長江干流江蘇段崩岸應急治理工程經濟效益綜合評價

陳靜茹，張沐川，薛 瑤

(1.江蘇省水利勘測設計研究院有限公司，江蘇 揚州 225127；2.長江水利委員會人才資源開發中心，湖北 武漢 430015)

歷史上長江干流江蘇段河勢變化劇烈，曾發生多次嚴重崩岸及河道的變遷。經過多年的治理，江蘇段河勢已基本穩定。由于三峽建成運行后，清水下泄，長江干流水沙條件發生較大改變，江蘇段局部河勢仍處于調整過程中。迎流頂沖、地質條件較差的河段發生了不同程度的崩岸險情，部分老險工險段在較長時間內遭受較大流量沖刷后也出現新的險情。崩岸不僅危及堤防安全，還直接影響沿線經濟布局和港口碼頭、引排水口等基礎設施及航運的正常運行。

由于江蘇沿江經濟發展迅速，為適應經濟的高速發展，其對長江防洪、岸線穩定等有了更高的要求。省政府為了響應國務院提出的“長江經濟帶建設”，整體提升江蘇黃金水道的航運能力，迫切需要防治江岸坍塌、消除防洪安全隱患、維護岸線穩定。因此，進行長江干流江蘇段崩岸應急治理工程是十分必要的。本文以長江干流江蘇段為研究對象，綜合考慮本地區社會經濟發展的實際情況，進行經濟效益模糊綜合評價。

1 ANP-FCE評價方法

ANP-FCE集成綜合評價方法是將網絡分析法[7]與模糊綜合評價法[8]相結合，充分發揮兩者各自的優勢，提高了評價的客觀性、科學性，體現了該方法的先進性。

ANP(analytic network process)是美國匹茲堡大學著名教授Thomas L. Saaty在1996年提出的方法。它的前身是已在系統決策中得到廣泛應用的AHP(analytic hierarchy process)。其核心是將系統劃分為若干層次，如目標層、準則層、方案層，且只考慮上下層之間的作用，認為同級之間相互獨立。但在實際應用時，存在不合理之處，因為很多問題中各元素都是相互影響，相互聯系，上下層級各元素構成復雜的網狀系統。因此，ANP為適應這種復雜的網狀結構應運而生。

崩岸應急治理工程的經濟效益綜合評價，其最重要的就是指標權重的合理性。本文用ANP方法確定權重，再利用模糊綜合評價法(FCE)對本河道治理工程經濟效益進行評價。

2 ANP-FCE權重的確定

2.1 權重的確定及計算

整體比較復雜，準則一級指標層為B；第二級控制指標層為C1，C2…CN。

各層指標之間相互聯系、相互影響的矩陣為：

為了使整個過程更加簡單化，要對超級矩陣進行處理(即進行歸一化)，得出：

Wij=aij×wij．

繼續求解控制層(二級指標C)的隸屬度，求得其矩陣為：

因評價指標均為定性指標，采用專家打分法，以洪災淹沒損失情況為例，選取的16位熟悉情況的專家中，若有4位認為該工程建設能較為顯著的減少淹沒損失選擇顯著，4位專家認為淹沒面積減小較顯著，4位認為改善洪災淹沒效果一般，剩下的則選擇較差，那么C2的專家打分隸屬度集R=[0.25，0.25，0.25，0.25]。

進行模糊綜合評價，將最終求得的A=W×R，得到目標層A的加權值。

2.2 建立評價指標集、評價集

針對本工程實例，確定合理的評價指標體系需要遵循科學系統、層次性、指標易獲取、直觀性等原則。

崩岸應急治理工程是民生工程，工程效益可分為定量效益和不可定量效益。對于工程經濟效益評價是一個復雜的系統工程，不僅包含防洪、航運、岸線開發、水土資源的多個方面，而且各因素之間相互關聯。采取準確，客觀，合理的評價體系，對評價結果有重要影響。

崩岸治理工程的效益與洪災淹沒面積和淹沒損失，以及人民的生命財產安全有著直接的關系。對于這類公益民生工程沒有明確的可參照規程，因此結合江蘇省長江堤防現狀情況、社會經濟發展情況，最終選取一級指標B1～B4，二級指標C1～C10。見表1。

