青海省湟源縣濱水環(huán)境模糊綜合評(píng)判及其建設(shè)

陳亞婷，張陽(yáng)生，侯紅蕊

（1.西北大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院 陜西 西安710127；2.安康市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，陜西 安康725000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，對(duì)城鎮(zhèn)濱水區(qū)的開(kāi)發(fā)和建設(shè)已經(jīng)成為許多城市發(fā)展的重點(diǎn)部分。城鎮(zhèn)濱水環(huán)境是城鎮(zhèn)段河流與城市發(fā)展共同作用的結(jié)果。它往往是城市中最具活力的場(chǎng)所，最具生命力的部分，是最高質(zhì)量的城市綠線，具有極高的生態(tài)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值與景觀價(jià)值［1－2］。對(duì)城鎮(zhèn)濱水環(huán)境進(jìn)行評(píng)判，可以為建設(shè)生態(tài)良好，景觀優(yōu)美，環(huán)境宜人的居住生活區(qū)提供指導(dǎo)意見(jiàn)和決策依據(jù)。因此，對(duì)城鎮(zhèn)濱水環(huán)境進(jìn)行評(píng)判，可以為城鎮(zhèn)濱水區(qū)人居環(huán)境建設(shè)提供宜居的決策，具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。

湟源縣城位于我國(guó)西部?jī)?nèi)陸地區(qū)，降水稀少，蒸發(fā)大，屬于干旱半干旱區(qū)，水在城市建設(shè)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們生活中顯得至關(guān)重要。由于地處山區(qū)河谷地帶，地形起伏較大，加之多條交通干線從縣城穿過(guò)，更使縣城建設(shè)用地和景觀環(huán)境顯得支離破碎，環(huán)境污染嚴(yán)重，城市景觀受到極大影響。但是，由于湟源縣位于湟水河濱，濱水面積大。因此，選擇湟源縣城湟水河濱水環(huán)境進(jìn)行綜合評(píng)判。在構(gòu)建影響城市濱水環(huán)境主要評(píng)判指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)和層次分析法建立數(shù)學(xué)評(píng)判模型。并運(yùn)用該模型對(duì)湟源縣城湟水河濱水環(huán)境進(jìn)行評(píng)判，依據(jù)評(píng)判結(jié)果，結(jié)合實(shí)地踏勘和掌握的資料，提出相應(yīng)優(yōu)化建議。從而對(duì)改善湟源縣城生態(tài)環(huán)境，建設(shè)山水城市提供理論支持。

1 研究區(qū)概況

湟源縣地處黃土高原與青藏高原的過(guò)渡地帶，青海省東部農(nóng)業(yè)區(qū)西端的日月山東麓，湟水河上游。湟源縣深居內(nèi)陸，屬大陸性氣候，平均海拔2 646m。日照時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)，氣溫日較差大，春季多風(fēng)，夏季涼爽，冬季干燥，年平均氣溫3℃，年平均降水量408.9mm，且主要集中在7—9月份。湟水河自西北而東南斜貫縣境北部，最大的支流藥水河由南而北注入湟水河，兩條河將湟源縣分成三大塊，中間形成一個(gè)狹長(zhǎng)的“丁”字形河谷盆地［3］。湟源縣城正好處于“丁”字形河谷盆地，距西寧市50km。西（寧）倒（淌河）高速公路、109國(guó)道、315國(guó)道以及青藏鐵路從縣城穿過(guò)，交通非常便利。

2 研究方法

城鎮(zhèn)濱水環(huán)境評(píng)判是一個(gè)非常復(fù)雜的多因素綜合體，存在著許多不確定的因素，帶有明顯的隨機(jī)性和模糊性。比較適宜于應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)方法進(jìn)行綜合評(píng)判［4－5］。

2.1 建立因素集:評(píng)判因素的選擇

影響評(píng)判對(duì)象取值（得分）的各因素組成的集合構(gòu)成因素集，因素集是一個(gè)普通集合，通常用字母U來(lái)表示，即

因素集中的這些因素（um）均具有模糊性。

2.2 建立評(píng)判集－選擇評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

評(píng)判集是評(píng)判者對(duì)評(píng)判對(duì)象可能做出的各種評(píng)判結(jié)果所組成的集合，通常用字母V來(lái)表示，即

