基于層次分析法的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失影響綜合指數(shù)研究

王克勤， 姜德文， 高天天， 楊建英， 張 崢

(1.西南林業(yè)大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院， 云南 昆明， 650224；

2.水利部 水土保持監(jiān)測(cè)中心， 北京 100055； 3.北京林業(yè)大學(xué) 水土保持學(xué)院， 北京 100083)

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基于層次分析法的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失影響綜合指數(shù)研究

王克勤1， 姜德文2， 高天天1， 楊建英3， 張 崢3

(1.西南林業(yè)大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院， 云南 昆明， 650224；

2.水利部 水土保持監(jiān)測(cè)中心， 北京 100055； 3.北京林業(yè)大學(xué) 水土保持學(xué)院， 北京 100083)

摘要：[目的] 研究生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目引發(fā)的水土流失影響綜合指數(shù)，為水土保持科學(xué)分類管理提供依據(jù)。[方法] 在全國(guó)8個(gè)水土保持區(qū)劃一級(jí)區(qū)31類生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目中，篩選出國(guó)家、省、地(州、市)、縣(區(qū)、市)共2 227個(gè)項(xiàng)目，收集每個(gè)項(xiàng)目的擾動(dòng)地表面積、損壞植被面積、土石方挖填總量、永久棄渣量、是否涉預(yù)防保護(hù)區(qū)及地貌類型等13項(xiàng)水土保持相關(guān)指標(biāo)。采用專家咨詢法和層次分析法，將生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持分類指標(biāo)體系分為目標(biāo)層(水土流失影響等級(jí))、準(zhǔn)則層(生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目類別)、約束層(水土保持區(qū)劃一級(jí)區(qū))、指標(biāo)層(水土流失相關(guān)指標(biāo))4個(gè)層次。[結(jié)果] 線性工程的影響指數(shù)基本呈現(xiàn)出：西南巖溶區(qū)(西南紫色土區(qū))>西北黃土高原區(qū)(青藏高原區(qū))>南方紅壤區(qū)(北方土石山區(qū)、東北黑土區(qū))>北方風(fēng)沙區(qū)的趨勢(shì)。點(diǎn)式工程在西南巖溶區(qū)和西南紫色土區(qū)水土流失影響指數(shù)較高，而在北方風(fēng)沙區(qū)的水土流失影響指數(shù)較小。[結(jié)論] 生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持指標(biāo)體系中層次劃分合理，層次分析法計(jì)算得出的綜合指數(shù)可以作為生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的水土流失影響指數(shù)，反映生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失影響程度的水土流失影響潛在值。

關(guān)鍵詞：綜合指數(shù)； 水土流失； 生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目； 層次分析法

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，區(qū)域資源開(kāi)發(fā)、城鎮(zhèn)建設(shè)、礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)、交通工程建設(shè)等生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目造成的大量水土流失也成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目造成的水土流失不僅情況復(fù)雜，而且危害十分嚴(yán)重。生態(tài)環(huán)境的破壞和惡化，土地沙漠化迅速擴(kuò)展，森林資源銳減，水體污染加重等均造成人口、資源、環(huán)境等矛盾突出，嚴(yán)重影響著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。但生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的種類復(fù)雜，水土流失的形式多樣，水土流失的影響程度差異較大，對(duì)其進(jìn)行水土流失影響等級(jí)劃分有助于進(jìn)行科學(xué)分類管理。

多年來(lái)，我國(guó)對(duì)水土保持中的以下幾個(gè)方面進(jìn)行了大量探討和實(shí)踐，主要集中于對(duì)水土保持方案的編制、審查、審批程序、方式、內(nèi)容[1]，水土保持方案的法律地位，項(xiàng)目建議階段、可行性研究階段、設(shè)計(jì)施工及竣工驗(yàn)收階段的水土保持要求[2-4]，水土保持設(shè)施竣工驗(yàn)收應(yīng)具備的條件、驗(yàn)收范圍與內(nèi)容、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、驗(yàn)收權(quán)限、驗(yàn)收過(guò)程、竣工驗(yàn)收程序[3,5]等，并對(duì)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)督管理中存在的問(wèn)題進(jìn)行了剖析[6-9]。

