基于模糊层次综合评价法的城市河道综合整治效果评价.pdf

科研与管理水利规划与设计 年第 期:/基于模糊层次综合评价法的城市河道综合整治效果评价张 洋(北京市城市河湖管理处 北京)摘要:开展城市河道综合整治效果评价是城市水系管理的关键步骤 对优化建设治理措施和提高管理水平意义重大 文章首先根据相关原则 从工程成效、生态成效、社会成效 个方面选取 个因素层评价指标 构建适用于城市河道的综合治理效果评价指标体系 然后通过分析研究对象特征确定采用模糊层次综合评价法作为城市河道综合整治效果评价模型 最后基于构建的评价指标体系和评价方法对北京市昆玉河综合整治工程进行实例应用 计算分析指标权重分布特征和整治效果综合得分(等级)情况 并初步探讨整改举措 验证所述评价体系具有较好的适用性 其研究可为相关领域后评价研究提供参考关键词:城市河道 综合整治评价 评价指标 模糊层次综合评价法中图分类号:文献标识码:文章编号:()收稿日期:作者简介:张 洋(年)女 工程师:引言城市河流作为城市规划发展中的重要组成部分 为人民生活提供良好的滨水景观和休闲环境随着我国城市化发展水平的不断提高 人类活动干扰和不利气候环境的影响加剧 使城市河流基建设施的稳定性和安全性面临严峻的挑战 河道整治工程作为保护城市的防洪安全、抵御洪、涝、潮水危害和改善河道水环境基础性水利工程 其重要性不言而喻 如今的城市河道整治不再是单一方面治理的工程措施 而是围绕着防洪排涝安全、堤防建筑稳定、水质提升、河道疏浚、岸线整治等方面开展 是兼顾多因素的综合性提升工程 同时随着人们生态观念和物质精神需求的日益提升 城市河道综合整治的内涵要求也不断变化 整治效果后评价则成为衡量工程效益和有关考核的重要手段目前 国内部分学者对河道综合整治效果评价开展了相关研究 朱颖茹等以现有河道综合治理效果评价体系为基础 根据简洁、代表和整体的原则构建了河道综合整治效果评价体系并确定了各指标的权重 程军蕊等针对城市河道的水环境特征 采用系统分析和专家调查法 构建了城区河道水环境综合整治效果评价的指标体系和数学评价模型 并以宁波市 条城区河道为实例开展评价 为城市河道水环境综合整治与定量考核提供依据 朱相丞等首次在河道整治工程中采用模糊层次综合评价法对工程实例效果进行量化评价 直观的描述和评价工程实施成效 王春霞等针对我国城市河道的水环境特征 采用 法构建了适用于我国江南水乡老城区河道整治的岸上、岸下联动综合评价体系共确定 个层级共计 余项指标因素 为城市河道水环境综合整治方案的制定及整治效果的评价提供参考 综上所述 针对城市河道综合整治效果评价研究较少 分析认为现有评价指标体系和评价方法不够全面且具有一定局限性 本文根据研究实际并结合相关原则 构建适用于城市河道综合整治效果评价指标体系 以北京市昆玉河河道综合治理整治工程为例 采用 评价模型进行应用验证以期为城市河道整治改造工程后评价和考核提供借鉴 评价指标的构建原则城市河道整治效果综合评价体系主要由评价指标体系和评价模型体系构成 评价指标作为评价体 年第 期水利规划与设计科研与管理系的重要内容 对评价过程的实施和评价结果的准确性具有重大影响 本文根据研究内容 结合城市河道管理整治普遍特征和现状情况确立相适应的评价指标 分析认为有关指标构建应遵循以下原则:()全面性与简明性相结合 城市河道整治工程涉及范围广、类型多 要平衡各方面的因素 从整体上能够全面系统刻画出工程整治前后的效果变化和现状 同时所选指标要准确、简明、有代表性、不重叠 能够突出研究对象所处领域鲜明特点()可操作性与实用性相结合 所选指标属性要符合研究河道的实际情况和普遍特征 且不过于简单或者难于收集数据 便于评价过程中操作和易于理解()系统性与层次相结合 评价指标不仅是对河道整治效果某方面的单一体现 而是系统、完整的表示 涵盖性强 指标结构设计上由重到轻分出层次 在不同层次上用不同指标体现 形成完整有序的系统 评价指标体系构建 评价指标的选取城市河道基本处于社会经济发展水平较高、人口密度和活动影响较大的地区 兼顾防洪排涝、输水、调度等功能 关联区域社会生产生活多方面因素 本文根据指标体系选取相关原则 参考现有研究资料相关成果 结合城市发展的普遍现状和人们物质文化的实际需求 