黄河兰州段幸福河评价体系的构建及应用.pdf

水文水资源水利规划与设计 年第 期:/黄河兰州段幸福河评价体系的构建及应用赵永伟 赵 瑾 王广文 李 茂 杨金娥 王玉才(甘肃省水利厅水利技术服务保障中心 甘肃 兰州 甘肃农业大学水利水电工程学院 甘肃 兰州)摘要:建设幸福河是新时代中国河流治理的主要任务 是社会经济高质量发展的必要前提 为对幸福河建设进行准确评价 在梳理总结幸福河概念的基础上 以河流系统治理、助力流域发展、管护能力建设为准则 构建出“目标 准则 指标”层级评价体系 基于模糊综合评价法 应用评价体系对黄河兰州段 年河流幸福程度评价进行实例研究 结果表明 黄河兰州段 年间综合得分均处于较幸福等级 呈上升趋势 主要制约准则为河流系统治理 制约因子为单位工业增加值用水量 与实际情况基本相符 表明所构建评价体系具有一定的适用性 对幸福河建设具有借鉴意义关键词:幸福河 评价体系 评价指标 模糊综合评价法 黄河兰州段中图分类号:文献标识码:文章编号:()收稿日期:基金项目:甘肃农业大学横向项目:甘肃省美丽幸福河湖创建综合评价研究()甘肃农业大学盛彤笙创新基金专项()作者简介:赵永伟(年)男 高级工程师:引言 年习近平总书记发出“让黄河成为造福人民的幸福河”的伟大号召 作出了加强黄河治理保护、推动黄河流域高质量发展的重大部署 究其原因是近年来黄河流域水资源开发利用率居高不下 致使出现河流断流、河水污染等生态环境问题 城市水资源日益短缺、工业和农业用水逐年增加 这无疑成为经济高质量发展的制约因素国内众多学者对幸福河的概念和内涵进行了诠释 并结合已有的水资源评价、水生态安全等研究 提出了一系列关于评价体系建设的建议 左其亭等认为幸福河是造福人民的河 李先明认为幸福河必须做到防洪保安全、优质水资源、健康水生态、宜居水环境、先进水文化 王平等认为幸福河不仅要满足人民群众对除水害兴水利的需要 也要满足人民群众对高质量水资源水生态水环境水文化的需要 幸福河课题研究组将幸福河定义为能够维持自身河湖健康 支持流域和区域社会经济高质量发展 体现人水和谐 让居民有安全感、利益感和满意感 在分析解读幸福河内涵的同时 学者们也结合多种理论从多个方面入手开始对幸福河评价体系进行构建 左其亭等从安全运行、持续供给、生态健康、和谐发展方面建立评价体系 引入“幸福河指数”来定量评价河流的状况同样也对黄河流域进行了实例分析 吉凤鸣结合现有研究 从工程状况、工程管护、公众满意度 个方面探索评价指标 并构建层次分析法与模糊综合评价法相结合的模型 并在长江流域得以应用 唐克旺从心理学的角度出发 对“幸福河”的内涵进行了解读和拓展 并提出了层次化多维度的评价指标体系 韩宇平等人基于马斯洛的心理学需求层次论 构建了以自然属性、社会经济属性、人水和谐属性为指标的评价体系 并对黄河中下游进行了实例分析 刘蒨结合马克思主义幸福观 充实了幸福河的内涵 提出了包含运行安全、持续供水、生态健康、环境良好、和谐发展、文化传承等方面的幸福河评价指标 程常高从经济学的角度出发 应用变权理论和模糊综合评价法 从河流状态、河流压力、经济服务、河流管理 方面 个评价指标入手 建立评价体系 为中国的河湖保护和“幸福河”建设提供理论支撑 牛军结合全面推进河湖长制建设的实践经验 提出强化河湖管理 从安全、美丽、健康以及文化等 年第 期水利规划与设计水文水资源方面着手 建设幸福河国内学者对于幸福河评价体系已建立了基本的理论体系和评价模型 大都是偏向于工程建设方面以生态环境情况和水利工程状况为主导进行评价重建设 轻管护 