世界各國(guó)在開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的水土保持管理方面積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。美國(guó)除了聯(lián)邦法律外，各州和縣也可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶攸c(diǎn)立法或?qū)β?lián)邦法進(jìn)行補(bǔ)充，以有效地保護(hù)水土資源[10]。英國(guó)學(xué)者David L. Higgitt[11]以地中海氣候?yàn)楸尘埃珜?dǎo)水資源和土地可持續(xù)利用的市場(chǎng)控制，指出政策法規(guī)在土地可持續(xù)利用中的決定性作用。澳大利亞學(xué)者Harvey N提出該區(qū)域有效評(píng)價(jià)環(huán)境影響的相關(guān)政策法規(guī)以及操作流程，指出所有上報(bào)的項(xiàng)目都應(yīng)該滿足所有合法的要求并對(duì)環(huán)境管理持續(xù)地作出貢獻(xiàn)[12]。日本的水土保持管理中每年由各都道府縣批準(zhǔn)的水土保持許可達(dá)6 000多件，其中涉及國(guó)土部門的項(xiàng)目占60%。這些許可的審查發(fā)放，有效地保護(hù)了水土、植被資源，減少了土砂災(zāi)害[13]。日本除了國(guó)家法律之外，地方認(rèn)為有立法必要的，則根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，單獨(dú)制定各地方法律[14]。

研究水土保持分類指標(biāo)，對(duì)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持綜合評(píng)價(jià)中定量化分類科學(xué)管理具有十分重要的意義。以往的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持管理研究大多為水土保持方案編報(bào)審批程序、方案編制質(zhì)量、水土保持監(jiān)督執(zhí)法、水土保持設(shè)施驗(yàn)收程序標(biāo)準(zhǔn)管理等方面的研究?！渡a(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持準(zhǔn)入條件研究》雖然涉及到了項(xiàng)目分類，但僅僅是考慮了行業(yè)特點(diǎn)的分類，沒(méi)有考慮區(qū)域特點(diǎn)，而且分類應(yīng)用僅限于審查和審批等準(zhǔn)入環(huán)節(jié)，而在水土保持其他管理環(huán)節(jié)上未做全面研究。

為提高分類管理的效率，本研究根據(jù)不同行業(yè)類別、工程規(guī)模特性、水土流失狀況等，并結(jié)合區(qū)域敏感性，以專家咨詢法和層次分析等方法，確定生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持分類指標(biāo)值，科學(xué)指導(dǎo)水土保持分類管理，提高水土保持工作的科學(xué)性和可操作性，為生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目創(chuàng)新分類管理的模式提供科學(xué)依據(jù)。

1研究對(duì)象

生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目種類繁多，本研究選擇的均為與水土保持密切相關(guān)的項(xiàng)目，即項(xiàng)目在建設(shè)、生產(chǎn)過(guò)程中易引發(fā)水土流失，項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)區(qū)域水土資源環(huán)境有一定影響。本研究對(duì)象涵蓋了全國(guó)八個(gè)水土保持區(qū)劃一級(jí)區(qū)17類(31小類)的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目，包括公路，鐵路，涉水交通，機(jī)場(chǎng)，電力行業(yè)(火電、核電、輸變電、風(fēng)電)，水利(水利樞紐、灌區(qū)、引調(diào)水、堤防、蓄滯洪區(qū)、其他小型水利)，水電，礦山(井采、露天)，油氣(開(kāi)采、管道、儲(chǔ)存與加工)，城建(軌道交通、管網(wǎng)、房地產(chǎn)、工業(yè)園區(qū)、其他類城建)，林漿紙一體化，農(nóng)林開(kāi)發(fā)，加工制造廠，社會(huì)事業(yè)，信息產(chǎn)業(yè)等。由于每類項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模不同，產(chǎn)生的水土流失影響也相差較大，因此每類項(xiàng)目包含了大型項(xiàng)目(國(guó)家立項(xiàng)審批)和中小型項(xiàng)目(省市縣立項(xiàng)審批)。總計(jì)篩選出2 227個(gè)項(xiàng)目，其中國(guó)家級(jí)389項(xiàng)，省級(jí)1 077項(xiàng)，地(州、市)級(jí)563項(xiàng)，縣(區(qū)、市)級(jí)198項(xiàng)，數(shù)據(jù)的選取不僅覆蓋了幾乎所有與水土保持有關(guān)的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目，而且針對(duì)每類項(xiàng)目本身規(guī)模大小和水土流失影響特性等方面也進(jìn)行了仔細(xì)的篩選，盡量選取具備代表性的項(xiàng)目，使研究能夠反映生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目對(duì)水土流失影響的普遍情況。

