康平縣八家子河治理疏浚效益綜合評價

李鐵峰

(康平縣自然資源保護與行政執法中心，遼寧 康平 110500)

0 引 言

河道屬于最重要的保障糧食安全生產的基礎設施，同時也是確保城鄉飲水安全、防洪安全的重要條件，對提升農業綜合生產能力和維護農村水環境安全等發揮著巨大作用。所以，河道疏浚工程為有效治理城鄉水體環境、推動農村發展及糧食增產等提供了重要保障和有力支撐。河道治理項目存在區域性強、影響深遠、投資巨大等特征，綜合評價其疏浚效益可為避險決策失誤及農村河道疏浚規劃等提供可靠依據[1-2]。

實例表明，河道疏浚效益評價涉及河床、護岸、植物群落、水體環境等多項因子，且不同要素對評價結果的貢獻率存在明顯的差異，部分要素間甚至存在互不相容的作用關系，因此構建系統完善的多要素、多目標綜合評價體系十分必要。針對多要素綜合復雜問題的評價，以解決不相容問題為核心的物元分析理論具有較強的實用性和可靠性，因此考慮選用該方法評價八家子河治理工程的疏浚效益[3-6]。

1 綜合評判物元模型

1.1 物元基本概念

物元分析法較其它方法具有運算量少、可靠性高、操作簡單等優點，能夠比較全面、系統的體現參評對象的實際狀況，運用簡單的數學模型可實現不相容復雜問題質與量的轉化，較為客觀準確的評定河道治理疏浚效益。

關于特征C給定事物N的量值為ν，則用于描述事物基本元的有序三元組可表示為R=(N，C，v)，其中物元三要素為事物的量值、特征和名稱，R即為物元。若以n個序列量值v1、v2、…、vn及其對應的特征C1、C2、…、Cn描述事物N，則其表達式為：

(1)

該條件下物元R存在n個維度，矩陣中對應的Ri為子物元，其中i=1、2、…、n。

1.2 經典域與節域物元

根據河道疏浚治理目標要求及項目建設實際情況，將待評對象的疏浚效益劃分為j個評價等級Nj，不同指標Cj對應于每個等級的取值區間不同；設定Cj的量值區間為Xji=，其中i=1、2、…、n，則經典域Rj為參評要素Cj隸屬于類別Nj數值范圍，即：

(2)

設河道治理疏浚效益評價等級的全體為N，由此構造治理效益節域物元Rn，其對應的數值區間為擴大的XNi=，表達形式為：

(3)

1.3 待評價物元

依據河道治理竣工驗收報告和所監測的相關數據資料，對待評事物構造評價物元R0，即：

(4)

式中：P0為河道治理待評對象；v1、v2、…、vn為參評要素C1、C2、…、Cn關于評價對象P0的具體數值，即描述河道治理特征的量值。

1.4 各等級關聯度

根據關聯函數求解的量值反映待評物元隸屬于實軸上某一點的程度，對此可利用具體的函數值定量描述各參評要素間的不相容關系，河道治理疏浚效益的各評價要素關聯度Kj(vi)利用下式確定：

Kj(vi)=

(5)

其中：

然后對各評價因子權系數λ1、λ2、…、λ2n利用層次分析法求解，將關聯函數值和權重值輸入以下公式獲取最終的評價等級Nj，即：

(6)

1.5 待評價事物等級

在Kj0(P)=maxKj(P);j∈1，2，…，m的條件下，若關聯函數值0≤Kj(P)<1，則代表河道治理疏浚效益可以達到標準要求，其值越大則接近標準的程度越高；若關聯函數值-1