分析前人研究 幸福河评价模型的建立要结合实际情况 综合考虑生态安全、水利设施运行状况、流域发展情况和管护体系建设情况因此 建立一个科学的幸福河评价体系对建设幸福河和提高社会经济可持续发展具有重要意义 幸福河评价体系建立 幸福河评价体系总体框架幸福是一个主观的概念 它会随着时间和空间的变化而变化 幸福河评价体系的建设同样受到河流动态性和区域性的限制 本文的评价体系总体框架包括:构建评价体系 基于现有研究和幸福河的内涵 确定出主要的影响指标 构建指标体系 确定评价标准 参考国内现行的各类标准以及相关文献确定出各指标的评价等级 确定评价方法 依据构建的指标体系 选取适宜的评价方法 实例应用基于上述评价体系和评价方法 对实际河流进行评价 验证体系的合理性和可靠性 并确定出影响河流幸福指数的主要因素 为幸福河建设提供参考 幸福河评价指标 评价指标体系框架建立科学合理的评级体系是进行幸福河评价的基本前提 本文选用“目标准则指标”层级关系框架 基于幸福河的概念和内涵 结合河流系统治理、助力流域发展、管护能力建设 个判断准则建立评价总体框架如图 所示 目标层是对研究区域河流生态、经济、社会的一个综合评价 准则层以河流系统治理、助力流域发展、管护能力建设为基本框架 对研究区的生态健康、流域经济以及河流管护进行评价 指标层为具体的量化指标 反映对应指标的具体幸福程度图 幸福河评价体系框架水文水资源水利规划与设计 年第 期 评价指标选取评价指标的选取决定了评价结果是否科学合理 在选取评价指标时遵循以下原则:()全面性:评价指标要综合考虑经济、环境、社会等 河流的幸福指数评价绝不仅仅是对河流自然属性的评价 应该考虑到其与经济属性、社会属性之间的联系 选择的指标要能全面反映所研究流域的基本情况()科学性:指标概念明确 遵循经济规律有其统计与计算的科学依据()可操作性:评价数据要容易获取()代表性:能反映河流变化特征 幸福河的评价是受动态性和区域性限制的 流域不同 所构建的评价指标体系就会有所不同 相应的评价标准也会发生改变 在指标的选取中 应当结合时间性、区域性的特征 选取代表性强的指标构建评价指标体系()定量与定性相统一:选取的指标不仅需要量化分析 还需要进行定性分析 因此评价指标研究过程中需要定量与定性相结合根据上述的评价指标选取原则 通过参考 年出台的南京市幸福河评价规范(试行)参照有关的幸福河评价体系研究成果 选择合适的评价指标 构建出由目标层、准则层、指标层构成的评价体系 目标层为幸福河评价 准则层包括河流系统治理、管护能力建设、助力流域发展 个维度 具体评价指标构成见表 指标体系评价标准确定通过 专 家 咨 询、查 阅 文 献 和 已 有 规 范 资料 确定出各指标的评价等级标准 评价等级分为五级 汇总结果见表 幸福河评价方法模糊综合评价法是一种基于模糊数学和最大隶属度原则的评价方法 其优点在于能将定性的评价通过隶属度函数转化为定量评价 可对受多种因素共同制约的事物进行综合分析 基于幸福河评价指标的复杂性和模糊性 以及评价因素多样性 本文采用模糊综合评价法进行幸福河评价 构建模糊评价矩阵()确定评价指标体系设评价指标集为 选取一级指标 个 为准则层 即 再确定 个二级指标为指标层 建立集合 ()确定评语集设评价指标的评价标准集合为 为幸福河评价指标的评价标准()确定隶属度矩阵在模糊综合评价方法中 常用的隶属度函数包括“降半阶梯形分布图”隶属度函数、三角隶属度函数、专家打分法等 可根据不同情况选取适合的计算方法 