黃河泥沙淤改造地區域綜合效應評估研究*

徐征和,王秀茹,方英

(1.北京林業大學水土保持學院,北京 100083;2.濟南大學 城市發展學院,濟南 250002)

黃河泥沙資源得天獨厚,并且土地肥沃,無鹽堿,非常有利于相當一部分農作物的成長。而沿黃澇洼地的存在,造成區域內常年積水不能耕種,地下水位偏高,易受澇災或鹽堿化,農業生產沒有保障。人們通過抽挖黃河泥沙對淤填表層進行覆蓋,使淤填后的鹽堿澇洼地逐漸改造成為適合作物生長的良田。利用黃河泥沙對澇洼地淤填,不僅可以彌補城鎮建設用地,而且還可以充分利用黃河泥沙,避免或減少濫挖土地,起到保護土地資源的作用[1]。通過對黃河淤改造地的綜合效應進行評估,分析黃河澇洼地改造帶來的經濟、社會、生態環境效益,總結造地經驗;探討澇洼地改造成良田的效益,為進一步緩解土地資源危機、推動經濟發展社會進步做出積極的貢獻。

1 黃河下游灘區淤改造地概況

黃河自河南蘭考進入山東省,流經菏澤、濟寧、泰安、聊城、德州、濟南、淄博、濱州、東營9市 25個縣(市、區),在墾利縣注入渤海,河道總長 628 km[2]。頻繁的決口泛濫,加之背河滲水、群眾取土等原因,在堤外形成了大量坑塘和鹽堿澇洼地。據統計,山東沿黃距大堤15 km范圍內的澇洼地共有7.59萬hm2,可淤改資源十分豐富。

1.1 山東段沿黃區域已實施的淤改造地項目

鑒于沿黃堤內外區域有大量的坑塘、鹽堿澇洼地,為改善沿黃群眾的生產、生活條件,地方政府充分認識到利用黃河泥沙淤改造地的重要意義。近幾年來,山東黃河河務局聯合沿黃地區部分縣區在淤改造地方面做了許多有益探索。其中,濟南市歷城區華山鎮在黃河公路大橋附近造地73.3多公頃;章丘國土資源局在黃河大堤內淤改造地266.7多公頃、在大堤外側整理土地500多公頃;濱州市惠民縣大年陳鄉新鄭村和趙坊村群眾集資造地18多公頃[3]。

1.2 對淤改造地進行效應評估的必要性

對沿黃澇洼地泥沙淤改的綜合效應評估是淤改沿黃澇洼地工程綜合效應評價的基礎,有助于科學評價工程建設成果和國家的投資效益。通過對淤改沿黃澇洼地工程進行綜合效應評價,可掌握各個時期淤改造地工程建設狀況以及存在的問題,為進一步開發起到預警作用;通過不同模式的泥沙淤改沿黃澇洼地工程對比評價,尋找綜合效益更好的、適合當地種植的樹種及種植模式。另外,通過對淤改沿黃澇洼地進行綜合效應評價,將逐漸改變公眾只重視有形資源和經濟效益,忽視生態效益的傳統觀念,增加社會各部門對泥沙淤改沿黃澇洼地的投入。

2 區域綜合效應評估的模糊數學原理

所謂模糊綜合評價方法就是運用模糊變換原理和最大隸屬度原則,通過對影響某事物的各個因素的綜合考慮,對該事物的優劣做出科學的評價[4-5]。模糊綜合評價方法是在事物無法用數值變量精確表達而只能用語言變量做大致描述的模糊環境下,根據模糊數學原理,模擬人腦評價事物的思維過程,綜合考慮各個相關因素,并將其影響程度定量化,運用模糊變換對事物做出綜合判斷的方法。模糊數學方法共分四步:

2.1 選取參評因素并分級

在運用模糊數學方法中,首要任務就是要選取參評因素。參評因素的選取是否切合實際,直接影響著區域綜合綜合效應評估的結果。在選取參評因素時,應全面分析區域綜合效應各因素及其因子之間的動態聯系和組合方式,根據各因素對黃河泥沙造地用途的影響和作用大小,確定參評因素并對其進行分級。

2.2 確定各參評因素的隸屬函數

隸屬函數的確定方法是比較多的,在評價時應根據分級系統的各級標準分別建立每種評價因子相應于不同級別的隸屬函數。區域綜合效應評估是多因素的綜合評價,故選取線性函數計算隸屬度[6-7]。

2.3 確定各參評因素的權重系數

參評因素對于黃河泥沙造地效應的影響大小,通過權重來反映。它反映了某一指標在指標體系中所起作用的大小,是指標對總目標的貢獻程度[8]。為使所確定的權系數盡可能完整地體現各因素對評價結果的影響程度,本文通過讓專家評分的方法,對各項參評因素進行綜合評價打分,科學地確定權重系數的大小[9-10]。

