梁永哲，單承康，劉永濤，王 猛

（中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司,貴州 貴陽 550081）

水電水利工程建設是一類對地面擾動大、影響范圍廣、水土流失較為嚴重的工程項目,伴隨工程建設引發(fā)的水土流失和環(huán)境問題,已引起社會的廣泛關注[1]。各類項目的建設形成了大量的裸露邊坡,隨著生態(tài)文明建設的提出,就不能只依靠單一的土木工程措施對邊坡進行治理,更要注重生態(tài)理念,邊坡生態(tài)修復成為當下一個熱門的研究與實踐領域[2]。針對這種狀況,國內(nèi)外學者開發(fā)研制了一系列的邊坡生態(tài)修復技術,如植被混凝土生態(tài)修復技術、框格梁植草技術、厚層基材植被修復技術、高次團粒噴播技術、客土噴播技術及生態(tài)袋技術等。調(diào)查表明這些技術對于邊坡防護和水土流失治理都取得了較好的效果,但這些技術目前也存在著各自的缺點。

對不同邊坡生態(tài)修復技術效果進行科學的評價,是選取不同邊坡生態(tài)修復措施的有力依據(jù)。楊陽[3]以皖西大別山區(qū)的岳武高速公路邊坡為研究對象,從邊坡力學質量、基材質量、群落質量3 方面構建了植被恢復質量評價指標體系。張楠[4]依托廣東省惠清高速公路,從植生效益和土壤改良效益兩方面開展了新型生態(tài)修復技術與傳統(tǒng)技術的修復效果差異性研究。戴晗[5]針對現(xiàn)階段我國公路建設的發(fā)展狀況,綜合考慮技術成本、技術成熟度以及技術的生態(tài)效益三個方面,用層次分析法對不同區(qū)域的各項邊坡生態(tài)治理技術進行綜合評價?？偟膩碚f,雖然我國學者在邊坡生態(tài)治理技術評價體系的研究上已經(jīng)取得一定的成果,但還存在評價體系的有待完善與缺乏地域針對性等問題。

本文通過對石朱橋水庫四個不同生態(tài)修復邊坡進行效果綜合評價,以期為今后邊坡生態(tài)修復技術的選擇提供科學依據(jù),同時為其它類似生態(tài)修復邊坡的效果評價提供可行的思路與方法。

1 邊坡樣地概況

石朱橋水庫位于貴州省安順市平壩縣十字鄉(xiāng)四甲村,地處長江流域烏江水系貓?zhí)又Я鳂菲胶又邢掠?。水庫壩址以上集水面積160.9 km2,最大壩高37 m；水庫總庫容1264 萬m3,是一個以城鎮(zhèn)供水為主,兼顧灌溉及農(nóng)村人畜飲水的綜合性利用的Ⅲ等中型水庫。項目區(qū)多年平均降水量1222.0 mm,多年平均氣溫14.1℃,雨季為5月～10月,長6 個月。土壤主要分布有黃壤、石灰土、水稻土。水土流失類型主要是水力侵蝕,容許土壤流失量為500 t/（km2·a）。本項目地處貴州省“水土流失重點治理區(qū)”,部分區(qū)域涉及紅楓湖生活飲用水水源地保護區(qū)上游,需提高防治標準。

針對石朱橋水庫的裸露邊坡,主要采用框格梁生態(tài)袋植草技術、植被混凝土+生態(tài)營養(yǎng)棒邊坡修復技術、高次團粒噴播技術、液壓噴播草種技術等,本次評價研究的邊坡樣地基本情況見表1。

表1 生態(tài)修復邊坡樣地基本情況

2 評價指標體系建立

評價指標選取遵循典型性、可定量、可操作性、指標數(shù)量適度的原則,建立由目標層、準則層和指標層構成的評價指標體系,見圖1,目標層為邊坡生態(tài)修復效果評價,準則層由水土保持效果、基材質量、植被恢復效果和工程投資4 大類組成、指標層由10 個指標組成。根據(jù)指標選取原則10 個具體指標選取意義及取值依據(jù)見表2。

圖1 生態(tài)修復邊坡效果評價指標體系

表2 邊坡生態(tài)修復效果評價指標選取意義及取值依據(jù)