2 實例應用

2.1 河道現狀分析

八家子河屬于遼河一級支流，是位于康平縣境內的一條人工河道。該河發源于遼蒙邊界的小城子鎮李孤店屯，沿西北至東南方向徑流至康平縣郝官屯鎮三河下拉出口后匯入遼河，河長32.0km，控制面積511.10km2，河道平均比降0.57‰。八家子河擔負康平縣三分之一的排水量，由于多年沒有得到治理使得河道淤積嚴重。河道上游魚魚河水夾沙嚴重，造成河道淤積，下游因造紙廠、康平鋁廠、糖廠、酒廠等廠礦廢水大量排入河道，造成廢渣、粉塵等污物沉淀淤積，河道現狀排澇能力及防洪能力不足十年。因此，為確保當地交通與沿河居民安全以及促進工、農業發展，有必要在現有工程基礎上重點整治八家子河段，從而為推動康平縣經濟發展和提升防洪抗災能力提供重要保障[7-9]。

根據八家子河現狀堤防軸線及河道寬度，按照堤肩寬度不擴大、原堤線不同的原則，在原堤防線的基礎上重新規劃八家子河堤線，為保證防洪安全對堤防作加高培厚處理，對河道內垃圾、阻水建筑等障礙物清除，確定該治理范圍內的八家子河防洪標準為10年一遇[10-11]。文章從河道功能、水環境和主體結構3個方面選擇20項疏浚效益評價因子，然后對各指標權重利用層次分析法求解，如表1所示。

表1 河道疏浚效益評價體系及其權重系數

2.2 經典域和節域

當前，還未形成普遍適用的用于設定物元模型中參數值的方法與標準，且針對不同的河道治理工程選取的評價因子往往存在較大差異，其原因為不同地區的河道治理標準不同，且評價標準易受當地經濟、條件及城市發展等條件限制；另外，現有評價體系通常存在明顯的區域性，參評因子的可移植性較差，因此有必要確定適合康平縣地區的評價標準。文章結合水生態文明建設相關要求、生態城市發展規劃和河道水安全評價等級，將河道疏浚效益評價劃分為3個等級，從而構造康平縣河道治理疏浚效益各等級的經典域R01、R02、R03和節域RN，如表2所示。

2.3 待評物元關聯度

設待評物元為康平縣八家子河治理工程實施前后的實測數據，建設項目的疏浚效益評價等級的關聯度利用公式(5)求解，如表3所示。針對不同評價等級各參評因子均存在一個非負關聯度，其數值大小體現了隸屬于該評價等級的程度。

表2 河道治理疏浚效益各等級經典域和節域

2.4 結果分析

根據河道治理疏浚效益各等級關聯度和參評因子的權系數，運用文中公式(6)獲取八家子河治理前后的疏浚效益綜合評價值如表4所示。

表3 河道治理前后的各等級關聯度

續表3 河道治理前后的各等級關聯度

表4 八家子河治理工程疏浚效益綜合評價

從表4可知，河道治理工程的實施將八家子河疏浚效益從3級提升至2級，建設項目在很大程度上改善了水體環境和沿河兩岸的生態環境，對控制河中有害物質含量和河道淤積問題發揮著巨大作用。另外，項目的實施大大增強了八家子河的抗旱抗災和調節蓄水能力，有效解決了農業糧食生產易受內澇災害的影響問題，對農民增收創收、推動當地農業經濟發展等具有重要意義，建設項目的社會效益顯著[12]。

3 結 論

強降雨等極端氣候的出現使得河道內澇、洪水等災害頻繁發生，河道疏浚治理為解決以上問題的重要措施。文章結合八家子河治理工況和防洪標準要求，從河道功能、環境與主體等方面選擇20項評價因子，運用物元模型綜合評價了河道治理疏浚效益，結果發現：項目的實施將河疏浚效益從3級提升至2級，在很大程度上改善了水體環境和沿河兩岸的生態環境，對控制河中有害物質含量和河道淤積問題發揮著重要作用。另外，河道治理技術的快速發展對宜居環境和河道景觀設計提出了更高的要求，為滿足人們對宜居環境、人文景觀的近水和親水要求，建設人與自然和諧的生態型河流成為未來的發展方向。