遼寧省北票市涼水河干河子段防洪工程治理后評價

王 娜

(北票市凌河保護區管理局，遼寧 北票 122100)

1 防洪治理后評價方法

1.1 基本方法

效益后評價具有不確定性、模糊性特征，本文為定量描述其變化規律引入模糊理論中隸屬函數；為解決指標權重計算時模糊綜合法存在的主觀性問題，采用AHP法以定量的形式反映主觀判斷的重要度，由此構造耦合的F-AHP模型。

1.2 評價體系

為客觀反映防洪治理工程對區域生態環境、社會經濟等方面的影響，以及防洪工程建設全過程，本文結合防洪治理規劃和防洪工程特點，遵循針對性、完備性、數據可達性等原則，從建設過程P1、工程效益P2、生態環境P3、防洪目標與可持續性P4等角度選擇指標如項目立項決策正確性Q1、前期工作質量Q2、施工準備工作Q3、投資控制Q4、工期控制與工程質量Q5、工程安全運行Q6、多年平均防洪效益Q7、防洪排澇保證體系完善程度Q8、水資源配置能力提高程度Q9、影響區域內項目支持率Q10、增強項目影響區發展潛力Q11、河流水環境改善情況Q12、水土流失控制率Q13、生態與社會環境改善程度Q14、防洪治理目標實現程度和正確程度Q15、制度設置和管理機構的合理性Q16、基礎設施和相關政策的完備性Q17、工程可持續水平Q18構建后評價體系，如表1。

表1 防洪治理工程后評價體系

1.3 評價模型

本文利用模糊層次分析模型科學評價河道防洪治理綜合效益，主要流程為：各指標權重采用AHP法求解，然后對防洪治理效益運用FCE理論分析，該方法充分考慮了FCE評判不確定事物和AHP法求解指標權重的優勢。F-AHP模型可降低評價結果受主觀評判的干擾，同時體現各模糊性因子的綜合影響，保證效益評價的客觀性與準確性，較傳統的評比打分法更加真實、全面地反映實際狀況[1-4]。

1.3.1 AHP法確定權重

步驟1：構造判斷矩陣。將后評價體系中第k-1層相關的m項因素與第k層某項因素的相對重要度，邀請防洪治理工程領域的專家進行打分，并按照1～9標度準則建立判斷矩陣A，其表達式如式(1)：

A={aij}m×m

(1)

式中：aij為評判因素i與j的相對重要度，各因素的重要性評判標準如表2，并且aii=1、aij=1/aji。

表2 1～9標度準則

步驟2：求解指標權重。歸一化處理上述判斷矩陣，經層次單排序后獲取各項指標權重，相關計算式為：

(2)

步驟3：一致性檢驗。將判斷矩陣A的最大特征根利用Matlab軟件和公式AW=λmaxW求解，從數學的角度極易證明正互反矩陣A定存在正實數λmax。根據標度準則和專家評分構造的判斷矩陣A并不完全符合一致性要求，為了反映判斷矩陣的偏離一致性引入不考慮最大特征根的其他特征根平均值，其表達式為式(3)：

(3)

式中：λmax為最大特征根；n為矩陣的階數。

判斷矩陣符合一致性檢驗的評判標準為CR<0.10，其計算式為式(4)：

(4)

式中：RI、CI為不同階數矩陣的平均隨機一致性指標和離散一致性程度指標，各階數矩陣的RI值按照表3確定。

表3 離散一致性指標值RI

1.3.2 模糊綜合評價

FCE是一種將定性描述利用模糊數學法轉化成定量評判的綜合方法，該方法具有系統性強、結果清晰的特點，對于解決難以量化、模糊性問題具有較強適用性。

步驟1：構造模糊評判集。設V={v1,v2,…,vk}為防洪治理后評價等級集，按從低到高或者從高到低的評語構成，其中vi代表效益評價等級，可結合防洪治理實際情況確定級數和方式。

步驟2：構造模糊評判矩陣。將各項指標利用單因素評價法分析，從而確定單因素i隸屬于評價等級vj的程度，由此構造模糊評價矩陣Ri。

步驟3：模糊綜合評價。一般地，不同指標對防洪治理效益后評價的貢獻率不同，所以有必要引入權重模糊集Wi。

按照從下層至總目標層的原則依次確定各項因素的模糊隸屬度，經合成運算確定綜合評價結果，并按照最大隸屬度準則判斷防洪治理效益后評價等級。

2 實例應用

2.1 工程概況

涼水河屬大凌河一級支流，流經北票市大三家鄉、西官營鎮、涼水河鄉、臺吉鎮后匯入白石水庫，河道總長51 km，總面積731 km2，平均比降7.2‰，年徑流量3435萬m3。受地形條件影響，該區域降水在地區分布極不均勻，容易發生局部暴雨，受下墊面影響，一般多為超滲產流，洪水陡漲陡落，峰高量大，洪量比較集中。涼水河干河子段防洪工程治理長度8.625 km，其工程任務是確定河道治理措施，固定河勢，確保沿岸防洪安全。工程布置分河道護岸工程及生態治河工程[5-6]。

2.2 確定指標權重

根據防洪治理實際情況和層次分析法，按照1～9標度準則構造評價體系中各因素的判斷矩陣，如表4。

表4 準則層判斷矩陣

然后利用式(2)確定準則層各因素權重，即ωA-B=(0.1310,0.4978,0.0556,0.3156)。采用Matlab軟件求解矩陣的λmax，可以確定λmax=4.0568，CI值為0.0186，查表3獲取4階矩陣的檢驗標準為RI=0.89，由此表明構造的判斷矩陣符合一致性檢驗要求，可以用于權重的確定。

2.3 構造評判矩陣

充分考慮防洪治理實際情況，將后評價等級劃分為很差、差、中、良、優5個等級，并構造相應的標準集V=(V5,V4,V3,V2,V1)。然后邀請防洪治理、工程管理等領域的7位專家對評價體系中的7項定性指標評價，從而構造評判矩陣，對于定量指標利用隸屬函數求解其隸屬度，即：

2.4 綜合后評價

依據模糊評判矩陣對評價體系中各項指標處理，由此確定一級模糊評價矩陣B：

B=[B1,B2,B3,B4]T=

北票市涼水河干河子段防洪工程后評價等級按照最大隸屬度準則確定，即達到2級良好水平，該評價結果與預期目標保持較好一致性，防洪工程的建設實施取得顯著的綜合效益。可見，F-AHP模型和后評價體系的綜合應用能夠客觀、準確地反映防洪治理實際情況。

3 結 論

(1)將科學計算與專家評估、定性與定量分析相結合的F-AHP模型，能夠有效降低主觀判斷對防洪效益后評價的干擾，該模型考慮了防洪治理的模糊性因素，較傳統的方法更加科學合理。涼水河干河子段防洪工程后評價等級達到2級良好水平，該評價結果與預期目標保持較好一致性，防洪工程的建設實施取得了顯著的綜合效益。

(2)為系統、全面的反映河流治理實際狀況，后評價指標的選擇應考慮河流實際情況合理確定，研究成果對防洪治理方案的設計及其效益評價具有指導意義。為進一步發揮河流蓄水、防洪、除澇等功能，全面提升河流水系功能，效應還要加快引調水工程的建設。