分析选择从工程成效、生态成效、社会成效 个方面出发 构建城市河道综合整治效果评价的层次化指标体系 共包含 个准则层和 个因素层 见表 所示 评价指标的内容()工程成效工程成效是为达到城市河道综合整治的实施目的所表现最直接的效益 一般包括解决水工程结构体系安全性和稳定性 维护、改善结构耐久性和设计功能有效性等基本工程问题 指标的构成及意义见表()生态成效生态成效是城市河道综合整治效益重要组成部分 主要包含河道水环境修复 岸线绿化整治 岸上岸下生态监测与处理设施实施生态环境体系改善措施 以及构建的水陆两栖生态体系 指标的构成及意义见表 表 城市河道整治效果综合评价指标体系目标层准则层因素层城市河道整治效果综合评价工程成效防洪排涝安全性 工程结构稳定性 工程结构耐久性 设计功能有效性 生态成效水质改善效果 岸线绿化效果 生态监测与处理设施完善度 水陆两栖生态体系建设 社会成效社会公众满意度 滨水空间规划效果 景观效果 休闲基础设施 表 工程成效 评价指标内容因素层指标意义防洪排涝安全性 满足河道设计防洪排涝标准、有效降低城市洪水安全隐患工程结构稳定性 堤防、河墙等临水水工程建筑物结构满足相关设计标准 河道影响范围内地质环境和公共基础建筑不受干扰工程结构耐久性 临水工程或建筑结构满足相关设计标准 具有较好耐久性 长时间内不会出现结构性老化和损坏设计功能有效性 工程后能够维持、改善河道水工建筑原设计的输水、航运、调度等功能表 生态成效 评价指标内容因素层指标意义水质改善效果 工程前后水质机物含量、化学需氧量达到相应标准 可见清澈程度改善情况岸线绿化效果 工程前后河道堤防沿线一定范围内乔木、灌木丛、草地等绿色植物的覆盖程度和层次化体系生态监测与处理设施完善度 以城市污水、雨水、其他来源水及周边土壤为对象 建立的环保指标监测和净化设施体系的智能高效化程度 资源可持续利用程度水陆两栖生态体系建设 河流、河岸构成动植物种类丰富、栖息地生态环境良好、人与自然和谐的稳定生态体系()社会成效城市河道综合整治产生的社会成效一般体现在人们的日常生活中 给周边市民的休闲娱乐、生活服务提供便利 提高生活质量 包括社会公众满意科研与管理水利规划与设计 年第 期度、滨水空间规划效果、景观效果、休闲基础设施等内容 指标的构成及意义见表 表 社会成效 评价指标内容因素层指标意义社会公众满意度 周边人民群众对河道整治工程前后在生活便利、环境改善、生活质量提高等方面的亲身体验和评价滨水空间规划效果 河道水系资源对社会公共可及性 包括亲水平台设置、滨水空间舒适度和安全性景观效果河道内及堤防岸坡范围内自然植物、人工雕塑及建筑、基础设施等构成的景观效果休闲基础设施 岸坡步道座椅、避雨遮阳建筑、公共厕所及售卖装置、健身设施、文化长廊等基础设施设备的完善程度以及人性化(适老化)改造程度 评价模型构建 评价法 评价法是一种将模糊综合评价法()和层次分析法()相结合的评价方法 在体系评价、效能评估、系统优化等方面有着广泛的应用 其是一种定性与定量相结合的评价模型 一般是先用层析分析法确定因素集 然后用模糊综合评判确定评判效果 模糊法是在层次法之上 两者相互融合 对评价有着很好的可靠性 城市河道综合整治工作点多面广 其相关评价指标量化困难且存在的随机性、时间不确定性、模糊性等特点符合 评价法研究对象所具有的特征 另一方面 评价法评价结果是一个矢量 包含的信息比较丰富 可以比较准确地刻画城市河道综合整治效果评价结果 便于对比分析 因此 选择采用 评价法开展城市河道综合整治效果评价是合理可行的 评价方法模糊层次分析法是层次分析法和模糊综合评价法有机结合 在层次化评价指标体系的基础上将两者计算程序和结果上进行有效衔接和兼容 其评价过程如图 所示图 模糊层次综合评价法过程根据模糊层次综合评价法的评价过程 得到具体的计算方法和步骤为:()构建判断矩阵以层次化评价指标为基础 通过利用德尔菲法得到指标因素间的重要程度因子(具体操作方法见表)在同一层级指标上构造因素两两对比的判断矩阵 构造的判断矩阵 如下:()式中 层次分析法中判断矩阵采用德尔菲法确定 是一种匿名的多轮次函询专家意见的方法 调査者将相关问题征询专家意见 经过梳理、分析后多次征询与反馈 使专家的意见趋于统一 