基于AHP層次分析法的湯旺河湯原段示范河湖評價(jià)

李 棟，王立權(quán)，李鐵男，蘇 玥

(1.黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院，哈爾濱 150080； 2.黑龍江省水利科學(xué)研究院，哈爾濱 150080)

為貫徹落實(shí)水利部部署，黑龍江省啟動省級示范河湖創(chuàng)建工作。2020年3月，黑龍江省河湖長制辦公室印發(fā)《關(guān)于開展示范河湖創(chuàng)建工作的通知》，經(jīng)過市(地)級推薦和省級遴選，湯旺河湯原縣段入選。本文選用層次分析法(AHP)，全面構(gòu)建湯旺河示范河湖評價(jià)體系，并對湯旺河湯原段的開發(fā)進(jìn)行定量評價(jià)，為政府決策和相關(guān)部門進(jìn)行河長制設(shè)計(jì)、創(chuàng)建示范河湖提供一定的參考和科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

湯旺河湯原縣境內(nèi)全段建設(shè)示范河湖，起點(diǎn)為伊春與湯原交界處，終點(diǎn)位于湯旺河入松花江河口處(圖1)，示范段河道中心線全長 41.8 km，流經(jīng)香蘭鎮(zhèn)、湯原鎮(zhèn)、竹簾鎮(zhèn)3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)和1個林場。河段特點(diǎn)為水系發(fā)育，支流較多，河道彎曲系數(shù)約1.82，平均比降約1/1 400，河谷開闊，河道平均寬度230 m，入河口處寬達(dá)360 m，是遼闊的沖擊平原。

圖1 湯旺河湯原示范河段示意圖

2 研究方法

示范河湖評價(jià)涉及責(zé)任體系、制度體系、基礎(chǔ)工作、河湖管理、水域岸線、河湖管護(hù)和創(chuàng)新舉措七大方面。為了更清晰、直觀地從各個方面對示范河湖建設(shè)進(jìn)行評價(jià)和分析，本文采用層次分析法(AHP)進(jìn)行評價(jià)。

2.1 構(gòu)建層次分析模型

仔細(xì)分析邏輯關(guān)系后，將示范河湖評價(jià)的基本事件歸類為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層，從而建立層次分析模型[2]。

2.2 影響因素權(quán)重計(jì)算

影響因素權(quán)重計(jì)算過程如下：

1) 構(gòu)造判斷矩陣。判斷矩陣是對于每一個層次中兩兩元素比較而言的，即為找出一個指定的因素，將它與該層內(nèi)其他指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較；根據(jù)實(shí)際情況，對其比較結(jié)果進(jìn)行合理的賦值，將該層次內(nèi)每一個指標(biāo)兩兩比較賦值完成后就可得到一個正負(fù)反判矩陣，該矩陣表示各指標(biāo)的重要性比值分布。

2) 其中，Bij表示準(zhǔn)則與準(zhǔn)則相對于目標(biāo)的重要性比例標(biāo)度。目前，被廣泛使用的是1-9標(biāo)度法[3]，詳細(xì)含義見表1。

表1 正負(fù)反判矩陣1-9標(biāo)度

3) 計(jì)算因素的相對權(quán)重。必須要得到各層次所有指標(biāo)的相對權(quán)重才能反映出各個指標(biāo)的重要性程度，只得到判斷矩陣是不夠的。于是首先要對判斷矩陣進(jìn)行歸一化處理，本文應(yīng)用算術(shù)平均法求得權(quán)重[4]。數(shù)據(jù)處理方面利用Matlab來求解。

4) 一致性檢驗(yàn)。在構(gòu)建正負(fù)反判矩陣時，由于人們意識的主觀性影響和系統(tǒng)本身的復(fù)雜性，在比較這兩個指標(biāo)時，不可能達(dá)到判斷的完全一致性。這通常會導(dǎo)致較大的誤差，因此需要測試判斷矩陣的一致性。測試過程如下：

(1)

