基于AHP—模糊綜合評價法的示范河湖評價

蘇 玥，王立權，李鐵男，郭微微，李 棟

(1.黑龍江大學 水利電力學院，黑龍江 哈爾濱 150080；2.黑龍江省水利科學研究院，黑龍江 哈爾濱 150080)

2020年3月，黑龍江省松花江富錦城區(qū)段入選黑龍江省水利廳公布的第一批示范河湖建設名單。為落實水利部提出的實現(xiàn)“防洪保安全、優(yōu)質(zhì)水資源、健康水生態(tài)、宜居水環(huán)境、先進水文化”目標，富錦市因地制宜，以“江河安瀾護糧都、農(nóng)業(yè)命脈穩(wěn)增產(chǎn)、生態(tài)健康可持續(xù)、親水康養(yǎng)惠民生、文化傳承鑄靈魂”為目標，全面展開示范河湖建設工作[1-3]。

本文以松花江富錦市示范河湖建設目標為導向，參照河流健康評價、幸福河評價成果，建立示范河湖綜合評價體系，運用AHP—模糊綜合評價法，對松花江富錦市示范河湖建設情況進行評價，總結(jié)經(jīng)驗做法，為科學評價示范河湖提供參考，為豐富示范河湖相關理論提供支持，為全省河湖管理及河湖長制工作提供樣板[4-6]。

1 研究方法介紹

1.1 層次分析法

層次分析法是美國運籌學家，匹茲堡大學的A.L.Saaty教授于20世紀70年代提出的一種定性分析和定量分析相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法?；舅悸肥前岩粋€復雜問題分解為有層次結(jié)構的組成因素，然后基于專家經(jīng)驗并通過計算來確定在這些元素權重，最后加權匯總。該方法具有系統(tǒng)、靈活、簡潔的特點[7]。利用層次分析法確定指標權重的一般步驟：

(1) 構造階梯層次結(jié)構模型。

(2)構造判斷矩陣。 將層次分析模型中，每一層次的各要素進行兩兩對比，引用數(shù)字1～9及其倒數(shù)作為標度，得到相對重要程度的比較標度，以此來建立判斷矩陣A=(aij)n×n(見表1)。

表1 判斷矩陣標度定義

(3)層次單排序及其一致性檢驗。 引入一致性指標CI和RI，計算檢驗系數(shù)CR，當CR<0.1，則認為該判斷矩陣通過一致性檢驗，否則就不具有滿意一致性,需要調(diào)整判斷矩陣。

(4)層次總排序及其一致性檢驗。計算某一層次所有因素對于最高層(總目標)相對重要性的權值，稱為層次總排序。這一過程是從最高層次到最低層次依次進行的。

1.2 模糊綜合評價法

模糊綜合評價法是基于模糊變換和最大隸屬度的原則，綜合考慮各個影響因素進行決策的方法。其優(yōu)點是被評價的客體具有唯一的評價值而不受評價客體所處集合的特性影響[8]。本文研究對象較為復雜，考慮因素眾多，并且各因素之間有層次之分，因此采用多層模糊綜合評價的方法。

1.3 AHP—多層模糊綜合評價法

AHP—多層模糊綜合評價法是一種結(jié)合了層次分析法以及模糊綜合評價法的優(yōu)點的評價方法。該方法通過層次分析法確定準則層以及各指標層權重向量，然后通過多層模糊綜合評價法計算隸屬度進行評價[9]。

2 應用實例

2.1 研究區(qū)域概況

松花江富錦城區(qū)段示范河湖，位于松花江南岸，起點松花江富綏公路大橋下游0.85 km處，終點富錦市紅旗灌溉站渠首泵站。示范段全長7.72 km，流經(jīng)富錦市富錦鎮(zhèn)，富錦鎮(zhèn)地勢低平，河道寬度4.0～7.0 km，河道主槽寬度0.5～2.0 km，河道邊灘發(fā)育，示范段無其他支流匯入。

2.2 權重確定

本文采用層次分析法，應用matlab軟件進行權重計算，最終得到權重計算結(jié)果見表2～表8。

表2 目標層判斷矩陣及權重

表3 準則層判斷矩陣及權重B1

表4 準則層判斷矩陣及權重B2

表5 準則層判斷矩陣及權重B3

表6 準則層判斷矩陣及權重B4

表7 準則層判斷矩陣及權重B5

表8 準則層判斷矩陣及權重B6

2.3 隸屬度計算

本文采用梯形分布函數(shù)，結(jié)合2020年松花江富錦市示范河湖實際建設情況，計算隸屬度見表9。

表9 隸屬度計算及結(jié)果

2.4 多層模糊綜合評價

本文采用加權平均算法，利用上文計算得到的隸屬度值，構建模糊關系矩陣R，與層次分析法中得到的指標權重向量，進行矩陣運算，求得一級模糊綜合評判矩陣，最終得到第二層模糊綜合評價向量如式(1)所示。

B=A×R=

(1)

3 結(jié)果與分析

3.1 松花江富錦市示范河湖建設取得的成效

松花江富錦市示范河湖建設從責任體系、制度體系、基礎工作、管理保護、水域岸線空間管控、河湖管護等六個維度進行全面提升，構建了完善的河湖治理工程體系和管理體系，全面實現(xiàn)了“江河安瀾護糧都、農(nóng)業(yè)命脈穩(wěn)增產(chǎn)、生態(tài)健康可持續(xù)、親水康養(yǎng)惠民生、文化傳承鑄靈魂”的示范河湖建設目標，形成了一套可復制、可推廣的示范創(chuàng)新成果。

