遼寧省北票市涼水河干河子段防洪工程治理后評(píng)價(jià)

王 娜

(北票市凌河保護(hù)區(qū)管理局，遼寧 北票 122100)

1 防洪治理后評(píng)價(jià)方法

1.1 基本方法

效益后評(píng)價(jià)具有不確定性、模糊性特征，本文為定量描述其變化規(guī)律引入模糊理論中隸屬函數(shù)；為解決指標(biāo)權(quán)重計(jì)算時(shí)模糊綜合法存在的主觀性問(wèn)題，采用AHP法以定量的形式反映主觀判斷的重要度，由此構(gòu)造耦合的F-AHP模型。

1.2 評(píng)價(jià)體系

為客觀反映防洪治理工程對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等方面的影響，以及防洪工程建設(shè)全過(guò)程，本文結(jié)合防洪治理規(guī)劃和防洪工程特點(diǎn)，遵循針對(duì)性、完備性、數(shù)據(jù)可達(dá)性等原則，從建設(shè)過(guò)程P1、工程效益P2、生態(tài)環(huán)境P3、防洪目標(biāo)與可持續(xù)性P4等角度選擇指標(biāo)如項(xiàng)目立項(xiàng)決策正確性Q1、前期工作質(zhì)量Q2、施工準(zhǔn)備工作Q3、投資控制Q4、工期控制與工程質(zhì)量Q5、工程安全運(yùn)行Q6、多年平均防洪效益Q7、防洪排澇保證體系完善程度Q8、水資源配置能力提高程度Q9、影響區(qū)域內(nèi)項(xiàng)目支持率Q10、增強(qiáng)項(xiàng)目影響區(qū)發(fā)展?jié)摿11、河流水環(huán)境改善情況Q12、水土流失控制率Q13、生態(tài)與社會(huì)環(huán)境改善程度Q14、防洪治理目標(biāo)實(shí)現(xiàn)程度和正確程度Q15、制度設(shè)置和管理機(jī)構(gòu)的合理性Q16、基礎(chǔ)設(shè)施和相關(guān)政策的完備性Q17、工程可持續(xù)水平Q18構(gòu)建后評(píng)價(jià)體系，如表1。

表1 防洪治理工程后評(píng)價(jià)體系

1.3 評(píng)價(jià)模型

本文利用模糊層次分析模型科學(xué)評(píng)價(jià)河道防洪治理綜合效益，主要流程為：各指標(biāo)權(quán)重采用AHP法求解，然后對(duì)防洪治理效益運(yùn)用FCE理論分析，該方法充分考慮了FCE評(píng)判不確定事物和AHP法求解指標(biāo)權(quán)重的優(yōu)勢(shì)。F-AHP模型可降低評(píng)價(jià)結(jié)果受主觀評(píng)判的干擾，同時(shí)體現(xiàn)各模糊性因子的綜合影響，保證效益評(píng)價(jià)的客觀性與準(zhǔn)確性，較傳統(tǒng)的評(píng)比打分法更加真實(shí)、全面地反映實(shí)際狀況[1-4]。

1.3.1 AHP法確定權(quán)重

步驟1：構(gòu)造判斷矩陣。將后評(píng)價(jià)體系中第k-1層相關(guān)的m項(xiàng)因素與第k層某項(xiàng)因素的相對(duì)重要度，邀請(qǐng)防洪治理工程領(lǐng)域的專(zhuān)家進(jìn)行打分，并按照1～9標(biāo)度準(zhǔn)則建立判斷矩陣A，其表達(dá)式如式(1)：

A={aij}m×m

(1)

式中：aij為評(píng)判因素i與j的相對(duì)重要度，各因素的重要性評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)如表2，并且aii=1、aij=1/aji。

表2 1～9標(biāo)度準(zhǔn)則

步驟2：求解指標(biāo)權(quán)重。歸一化處理上述判斷矩陣，經(jīng)層次單排序后獲取各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重，相關(guān)計(jì)算式為：

(2)

步驟3：一致性檢驗(yàn)。將判斷矩陣A的最大特征根利用Matlab軟件和公式AW=λmaxW求解，從數(shù)學(xué)的角度極易證明正互反矩陣A定存在正實(shí)數(shù)λmax。根據(jù)標(biāo)度準(zhǔn)則和專(zhuān)家評(píng)分構(gòu)造的判斷矩陣A并不完全符合一致性要求，為了反映判斷矩陣的偏離一致性引入不考慮最大特征根的其他特征根平均值，其表達(dá)式為式(3)：

(3)

式中：λmax為最大特征根；n為矩陣的階數(shù)。

判斷矩陣符合一致性檢驗(yàn)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為CR<0.10，其計(jì)算式為式(4)：

(4)

式中：RI、CI為不同階數(shù)矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)和離散一致性程度指標(biāo)，各階數(shù)矩陣的RI值按照表3確定。

表3 離散一致性指標(biāo)值RI

1.3.2 模糊綜合評(píng)價(jià)

FCE是一種將定性描述利用模糊數(shù)學(xué)法轉(zhuǎn)化成定量評(píng)判的綜合方法，該方法具有系統(tǒng)性強(qiáng)、結(jié)果清晰的特點(diǎn)，對(duì)于解決難以量化、模糊性問(wèn)題具有較強(qiáng)適用性。

