大凌河水土保持綜合治理效益評(píng)價(jià)

林 楓

（北票市大板水利服務(wù)站，遼寧 北票 122114）

大凌河水土保持綜合治理效益評(píng)價(jià)

林 楓

（北票市大板水利服務(wù)站，遼寧 北票 122114）

水土保持綜合治理工程不僅涉及地區(qū)范圍廣、投資巨大，而且種類繁雜，能否對(duì)治理效益進(jìn)行客觀有效地評(píng)價(jià)，關(guān)系到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。文章以大凌河水土保持綜合治理項(xiàng)目為研究對(duì)象，利用層次分析法與主成分分析法，構(gòu)建了一套全面客觀的效益評(píng)價(jià)體系，對(duì)近6年該流域的水土保持治理效益進(jìn)行有效分析，該評(píng)價(jià)體系對(duì)于遼寧省水土保持工程的建設(shè)具有指導(dǎo)與借鑒作用。

大凌河；水土保持；效益評(píng)價(jià)

水土流失是我國(guó)眾多江河流域面臨的主要問(wèn)題，隨著土地沙化面積的不斷增加，人們的生存環(huán)境受到了重大破壞，嚴(yán)重影響著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。如何有效、快速地開(kāi)展水土流失治理工作，已經(jīng)成為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的重要問(wèn)題。因此，為全面、客觀地評(píng)價(jià)水土保持治理策略的效益與可行性，本文以大凌河流域水土保持工程為研究對(duì)象，構(gòu)建了一套合理的綜合治理效益分析評(píng)價(jià)體系，對(duì)遼寧省水土資源的保護(hù)與利用具有重要指導(dǎo)意義。

1 大凌河水土保持建設(shè)項(xiàng)目概況

大凌河位于遼寧省西部，全長(zhǎng)358km，是省內(nèi)最大河流，年均流量為14.58億 m3，總流域面積達(dá)到了2.4萬(wàn)km2，由于大凌河流經(jīng)地區(qū)具有大面積的火山巖與黃土，導(dǎo)致該水域的水質(zhì)狀況較差，存在著嚴(yán)重的水土流失問(wèn)題。大凌河流域的水土保持治理工程包含52個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，近1000km2流域面積，近5年計(jì)劃治理765km2。

2 項(xiàng)目區(qū)綜合治理效益評(píng)價(jià)體系

在進(jìn)行水土流失治理時(shí)，應(yīng)當(dāng)將生態(tài)、經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)三個(gè)效益統(tǒng)一結(jié)合起來(lái)，這樣才能做到環(huán)境開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)性與科學(xué)性。如何以最小的投資獲得最大的治理效果，是項(xiàng)目區(qū)水土保持綜合治理的關(guān)鍵，國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者根據(jù)此目標(biāo)研究出了多種評(píng)價(jià)原理與方法，總體來(lái)說(shuō)主要分為單項(xiàng)評(píng)價(jià)與綜合評(píng)價(jià)。綜合評(píng)價(jià)能夠充分利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)對(duì)項(xiàng)目區(qū)的治理效益與優(yōu)化程度進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，通過(guò)將各個(gè)影響因子量化處理，更加直觀的展現(xiàn)出治理程度與治理效果［1］。

2.1 綜合治理效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立

建立綜合治理效益評(píng)價(jià)體系時(shí)，應(yīng)充分考慮河流流域的“社會(huì)---經(jīng)濟(jì)---社會(huì)”效益，確保三者的優(yōu)化目標(biāo)互相不產(chǎn)生不利影響，根據(jù)大凌河流域水土保持治理的方案與特征，共提出20個(gè)影響指標(biāo)，具體見(jiàn)表1。

表1 影響指標(biāo)及其代表符號(hào)

表2 大凌河水土保持示范區(qū)指標(biāo)值標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選

2.2.1 主成分分析法

主成分分析法的原理是將冗多繁雜的評(píng)價(jià)指標(biāo)利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法歸類為少數(shù)指標(biāo)，也就是降維處理。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可將單項(xiàng)指標(biāo)記作 x1，x2，…， xp， 則綜合指標(biāo)為 Z1， Z2， …， Zm（m≤p），系數(shù)變量為l。兩者可構(gòu)成新的線性組合關(guān)系式，如下式所示：

式中，Zi-綜合指標(biāo)；x-單項(xiàng)指標(biāo)；l-系數(shù)變量。

2.2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

統(tǒng)計(jì)大凌河水土保持建設(shè)項(xiàng)目區(qū)的各指標(biāo)值，標(biāo)準(zhǔn)化處理后結(jié)果如表2所示，將統(tǒng)計(jì)好的原始數(shù)據(jù)錄入值“SPSS”系統(tǒng)中，可得到相關(guān)系數(shù)矩陣、特征值，還可得到主成分以及累積的貢獻(xiàn)率［2］，見(jiàn)表3。

表3 特征值與主成分貢獻(xiàn)率

由表3可知，主成分1、2與3的累積貢獻(xiàn)率都超過(guò)了80%，可以很好地反映出大凌河水土保持建設(shè)項(xiàng)目區(qū)的治理效益，達(dá)到了進(jìn)一步分析的前提條件。根據(jù)主成分值可算出相應(yīng)的荷載矩陣，見(jiàn)表4。由表4可知，X1，X2，X4，X6，與第一主成分具有較高的相關(guān)性，X7，X11，X12與第二主成分具有較高的相關(guān)性，而 X16，X17，X18，X19則與第三主成分具有較高的相關(guān)性。因此，可將生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)三個(gè)效益影響因素作為評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行分析［3］。

3 綜合效益評(píng)價(jià)