在對(duì)城市濱水區(qū)宜居環(huán)境的評(píng)判中，可以取評(píng)判集為:

2.3 建立評(píng)判矩陣－選擇模糊分布

即對(duì)每個(gè)評(píng)判因子進(jìn)行單因素評(píng)判，給出各因子隸屬于各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的程度。選取合適的模糊分布，確定隸屬函數(shù)。rij表示第i個(gè)因素對(duì)于第j個(gè)等級(jí)的隸屬度。（rij）n×m即構(gòu)成了一個(gè)從U到V的模糊關(guān)系。

單因子評(píng)判是單獨(dú)從一個(gè)因素出發(fā)進(jìn)行評(píng)判，以確定評(píng)判對(duì)象對(duì)評(píng)判集中元素的隸屬度，稱為單因素模糊評(píng)判。對(duì)模糊關(guān)系~R，相當(dāng)于同樣的論域A（m個(gè)元素構(gòu)成）和B（n 個(gè)元素構(gòu)成），X（ai，bj）∈［0，1］，表示了ai與bj之間隸屬于關(guān)系~R 的程度，用矩陣表示為:

矩陣R為模糊矩陣，用來(lái)表示從A—B上的一種模糊關(guān)系。設(shè)評(píng)判對(duì)象按因素集中第i個(gè)因素Ui進(jìn)行評(píng)判，對(duì)評(píng)判集中第j個(gè)元素Vj的隸屬度為rij，其結(jié)果可表示為模糊集合。

2.4 確定因素權(quán)重，建立權(quán)重集

各因素影響評(píng)判對(duì)象取值的重要程度不盡相同，所以要對(duì)各因素ui＝｛u1，u2，…，um｝，（i＝1，2，3，…，m）賦予相應(yīng)的權(quán)數(shù)，各權(quán)數(shù)組成的集合A＝｛a1，a2，a3，…，ai｝則稱為因素權(quán)重集。通常各權(quán)數(shù)應(yīng)滿足歸一性和非負(fù)性條件

權(quán)重集是一個(gè)模糊集合，為了更清楚地表示權(quán)數(shù)與各因素之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，權(quán)重集也可采用模糊集合的查德（Zadeh）表示法，即

在模糊綜合評(píng)判中，權(quán)重是體現(xiàn)其重要性的數(shù)值。根據(jù)實(shí)際情況，在對(duì)城市濱水區(qū)環(huán)境做綜合評(píng)判時(shí)，以各因子對(duì)城市濱水宜居環(huán)境貢獻(xiàn)率方法計(jì)算權(quán)重，即貢獻(xiàn)率越大，權(quán)數(shù)就越大。由于貢獻(xiàn)率帶有很大程度上的主觀隨機(jī)性，為了使評(píng)判結(jié)果更為準(zhǔn)確，本研究采用層次分析法（AHP）求其權(quán)重。

2.5 模糊綜合評(píng)判

一般來(lái)說(shuō)，同一事物具有多種屬性，所以在評(píng)判事物時(shí)，不能單一考慮一種因素的影響，必須綜合考慮多種因素的綜合影響，因此要做模糊綜合評(píng)判。對(duì)構(gòu)建的單因素評(píng)判集R做模糊變換，Y＝W·R，考慮并選擇合適的模糊變換算子，運(yùn)用最大隸屬原則，判斷最后評(píng)判結(jié)果。

3 湟源縣湟水河濱水環(huán)境綜合評(píng)判［6－8］

3.1 指標(biāo)選取

城鎮(zhèn)濱水環(huán)境因素包括自然環(huán)境因素（如地形、地貌、氣候、水體、生物等），歷史文化因素，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素等構(gòu)成的人文環(huán)境因素和人工設(shè)施因素等。本研究在借鑒諸多前人研究觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合湟源縣城湟水河濱水環(huán)境的特征，確定構(gòu)成湟源縣城湟水河濱水環(huán)境的主要因素包括水體因素，土地因素，植物因素，工程因素和空間因素等。