步驟1：構(gòu)造模糊評(píng)判集。設(shè)V={v1,v2,…,vk}為防洪治理后評(píng)價(jià)等級(jí)集，按從低到高或者從高到低的評(píng)語(yǔ)構(gòu)成，其中vi代表效益評(píng)價(jià)等級(jí)，可結(jié)合防洪治理實(shí)際情況確定級(jí)數(shù)和方式。

步驟2：構(gòu)造模糊評(píng)判矩陣。將各項(xiàng)指標(biāo)利用單因素評(píng)價(jià)法分析，從而確定單因素i隸屬于評(píng)價(jià)等級(jí)vj的程度，由此構(gòu)造模糊評(píng)價(jià)矩陣Ri。

步驟3：模糊綜合評(píng)價(jià)。一般地，不同指標(biāo)對(duì)防洪治理效益后評(píng)價(jià)的貢獻(xiàn)率不同，所以有必要引入權(quán)重模糊集Wi。

按照從下層至總目標(biāo)層的原則依次確定各項(xiàng)因素的模糊隸屬度，經(jīng)合成運(yùn)算確定綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，并按照最大隸屬度準(zhǔn)則判斷防洪治理效益后評(píng)價(jià)等級(jí)。

2 實(shí)例應(yīng)用

2.1 工程概況

涼水河屬大凌河一級(jí)支流，流經(jīng)北票市大三家鄉(xiāng)、西官營(yíng)鎮(zhèn)、涼水河鄉(xiāng)、臺(tái)吉鎮(zhèn)后匯入白石水庫(kù)，河道總長(zhǎng)51 km，總面積731 km2，平均比降7.2‰，年徑流量3435萬(wàn)m3。受地形條件影響，該區(qū)域降水在地區(qū)分布極不均勻，容易發(fā)生局部暴雨，受下墊面影響，一般多為超滲產(chǎn)流，洪水陡漲陡落，峰高量大，洪量比較集中。涼水河干河子段防洪工程治理長(zhǎng)度8.625 km，其工程任務(wù)是確定河道治理措施，固定河勢(shì)，確保沿岸防洪安全。工程布置分河道護(hù)岸工程及生態(tài)治河工程[5-6]。

2.2 確定指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)防洪治理實(shí)際情況和層次分析法，按照1～9標(biāo)度準(zhǔn)則構(gòu)造評(píng)價(jià)體系中各因素的判斷矩陣，如表4。

表4 準(zhǔn)則層判斷矩陣

然后利用式(2)確定準(zhǔn)則層各因素權(quán)重，即ωA-B=(0.1310,0.4978,0.0556,0.3156)。采用Matlab軟件求解矩陣的λmax，可以確定λmax=4.0568，CI值為0.0186，查表3獲取4階矩陣的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為RI=0.89，由此表明構(gòu)造的判斷矩陣符合一致性檢驗(yàn)要求，可以用于權(quán)重的確定。

2.3 構(gòu)造評(píng)判矩陣

充分考慮防洪治理實(shí)際情況，將后評(píng)價(jià)等級(jí)劃分為很差、差、中、良、優(yōu)5個(gè)等級(jí)，并構(gòu)造相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)集V=(V5,V4,V3,V2,V1)。然后邀請(qǐng)防洪治理、工程管理等領(lǐng)域的7位專(zhuān)家對(duì)評(píng)價(jià)體系中的7項(xiàng)定性指標(biāo)評(píng)價(jià)，從而構(gòu)造評(píng)判矩陣，對(duì)于定量指標(biāo)利用隸屬函數(shù)求解其隸屬度，即：

2.4 綜合后評(píng)價(jià)

依據(jù)模糊評(píng)判矩陣對(duì)評(píng)價(jià)體系中各項(xiàng)指標(biāo)處理，由此確定一級(jí)模糊評(píng)價(jià)矩陣B：

B=[B1,B2,B3,B4]T=

北票市涼水河干河子段防洪工程后評(píng)價(jià)等級(jí)按照最大隸屬度準(zhǔn)則確定，即達(dá)到2級(jí)良好水平，該評(píng)價(jià)結(jié)果與預(yù)期目標(biāo)保持較好一致性，防洪工程的建設(shè)實(shí)施取得顯著的綜合效益?？梢?jiàn)，F(xiàn)-AHP模型和后評(píng)價(jià)體系的綜合應(yīng)用能夠客觀、準(zhǔn)確地反映防洪治理實(shí)際情況。

3 結(jié) 論

(1)將科學(xué)計(jì)算與專(zhuān)家評(píng)估、定性與定量分析相結(jié)合的F-AHP模型，能夠有效降低主觀判斷對(duì)防洪效益后評(píng)價(jià)的干擾，該模型考慮了防洪治理的模糊性因素，較傳統(tǒng)的方法更加科學(xué)合理。涼水河干河子段防洪工程后評(píng)價(jià)等級(jí)達(dá)到2級(jí)良好水平，該評(píng)價(jià)結(jié)果與預(yù)期目標(biāo)保持較好一致性，防洪工程的建設(shè)實(shí)施取得了顯著的綜合效益。

(2)為系統(tǒng)、全面的反映河流治理實(shí)際狀況，后評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇應(yīng)考慮河流實(shí)際情況合理確定，研究成果對(duì)防洪治理方案的設(shè)計(jì)及其效益評(píng)價(jià)具有指導(dǎo)意義。為進(jìn)一步發(fā)揮河流蓄水、防洪、除澇等功能，全面提升河流水系功能，效應(yīng)還要加快引調(diào)水工程的建設(shè)。