表1 經濟效益評價指標體系

確定工程經濟效益綜合評價集V，V={V1，V2，V3…Vj}，j=1，2，3…n.擬定崩岸應急整治工程經濟效益評價集V={好，較好，一般，較差}4個評價等級。

3 實例研究

長江干流江蘇段是全省生產生活用水和南水北調東線工程的水源地(約80%的生活用水和工業用水直接或間接取自于長江)，是長江黃金水道水上運輸大動脈的組成部分，還是長江三角洲重要的濕地生態功能區，對于全省尤其是沿江地區經濟的發展起著至關重要的作用。全省長江流域面積3.86萬km2(含太湖流域)，耕地2407萬畝，人口4922萬，以全省40%的國土面積，承載著全省62%的人口，創造了全省近80%的國內生產總值。沿江兩岸又是全省最發達的地區，素有“工業經濟走廊”之稱，長江干線11個億噸級大港中，江蘇占了7個，建有南京港等大中型港口10余座，萬噸級以上碼頭泊位320個。沿岸有近100個省級以上開發區，大中型企業達到500多家。維護長江健康，對江蘇十分重要。

兩岸在獲得長江賜予寶貴資源和豐厚利益的同時，崩岸導致的災害也十分嚴重。兩岸崩岸險工60多段(處)，20世紀50年代至今，有記錄的崩岸次數達267次，累計坍失土地350km2，坍失集鎮51個，其中1951～1960年14次，1961～1970年3次，1971～1980年18次，1981～1990年58次，1991～2000年116次，2001～2015年58次。長期以來，防洪、防潮、崩岸治理一直是全省保障沿江地區安全、支撐經濟社會發展和資源環境命脈的重要任務。目前已初步治理380km，原來河勢劇烈動蕩、河線大幅度大范圍變化的狀況初步得到控制，總體河勢趨于穩定，絕大部分岸段岸坡暫時處于相對穩定狀態。

三峽水庫蓄水運用后，長江中下游水流平均含沙量和輸沙量分別由0.48kg/m3和4.27×108t(1951～2002年)銳減至0.17kg/m3和1.43×108t(2003～2011年)。清水下泄，長江中下游河道將自上而下長期處于沖刷狀態。

隨著上游水情工情變化，長江干流江蘇段水沙條件發生較大改變，迎流頂沖且地質條件較差的河段發生了不同程度的崩岸險情，部分老險工險段在遭受較大流量沖刷后也出現了新的險情。受超強厄爾尼諾事件影響，2017年長江流域防汛抗洪形勢極為嚴峻。4月25～26日，國家防總、水利部在湖北省武漢市召開推進長江崩岸治理和應急度汛現場會，會議要求認真貫徹落實習近平總書記、李克強總理重要批示指示精神和汪洋副總理要求，全力做好長江崩岸治理和應急度汛工作，遵循“共抓大保護”的原則，加快實施列入172項重大水利工程中的湖口以下重點河段河道崩岸治理。

3.1 確定指標權重

根據江蘇省地形河勢以及經濟發展的實際情況，建立判斷矩陣，并對其賦值。以控制層B2為例，將C4～C6作為次準則，進行相互比較，形成三階判斷矩陣，見表2。

表2 以C4為次準則的判斷矩陣

進行迭代計算后，判斷矩陣能夠滿足一致性檢驗，繼續重復以上步驟進行計算，最終得到關于B2的權重矩陣；對4個一級指標重復此計算步驟，并對數據進行一致性檢驗和歸一化處理。由于計算量較大，并且需要反復迭代，較為繁瑣，利用C++編程對數據求解，最終得到權矩陣B：

經過一致性檢驗，第二級指標層C的權重為Wc=[0.085，0.17，0.17，0.097，0.048，0.097，0.103，0.102，0.076，0.051]，

3.2 進行單因素經濟效益評價

從專家庫中選取多年從事長江水文、河勢等研究的專家以及各地市治江處的管理工作人員，進行群體打分，結果見表3。

表3 定性指標分值表

由表3進行數據處理后得

3.3 工程經濟效益模糊綜合評價

將3.1節求得的權重矩陣WC10與單因素經濟效益評價集R相乘，得

A=WC×R=[0.3698，0.3184，0.1910，0.1207]