為有效保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源，本研究從不同水土保持區(qū)劃一級(jí)區(qū)、不同行業(yè)、不同規(guī)模的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案中選取與水土流失影響密切相關(guān)的數(shù)據(jù)。主要包括： (1) 擾動(dòng)地表面積(永久占地和臨時(shí)占地)； (2) 損壞植被面積； (3) 土石方挖填總量； (4) 永久棄渣量； (5) 建設(shè)總工期； (6) 新增水土流失量； (7) 水土保持投資強(qiáng)度； (8) 是否涉及國(guó)家、省、市、縣預(yù)防保護(hù)區(qū)； (9) 地貌類型(山區(qū)、丘陵、風(fēng)沙、平原)； (10) 防治責(zé)任范圍面積； (11) 水土保持區(qū)劃一級(jí)區(qū)； (12) 項(xiàng)目審批部門； (13) 水土流失生態(tài)不可恢復(fù)度。

2研究方法

2.1　以專家咨詢法確定分類指標(biāo)權(quán)重

為了全面、科學(xué)、合理地研究和確定各個(gè)影響指標(biāo)對(duì)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失的貢獻(xiàn)率，本研究采用專家咨詢法，對(duì)9類影響指標(biāo)的權(quán)重做了系統(tǒng)的專家調(diào)查，收集到大量的專家意見(jiàn)。本次咨詢調(diào)查共收集到全國(guó)8個(gè)水土保持區(qū)劃一級(jí)區(qū)88位專家的意見(jiàn)，專家分布情況包括國(guó)家水保方案評(píng)審專家、水利部各流域管理機(jī)構(gòu)、各省水行政主管部門、設(shè)計(jì)科研教學(xué)等機(jī)構(gòu)。專家的專業(yè)類別包括水土保持、水利水電工程、農(nóng)田水利、生態(tài)等多個(gè)與水土保持相關(guān)的專業(yè)；專家的行業(yè)類別涉及水利水電、交通、電力、礦山、煤炭、城建、林業(yè)等與水土保持相關(guān)的各個(gè)行業(yè)，并且長(zhǎng)期從事水土保持工作，特別是從事生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的水土保持工作。專家的具體信息情況見(jiàn)表1。

表1　被調(diào)查專家信息及人數(shù)分布

本研究采用匿名發(fā)表意見(jiàn)的方式，通過(guò)多輪次調(diào)查專家對(duì)賦權(quán)數(shù)值的意見(jiàn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)征詢、歸納、修改，最后匯總成專家基本一致的看法，作為最后的賦權(quán)結(jié)果。

2.2　以層次分析法確定水土流失影響程度

層次分析方法是指將決策問(wèn)題的有關(guān)元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行定性分析和定量分析的一種決策方法。它是對(duì)復(fù)雜決策問(wèn)題的本質(zhì)、影響因素及其內(nèi)在關(guān)系等進(jìn)行深入分析之后，構(gòu)建一個(gè)層次結(jié)構(gòu)模型，然后利用定性和定量信息，把決策的思維過(guò)程數(shù)學(xué)化，從而為求解多準(zhǔn)則或無(wú)結(jié)構(gòu)特性的復(fù)雜決策問(wèn)題提供一種簡(jiǎn)單的決策方法。