2.4 模糊綜合評價

模糊綜合評價是各質量因素的權重與單項質量因子指標的復合運算,以A·R表示,其中 A為各參評因素在總體作用中的相應權重,R為各參評因素以隸屬度進行單項評價的結果。

3 建立區域綜合效應評價指標體系

淤改沿黃澇洼地的項目區土地利用類型多樣,為了簡化分析、突出重點,本文依據黃河泥沙淤改沿黃澇洼地的特點,把所有景觀分為耕地、林地、農村居民點,在此基礎上,建立指標體系[10]。

淤改沿黃澇洼地的區域生態綜合效應的評估應包括經濟、社會和生態環境效應及其組成的綜合效應系統。區域生態綜合效應評估系統分成為3個層次,每一個層次又分別選擇反映其主要特征的要素作為評價指標,以避免重要指標的遺漏或重復。它是由一個目標層、一個準則層和一個指標層構成的指標體系。其中,目標層直接通過準則層加以反映,準則層由指標層的具體指標反映。

根據指標選擇的科學性、實用性、相對獨立性、可操作性和可比性等原則,從淤改沿黃澇洼地的土地生態環境壓力、經濟發展和社會效應等方面來設定區域綜合效應評估的指標。指標建立的程序是:初始設計-綜合簡化-建立體系。

3.1 經濟指標

經濟效應是指淤改沿黃澇洼地綜合整治的實施對經濟發展的影響及其所產生的宏觀經濟效應。

沿黃地區是典型的農業經濟區,耕地是其重要的生產資料。淤改沿黃澇洼地最直接的目的就是增加耕地面積,提高耕地質量,增強土地資源的生產潛力。沿黃地區人均耕地少、土地質量差,澇洼地較多,由于地勢低洼,地下水位較高,易受澇災或鹽堿化,有的甚至根本不能耕種,效益十分低下。通過抽挖黃河泥沙對淤填表層進行覆蓋,可以使淤填后的鹽堿澇洼地改造成為良田,增加了耕地資源,改善沿黃群眾的生產生活條件。

在淤改沿黃澇洼地的基礎上,當地的荒灘改變為經濟林地、蔬菜地、農田等,使沿黃澇洼地成為旱澇保收的穩產高產田,提高了農民的經濟收入。同時減緩了地表徑流,增加土壤水分滲入,減少了灌溉水量;在淤改同時,由于修筑了渠、閘等,又大大降低灌溉成本,從目前的450元/hm2降低到75元/hm2左右。并且,淤填背河澇洼地的尾水可以充分利用,灌溉農田,節約水資源,更降低灌溉成本。因此,通過有效整治能夠達到促進較高的經濟效應。為此,本研究將淤改沿黃澇洼地的經濟評價指標確定為:單位土地面積純收入、人均GDP、農村人均純收入。

3.2 社會指標

社會效應是指淤改沿黃澇洼地綜合整治工程實施產生的社會影響及其對社會環境系統產生的宏觀社會效應。

由于山東水資源缺乏,如果灌溉設施不足,易發生旱災,影響和制約農業生產的發展。淤改沿黃澇洼地不僅可以改善農田水利設施條件和交通條件,提高勞動生產率,降低生產成本,同時提高了對工業以及生態需水量的供給能力。同時通過抽挖黃河泥沙對淤填表層進行覆蓋,可以減緩黃河由中游源源不斷攜帶的大量泥沙在下游山東地段的淤積,減緩河床抬高的速度,減弱了汛期隱患。

利用黃河泥沙資源有計劃地對澇洼地進行淤填,可以彌補城鎮建設用地,還可以充分利用黃河泥沙,避免或減少濫挖土地,對土地資源起到保護作用。因此,淤改沿黃澇洼地的區域綜合效益評價考慮水利安全指標,將灌溉面積率和供水能力作為水利整治的指標;考慮到黃河泥沙淤改沿黃澇洼地區域的糧食安全,將人均耕地面積作為一個社會指標;黃河泥沙淤改沿黃澇洼地是將荒蕪的沿黃澇洼地改為良田、林地,提高了沿黃區域墾殖指數及土地利用率。所以,將土地利用率作為一個重要的社會指標。

3.3 生態環境指標

環境效應是指對淤改沿黃澇洼地泥沙整治工程的實施對項目區的生態環境和自然資源利用所帶來的效應。

通過對淤改造地后的項目區域種植作物,農作物的根系可以起到固定土壤的作用,農作物可以阻隔部分降水,減小降水對地面的沖擊,減小地表徑流,從而減弱了土壤侵蝕。同時農作物通過光合作用吸收二氧化碳放出氧氣的功能對局地生態系統及大氣的平衡具有重要意義。當農作物植被達到一定面積后便能改善小氣候,大面積農作物蒸騰可導致降雨,減少區域水分流失,同時可以降低氣溫、降低風速、提高地面濕度、減輕霜凍干旱危害等。種植作物對于項目區的防風固沙將會產生極大的作用,使生態防護較之復墾以前更有規則、更有秩序。