取最大值0.3698，其對應的評價等級為好。

根據《江蘇省崩岸應急治理工程可研報告》中經濟評價章節結論：“在社會折現率8%的情況下，經濟凈現值15508萬元，經濟效益費用比為1.41，經濟內部收益率為11.3%。敏感性分析結果表明，在考慮投資增加10%，效益減少10%的情況下，經濟凈現值為6302萬元，經濟效益費用比1.15，經濟內部收益率為10.2%。產出大于投入，說明該工程在經濟上是可行的，且具有一定的抗風險能力。”

本文評價結果與其相符合，崩岸治理工程經濟效益綜合評價主要影響因素是防洪，航運，岸線開發以及水土資源效益，服務沿江發展，提升水利對經濟社會發展的保障能力，以滿足沿江地區社會經濟發展的需要。

4 結論

本文利用ANP-FCE模型，對長江干流江蘇段崩岸治理進行綜合經濟評價，結果與實際情況吻合，說明ANP-FCE方法在工程經濟效益綜合評價中可行。維護江灘和河勢穩定，保障防洪及供水安全，滿足兩岸經濟社會發展要求勢在必行，其經濟效益顯著。

本文較傳統方法，全面的考慮了同級和非同級指標之間的復雜聯系，但是列舉的評價指標仍然不夠全面，實際情況復雜，河道治理工程帶來的整體效益巨大，本文所采用的方法仍具有一定的主觀性和片面性。今后需進一步尋找更加客觀的評價方法，增強與工程實際的應用結合。

[1] 葛冰, 陳巖, 鄭垂勇, 等. 基于ANP-FCE的水利建設項目可持續能力評價研究[J]. 水利經濟, 2010, 28(04): 5.

[2] 郭成明. ANP-FCE在水利工程后評價中的應用[J]. 水電能源科學, 2013, 31(03): 135- 138.

[3] 陳靜茹, 唐德善. 基于ANP-FCE法的臺蘭河灌區需水評價[J]. 中國農村水利水電, 2014(03): 159- 161.

[4] 吳潔珍. 區域生態環境需水指標體系及綜合評價研究[D]. 浙江大學, 2005.

[5] 陳文濤, 佟瑞鵬, 孫躍龍, 等. 基于ANP方法的社區事故應急能力評估指標權重的確定[J]. 中國安全科學學報, 2010, 20(06): 169- 170.

[6] 萬曉文. 長江中下游河道治理經濟效益分析初探[J]. 人民長江, 1994(07): 52- 55.

[7] 李浩鑫, 邵東國, 尹希, 等. 基于主成分分析和Copula函數的灌溉用水效率評價方法[J]. 農業工程學報, 2015(11): 62- 68.

[8] 郭燕紅, 邵東國, 劉玉龍, 等. 工程建設效果后評價博弈論集對分析模型的建立與應用[J]. 農業工程學報, 2015(09): 63- 71.

[9] 許國柱. 基于AHP的三亞市初始水權分配[J]. 水利科技與經濟, 2014(09): 69- 75.

[10] 邵東國, 陳會, 李浩鑫. 基于改進突變理論評價法的農業用水效率評價[J]. 人民長江, 2012(20): 135- 154.

[11] 趙麗, 朱永明, 付梅臣, 等. 主成分分析法和熵值法在農村居民點集約利用評價中的比較[J]. 農業工程學報, 2012(07): 88- 102.

[12] 陳艷萍, 吳鳳平, 吳丹. 基于模糊優選和TOPSIS法的流域初始水權分配模型[J]. 河海大學學報(自然科學版), 2009(04): 25- 34.

[13] 倪九派, 李萍, 魏朝富, 等. 基于AHP和熵權法賦權的區域土地開發整理潛力評價[J]. 農業工程學報, 2009(05): 88- 93.

[14] 羅軍剛, 解建倉, 阮本清. 基于熵權的水資源短缺風險模糊綜合評價模型及應用[J]. 水利學報. 2008(09): 59- 62.

[15] 張麗, 宋士強, 張艷紅, 等. 基于熵權的模糊物元模型在水權分配中的應用[J]. 人民黃河, 2008(08): 66- 72.

[16] 尹云松, 孟令杰. 基于AHP的流域初始水權分配方法及其應用實例[J]. 自然資源學報, 2006(04): 55- 63.