本文采用“降半阶梯形分布图”隶属度函数进行计算依据隶属度函数可计算出单个指标的评价集为:将单个指标评价集合进行汇总 则 个指标组成的评价集所构造的模糊评价矩阵为:()式中 第 个评价因子对第 个评价标准的隶属程度 计算指标权重权重代表了各级指标在对应的集合里所占的比重 能反映出集合中所有指标的重要程度 权重是否合理直接影响了评价结果的准确性和合理性 采用最大矩阵元法计算权重 步骤如下:()数据标准化原始数据往往因为量纲不同而存在较大的差异 需要先进行无量纲化处理 对收集到的数据采用极差标准化法进行处理对于越大越安全的正向指标:()/()()对于越小越安全的负向指标:()/()()式中 第 行 列标准化数据 第 行的最大值 第 行最小值()构建模糊矩阵将标准化处理的数据采用数量积法(下式)进行标定 构建出模糊矩阵()()()式中 第 行样本第 项指标的无量纲参数第 行样本第 项指标的无量纲参数 样本总数 由此构建出模糊矩阵()年第 期水利规划与设计水文水资源表 幸福河评价指标及标准值准则层指标层指标方向单位评价标准河流系统治理水利工程安全保障正)防洪除涝达标率正)河岸堤防达标率正)水质达标率正)水系连通正)污水处理达标率正)水功能区水质达标率正)产水模数正/)天然湿地保有率正)生态护岸比率正)集中式饮用水水源地水质达标率正)生态流量/生态水位保障正)水生生物完整指数正)河岸带植被覆盖率正)助力流域发展水文化传承载体个数正个)水资源监控能力指数正)水文化挖掘及保护程度正)人均 增长率正)高效节水灌溉面积占比正)人均 正元)供水水量保证程度正)人均占有供水能力正/人)人均水资源量正)河流亲水性程度正)管护能力建设河道“四乱”问题清理整治正)河长制组织体系建立运行正)公众参与机制建立与运行正)“一河一档”编制实施与河流健康评价正)公众满意度正)()计算权重对构建出的模糊矩阵进行分析处理 以最大矩阵元作为置信水平 进而根据下式求出各评价指标的权重:水文水资源水利规划与设计 年第 期 ()()式中 第 个指标对应的权重 指标 对应的置信水平 模糊综合评价根据评价矩阵 依据最大隶属度原则 采用相乘相加法 分别与对应的评价指标权重 进行模糊计算 公式如下:()()()式中 河流幸福指数评价指标的权向量 隶属度矩阵 评价向量 评价指标 的权重 评价指标 的隶属度经过 查 阅 文 献 和 参 考 其 他 学 者 的 研 究 结果 按照幸福程度将河流划分为五个等级:幸福)、较幸福)、提升幸福)、欠幸福)和不幸福)障碍度模型障碍度函数常用来诊断影响事物发展的障碍因素 引入障碍度模型 进一步诊断影响幸福河建设的主要障碍因子 具体公式如下:()()式中 第 个指标的障碍度 指标的偏离程度 实例应用 黄河兰州段概况兰州市面积 常住人口 人 人均 元 多年平均降水量 水资源总量 人均水资源量 节水灌溉面积 黄河穿兰州城而过 造就了西北内陆重工业城市和陆路“一带一路”沿线重要节点城市 其蕴含的水资源对区域内经济可持续发展具有重要意义自 年至 年间 黄河河道大面积萎缩 其中诸多沿岸滩地已经成为城市用地 同期 随着兰炼、兰化的工业废水排入黄河 黄河水污染问题日益严峻 经过长时间的水治理及城市的转型发展黄河兰州段水质得到了改善 提升明显 黄河兰州段的刘家峡、盐锅峡、八盘峡等水电站 自其运用以来 显著影响了黄河兰州段的径流 发挥了巨大的调节作用 对沿河地区的经济发展和社会效益的作用也越来越大 指标选取及数据来源基于已建立的幸福河评价体系 分别对黄河兰州段 年幸福程度进行计算研究 选取指标见表 各指标原始数据来源于 