（1）水體因素。水體在濱水環(huán)境建設(shè)中占有突出的地位，是濱水環(huán)境的主體因素，水質(zhì)、水量的大小以及形式空間的分布，對(duì)濱水區(qū)的景觀價(jià)值和生態(tài)環(huán)境建設(shè)起到?jīng)Q定性的作用。其中水質(zhì)的優(yōu)劣直接決定了濱水區(qū)的環(huán)境質(zhì)量，特別是直接影響到城市居民的身心健康。故結(jié)合湟源縣城湟水河實(shí)際情況，對(duì)水體因素的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是在水質(zhì)條件占主要的基礎(chǔ)上綜合考慮的。

（2）土地因素。濱水區(qū)土地包括作為公共功能的開(kāi)敞空間部分和周邊用于開(kāi)發(fā)的城市建設(shè)用地。城市濱水區(qū)土地具有優(yōu)越的區(qū)位條件，相對(duì)低廉的土地成本，以及獨(dú)特的景觀環(huán)境。城市濱水環(huán)境的整治使得濱河人居條件得到改善，同時(shí)也提高了濱水區(qū)的土地利用價(jià)值，這就使濱水區(qū)成為房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商關(guān)注的重點(diǎn)地段，也成為城市發(fā)展的敏感地區(qū)［9］。濱水區(qū)的地產(chǎn)開(kāi)發(fā)程度是影響其宜居環(huán)境的重要因素之一，適當(dāng)?shù)拈_(kāi)發(fā)有利于居民更好地使用濱水空間，過(guò)度開(kāi)發(fā)又會(huì)影響生態(tài)和社會(huì)效益，所以要做好濱水區(qū)土地利用規(guī)劃，嚴(yán)格控制開(kāi)發(fā)強(qiáng)度。

（3）植物因素。植物因素是濱水環(huán)境的重要構(gòu)景因素，它豐富的季相變化、多姿的植物形態(tài)、多樣的園林造景手法，是提升濱水景觀形象的生長(zhǎng)點(diǎn)。是濱水區(qū)生物多樣性的基礎(chǔ)，同時(shí)還是野生動(dòng)物的棲息場(chǎng)所［7］。因此，植被分布狀況對(duì)建設(shè)生態(tài)良好，景觀優(yōu)美的濱水區(qū)環(huán)境具有至關(guān)重要的作用。

（4）工程因素。濱水工程是濱水區(qū)環(huán)境的基本構(gòu)成因素，它包括景觀建設(shè)工程、水體治理工程以及周邊房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)的構(gòu)筑物和建筑物等。城市為了追求經(jīng)濟(jì)利益對(duì)濱水區(qū)不合理的建設(shè)以及過(guò)渡開(kāi)發(fā)，嚴(yán)重破壞了濱水區(qū)環(huán)境。因此，在對(duì)濱水區(qū)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中要充分評(píng)估人工變動(dòng)對(duì)原自然環(huán)境造成的破壞，以及變動(dòng)后的恢復(fù)程度，還要充分考慮人工建筑物和構(gòu)筑物與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系。這就使得工程因素也成為了濱水區(qū)環(huán)境綜合評(píng)判的主要因素了。

（5）空間因素。隨著人們生活質(zhì)量的提高，越來(lái)越多的城市更注重將其濱水空間作為居民的公共空間來(lái)使用，使其發(fā)揮最大的生態(tài)、景觀和社會(huì)效應(yīng)。對(duì)于一個(gè)濱水空間來(lái)說(shuō)，其規(guī)劃設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就是親水空間的構(gòu)建，其中居民可享受的公共空間的程度是評(píng)判濱水環(huán)境的重要指標(biāo)。

3.2 綜合評(píng)判

湟源縣城湟水河濱水環(huán)境的綜合評(píng)判過(guò)程，大致步驟為:（1）從構(gòu)成濱水區(qū)環(huán)境要素中選定主要影響因素，建立評(píng)判因素集；（2）建立評(píng)判集并進(jìn)行評(píng)分，然后建立評(píng)判矩陣；（3）運(yùn)用層次分析法（AHP）計(jì)算權(quán)重；（4）將各數(shù)據(jù)代入運(yùn)算式運(yùn)算；（5）根據(jù)最大隸屬度原則，得出評(píng)判結(jié)果。

（1）建立因素集。為了簡(jiǎn)化評(píng)判過(guò)程，以影響最直接、最相關(guān)的5個(gè)構(gòu)成因素作為因素集:即U＝｛土地因素（u1），水體因素（u2），植物因素（u3），工程因素（u4），空間因素（u5）｝，5個(gè)因素的具體評(píng)判內(nèi)容詳見(jiàn)表1。

