件完成IPSO-PPE幸福河等級(jí)模型的構(gòu)建，得到黃河甘肅段2010—2018年的幸福河等級(jí)，評(píng)價(jià)結(jié)果與傳統(tǒng)的GRA-TOPSIS法比較，吻合率達(dá)88.9%，表明IPSO-PPE模型評(píng)價(jià)幸福河可行，評(píng)價(jià)結(jié)果較合理可靠。

c.黃河甘肅段幸福河等級(jí)指數(shù)雖呈上升趨勢(shì)，但整體幸福河等級(jí)指數(shù)不高，主要是由于甘肅地處黃土高原區(qū)，水土流失嚴(yán)重、治理率偏低、流域水患災(zāi)害嚴(yán)重、河流生態(tài)基流滿足程度不高，且水資源缺乏、分布不均所致。生態(tài)層級(jí)是制約黃河甘肅段整體幸福河等級(jí)指數(shù)提升的主要準(zhǔn)則層，其中生存和生態(tài)需求影響發(fā)展層次促進(jìn)幸福河等級(jí)指數(shù)的提升。以O(shè)AT法剖析各準(zhǔn)則層的指標(biāo)敏感性，有效識(shí)別出各準(zhǔn)則層的敏感性因素。