3 評價方法及綜合評價值

本次評價采用層次分析法（The Analytic Hierarchy Process,縮寫AHP）。層次分析法根據(jù)問題的性質和要達到的總目標,將問題分解為不同的組成因素,并按照因素間的相互關聯(lián)影響以及隸屬關系將因素按不同層次聚集組合,形成一個多層次的分析結構模型,從而最終使問題歸結為最低層（供決策的方案、措施等）相對于最高層（總目標）的相對重要權值的確定或相對優(yōu)劣次序的排定。層次分析法比較適合于具有分層交錯評價指標的目標系統(tǒng),而且目標值又難于定量描述的決策問題[6]。

3.1 計算步驟

根據(jù)已建立的評價指標體系,構造判斷（成對比較）矩陣,先進行層次單排序及其一致性檢驗,再進行層次總排序及其一致性檢驗,得到的計算結果見表3,可以看出,邊坡生態(tài)修復效果評價指標體系中權重較大的是坡面植被覆蓋度和工程造價,占比分別為0.2424 和0.1296。

表3 生態(tài)修復邊坡水土保持效果評價指標權重

3.2 綜合評價值計算

（1）對象原始數(shù)據(jù)值

通過現(xiàn)場實地調(diào)查及室內(nèi)試驗得到見表4。

表4 評價對象原始數(shù)據(jù)值

（2）數(shù)據(jù)無量綱化處理

由于本評價體系所選用的指標涉及方面不同,取值和單位不盡相同。為了能夠比較各指標要素和計算指標的綜合指數(shù),需要進行數(shù)據(jù)的無量綱化處理。

數(shù)據(jù)無量綱化的過程實際上就是分級打分的過程,在劃出某一指標要素的給分范圍后,根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)給指標分級,采用極差標準型法和等級法對所得數(shù)據(jù)進行無量綱化。

通過標準型無量綱化的公式[7]計算得到各評價指標的無量綱化數(shù)據(jù)為表5。

表5 評價對象無量綱數(shù)據(jù)值

（3）綜合計算

各指標的無量綱化數(shù)值與各指標的權重相乘就得到各指標的綜合值,10 個指標的綜合值進行相加得到邊坡生態(tài)修復效果評價的綜合指數(shù)。即邊坡生態(tài)修復效果評價綜合指數(shù)計算模型為[8]:

式中：SQR 為評價對象的綜合評價值；Ri為無量綱化數(shù)值；Pi為各指標的權重；n 為評價指標個數(shù)。

根據(jù)計算可得出了每個樣地的綜合評價值見表6。

表6 邊坡生態(tài)修復效果綜合評價值

4 結論與討論

四種邊坡生態(tài)修復工程中效果綜合評價值較高的為框格梁生態(tài)袋植草技術及植被混凝土+生態(tài)棒修復技術邊坡,效果綜合評價值較低的為高次團粒噴播技術及液壓噴播草種技術。通過實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)高次團粒噴播樣地有較明顯的沖刷痕跡,基材質量較一般,導致植物生長和水土保持受到一定影響,液壓噴播草種邊坡植被種群較單一且覆蓋度偏低,存在一定的水土流失現(xiàn)象；框格梁生態(tài)袋植草及植植被混凝土+生態(tài)棒修復邊坡樣地生物群落豐富,層次結構完善,坡面基材質量較好,邊坡生態(tài)治理效果較優(yōu),見圖2。

圖2 框格梁生態(tài)袋植草及植被混凝土+生態(tài)棒修復邊坡樣地

通過對4 個樣地的綜合評價值與現(xiàn)場實際情況對比,可得知評價結果基本與現(xiàn)場樣地實際情況相符合,從而表明所選擇的10 個評價指標和所構建的指標體系對邊坡生態(tài)修復效果的評價具有較好的應用價值,為以后邊坡生態(tài)治理效果的定量分析提供了可參考的方法。

貴州喀斯特地區(qū)邊坡生態(tài)修復工作十分復雜,邊坡生態(tài)修復技術的選擇受諸多因素的影響,隨著不斷提高邊坡生態(tài)修復研究的深入性,對所選用的評價指標還需要不斷地完善,評價體系不斷修正,使研究結果更加全面和科學。