運(yùn)用層次法構(gòu)造模型，一般分為以下5個(gè)步驟完成： (1) 遞階層次結(jié)構(gòu)的建立； (2) 構(gòu)造比較判斷矩陣； (3) 單準(zhǔn)則下的排序； (4) 單準(zhǔn)則下的一致性檢驗(yàn)； (5) 層次總排序。

2.2.1首先，建立遞階層次結(jié)構(gòu)一般可以將層次分為以下4種類型。

(1) 目標(biāo)層。只包含一個(gè)元素，表示決策分析的總目標(biāo)，因此也稱為總目標(biāo)層。

(2) 準(zhǔn)則層。包含若干層元素，表示實(shí)現(xiàn)總目標(biāo)所涉及的各子目標(biāo)，包含各種準(zhǔn)則、約束、策略等。

(3) 約束層。表示實(shí)現(xiàn)各決策目標(biāo)的可行方案、措施等，也稱為方案層。

(4) 指標(biāo)層。反映方案特征的具體指標(biāo)。

2.2.2構(gòu)造比較判斷矩陣設(shè)有m個(gè)目標(biāo)(方案或元素)，根據(jù)某一準(zhǔn)則，將這m個(gè)目標(biāo)兩兩進(jìn)行比較，把第i個(gè)目標(biāo)(i=1,2,…,m)對(duì)第j個(gè)目標(biāo)的相對(duì)重要性記為aij(j=1,2,…,m)，這樣構(gòu)造的m階矩陣用于求解各個(gè)目標(biāo)關(guān)于某準(zhǔn)則的優(yōu)先權(quán)重，成為權(quán)重解析判斷矩陣，簡(jiǎn)稱判斷矩陣，記作A=(aij)m×m。若決策者能夠準(zhǔn)確估計(jì)aij(i,j,k=1,2,…,m)，則有aij=1/aji,aij=aik·akj,ajj=1。

根據(jù)比較判斷矩陣求得各因素w1,w2,…,wn，對(duì)于準(zhǔn)則A的相對(duì)排序權(quán)重的過(guò)程稱為單準(zhǔn)則下的排序。這里設(shè)A=(aij)n×n,A>0。

2.2.3單準(zhǔn)則下的一致性檢驗(yàn)當(dāng)一致性指標(biāo)CI=(λmax-m)/(m-1)，隨機(jī)指標(biāo)為RI時(shí)，一致性比率CR=CI/RI。

(1) 當(dāng)CR取0.1時(shí)，最大特征值：λmax′=CI(m-1)+m=0.1RI(m-1)+m；

(2) 當(dāng)n=1,2時(shí)，RI=0，這是因?yàn)?,2階判斷矩陣總是一致的。

(3) 當(dāng)n≥3時(shí)，若CI<0.1(即λmax<λmax′)，認(rèn)為比較判斷矩陣的一致性可以接受，否則應(yīng)對(duì)判斷矩陣作適當(dāng)?shù)男拚?/p>

(4) 層次總排序。①計(jì)算同一層次所有因素對(duì)最高層相對(duì)重要性的權(quán)重向量，這一過(guò)程是自上而下逐層進(jìn)行的；②設(shè)已計(jì)算出第k-1層上有nk-1個(gè)元素相對(duì)總目標(biāo)的權(quán)重向量為：w(k-1)=〔w1(k-1),w2(k-1),…,wn(k-1)(k-1)〕T；③第k層有nk個(gè)元素，他們對(duì)于上一層次(第k-1層)的某個(gè)元素j的單準(zhǔn)則權(quán)重向量為：pj(k)=〔w1j(k),w2j(k),…,wnkjj(k)〕T(對(duì)于與k-1層第j個(gè)元素?zé)o支配關(guān)系的對(duì)應(yīng)wij取值為0)；④第k層相對(duì)總目標(biāo)的權(quán)重向量為：wk=〔p1(k),p2(k),…,pk-1(k)〕w(k-1)。