（2）建立評(píng)判集，選擇評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。在本例中，評(píng)判集取:

V＝｛V1，V2，…，Vn｝＝｛優(yōu)，良，中，差｝

（3）構(gòu)造模糊矩陣，進(jìn)行單因素模糊評(píng)判。由實(shí)際評(píng)判數(shù)據(jù)整理可知:

土地因素為:

水體因素為:

植物因素為:

工程因素為:

空間因素為:

以各單因素評(píng)判集評(píng)判隸屬度為行，組成單因素評(píng)判矩陣R，即

（4）確立權(quán)重集。此處采取層次分析法（AHP）計(jì)算權(quán)重，層次分析法可以較準(zhǔn)確地計(jì)算出各因素所占的權(quán)重。其基本出發(fā)點(diǎn)為:在一般決策問(wèn)題中，針對(duì)某一目標(biāo)，較難同時(shí)對(duì)若干因素作出精確的判斷時(shí)，可將它們相對(duì)于目標(biāo)的重要性以數(shù)量來(lái)表示，從而排除大小次序。為決策者提供依據(jù)。使用層次分析法首先要建立標(biāo)度及描述［4］（表2），然后依據(jù)標(biāo)度構(gòu)造判斷矩陣（表3）。

表1 湟水河濱水環(huán)境評(píng)判表

表2 1－9標(biāo)度及其描述

表3 依據(jù)標(biāo)度構(gòu)造判斷矩陣

求出最大特征向量并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，得出5個(gè)因素的評(píng)判權(quán)重集。

A＝｛a1，a2，a3，a4，a5｝＝｛0.13，0.15，0.20，0.35，0.17｝

為了更清楚地表示權(quán)重與各因素的對(duì)應(yīng)關(guān)系，上述權(quán)重可表達(dá)為:

顯然該權(quán)重滿足下列條件，即歸一性和非負(fù)性

（5）綜合評(píng)判。進(jìn)行模糊矩陣運(yùn)算，B＝A·R即

根據(jù)最大隸屬度原則，優(yōu)的比重占0.22，良的比重占0.29，中的比重占0.30，差的比重占0.19，綜合評(píng)判分值得出結(jié)果，湟源縣湟水河濱水宜居環(huán)境的評(píng)判為“中”。因此，結(jié)合實(shí)地踏勘和掌握的資料，水體方面，由于湟源縣湟水河濱水區(qū)處在干旱區(qū)，城區(qū)內(nèi)只有洪水期泄洪時(shí)流淌形成的天然河床，平時(shí)是枯竭的，河床長(zhǎng)期受水刷影響，土質(zhì)較差，植物生長(zhǎng)不良；建筑景觀方面，城中湟水河兩側(cè)建筑參差不齊，河岸景觀較單一；居住環(huán)境方面，目前河岸邊還有一些工廠存在，居住區(qū)的環(huán)境建設(shè)也不完善，這些問(wèn)題需要在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮。

4 結(jié)論及建議

城鎮(zhèn)濱水區(qū)是城鎮(zhèn)中自然因素最為密集的區(qū)域［10］。城鎮(zhèn)濱水環(huán)境評(píng)判不僅僅具有生態(tài)學(xué)上的意義，還可以良好地指導(dǎo)濱水區(qū)規(guī)劃建設(shè)。引入模糊數(shù)學(xué)方法可以很好地對(duì)評(píng)判指標(biāo)進(jìn)行量化，而AHP法可以較準(zhǔn)確地評(píng)判各個(gè)指標(biāo)所占的權(quán)重，其評(píng)判結(jié)果可作為指導(dǎo)濱水區(qū)規(guī)劃的依據(jù)。本研究依據(jù)模型評(píng)判結(jié)果為“中”。因此，依據(jù)評(píng)判結(jié)果，結(jié)合實(shí)地踏勘和掌握的資料，提出優(yōu)化建議。