式中：n為判斷矩陣的階數(shù)；λmax為最大特征值。

需要引入平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI來衡量和計(jì)算是否有偏差，并通過式(2)計(jì)算CR是否小于0.1。若小于0.1，則認(rèn)為判斷矩陣的一致性能夠經(jīng)受住檢驗(yàn)。

(2)

RI取值詳見表2。

表2 RI取值

3 層次分析法在示范河湖評價(jià)中的應(yīng)用

3.1 層次模型的構(gòu)建

按照層次模型與示范河湖評價(jià)指標(biāo)的要求，構(gòu)建示范河湖評價(jià)模型，分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層，見圖2。示范河湖主要從責(zé)任體系、制度體系、基礎(chǔ)工作、河湖管理、水域岸線、河湖管護(hù)和創(chuàng)新舉措七大方面進(jìn)行評價(jià)。

圖2 示范河湖評價(jià)指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)

3.2 各層次中影響因素的權(quán)重計(jì)算

3.2.1 準(zhǔn)則層

1) 構(gòu)造準(zhǔn)則層判斷矩陣。公式如下：

2) 計(jì)算因素的相對權(quán)重。利用軟件Matlab進(jìn)行編程計(jì)算，得到準(zhǔn)則層各因素權(quán)重為:

W=[0.129 7,0.074 5,0.217 2,0.129 7,0.078 3,0.032 43,0.046 3]。

3) 一致性檢驗(yàn)。利用軟件Matlab進(jìn)行編程，由式(1)、式(2)計(jì)算得出CI=0.016；CR=0.011 8(0.011 8<0.10)；滿足一致性檢驗(yàn)要求，說明計(jì)算結(jié)果能夠經(jīng)受住檢驗(yàn)。

3.2.2 指標(biāo)層

整理后的計(jì)算數(shù)據(jù)見表3。

表3 A-B(B1-B7)準(zhǔn)則層判斷矩陣和各因素的權(quán)重值

按照上述方法，構(gòu)造指標(biāo)層判斷矩陣，計(jì)算各因素權(quán)重、一致性指標(biāo)CI、一致性比率CR，并對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。整理后的計(jì)算數(shù)據(jù)見表4-表10。

表4 B1-C(C1-C5) 指標(biāo)層判斷矩陣和各因素的權(quán)重值

表5 B2-C(C6-C8)指標(biāo)層判斷矩陣和各因素的權(quán)重值

表6 B3-C(C9-C13)指標(biāo)層判斷矩陣和各因素的權(quán)重值

表7 B4-C(C14-C18)指標(biāo)層判斷矩陣和各因素的權(quán)重值

表8 B5-C(C19-C23)指標(biāo)層判斷矩陣和各因素的權(quán)重值

表9 B6-C(C24-C28)指標(biāo)層判斷矩陣和各因素的權(quán)重值

表10 B7-C(C29-C30)指標(biāo)層判斷矩陣和各因素的權(quán)重值

4 湯旺河湯原段示范河湖評價(jià)

湯旺河湯原段示范河湖建設(shè)以“防汛安瀾河、生態(tài)健康河、農(nóng)業(yè)命脈河、文化傳承河、綠水經(jīng)濟(jì)河”為目標(biāo)定位，將水利部要求的示范河湖建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步細(xì)化、實(shí)化，從責(zé)任體系、制度體系、基礎(chǔ)工作、管理保護(hù)、水域岸線、河湖管護(hù)、創(chuàng)新舉措七大方面進(jìn)行系統(tǒng)治理和綜合治理。根據(jù)示范河湖評價(jià)體系，對照準(zhǔn)則層7項(xiàng)指標(biāo)，對湯旺河湯原段示范河湖開展評價(jià)應(yīng)用。

