基于AHP方法的武岡市第二水源地選址方案評價研究

鄭永根　蔣買勇

（武岡市水利局　邵陽市　422400）　（湖南水利水電職業技術學院　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）（湖南水利水電職業技術學院長沙市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），從水質安全、水資源保障和工程經濟角度構建評價體系。采用文獻閱讀和專家咨詢方式相結合方法確定指標因子權重值，根據地表水水質標準、飲用水標準等確定評分準則，對多個水源地選址方案進行綜合評價。計算研究表明，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。

【關鍵詞】水源地選址層次分析法評價體系

中國環境監測總站統計數據顯示，2009年重點城市年取水總量為217.6億t，達標水量占73.0%，不達標水量占27.0%。此外，許多具有致癌、致畸、致突變性的有機污染物在我國的大中型飲用水源中均有檢出。在對水源地環境調查和評價過程中，許多重大飲用水源環境事故曝露出水源地在規劃選址過程對制約因素考慮不足的問題［1～2］。水源地規劃選址時對上游工業排污風險估計不足，保護區內已建排污項目物權不明，流域新建大型水利項目改變基礎環境條件等問題，已成為水源地保護方案難以得到有效實施的重要原因。目前，國內外研究人員對現有水源地的安全評價、風險管理、污染防治做了大量研究工作［3～4］，但對水源地規劃選址的研究尚停留在水資源供應保障和環境風險等單一性評價階段，對于綜合性評價大多以定性評價為主［5］，尚未形成較為完整的量化評價體系。本研究針對武岡市飲用水水源地選址方案，從水質安全、水資源保障和工程經濟角度構建飲用水水源地選址評價體系，對選址方案進行量化評價，旨在為管理決策提供依據。

1　研究區域概述

武岡市位于湖南省西南部，資水上游，現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、兼顧發電供水為一體的綜合水利樞紐。近年來，隨著武岡經濟社會的發展，城鎮化水平的提高，城市人口和城市人口年均用水量的增加，預計到2030年，城市總用水量將達到5 320萬m3/a，而2013年威溪水庫向武岡城區供水僅為1 210萬m3，現有水源地供水已難以滿足武岡城區需水量。

此外，威溪水庫庫容偏小，灌溉用水、發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已探明有多種金屬礦產，由于武岡城區水源地的單一性，若水庫水質受到污染，城區將會面臨長時間的缺水。因此，為了保證城區飲水需求與安全，開發第二水源地已是發展的當務之急。

根據實地考察結果，確定新建玉屏水庫、從大圳水庫取水、從白云水庫取水三個方案，現需對三個方案進行綜合評價確定最佳方案。

2　構建評價體系

根據水源地選址所涉及的評價因素具有定量和定性相結合的特點，本文選擇廣泛應用于多目標決策的層次分析法（AHP）作為構建評估體系的技術方法。AHP在決策分析時，可將一個由眾多因素構成的相互關聯、相互制約的復雜系統從不同角度進行評價，根據系統的決策目標將問題層次化、條理化，建立遞階層次結構并形成一個多層次的分析結構模型，一般由高到低可分為目標層、準則層和指標層，利用下層對上層的相對重要性來評價因子的權重。

2.1評價因子

（1）水質安全。建立飲用水水源地的最終目的是向社會提供有質量保證的飲用水。若水質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。水質安全評價體系中，使用水質分類標準，大腸菌群及肉眼可見物來反應水質情況。計算數據來自實地考察取水后檢驗報告。

（2）水資源保障。水資源類指標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，故根據實際情況，確定水資源總量、對第三者取水影響及水量自主調控能力三個指標為作為評價因子。

（3）工程經濟性。一個方案是否得以實施很大程度上取決于工程造價，工程占地過多會對當地生態環境造成破壞，房屋拆遷與移民會影響當地居民的正常生活。

2.2評價權重

在參考相關文獻［6～7］和咨詢有關專家的基礎上，結合各層的影響因子對應上一層準則層指標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重，并檢驗是否具有可接受的一致性，自上而下地將單準則下的權重進行合成，并逐層進行總的判斷一致性檢驗，對系統目標的合成權重見表1，由表1中數據計算所得CR= 0.05＜0.1，表明合成權重具有良好的一致性。

表1　目標層至指標層評價指標的權重

2.3評價標準

在評價過程中，將評價因子等級劃分為很差、較差、一般、較好和很好5個等級，分別賦予0、40、60、80、100相應分值。各評價因子依據現行環境標準和技術導則的相關等級要求。對應的分值如表2所示，區間范圍的具體分值可通過內插法進行計算，各方案指標值如表3所示。通過評分標準與權重的計算，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。計算結果如表4所示。

表2　評價因子的評分標準

表3　各方案指標值統計表

3　結　論

2個水源地方案得分為69.57、61.14、49.76，得分偏低，主要原因在于水質安全準則毒理性指標評分項中，三個方案同時能夠滿足其要求，為增強方案對比，故本文剔除了這一指標。

水質安全準則中方案一與方案二得分較高，表明水源地綜合水質狀況尚可，方案三得分較低，因庫區上游有兩家合法排污造紙企業，還有多家小作坊、小企業，存在工業廢水污染問題。水資源保障準則中，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、調度權受到嚴重限制。工程經濟準則中，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　選址方案綜合評價表

方案一綜合得分最高，本研究優先推薦方案一作為武岡市第二水源地選址方案。

參考文獻

［1］鄭丙輝，付青，劉琰.中國城市飲用水源地環境問題與對策［J］.環境保護，2007，381（10）：59-61.

［2］聶明華，楊毅，劉敏，等.太湖流域水源地懸浮顆粒物中的PAH、OCP和PCB［J］.中國環境科學，2011，31（8）：1347-1354.

［3］朱黨生，張建永，程紅光，等.城市飲用水水源地安全評價（Ⅰ）：評價指標和方法［J］.水利學報，2010，41（7）：778-785.

［4］李鳳英，畢軍，曲常勝，等.環境風險全過程評估與管理模式研究及應用［J］.中國環境科學，2010，30（6）：858-864.

［5］湯衛文.關于集中式供水水源的選址［J］.人民珠江，2002 （4）：11-12.

［6］杜大仲，孟憲林，馬放.北方某城市河流型飲用水水源地選址方案評價研究［J］.中國環境科學，2012，（02）：359-365.

［7］金龍，李奧典.基于熵權-AHP方法的集中式飲用水水源地建設方案優選研究［J］.吉林水利，2015，（08）：1-4+31.

作者簡介：鄭永根（1977-），男，大學本科，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）