基于AHP方法的武岡市第二水源地選址方案評價(jià)研究

鄭永根　蔣買勇

（武岡市水利局　邵陽市　422400）　（湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院　長沙市　410131）

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基于AHP方法的武岡市第二水源地選址方案評價(jià)研究

鄭永根蔣買勇

（武岡市水利局邵陽市422400）（湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院長沙市410131）

【摘要】為建立和量化飲用水水源地選址的綜合評價(jià)體系，文章以湖南省武岡市第二水源地選址方案為例，利用層次分析法（AHP），從水質(zhì)安全、水資源保障和工程經(jīng)濟(jì)角度構(gòu)建評價(jià)體系。采用文獻(xiàn)閱讀和專家咨詢方式相結(jié)合方法確定指標(biāo)因子權(quán)重值，根據(jù)地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、飲用水標(biāo)準(zhǔn)等確定評分準(zhǔn)則，對多個(gè)水源地選址方案進(jìn)行綜合評價(jià)。計(jì)算研究表明，方案一綜合評分最高，故推薦方案一為武岡市第二水源地的最佳選址方案。

【關(guān)鍵詞】水源地選址層次分析法評價(jià)體系

中國環(huán)境監(jiān)測總站統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2009年重點(diǎn)城市年取水總量為217.6億t，達(dá)標(biāo)水量占73.0%，不達(dá)標(biāo)水量占27.0%。此外，許多具有致癌、致畸、致突變性的有機(jī)污染物在我國的大中型飲用水源中均有檢出。在對水源地環(huán)境調(diào)查和評價(jià)過程中，許多重大飲用水源環(huán)境事故曝露出水源地在規(guī)劃選址過程對制約因素考慮不足的問題［1～2］。水源地規(guī)劃選址時(shí)對上游工業(yè)排污風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)不足，保護(hù)區(qū)內(nèi)已建排污項(xiàng)目物權(quán)不明，流域新建大型水利項(xiàng)目改變基礎(chǔ)環(huán)境條件等問題，已成為水源地保護(hù)方案難以得到有效實(shí)施的重要原因。目前，國內(nèi)外研究人員對現(xiàn)有水源地的安全評價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)管理、污染防治做了大量研究工作［3～4］，但對水源地規(guī)劃選址的研究尚停留在水資源供應(yīng)保障和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等單一性評價(jià)階段，對于綜合性評價(jià)大多以定性評價(jià)為主［5］，尚未形成較為完整的量化評價(jià)體系。本研究針對武岡市飲用水水源地選址方案，從水質(zhì)安全、水資源保障和工程經(jīng)濟(jì)角度構(gòu)建飲用水水源地選址評價(jià)體系，對選址方案進(jìn)行量化評價(jià)，旨在為管理決策提供依據(jù)。

1　研究區(qū)域概述

武岡市位于湖南省西南部，資水上游，現(xiàn)有水源地為資水一級支流玉溪河上已建成的威溪水庫。該工程是一座以防洪、灌溉為主、兼顧發(fā)電供水為一體的綜合水利樞紐。近年來，隨著武岡經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，城鎮(zhèn)化水平的提高，城市人口和城市人口年均用水量的增加，預(yù)計(jì)到2030年，城市總用水量將達(dá)到5 320萬m3/a，而2013年威溪水庫向武岡城區(qū)供水僅為1 210萬m3，現(xiàn)有水源地供水已難以滿足武岡城區(qū)需水量。

此外，威溪水庫庫容偏小，灌溉用水、發(fā)電用水與城市供水的矛盾日益突出，且水庫壩址上游控制流域面積內(nèi)已探明有多種金屬礦產(chǎn)，由于武岡城區(qū)水源地的單一性，若水庫水質(zhì)受到污染，城區(qū)將會面臨長時(shí)間的缺水。因此，為了保證城區(qū)飲水需求與安全，開發(fā)第二水源地已是發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

根據(jù)實(shí)地考察結(jié)果，確定新建玉屏水庫、從大圳水庫取水、從白云水庫取水三個(gè)方案，現(xiàn)需對三個(gè)方案進(jìn)行綜合評價(jià)確定最佳方案。