3.1.1 安瀾護城河

松花江富錦市示范河段全線布設堤防7.72 km，堤防等級為2級，防洪標準為50年一遇。全線堤防符合防洪標準，防洪達標率為100%。在示范河湖建設期間，富錦市實施了松花江富錦城堤護岸加固及道路整修工程，以及松花江富錦城堤生態(tài)防浪林新建工程，進一步提高了松花江富錦城區(qū)段的防洪排澇能力。

3.1.2 農(nóng)業(yè)命脈河

松花江富錦段，沿江共有幸福灌溉站、紅衛(wèi)灌溉站、紅旗灌溉站三個灌區(qū)灌溉站，供水水量均能滿足灌溉要求，灌溉保證率為100%。建設期間，開展了農(nóng)業(yè)“三減”面源污染整治示范工程，示范基地實現(xiàn)化肥畝均施用量減少3%以上，除草劑和化學農(nóng)藥施用量減少5%以上。同時，開展了富錦市幸福灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程，建設干、支渠渠道4條，清淤疏浚渠道3條，布置渠系建筑物11座，建設管理分站3座，建設了灌區(qū)信息中心。

3.1.3 生態(tài)惠民河

松花江富錦市示范河湖2020年魚類保有指數(shù)為78%，通航保證率95%。建設期間，富錦市部署開展取用水管理專項整治行動，嚴格水資源管理監(jiān)督檢查，做好最嚴格水資源管理制度考核，實現(xiàn)了水資源有序監(jiān)管；部署開展“清四亂”常態(tài)化行動，四亂問題清單全部消耗且銷號佐證完備；部署開展排污口整治行動，示范全段2個排污口，均完成了規(guī)范化建設。

3.1.4 文化傳承河

富錦市以松花江富錦城區(qū)段為載體，通過對知青林公園、松花江碑林、新開廣場升級再打造，以幸福灌區(qū)為主體，重點打造“北國糧都”的富錦名片，深入挖掘以知青文化、北大荒精神、抗聯(lián)文化、稻米文化為代表的優(yōu)秀水文化。綜合運用報紙、書刊、電臺、電視臺、互聯(lián)網(wǎng)站等各類載體，融通多媒體資源，創(chuàng)新表達方式，制作示范河湖宣傳片，大力彰顯水文化魅力。豐富河湖文化內(nèi)涵，賦予河湖新的生命，成為具有富錦特色的文化景觀河。

3.1.5 環(huán)境宜居河

松花江富錦市示范河湖水質(zhì)良好，連續(xù)三年松花江富錦城區(qū)段水功能區(qū)達標100%，水質(zhì)穩(wěn)定在Ⅲ類，保障人們用水安全。示范河湖建設期間，富錦市以人口集聚區(qū)的松花江富錦城區(qū)段為重點，重點打造堤頂親水長廊水景觀，布置親水便民設施及休閑景觀節(jié)點，貫通濱水綠21道，并配備了必要的安全救生設施，合理的親水便民配套設施。滿足人民休閑娛樂需要，弘揚水文化實現(xiàn)人水和諧。

3.1.6 引領示范河

自松花江富錦城區(qū)段示范河湖建設任務實施以來，富錦市高度重視示范河湖建設工作，堅持把以“人民為中心”的發(fā)展思想落實到河湖管理實際中，在完善責任體系，健全制度體系的同時，進一步夯實基礎工作，規(guī)范河湖管理保護，嚴格水域岸線空間管控，此外河湖管護成效顯著，且成功拉動了富錦市經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益。

3.2 松花江富錦市示范河湖建設評價

本文根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)，應用AHP—模糊綜合評價法對富錦市示范河湖建設情況進行分析評價，按照最大隸屬度原則，最終評價等級為(Ⅰ級)優(yōu)秀，可以判斷示范河湖建設取得了顯著成效。

4 結(jié) 論

本文以松花江富錦市示范河湖為研究對象，結(jié)合當?shù)靥厣c建設目標，構建了涵蓋瀾護城、農(nóng)業(yè)命脈、生態(tài)惠民、環(huán)境宜居、文化傳承、示范引領等6大準則層、總計17項指標層的松花江富錦市示范河湖建設評價體系。采用AHP—模糊綜合評價法，建立來了示范河湖建設評價模型，根據(jù)2020年實測數(shù)據(jù)，對松花江富錦市示范河湖建設進行了評價。對比富錦市示范河湖考核結(jié)果和取得的成效，認為評價結(jié)果真實可信，與實際情況相符合。

評價結(jié)果證明，基于AHP—模糊綜合評價法建立的示范河湖評價模型，具有一定的可信度，為科學評價示范河湖提供了參考，為豐富示范河湖相關理論提供了支持。但是該模型指標權重取值受主觀因素影響較大，有待進一步完善改進。同時本文中指標體系構建依托于當?shù)亟ㄔO目標，具有明顯的區(qū)域特色，缺乏普適性，關于示范河湖評價指標的確定及具體評價方法也有待進一步驗證和研究。