伊犁阿勒瑪勒小流域綜合治理模式及效益評價研究

彭 濤

（伊犁水文勘測局,新疆 伊寧 835000）

新疆水土流失問題的治理是該地區長久規劃建設的重要內容之一,尤其是小流域周圍遭受侵蝕較為嚴重[1]。其中,比較有代表性的流域為伊犁阿勒瑪勒小流域,該流域覆蓋面積較大,位于低山丘陵地區,水土流失情況嚴重,如何制定科學治理方案,成為了新疆水土流失治理工作開展的首要解決問題[2-3]。為了改善該流域水土流失問題,我國提出了很多綜合治理模式,本文對部分治理模式在此地區應用可行性進行探究,通過對治理模式的效益進行評價,從而為該新疆小流域綜合治理工作的開展提供指導性參考意見。

1 伊犁阿勒瑪勒小流域概況

阿勒瑪勒小流域位于鞏乃斯河谷的中部地帶,南部地勢偏高,北部地勢偏低,流域總面積大約63 m2。其中,下游地區為平原區,常年遭受洪水沖擊形成沖洪級扇土質,坡度在5%以下；中游地區為丘陵區和低山區,較下游地區坡度高5%左右,最高坡度10%,最低坡度5%；上游地區為水源涵養區,最高坡度為30%。

該流域所在地區遭受水力侵蝕強度較大,地表沉積著較多松散物,影響了小流域物理環境,并且該地區大面積開荒,地表面植被覆蓋率下降。降雨季節的到來,容易受暴雨的影響,發生泥石流、滑坡等自然災害。據統計,該流域遭受侵蝕最為嚴重的地區,土壤侵蝕模數超過了4000 t/（km2·a）。為了改善該流域侵蝕問題,于2010 年~2020 年開始加強對該流域的治理,并為其配備了可行性較高的優化治理模式。

2 伊犁阿勒瑪勒小流域綜合治理模式

2.1 流域上游治理模式

該地區上游以低山草地覆蓋為主,遭受暴雨等自然因素的影響而引發水土流失問題較輕。由于此區域符合放牧環境需求,所以成為放牧主要區域,導致草場逐漸退化,引發水土流失問題[4]。針對此問題,采用草場圍欄封育方法進行治理。按照草場退化情況不同,劃分監管區域、封禁區域。其中,監管區域允許放牧動物和人群通行,但是通過加強管理,避免動物啃食區域內的綠植。封禁區域不允許放牧人員及動物通行,作為重點綠化區域,并設立“禁止通行”警示牌。

2.2 流域中游坡面及溝道治理模式

關于中游坡面流域的治理,主要采取修水平溝、加大綠植種植面積等方式,在坡地上沿處實施,并配備渠系灌溉設施,在此處修建灌溉工程,將自然環境沖擊下來的水資源引入河道,解決泥石流等問題的同時,實現水資源的充分利用[5]。例如,儲備此類水資源,根據林木生長需求進行補充灌溉。

關于溝道的治理,通過修建谷坊來提高溝底基點,盡可能避免溝底遭受侵蝕,采用漿砌石工藝在邊坡位置修建護岸,使得溝道問題得以有效治理。其中,修筑谷坊沿著地表面向下的清基深度大約0.5 m,地表面以上高度大約1.0 m,背水坡、迎水坡分別為1∶0.8、1∶0.2。

2.3 流域下游治理模式

對于流域下游的治理,根據該區域地勢平緩特點,以擴大綠植種植面積為主,在流域周邊撒播草籽,從而起到水土保持作用。其中,以綠植遭受破壞最為嚴重的地區作為重點監護區域,設立警示牌,禁止牧民在此處放牧[6]。為了盡可能減少人力資源的耗費,選擇比較容易適應該流域環境生長的植被作為種植對象,例如苜蓿。在其周邊修建水平溝,任其自然生長。