4.1 湯原縣示范河湖建設(shè)工作具體情況

4.1.1 責(zé)任體系

湯原縣出臺了《湯原縣河長履職細(xì)則》，發(fā)布了湯原縣河長巡查制度的通知，規(guī)定了各河長巡河次數(shù)，并且各級河長按要求進(jìn)行巡河，河長巡河記錄、巡河執(zhí)行率7等佐證材料完備。湯原縣發(fā)布河道管理處2020年工作謀劃，明晰河湖管理保護(hù)部2020年度重點(diǎn)工作任務(wù)分解。河湖管理保護(hù)部門年度重點(diǎn)工作任務(wù)逐項(xiàng)落實(shí)實(shí)施到位，相關(guān)佐證完備。面向群眾招募民間河長并頒發(fā)聘書，各民間河長登記在冊。在縣內(nèi)開展志愿者活動，并發(fā)布簡報(bào)。出臺《湯原縣河長制部門聯(lián)動工制度》，并協(xié)同相關(guān)責(zé)任單位，推動了湯原縣河長制工作。

4.1.2 制度體系

湯原縣出臺河湖長會議、信息共享、信息報(bào)送、督導(dǎo)檢查、考核、驗(yàn)收6項(xiàng)制度文件，各制度落實(shí)佐證完備。出臺舉報(bào)受理、河湖長巡查、工作督辦、河湖管理巡查檢查制度，同時發(fā)布了湯原縣采砂專項(xiàng)整治行動聯(lián)動制度、聯(lián)席會議制度，各項(xiàng)制度落實(shí)佐證完備。與伊春市南岔縣構(gòu)建合作框架，建立跨區(qū)域聯(lián)保聯(lián)治機(jī)制，開展聯(lián)保聯(lián)治工作的佐證材料完備。

4.1.3 基礎(chǔ)工作

湯旺河湯原縣段完成了“一河(湖)一檔”的建立，且信息完備。“一河(湖)一策”方案(2021-2023年)編制完成，且通過技術(shù)審查并簽發(fā)。公示牌內(nèi)容規(guī)范，標(biāo)明河湖(長)職責(zé)或任務(wù)、河湖概況、管護(hù)目標(biāo)、河湖長姓名、河湖長職務(wù)、聯(lián)系或監(jiān)督舉報(bào)電話等內(nèi)容，公示牌信息更新及時，監(jiān)督舉報(bào)電話正確、暢通。完成了湯旺河管理范圍劃界，編制完成了河湖管理劃界報(bào)告，并通過技術(shù)審查意見。編制完成岸線保護(hù)利用規(guī)劃報(bào)告，通過專家審查意見。編制完成采砂規(guī)劃報(bào)告，通過專家審查。

4.1.4 河湖管理

湯原縣按時限完成了“一河一策”方案任務(wù)清單。湯原縣河湖長召開專題會議協(xié)調(diào)解決重大問題，持續(xù)開展河湖“清四亂”、水污染防治專項(xiàng)行動。編寫保潔手冊，規(guī)范河湖管護(hù)工作；各鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)立公益崗位，支付年度經(jīng)費(fèi) 127.8 萬元。湯原縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)巡河人員名單及其護(hù)河員工作照片等作證材料完備。湯旺河湯原段具有完善的河湖監(jiān)測體系，設(shè)立國控監(jiān)測斷面 1 處，重點(diǎn)地區(qū)配備攝像頭，能定期掌握檢查水量、水質(zhì)、水環(huán)境，水質(zhì)監(jiān)測及信息平臺等佐證材料完備。

4.1.5 水域岸線

湯原縣發(fā)布劃界公告，示范河湖建設(shè)期間，共埋設(shè)界樁共 170 個。湯原縣發(fā)布關(guān)于印發(fā)《湯原縣公安局與湯原縣水務(wù)局涉水領(lǐng)域聯(lián)合執(zhí)法聯(lián)動機(jī)制》的通知和湯原縣推行河長制工作領(lǐng)導(dǎo)小組關(guān)于印發(fā)《水政執(zhí)法與河道巡河員聯(lián)動機(jī)制工作方案》的通知，并開展“亮劍護(hù)河”實(shí)施方案。示范河段內(nèi)設(shè)置明顯河湖警示標(biāo)志、示范河湖宣傳牌和重點(diǎn)區(qū)域設(shè)置圍欄。湯原縣嚴(yán)格按照《黑龍江省水利工程管理?xiàng)l例》《堤防工程養(yǎng)護(hù)修理規(guī)程》(SL 595-2013)等法規(guī)、規(guī)范，落實(shí)工程管理機(jī)構(gòu)，配備專業(yè)管理人員，及時維修養(yǎng)護(hù)，保持工程完整，制止破壞工程設(shè)施行為。