最终获得具有高准确率的结果 德尔菲法赋值具体含义见表表 德尔菲法赋值含义赋值数据重要性等级含义 、重要性标度其他等级细分数值越大相对重要性约大倒数 与 相比 有相反的重要程度说明:表示重要性基本无差别“”越多 表明 的重要性越高()归一化处理运用和法 将上述矩阵归一化处理并进行求和计算 求得各要素求平均数最大特征根的归一化向量 将最低层级的权重数值(层次单排序)和上一层级权重值相乘得到本层级综合权重值(层次总排序)()一致性检验层次分析法作为主观赋权法受主观因素影响的可能性较大 为确保评估结果的可靠性和准确性需要对判断矩阵进行一致性检验 其公式如下:()式中 一致性检验计算值 最大特征值判断矩阵的阶数 值越小说明判断矩阵的一致性越强 为了减 年第 期水利规划与设计科研与管理少随机原因导致的一致性偏差 需要将 值与 值(美国萨狄教授确定指标值 见表)相除得到检验系数 若 则代表判断矩阵未通过一致性检验表 十阶矩阵的平均随机一致性指标(值)()确定评语集本文通过分析河道整治评价相关研究 参考现有评价标准和等级 建立直观贴切和反映真实的城市河道整治效果的模糊层次评语集 用“”表示 评语集 其中 代表优秀、代表良好、代表一般、代表合格、代表差 对各评语赋予一定的分值区间 取分值区间的中间值为评语的分值 则评语集对应的分值集为 见表 表 模糊层次评价模型的评语表评语集优秀良好一般合格差分值 中间值()隶属度的确定隶属度函数的确定是模糊综合评判的重要环节 根据本文研究内容、实际情况和评价方法的特点 在各层次指标权重的基础上 结合具体研究情况采用问卷调查法获得评价数据 构建隶属度函数 用 表示()式中 第 个指标因子在评语集 中评价等级为“”评价人员人数占评价总人数的比例问卷统计计算所得的隶属度子集 与层次分析法计算的权重 相结合得到定模糊综合评价隶属度矩阵 为:()()计算综合评价得分将最终运用模糊层次分析法计算的最终得分记为 公式如为:()式中 隶属度矩阵 评语集对应的分值集为 实例分析 工程概况昆玉河长约 是贯穿北京西部城区的重要水系 作为京密引水渠下游从颐和园团城湖通到玉渊潭八一湖的水道 将密云水库的水引至北京市 供给城区饮用水 是北京市重要的水资源配置调度枢纽 年北京市相关部门实施西南二环水系滨水空间开放提升工程 其中包含昆玉河河道综合治理规划建设 主要包括 项内容:开放滨水空间工程、滨河步道连通工程、海绵城市建设与亲水工程、河道维修改造工程、绿化景观工程、服务设施、沿河建筑物景观提升、智慧水务、工程运行管理等 指标权重计算及分析根据本文确立的城市河道综合整治效果评价指标体系 采用层次分析法计算各评价指标权重 利用德尔菲法征求 名领域相关专家意见 通过 软件进行归一化处理和一致性检验 其 均小于 通过一致性检验 计算各层级评价指标权重数值见表 表 城市河道综合整治效果评价指标权重目标层准则层单排序因素层单排序总排序城市河道整治效果综合评价工程成效 防洪排涝安全性 工程结构稳定性 工程结构耐久性 设计功能有效性 生态成效 水质改善效果 岸线绿化效果 生态监测与处理设施完善度 水陆两栖生态体系建设 社会成效 社会公众满意度 滨水空间规划效果 景观效果 休闲基础设施 权重分布情况表明 各级评价指标权重值大小科研与管理水利规划与设计 年第 期变化及分布相对平稳 满足评价指标体系的差异性和均衡性的特征要求 其中 个准则层中权重占比大小排序为社会成效 工程成效 生态成效 表明社会效益在河道综合整治评价中具有较高重要性 个因素层指标总排序权重占比较大的为休闲基础设施、工程结构稳定性、滨水空间规划效果、水陆两栖生态体系建设 总排序权重值均高于权重分布均值()说明其是影响城市河道综合整治效果主要因素 岸线绿化效果、设计功能有效性总排序权重占比较低 说明其是影响城市河道综合整治效果潜在因素 评价得分计算采用问卷调查的方法征询 名相关人员其中包括 名第三方机构测评专家、名水行政主管部门管理人员 名河道周边市民 问卷主要根据城市河道综合整治效果评价指标体系中 个因素层指标内容进行打分(参考表 评语集标准)统计整理问卷调查结果得出有效数据见表 结合昆玉河河道综合整治效果问卷调查的评定情况 利用公式()所述方法计算 得到工程成效、生态成效、社会成效 