3 綜合治理效益評價模型的構建

采用層次分析法,將效益評價對象拆分為3 個層次,分別為指標層、準則層、目標層。通過構建判斷矩陣,對各個層次的指標采取歸一化處理。而后,以實地勘察資料中的數據作為依據,對每一個指標實際值進行標準化處理。最后,建立模糊數學關系。沿著最底層向上逐一評價,直至得到目標層效益評價結果。

3.1 評價指標的選取及評價層次結構的構建

通過查閱小流域2010年、2020年相關工程修建、水土保持效果、流域自然災害狀況等資料,選擇勞動力利用率（記為M1）、土地生產率（記為M5）、人均產糧（記為M3）、土壤侵蝕模數（記為M7）、人均純收入（記為M4）、林草覆蓋率（記為M8）、人均基本農田（記為M2）、治理程度（記為M9）、勞動生產率（記為M6）作為評價指標,布設指標層。位于其上方,布設準則層,選擇社會效益、經濟效益、生態效益作為準則層指標,分別記為C1、C2、C3。關于小流域的綜合治理效益設定為目標層指標,記為A。評價層次結構見圖1。

圖1 小流域綜合治理效益評價層次結構

3.2 權重值

3.2.1 判斷矩陣的構建

本研究采用層次分析法,建立表1、表2、表3、表4判斷矩陣,確定效益評價權重,得到單層排序結果。

表1 判斷矩陣A-C

表2 判斷矩陣C1-M

表3 判斷矩陣C2-M

表4 判斷矩陣C3-M

3.2.2 一致性檢驗

關于一致性的判斷,主要涉及4項數據,分別是平均一致性指標（RI）、隨機一致性比率（CR）、一致性指標（CI）、最大特征根（max）,結果見表5。

表5 一致性檢驗結果

表5中,各個矩陣一致性檢驗結果中,CR結果均小于0.1,通過檢驗。

3.2.3 評價指標權重排序

經過前文計算可知,評價體系中單層次排序正確,由此推算各項指標的總權重排序情況,結果見表6。

表6 小流域綜合治理情況評價指標權重排序結果

表6中,計算CI結果為0.038,該數值小于0.1,通過檢驗。因此,表6中的排序結果是正確的。

3.3 模糊綜合評價

依據模糊綜合評價理論,構建以下評價方程：

式中：R代表評價因素對應的評價矩陣；A代表權重分配數值 ；B代表判決子集,也就是評價結果；“·”代表模糊算子。

分別對各項評價指標采取標準化處理,按照指標類別不同,采用不同類型函數進行處理。其中,大部分指標均選擇半梯形標準化方法,僅有土壤侵蝕模數指標不同,選擇降半梯形標準化方法作為處理手段。

4 評價模型應用分析

采用模糊綜合評價法,逐層對各項指標的治理效益進行打分,利用公式（1）計算中間層效益情況,即生態、經濟、社會3個方面的治理效益,根據指標打分情況、權重分配情況計算結果,得到B1、B2、B3,而后計算綜合經濟效益,B = A·R（0.624,0.773）。為了更加直觀地分析結果,將結果換算為百分制（結果見表7）,換算公式如下：

另外,將評價結果劃分為4個等級：1級,優秀,分值區間80分～100分；2級,良好,分值區間70分～79分；3級,中等,分值區間60分～69分；4級,差,分值區間59分及以下。評價結果見表7。

表7中,經過多年開展小流域治理工作,有效改善了流域的生態環境,提升了經濟效益和社會效益。其中,生態效益改善幅度最大。

表7 小流域綜合治理情況下效益評價結果

5 結語

小流域綜合治理問題是改善生態環境,為地區創造經濟效益和社會效益的重要工作。由于地理環境和治理問題存在一定差異,所以治理策略側重點不同,在評價時需要體現側重點。本文以伊犁阿勒瑪勒小流域為例,采用層次分析法設計綜合治理指標評價體系,合理分配權重。應用模糊綜合評價法,逐層評價并且計算。評價結果顯示,該流域經過多年的治理,綜合效益改善顯著。