2.2.4層次總排序的一致性檢驗(yàn)第k層的一致性檢驗(yàn)指標(biāo)：

CIk=〔CI1(k-1),CI2(k-1),…,CInk(k-1)〕

w(k-1)

RIk=〔RI1(k-1),RI2(k-1),…,RInk(k-1)〕

w(k-1)

CRk=CR(k-1)+CIk/RIk

當(dāng)3≤k≤n，CRk<0.1時(shí)，可認(rèn)為評(píng)價(jià)模型在第k層水平上整個(gè)達(dá)到局部滿意一致性。

層次分析法計(jì)算得出的綜合指數(shù)作為生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的水土流失影響指數(shù)，用于反映生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失影響程度大小的水土流失影響潛值，為一無(wú)量綱值，是衡量生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失影響大小的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺度。所得指數(shù)結(jié)果的評(píng)定以數(shù)值越大對(duì)水土流失的影響也越大，數(shù)值越小對(duì)水土流失的影響越小，即指數(shù)值小所得結(jié)果較優(yōu)。本文采用用SPASS 13.0軟件進(jìn)行層次數(shù)據(jù)分析和計(jì)算。

3結(jié)果與分析

3.1　生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持分類指標(biāo)體系構(gòu)建

3.1.1指標(biāo)體系建立按照層次分析法的理論與方法，將生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持分類指標(biāo)體系分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、約束層、指標(biāo)層4個(gè)層次。

(1) 目標(biāo)層。即研究的目標(biāo)層，從整體上反映了各類生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的水土流失程度等級(jí)，共劃分為極嚴(yán)重程度、嚴(yán)重程度、一般程度、較輕微程度和輕微程度5個(gè)等級(jí)，為全面、系統(tǒng)地分析研究生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持分類提供依據(jù)。

(2) 準(zhǔn)則層。即目標(biāo)層水土流失程度等級(jí)中包含的各個(gè)行業(yè)類別，反映了不同行業(yè)在建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中所引發(fā)的水土流失危害大小，按行業(yè)共分為31個(gè)準(zhǔn)則層。

(3) 約束層。即各行業(yè)在不同水土保持區(qū)劃一級(jí)區(qū)下的水土流失狀況，結(jié)合全國(guó)土壤侵蝕的實(shí)際特點(diǎn)，將每個(gè)行業(yè)內(nèi)分解成東北黑土區(qū)、北方土石山區(qū)、西北黃土高原區(qū)、北方風(fēng)沙區(qū)、西南巖溶區(qū)、西南紫色土區(qū)、南方紅壤區(qū)和青藏高原區(qū)8個(gè)相對(duì)獨(dú)立又有機(jī)結(jié)合的子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)綜合反映了行業(yè)的水土流失特征。

(4) 指標(biāo)層。即各系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成成分及主要影響因子，反映了系統(tǒng)中各要素、因子具體的、量化的狀況、關(guān)系等，共設(shè)置擾動(dòng)地表面積指標(biāo)層、損壞植被面積指標(biāo)層、土石方挖填總量指標(biāo)層、永久棄渣量指標(biāo)層、項(xiàng)目建設(shè)總工期指標(biāo)層、新增水土流失量指標(biāo)層、水土保持投資強(qiáng)度指標(biāo)層、對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境及水土資源的影響指標(biāo)層、地貌類型指標(biāo)層9個(gè)指標(biāo)。