年甘肃省水资源公报和甘肃省水利发展年鉴此外对于河道“四乱”问题清理整治、河长制组织体系建立运行、“一河一档”编制实施与河流健康评价与公众满意度等指标 采用调查问卷和专家打分的方式获取数据表 黄河兰州段幸福河评价指标体系准则层指标层编号河流系统治理 河岸堤防达标率水资源开发利用率人均占有供水能力耗水率人口密度单位工业增加值用水量助力流域发展 人均 高效节水灌溉面积占比水文化的挖掘及保护程度管护能力建设 河道“四乱”问题清理整治河长制组织体系建立运行“一河一档”编制实施与河流健康评价公众满意度 指标权重及分析依据上文中方法计算权重如图 所示 其中耗水率、人均占有供水能力、单位工业增加值用水量权重占比较大 分别为 、累计权重达到了 是黄河兰州段幸福河建设的主要影响因子 人口密度、河道“四乱”问题清理整治、公众满意度 项指标的累计权重为 是黄河兰州段幸福河建设的次要影响因子 综合评价结果及分析经计算 年黄河兰州段幸福程度综合得分如图 所示 黄河兰州段幸福程度等分在 分之间 处于较幸福等级 总体呈上升的趋势 年综合评分逐年上升 其原因可能是近年来兰州市出台的各项治理政策逐渐开始显 年第 期水利规划与设计水文水资源图 评价指标权重图 年综合得分现效果 例如在改善黄河流域生态环境方面 兰州市积极成立了领导小组 制定了兰州市 年黄河流域生态保护和高质量发展工作要点等文件全力打好“蓝天、碧水、净土”三大保卫战 持续改善生态环境质量 立志把黄河打造成造福人民的幸福河 年末在河流治理管护方面又积极推行河长制政策 在我国江河一面干涸断流、水体黑臭、乱占乱建、生态恶化 一面又管理责任不清晰、保护意识不强、系统治理不够的严峻局面下河长制的全面推行为幸福河的建设提供了内在动力和制度保障 成为了建设幸福河的有效举措李智喻等的研究结果也表明河长制的推行 有力提升了黄河流域生态治理水平 取得明显的生态和社会成效 同期在“清四乱”问题中兰州市也按照“政府主导、水务牵头、部门协同、属地负责、依法依规、水岸同治”的工作思路 创新举措、动真碰硬、务求实效 高质量的完成“四乱”问题整治 年河流幸福程度出现小幅下降 可能是受国内疫情大背景的影响 导致居民收入下降、与水利建设相关的资金投入大幅减少、河流的治理力度随之下降、而生活污水排放量却有较大幅度的增加导致的 如图 所示 总体来说 兰州市河流治理效果显著 河流幸福指数整体呈上升趋势发展图 水利建设项目完成投资与污水排放量 障碍因子分析为进一步分析制约黄河兰州段幸福和建设的障碍因子 引用障碍度模型计算各指标的影响程度如图 所示 从图 可知 河岸堤防达标率()、水资源开发利用率()、水文化挖掘及保护程度()及“一河一档”编制实施与河湖健康评价()等因子对黄河兰州段幸福河建设的影响逐年减小 这表明投资 亿元 历时 年多的黄河干流兰州段防洪治理工程圆满收官 以市委书记为组长 相关部门为成员 下设水利、生态修复、污染防治、产业发展、文化旅游 个专责组的黄河流域生态保护工作进展顺利 年至 年间随着各项政策的落实 影响幸福河建设的最大障碍因子也随之改变 年最大障碍因子为水资源开发利用率()而 年最大障碍因子为单位工业增加值用水量()虽然整体上障碍程度逐年减小 但是人均占有供水能力()、单位工业增加值用水量()仍然制约着幸福河建设工作 这表明兰州在今后的发展中需要优化产业结构 推动绿色产业崛起 促进高效用水 以重振“兰州制造”为抓手 加快产业向绿色化、高端化、智能化转型 加快构建“一心两翼多点”城市发展布局和“三区集聚引领、两极崛起带动、多点协同支撑”产业布局 科学确定产业配水水文水资源水利规划与设计 