（1）借山顯水，構(gòu)建宜居山水城市。圍繞山城、水城和“兩河四岸”總體開(kāi)發(fā)，將山水環(huán)境與主城區(qū)疊加構(gòu)建山水宜居城市。運(yùn)用整體觀的原理，建立生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，保證濱水宜居環(huán)境的自然條件基礎(chǔ)。規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)從城市整體出發(fā)，做好系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將周邊山水環(huán)境與城區(qū)作為整體來(lái)考慮，構(gòu)建山水宜居城市。

（2）通過(guò)濱水區(qū)開(kāi)發(fā)和建設(shè)，拓展城市空間。目前，城鎮(zhèn)濱水區(qū)建設(shè)越來(lái)越重視公共空間的開(kāi)拓，更加考慮了人的需求。湟源縣湟水河濱水區(qū)主要依濱河一側(cè)發(fā)展，即沿湟水北側(cè)發(fā)展。未來(lái)發(fā)展應(yīng)該考慮跨河發(fā)展，拓展城市空間。并且發(fā)展要保證居民公共活動(dòng)空間，結(jié)合濱河公園、濱水廣場(chǎng)等形式滿足居民的親水需求。逐步構(gòu)建以湟水河為界南北分治，相互連動(dòng)，功能互補(bǔ)的城鎮(zhèn)專業(yè)區(qū)體系。把湟水河以南建設(shè)成為特色鮮明、環(huán)境優(yōu)美、以生態(tài)建設(shè)為依托的可持續(xù)發(fā)展城區(qū)，把湟水河以北建設(shè)成為設(shè)施完善、經(jīng)濟(jì)繁榮、以人文景觀為中心的古樸典雅的城區(qū)，充分利用湟水河、藥水河兩條流域資源，擴(kuò)大水域面積，大做露水工程，給城鎮(zhèn)建設(shè)注入靈氣，使城鎮(zhèn)建設(shè)不在于求洋而在于精巧秀美，古樸典雅；不在于貪大而在于內(nèi)涵挖掘，賦予湟源深厚的、獨(dú)特的人文背景個(gè)性，體現(xiàn)山城、水城、古城三城并舉的宜居景象。

（3）通過(guò)濱水景觀營(yíng)造，提升周邊土地價(jià)值。城市濱水區(qū)具有復(fù)合特性，其金融商業(yè)、科技、教育、娛樂(lè)休閑、旅游與一體［11］。湟源縣可以依托湟水河濱水區(qū)建設(shè)濱水生態(tài)居住區(qū)、濱水生態(tài)公園、濱水休閑活動(dòng)區(qū)、濱水綠色餐飲區(qū)、濱水商務(wù)金融區(qū)、濱水文體展覽區(qū)6個(gè)景觀職能分區(qū)，以確定開(kāi)發(fā)重點(diǎn)。同時(shí)推進(jìn)城鎮(zhèn)路網(wǎng)、景觀、廣場(chǎng)、公共服務(wù)等設(shè)施建設(shè)，以及城鎮(zhèn)房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。以經(jīng)營(yíng)城鎮(zhèn)為理念，堅(jiān)持建管并重，改善整個(gè)城區(qū)的生態(tài)環(huán)境，確保湟水河濱水土地這一珍貴而稀缺的城市公共資源發(fā)揮應(yīng)有的公共功能。

（4）結(jié)合防洪工程建設(shè)，創(chuàng)造居民公共親水空間。規(guī)劃濱水區(qū)很重要的一點(diǎn)就是防洪的要求，充分利用城中季節(jié)性河流泄洪，保證城區(qū)的安全性。護(hù)岸的形式影響著人與水體的親近關(guān)系，應(yīng)合理設(shè)計(jì)，在護(hù)岸設(shè)計(jì)時(shí)親水與安全，防洪與近水是必須面對(duì)的矛盾。解決此問(wèn)題的辦法是通過(guò)景觀設(shè)計(jì)，在景觀規(guī)劃時(shí)結(jié)合堤防進(jìn)行護(hù)坡立體綠化，布置臺(tái)階式親水駁岸，將高低空間用臺(tái)階來(lái)溝通，用植物來(lái)烘托，使水域與陸域有層次地過(guò)渡。城市濱水區(qū)的景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)該在保證濱水環(huán)境健康發(fā)展的前提下，在濱水區(qū)內(nèi)設(shè)置多樣化的自然環(huán)境、開(kāi)敞空間和各種功能設(shè)施為市民提供多種濱水景觀體驗(yàn)［12］。

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