3.1.2分類指標(biāo)的選擇根據(jù)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失影響等級(jí)研究結(jié)果，與水土流失影響程度等級(jí)一致，分輕微程度水土流失危害、較輕微程度水土流失危害、一般程度水土流失危害、嚴(yán)重程度水土流失危害和極嚴(yán)重程度水土流失危害5個(gè)目標(biāo)層，每一個(gè)目標(biāo)層包含不同的準(zhǔn)則層(生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目類別)，每一個(gè)準(zhǔn)則層均包含東北黑土區(qū)、北方土石山區(qū)、西北黃土高原區(qū)、北方風(fēng)沙區(qū)、南方紅壤區(qū)、西南巖溶區(qū)、西南紫色土區(qū)和青藏高原區(qū)8個(gè)約束層，每個(gè)約束層包含了9個(gè)指標(biāo)層，包括擾動(dòng)地表面積、損壞植被面積、土石方挖填總量、永久棄渣量、項(xiàng)目建設(shè)總工期、新增水土流失量、水土保持投資強(qiáng)度、對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境及水土資源的影響和地貌類型。

3.1.3生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持分類指標(biāo)體系根據(jù)分類指標(biāo)體系建立的原則，通過(guò)每個(gè)目標(biāo)、準(zhǔn)則、約束、指標(biāo)的選取和分析，建立分類指標(biāo)體系(見(jiàn)表2)。

3.2　確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重

經(jīng)對(duì)全國(guó)相關(guān)行業(yè)88位專家的咨詢，并進(jìn)行計(jì)算分析，最終的分類指標(biāo)權(quán)重見(jiàn)表3。

3.3　指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

本研究所選指標(biāo)數(shù)據(jù)量綱不同，有多種計(jì)量單位，在進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)需首先對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。分別對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的擾動(dòng)地表面積、損壞植被面積(單位擾動(dòng)面積的損壞植被量)、土石方挖填總量(單位擾動(dòng)面積的土石方挖填量)、永久棄渣量(單位擾動(dòng)面積的永久棄渣量)、項(xiàng)目建設(shè)總工期、新增水土流失量(單位擾動(dòng)面積的新增水土流失量)、水土保持投資強(qiáng)度共計(jì)7個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)，依據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)及專家咨詢法中確定的評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，直接進(jìn)行指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，把數(shù)據(jù)變?yōu)?0, 1)之間的小數(shù)，把有量綱的表達(dá)式轉(zhuǎn)化為無(wú)量綱的純量。由于數(shù)據(jù)太多，標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果不能在本文中表達(dá)。

表2　生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持分類指標(biāo)體系框架

表3　生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持分類指標(biāo)權(quán)重

除對(duì)上述7個(gè)定量指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算外，本研究尚有兩個(gè)定性指標(biāo)需賦值參與計(jì)算，賦值結(jié)果為：對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境及水土資源影響程度指標(biāo)(是否涉及國(guó)家、省、市、縣水土流失重點(diǎn)預(yù)防保護(hù)區(qū))，屬于預(yù)防保護(hù)區(qū)的項(xiàng)目該指標(biāo)賦值為0.3，不屬于預(yù)防保護(hù)區(qū)的項(xiàng)目該指標(biāo)賦值為0；地貌類型指標(biāo)(山區(qū)—丘陵—風(fēng)沙—平原)，屬于山區(qū)地貌類型的項(xiàng)目該指標(biāo)賦值為0.6，屬于丘陵地貌類型的項(xiàng)目該指標(biāo)賦值為0.4，屬于風(fēng)沙地貌類型的項(xiàng)目該指標(biāo)賦值為0.4，屬于平原地貌類型的項(xiàng)目該指標(biāo)賦值為0.2。

3.4　層次分析計(jì)算

用研究方法中的層次分析方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)數(shù)據(jù)用SPASS軟件進(jìn)行計(jì)算分析，最終得到綜合指數(shù)，即生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失影響指數(shù)(表4)。

表4　生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失影響指數(shù)

注：①“—”表示該一級(jí)區(qū)未收集到該類生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的群體數(shù)據(jù)； ②露天礦工程包括露天金屬礦非金屬礦和煤礦； ③井采礦工程包括井采金屬礦、非金屬礦和煤礦； ④社會(huì)事業(yè)包括教育、衛(wèi)生、文化、廣電、旅游等；⑤信息產(chǎn)業(yè)包括電信、郵政等。