4.1.6 河湖管護(hù)

湯原縣 2020 年“清四亂”常態(tài)化銷號佐證完備。湯旺河湯原縣段示范段無斷流情況，陶家水電站生態(tài)流量泄放計(jì)劃、方案等佐證完備，劃分完成水功能區(qū)，功能區(qū)內(nèi)水質(zhì)達(dá)標(biāo)。完成入河排污口基本信息調(diào)查。完成了 2020 年農(nóng)業(yè)“三減”總結(jié)的編制。河湖岸線綠化良好，河岸帶喬灌草植被覆蓋率 50%以上。制作河湖岸帶濱水濱岸優(yōu)美景觀宣傳片。湯原縣湯旺河段重要位置和人類活動密集區(qū)設(shè)置警示標(biāo)志標(biāo)識，配備必要的安全救生設(shè)施，合理布置親水便民配套設(shè)施。

4.1.7 創(chuàng)新舉措

編制完成水量分配報(bào)告，打造水文化、水景觀宣傳工程，大力宣傳以“引湯精神”為首的湯原特色水文化。

4.2 對湯原縣示范河湖評價(jià)

根據(jù)收集和掌握的7個方面的指標(biāo)數(shù)據(jù)，對層次分析法(AHP)在湯旺河湯原段示范河湖的應(yīng)用進(jìn)行分析和評價(jià)[5]，見表11和表12。經(jīng)分析評價(jià)，湯旺河湯原段綜合得分為17.667 6分(滿分為18.102分)，效果顯著。

表11 湯旺河湯原段示范河湖得分

對示范河湖的準(zhǔn)則層指標(biāo)和目標(biāo)層指標(biāo)評分按式(3)進(jìn)行計(jì)算:

評分=∑Wiai

(3)

式中:Wi為各指標(biāo)的權(quán)重;ai為各指標(biāo)得分。

計(jì)算結(jié)果見表12。

表12 湯旺河湯原段示范河湖評價(jià)

5 結(jié) 論

本文從責(zé)任體系、制度體系、基礎(chǔ)工作、河湖管理、水域岸線、河湖管理和創(chuàng)新措施七大方面分析了示范河湖的評價(jià)方法，并運(yùn)用層次分析法(AHP)建立了適合湯旺河湯原段示范河湖評價(jià)的3層指標(biāo)模型。湯旺河湯原段示范河湖的評價(jià)得分為17.667 6分，滿分為18.102分。通過對湯原縣示范河湖的考核評價(jià)結(jié)果和成果進(jìn)行對比，認(rèn)為評價(jià)結(jié)果真實(shí)，與實(shí)際情況相符。

評價(jià)結(jié)果表明，基于層次分析法(AHP)的評價(jià)模型具有一定的可信度。湯旺河湯原段示范河湖建設(shè)得到了有效的評價(jià)，為今后做好示范河湖評估和優(yōu)化完善符合當(dāng)?shù)貤l件的河湖治理標(biāo)準(zhǔn)提供了科學(xué)依據(jù)，有助于建成 “河暢、水清、岸綠、景美、人和”的示范河湖。實(shí)現(xiàn)了“防洪保安全、優(yōu)質(zhì)水資源、健康水生態(tài)、宜居水環(huán)境、先進(jìn)水文化”的目標(biāo)，成為人民群眾滿意的幸福河，為全國北方河湖管理及河長制工作提供了樣板[6]。