2　構(gòu)建評價(jià)體系

根據(jù)水源地選址所涉及的評價(jià)因素具有定量和定性相結(jié)合的特點(diǎn)，本文選擇廣泛應(yīng)用于多目標(biāo)決策的層次分析法（AHP）作為構(gòu)建評估體系的技術(shù)方法。AHP在決策分析時(shí)，可將一個(gè)由眾多因素構(gòu)成的相互關(guān)聯(lián)、相互制約的復(fù)雜系統(tǒng)從不同角度進(jìn)行評價(jià)，根據(jù)系統(tǒng)的決策目標(biāo)將問題層次化、條理化，建立遞階層次結(jié)構(gòu)并形成一個(gè)多層次的分析結(jié)構(gòu)模型，一般由高到低可分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層，利用下層對上層的相對重要性來評價(jià)因子的權(quán)重。

2.1評價(jià)因子

（1）水質(zhì)安全。建立飲用水水源地的最終目的是向社會提供有質(zhì)量保證的飲用水。若水質(zhì)不能滿足飲用水源要求，需要對水源沉淀過濾、消毒處理后方能作為生活飲用水。水質(zhì)安全評價(jià)體系中，使用水質(zhì)分類標(biāo)準(zhǔn)，大腸菌群及肉眼可見物來反應(yīng)水質(zhì)情況。計(jì)算數(shù)據(jù)來自實(shí)地考察取水后檢驗(yàn)報(bào)告。

（2）水資源保障。水資源類指標(biāo)反映的是飲用水源的量。由于第二和第三方案工程位于它市，故根據(jù)實(shí)際情況，確定水資源總量、對第三者取水影響及水量自主調(diào)控能力三個(gè)指標(biāo)為作為評價(jià)因子。

（3）工程經(jīng)濟(jì)性。一個(gè)方案是否得以實(shí)施很大程度上取決于工程造價(jià)，工程占地過多會對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成破壞，房屋拆遷與移民會影響當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ睢?/p>

2.2評價(jià)權(quán)重

在參考相關(guān)文獻(xiàn)［6～7］和咨詢有關(guān)專家的基礎(chǔ)上，結(jié)合各層的影響因子對應(yīng)上一層準(zhǔn)則層指標(biāo)的影響程度大小建立判斷矩陣，按照AHP建模的步驟，確定每層各影響因素的權(quán)重，并檢驗(yàn)是否具有可接受的一致性，自上而下地將單準(zhǔn)則下的權(quán)重進(jìn)行合成，并逐層進(jìn)行總的判斷一致性檢驗(yàn)，對系統(tǒng)目標(biāo)的合成權(quán)重見表1，由表1中數(shù)據(jù)計(jì)算所得CR= 0.05＜0.1，表明合成權(quán)重具有良好的一致性。

表1　目標(biāo)層至指標(biāo)層評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重

2.3評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

在評價(jià)過程中，將評價(jià)因子等級劃分為很差、較差、一般、較好和很好5個(gè)等級，分別賦予0、40、60、80、100相應(yīng)分值。各評價(jià)因子依據(jù)現(xiàn)行環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)導(dǎo)則的相關(guān)等級要求。對應(yīng)的分值如表2所示，區(qū)間范圍的具體分值可通過內(nèi)插法進(jìn)行計(jì)算，各方案指標(biāo)值如表3所示。通過評分標(biāo)準(zhǔn)與權(quán)重的計(jì)算，得到水源地選址方案的最終分值，分值越高的方案合理性越強(qiáng)。計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表2　評價(jià)因子的評分標(biāo)準(zhǔn)

表3　各方案指標(biāo)值統(tǒng)計(jì)表

3　結(jié)　論

2個(gè)水源地方案得分為69.57、61.14、49.76，得分偏低，主要原因在于水質(zhì)安全準(zhǔn)則毒理性指標(biāo)評分項(xiàng)中，三個(gè)方案同時(shí)能夠滿足其要求，為增強(qiáng)方案對比，故本文剔除了這一指標(biāo)。

水質(zhì)安全準(zhǔn)則中方案一與方案二得分較高，表明水源地綜合水質(zhì)狀況尚可，方案三得分較低，因庫區(qū)上游有兩家合法排污造紙企業(yè)，還有多家小作坊、小企業(yè)，存在工業(yè)廢水污染問題。水資源保障準(zhǔn)則中，方案二與方案三得分較低，因兩方案選址在武岡市管轄范圍外，審批、調(diào)度權(quán)受到嚴(yán)重限制。工程經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)則中，由于方案二工程投資較高，方案一存在移民拆遷問題，得分較低。

表4　選址方案綜合評價(jià)表

方案一綜合得分最高，本研究優(yōu)先推薦方案一作為武岡市第二水源地選址方案。

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作者簡介：鄭永根（1977-），男，大學(xué)本科，工程師，從事水利工程管理和施工管理工作。

收稿日期：（2016-03-22）