3.5　水土流失影響指數(shù)分析

由表4層次分析計(jì)算結(jié)果可知，線性工程(鐵路、公路、油氣管道、軌道交通、引調(diào)水、管網(wǎng)、輸變電、堤防)在各水土保持區(qū)劃一級(jí)區(qū)水土流失影響指數(shù)分布較規(guī)律，影響指數(shù)基本呈現(xiàn)西南巖溶區(qū)(西南紫色土區(qū))>西北黃土高原區(qū)(青藏高原區(qū))>南方紅壤區(qū)(北方土石山區(qū)、東北黑土區(qū))>北方風(fēng)沙區(qū)，線性工程沿一個(gè)方向長(zhǎng)距離建設(shè)，而寬度較窄，受地形隨機(jī)影響較小，因此能較為全面地反映其所在水土保持區(qū)劃一級(jí)區(qū)的水土流失一般特征。點(diǎn)式工程(露天礦、機(jī)場(chǎng)工程、油氣開(kāi)采、林漿紙一體化、核電站、水電站、工業(yè)園區(qū)、加工制造、涉水交通、水利樞紐、火電、風(fēng)電、灌區(qū)、蓄滯洪區(qū)、其他小型水利、井采礦、油氣儲(chǔ)存與加工、農(nóng)林開(kāi)發(fā)、房地產(chǎn)、其他類城建、社會(huì)事業(yè)、信息產(chǎn)業(yè))在各水土保持區(qū)劃一級(jí)區(qū)水土流失影響指數(shù)分布則不明顯，究其原因主要是由于建設(shè)相對(duì)集中在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，受地形隨機(jī)影響較大，不能完全反映一個(gè)水土保持區(qū)劃一級(jí)區(qū)的水土流失特征?？傮w上來(lái)說(shuō)，仍是西南巖溶區(qū)和西南紫色土區(qū)水土流失影響指數(shù)較高，而北方風(fēng)沙區(qū)的水土流失影響指數(shù)較小。這是主要由于西南巖溶區(qū)和西南紫色土區(qū)由于山高坡陡，高溫多雨，巖溶和紫色土發(fā)育而造成水土流失嚴(yán)重，而北方風(fēng)沙區(qū)則由于氣候干燥，大風(fēng)和沙暴強(qiáng)烈，導(dǎo)致該區(qū)受到風(fēng)沙侵蝕威脅，較其他水土保持區(qū)劃一級(jí)區(qū)水土流失危害低。

4結(jié) 論

(1) 生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持分類指標(biāo)體系分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、約束層、指標(biāo)層4個(gè)層次。目標(biāo)層劃分為極嚴(yán)重程度、嚴(yán)重程度、一般程度、較輕微程度和輕微程度5個(gè)等級(jí)；準(zhǔn)則層按行業(yè)共分為31個(gè)；約束層為不同水土保持區(qū)劃一級(jí)區(qū)，分別為東北黑土區(qū)、北方土石山區(qū)、西北黃土高原區(qū)、北方風(fēng)沙區(qū)、西南巖溶區(qū)、西南紫色土區(qū)、南方紅壤區(qū)和青藏高原區(qū)；指標(biāo)層共有擾動(dòng)地表面積指標(biāo)層、損壞植被面積指標(biāo)層、土石方挖填總量指標(biāo)層、永久棄渣量指標(biāo)層、項(xiàng)目建設(shè)總工期指標(biāo)層、新增水土流失量指標(biāo)層、水土保持投資強(qiáng)度指標(biāo)層、對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境及水土資源的影響指標(biāo)層、地貌類型指標(biāo)層9個(gè)指標(biāo)。