年第 期图 年黄河兰州段幸福河障碍度 结论本文梳理总结了幸福河的概念内涵 基于模糊综合评价法 从河流系统治理、助力流域发展、管护能力建设 准则层出发 构建了幸福河评价体系对黄河兰州段 年河流幸福指数进行综合评价 进一步采用障碍度模型 分析了影响黄河兰州段幸福河建设的主要制约因子 主要结论如下:()年 黄河兰州段幸福河综合得分从 分上升至 分 整体呈上升趋势()评价结果基本符合实际情况 检验了评价体系具有一定的适用性()黄河兰州段幸福河建设主要制约准则层为河流系统治理 主要制约因子为人均占有供水能力和单位工业增加值用水量 表明要确保黄河兰州段高质量发展 首先要推动产业绿色化转型 兰州市高耗水、高污染产业占比高 急需加快经济发展方式转变 倒逼产业转型 促进高效节水参考文献 习近平.在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上的讲话.中国水利():.党丽娟.黄河流域水资源开发利用分析与评价.水资源开发与管理():.白芳芳 齐学斌 乔冬梅 等.黄河流域九省区农业水资源利用效率评价和障碍因子分析.水土保持学报 ():.韩文艳 陈兴鹏 张子龙 等.中国地级及以上城市水资源利用效率的时空格局分析.水土保持研究 ():.左其亭 郝明辉 马军霞 等.幸福河的概念、内涵及判断准则.人民黄河 ():.李先明.幸福河的文化内涵及其启示.中国水利():.王平 郦建强.“幸福河”内涵与实践路径思考.水利规划与设计():.幸福河研究课题组.幸福河内涵要义及指标体系探析.中国水利():.左其亭 郝明辉 姜龙 等.幸福河评价体系及其应用.水科学进展 ():.吉凤鸣.江苏省平原河网地区幸福河评价研究.扬州大学.唐克旺.对“幸福河”概念及评价方法的思考.中国水利():.韩宇平 夏帆.基于需求层次论的幸福河评价.南水北调与水利科技 ():.刘蒨.对构建幸福河评价指标体系的思考.水利经济():.程常高 马骏 唐德善.基于变权视角的幸福河模糊综合评价体系研究:以太湖流域为例.(第八届)中国水生态大会论文集.:.牛军.甘肃省建设幸福河的思考与举措.中国水利():.戴文渊 张芮 成自勇 等.基于模糊综合评价的兰州市水生态安全指标体系研究.干旱区研究 ():.陈敏芬 马骏 钱学诚.杭州幸福河湖评价指标体系构建.中国水利():.陈卓 唐德善.长株潭区域河流幸福度等级评价研究.水资源与水工程学报 ():./.河湖健康评估技术导则./.水生态文明城市建设评价导则.丁源 姜翠玲.基于幸福河湖目标的城市河道生态修复技术研究.水利规划与设计():.王何予 郭生练 王俊 等.“幸福河”综合评价指标体系研究:以汉江湖北省域为例.水文():.韩孟飞 颉耀文.年黄河兰州段时空变化及影响因素分析.甘肃水利水电技术():.姚彦如.黄河兰州段水污染及其综合治理对策.水资源保护():.陈召松 安蓓 王子旺 等.黄河兰州段鱼类多样性与保护.生物多样性 ():.余侃柱 李芸.甘肃省黄河流域生态保护和高质量发展措施研究.水利规划与设计():.巢方英 孔令贵.简析刘家峡、龙羊峡水库对黄河兰州段径流洪峰的影响及其与灌溉防洪防凌的关系.甘肃水利水电技术 ():.席文娟 金婧 钱会.改进模糊综合评价法在水质评价中的应用.水资源与水工程学报 ():.胡玮.幸福河湖建设中的河长制湖长制作用.中国水利():.李智喻 韩振彪 王会军 等.黄河流域生态保护治理新路径在河南省的实践探索.水利发展研究 ():.方军.浅析兰州市河湖“清四乱”成效及对策建议.甘肃科技 ():.