模糊层次评价的隶属度矩阵如下:()()()按照式 将准则层下因素层构成的模糊评价矩阵与对应指标的单排序权重进行矩阵运算 得到各准则层指标的隶属度分别为:()()()()()()()()按照公式()得到昆玉河河道综合治理成效各准则层评价得分计算分别为:()()()()()()根据准则层计算结果及准则层权重()计算昆玉河河道综合治理成效(目标层)指标模糊层次得分为:()()()()()()()结果分析基于单排序权重的模糊层次综合评价法得到昆表 昆玉河河道综合整治效果问卷调查评价情况评价指标评价集目标层准则层指标层优秀良好一般合格差城市河道整治效果综合评价 工程成效 防洪排涝安全性 工程结构稳定性 工程结构耐久性 设计功能有效性 生态成效 水质改善效果 岸线绿化效果 生态监测与处理设施完善度 水陆两栖生态体系建设 社会成效 社会公众满意度 滨水空间规划效果 景观效果 休闲基础设施(下转第 页)设计施工水利规划与设计 年第 期候变化导致生长密度或高度达不到预期值或遭遇风暴潮时可能出现大面积倒伏、折断甚至连根拔起等不利情形 在实际应用中宜酌情考虑一定的安全富余度 结语本文以南汇嘴海岸带存在的海滩侵蚀和滩涂湿地退化问题为导向 提出了海滩保护修复和生物多样性恢复两种策略 运用数学模型等工具预测评估南汇嘴海岸带生态保护修复方案的生态减灾效果分析结果表明 修复方案在缓流、护滩和消浪方面均有较好的效果 能够为海岸带生态系统恢复营造合适的生境 有效提高海岸带防潮减灾能力和应对气候变化的韧性 生态系统的恢复是一个缓慢的过程 生态保护修复项目的生态效果和植物减灾效果需要一定时间才能逐渐显现 海岸带生态修复工程实施后 建议做好跟踪监测和灾后调查等工作 为准确评价海岸带生态保护修复效益、实现海岸带生态减灾目标提供数据支撑参考文献 胡小颖 周兴华 刘峰 等.关于围填海造地引发环境问题的研究及其管理对策的探讨.海洋开发与管理 ():.朱婷 艾小榆.围填海工程对广海湾海域水动力环境影响分析.水利规划与设计():.钱健 陈立红 丰卫华 等.椒江口海域围填海强度及环境影响分析.海洋开发与管理 ():.杜鹏 娄安刚 张学庆 等.胶州湾前湾填海对其水动力影响预测分析.海岸工程 ():.陈雪初 戴禹杭 孙彦伟 等.大都市海岸带生态整治修复技术研究进展与展望.海洋环境科学 ():.():.(上接第 页)玉河河道综合治理效果评价得分其中工程成效 评价得分为 处于等级优秀等级 生态成效 评价得分为 处于良好等级 社会成效 评价得分为 处于优秀等级 对比分析可知 昆玉河河道综合整治在工程和社会方面取得较好的成效 生态效益相对较低 有一定的提升空间 结合问卷调查评价情况可考虑从提高河岸绿化率、优化生态植物类别层次的规划布局、完善大生态指标监测和无污染处置设施设备的配置、营造良好的水陆两栖生态环境等问题导向出发 在后续的相关工程中实施针对性整治措施昆玉河河道综合治理效果评价综合得分为 处于优秀等级 表明本次综合整治工程取得比较好的成效 达到工程改造的预期效果 同时与项目竣工验收实际情况基本相符 说明模糊层次评价法的评分较为可靠 比较精准地反映了昆玉河河道综合治理成效 结论()本文根据我国城市河道发展的普遍现状和人们的实际生活需求 结合相关原则 以工程效益、生态效益、社会效益 个要素为中心 构建适用于城市河道综合整治效果评价的层次化指标体系 共包含 个准则层和 个因素层()基于本文建立的城市河道综合整治效果评价指标体系采用模糊层次综合评价法作为评价方法 计算分析了评价指标权重分布情况和合理性 并以北京市昆玉河河道综合治理工程为实例 计 算 得 到 整 治 效 果 的 综 合 评 价 得 分 为 处于优秀等级 初步探讨提升生态成效的相关措施 同时验证本文所述评价体系的实用性和可行性参考文献 金正家.城市河道治理难点及环境修复策略研究.水利技术监督():.朱颖茹.构建河道综合整治成效评价体系的实践研究.中国资源综合利用 ():.程军蕊 徐继荣 郑琦宏 等.宁波市城区河道水环境综合整治效果评价方法及应用.长江流域资源与环境 ():.朱相丞 彭广东 杨樾 等.法在河道整治工程后评价中应用.水利技术监督():.王春霞 李玲 罗淑湘.城市河道整治效果综合评价体系研究.建筑技术 ():.