綜合效益評(píng)價(jià)的主要步驟為：構(gòu)建評(píng)價(jià)層次模型→判斷矩陣→構(gòu)建模糊數(shù)學(xué)關(guān)系→收縮評(píng)價(jià)。具體方法如下：

表4 主成分荷載矩陣

3.1 構(gòu)建層次模型

整個(gè)評(píng)價(jià)模型一共包含3層，即：A目標(biāo)層，B準(zhǔn)側(cè)層，M指標(biāo)層。這三個(gè)層次間的關(guān)系以及各自所包含內(nèi)容如圖1所示。

圖1 大凌河綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)模型

3.2 判斷矩陣的建立

不論是什么樣的系統(tǒng)，如果要對(duì)其進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，必然需要大量的信息與數(shù)據(jù)來(lái)支撐，根據(jù)每一層所包含因素的重要程度對(duì)其所占權(quán)重進(jìn)行賦值，最后構(gòu)建判斷式，也就是判斷矩陣。常見(jiàn)的權(quán)重值確定方法主要有兩類：（1）專家經(jīng)驗(yàn)法；（2）層次分析法。本文選取層次分析法，利用人們的經(jīng)驗(yàn)把一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)繁雜的因素與層次數(shù)學(xué)化，使多種指標(biāo)、多種量級(jí)最后歸終至一個(gè)評(píng)判式或者評(píng)價(jià)值，更加直觀地把評(píng)價(jià)結(jié)果展示給人們［4］。

判斷矩陣多使用數(shù)字1～9或者1～9的倒數(shù)進(jìn)行標(biāo)度，1為兩個(gè)因素具有同樣的重要性，3、5、7、9分別為一個(gè)因素比另一因素略微重要、較為重要、相當(dāng)重要以及十分重要，2、4、6、8介于相鄰重要程度中。

3.3 排序和一致性檢驗(yàn)

（1）層次單排序和一致性檢驗(yàn)。層次單排序中權(quán)重值A(chǔ)的選取常借助于計(jì)算機(jī)。為最大程度地消除主觀因素對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，需開(kāi)展一致性檢驗(yàn)，根據(jù)層次單排序和一致性檢驗(yàn)計(jì)算方法求得本項(xiàng)目各個(gè)指標(biāo)的單項(xiàng)權(quán)重與一致性指標(biāo)見(jiàn)表 5［5］。

表5 各指標(biāo)的單項(xiàng)權(quán)重與一致性指標(biāo)

從表5中可看出，所有指標(biāo)均滿足CR≤0.1，說(shuō)明一致性符合要求，該排序可用。

（2）層次總排序和一致性檢驗(yàn)［6］。層次總排序是指計(jì)算相同層次內(nèi)全部因素相對(duì)于最高層的重要性，本項(xiàng)目的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 評(píng)價(jià)指標(biāo)層次總排序

表7 評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值

表8 范區(qū)治理綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值

同樣，CR≤0.1時(shí)，可判定該層次單排序的一致性滿足要求，若不滿足CR≤0.1，需重新調(diào)整各個(gè)影響因素。本案例的計(jì)算結(jié)果為CR=0.042＜0.1，滿足。

3.4 評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化

由于評(píng)價(jià)指標(biāo)的量綱與數(shù)量級(jí)常常相差較多，為減小評(píng)價(jià)誤差，提高指標(biāo)的準(zhǔn)確性，應(yīng)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化體系中包含的所有指標(biāo)［7］。

3.5 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值的確定

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值包括基準(zhǔn)值與理想值，基準(zhǔn)值是在某個(gè)既定時(shí)間內(nèi)的參考標(biāo)準(zhǔn)值，理想值則為某個(gè)既定時(shí)間內(nèi)通過(guò)各種措施期望達(dá)到的最優(yōu)值［8］。根據(jù)遼寧省相關(guān)規(guī)范以及專家咨詢得到大凌河流域的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值及標(biāo)準(zhǔn)化值分別見(jiàn)表7、表8。

3.6 評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

本文利用多層次模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)大凌河水土保持治理效益開(kāi)展全方面評(píng)析。所依據(jù)的模糊關(guān)系方程為［9］：

式中，B-判斷子集；A-權(quán)重分配值；·-模糊集中的權(quán)重分配；R-評(píng)價(jià)矩陣。根據(jù)上文所得數(shù)據(jù)，求得大凌河水域示范區(qū)2010～2015年之間的綜合效益評(píng)價(jià)值，為簡(jiǎn)化計(jì)算結(jié)果，可將B與A利用公式bi=int（100bj+0.5）轉(zhuǎn)換為百分制的結(jié)果。結(jié)果見(jiàn)表9。

表9 換算后的綜合效益得分值

根據(jù)表9中的各項(xiàng)效益指標(biāo)變化可知，在2010～2015年中，大凌河水土保持示范區(qū)的生態(tài)、社會(huì)以及經(jīng)濟(jì)效益均有較大程度的提升，說(shuō)明該地區(qū)施行的綜合治理策略取得了顯著成效，能夠有效地促進(jìn)大凌河流域的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展［10］。

4 結(jié)論

本文利用高等數(shù)學(xué)中的層次分析法，結(jié)合大凌河流域的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)效益，構(gòu)建了一套全面的水土保持綜合治理效益分析評(píng)價(jià)體系，為提高體系的全面性與客觀性，采用了主成分分析法對(duì)各個(gè)影響指標(biāo)進(jìn)行歸類與遴選，最終借助11個(gè)指標(biāo)對(duì)大凌河示范區(qū)域展開(kāi)了全方位 的評(píng)價(jià)，為該地區(qū)的生態(tài)建設(shè)與土地利用提供了一定的借鑒與依據(jù)。

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B

1672-2469（2017）10-0049-04

10.3969/j.issn.1672-2469.2017.10.014

2017-06-01

林 楓（1978年-），男，工程師。