通過淤改沿黃澇洼地,使得沿黃澇洼地土壤的通透性能好,腐殖活動活躍,有效元素轉化吸收強,病蟲害減少,利于作物生長、輪作,有效改善了農業生態環境和水土保持,提高了區域生態環境質量和自然資源利用力度,發揮了生態綜合效益。本研究確定的淤改沿黃澇洼地的生態環境效應評價指標:森林覆蓋率;沙化土地比、土壤侵蝕比、地下水位變化、區域景觀美觀度。

淤改沿黃澇洼地整治工程的區域綜合效應評價的內容包括經濟效應、社會效應、生態效應及其三者組成的綜合效應(圖1)。

圖1 黃河泥沙淤改沿黃澇洼地的區域綜合效益評價指標

4 評價結果

根據德爾菲法,由相關部門專家參訂,最終確定各項評價指標的權重詳見表1。并在此基礎上確定了黃河澇洼地綜合整治評價指標分級標準及區間臨界值。

表1 沿黃澇洼地綜合整治評價指標分級標準及指標值

各評價指標權重形成了模糊綜合評價中的模糊子集A。結果如下:

第二級目標,經濟、社會和生態環境(B1-B3)對總目標A的權重為:

單位土地面積純收入C1、人均GDP C2、農村人均純收入C3對第二級指標經濟效應B1的權重為:

土地利用率C4、灌溉面積率C5、人均耕地面積C6、供水能力C7對第二級指標社會效應B2的權重為:

森林覆蓋率C8、沙化土地比C9、土壤侵蝕比C10、水環境質量C11、河道景觀美觀C12對第二級指標生態環境效應B3的權重為:

A生態環境 =(0.3,0.2,0.2,0.2,0.1)

(1)淤改造地整治前的綜合效應評價:按照模糊綜合評價的原則,套用相關公式進行模糊計算,得到沿黃澇洼地淤改造整治工程實施前的經濟效應評價、社會效應評價、生態環境評價如下(評價結果):

(0 0 0.213 0.317 0.47)

得到個單項指標后,進一步對澇洼地淤改造地進行現狀模糊綜合評價:

從計算結果可以看出:沿黃澇洼地整治工程實施前的經濟現狀為一般、社會現狀評價為一般、生態環境現狀評價為很差,現狀綜合評價為一般。因此,沿黃澇洼地的綜合整治與高效管理勢在必行。

(2)淤改造地整治后的綜合效應評價:同樣地,利用公式對沿黃澇洼地經過淤改綜合整治工程實施后的經濟效應評價、社會效應評價、生態環境效應分別進行評價如下,在得到單項評價結果后,對澇洼地的淤改造地綜合整治后的綜合效應進行評價,評價結果為:

從計算結果可以看出:經過對澇洼地進行淤改造地綜合整治后,澇洼地的綜合評價為較好。相對于整治前,對沿黃澇洼地進行綜合整治具有較好的效應,整治后的經濟、社會、生態環境效應均有較大的提高。

5 結論

由整治前綜合效應評價結果和淤改造地整治后的綜合效應評價結果可以得出以下結論:

(1)通過對沿黃澇洼地的綜合效應的評估,結果基本符合項目實施的目的,說明所建立的一系列經濟、社會、生態環境指標體系及其所包含的參評因素是合理的,此指標體系可以用來評估其他澇洼地整治工程的實施對其所在項目區域產生的綜合效應。

(2)運用模糊數學法對澇洼地整治工程評估,可以發現項目的實施給當地的經濟帶來了很大的經濟效益,給當地經濟的發展帶來了很大潛力。從結果中顯示出淤改澇洼地為社會創造了巨大財富,并且有效地改善了當地區域的生態環境。這說明對于淤改澇洼地的綜合效應評估,模糊數學法是可信的且能正確并客觀評價工程對周邊區域的綜合效應。模糊綜合評價法的結果可以為當地澇洼地的整治提供參照,并且也說明模糊數學法對沿黃澇洼地進行淤改整治工程的評價具有參照性。

(3)黃河泥沙淤改造整治工程項目的實施給項目區及其周邊地區,乃至整個區域的經濟、社會的發展和環境的改善都帶來了十分積極的影響。因此,本項目實施的成功也為其他沿黃澇洼地區的整治帶來典范作用,為其他地域的澇洼地整治改造工程提供了科學依據。

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[2] 趙世來,薛儒生.疏浚減淤,吹填固堤,造就相對地下河[J].中國水利,2000(12):42.

[3] 廖恒.山東黃河河務局率先利用黃河泥沙淤改沿黃澇洼地[EB/OL].http://news.sohu.com/20071205/n253813626.shtml

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