(2) 層次分析法計(jì)算得出的綜合指數(shù)可以作為生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的水土流失影響指數(shù)，用于反映生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失影響程度大小的水土流失影響潛值，其數(shù)值越大對(duì)水土流失的影響也越大，數(shù)值越小對(duì)水土流失的影響越小。

(3) 線性工程的影響指數(shù)基本呈現(xiàn)出：西南巖溶區(qū)(西南紫色土區(qū))>西北黃土高原區(qū)(青藏高原區(qū))>南方紅壤區(qū)(北方土石山區(qū)、東北黑土區(qū))>北方風(fēng)沙區(qū)的趨勢(shì)，能較為全面地反映其所在水土保持區(qū)劃一級(jí)區(qū)的水土流失一般特征。

(4) 點(diǎn)式工程在西南巖溶區(qū)和西南紫色土區(qū)水土流失影響指數(shù)較高，而北方風(fēng)沙區(qū)的水土流失影響指數(shù)較小。除了這3個(gè)差異明顯的一級(jí)區(qū)外，在其他一級(jí)區(qū)，由于受地形隨機(jī)影響較大，不能完全反映一個(gè)水土保持區(qū)劃一級(jí)區(qū)的水土流失特征，點(diǎn)式工程的水土流失影響指數(shù)分布規(guī)律性則不明顯。

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A Study on Comprehensive Index of Soil and Water Loss of Production and Construction Projects Using Analytic Hierarchy Process

WANG Keqin1， JIANG Dewen2， GAO Tiantian1， YANG Jianying3， ZHANG Zheng4

(1.EnvironmentScienceandEnginierringFaculty,SouthwestForestryUniversity,Kunming,Yunnan650224,China； 2.MonitoringCenterofSoilandWaterConservation,MinistryofWaterResources,Beijing100055,China； 3.SoilandWaterConservationFaculty,BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China)

Abstract：[Objective] To develop a comprehensive index for the evaluation of soil and water loss in production and construction projects in order to provide a basis for the classification of management strategies. [Methods] The 2 227 projects were selected from 31 production and construction projects types at national, provincial, and prefecture levels in eigth first class national soil and water conservation zones. Then the information on 13 indexes such as disturbed surface soil area, damaged vegetation area, cubic meter of earth and stone, permanent discarded earth and stone, etc. were collected in every project. The index system of production and construction projects were divided into 4 grades as the destination layer(influencing on soil water erosion), criterion layer(the types of production and construction projects), constraints layer( the first class soil water conservation divisions), index layer( the index about soil and water loss) based on the consultation with specialist and the analytic hierarchy process(AHP) method. [Results] The index of the linear works showed a trend as the southwestern karst area>the northwestern Loess Plateau area and Tibetan Plateau area>the southern red soil area, northern earth and rock area and northeastern black earth area>the northern sand wind area. The index of soil and water loss of the point works was higher in the southwestern karst area and southwestern purple soil area, and low in the north sand wind area. [Conclusion] The gradation system is reasonable in the index system of soil and water loss in a production and construction projects. Comprehensive index calculated by AHP method can be used as evaluation index of soil and water loss, reflecting potential influence of soil and water loss in a production and construction projects.

Keywords:synthesize index; soil and water loss; production and construction projects; gradation analysis method

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-288X(2015)03-0136-07

中圖分類號(hào)：S157.1

通訊作者：姜德文 ( 1959— )，男(漢族)，內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善盟人，博士，教授級(jí)高級(jí)工程師 ,研究方向?yàn)樗帘３止芾砼c技術(shù)咨詢。E-mail:jiangdw888@ sina.com。

收稿日期：2014-12-06修回日期：2015-03-06

資助項(xiàng)目：水利部“生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持分類管理名錄研究”(2012—2014)

第一作者：王克勤(1964—)，男(漢族)，甘肅省莊浪縣人，博士，教授，博士生導(dǎo)師。研究方向?yàn)樾×饔颦h(huán)境綜合治理的理論與技術(shù)研究。E-mail：wangkeqin7389@sina.com。