抚顺市清原满族自治县生态河道建设评价_付宝路.pdf

191 2022 年 第 12 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.12.2022 （第 50 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.50）抚顺市清原满族自治县生态河道建设评价付宝路（清原满族自治县水利事业服务中心，辽宁 抚顺 113300）摘 要：文章以清原县为例，从水环境治理、水资源保护、水工程管护、水安全保障、水制度创新、水文化建设、水生态修复和水污染防治等方面科学评价了生态河道建设现状。结果表明：清原县生态河道建设总体处于良好等级，云模型综合评分 88.69；针对各子系统，水资源保护评分最低处于中等等级，其它子系统均达到良好等级，对生态河道建设评价云模型具有较强适用性与有效性。关键词：生态河道；评价体系；云模型；清原县 中图分类号：X826 文献标识码：B文章编号:1007-7596（2022）12-0191-05 收稿日期 2022-11-13作者简介 付宝路（1 9 7 3），男，辽宁清原人，工程师，研究方向为河道、水资源管理、水行政执法等。生态河道建设主要是通过少量的人为措施，在维持河道基本水利功能的情况下依靠自然作用促进生物多样性和生态平衡，其目的是实现河流生态、水量与水质的协调统一1。工程中应重视生态保育功能的完善和生态服务功能的发挥，以良好的环境条件维持河道生态功能，更好地服务于自然和人类社会；此外，还要突出强调生态结构完整性，发现干扰问题时及时恢复河道原生态结构。因此，科学合理的创建评价指标体系以及准确定义生态河道具有重要研究意义。目前，中国许多学者研究探讨了生态河道建设的评价方法和指标体系，如熊坤杨等2创建了包含水利功能、河内物种、河道水质、河道管理、生态需水量、河道环境等指标的生态河道评价体系；曹文彪等3对崇明岛河流生态利用模糊层次分析法进行评价；左倬等4结合城市河流特征，从特征指标群、河床生物群落、河床生态环境、滨岸带生物群落和生境的角度筛选出 23 项指标，应用河道生态符合指数定量评价城市河道生态状况；高晓琴等5提出自然型和生态型河道治理的两个阶段，认为河流生态修复应兼顾生态健康、河道安全、河岸带和河床水体生态修复的各种功能；陈平等6提出恢复原有生物群落应作为生态河道建设的重点，并构建了较为系统全面的生态河道评价体系。云模型是以模糊数据和传统概率统计为基础发展而成的一种定性、定量转换模型，数字特征能够兼顾事物的随机性、模糊性反映定性概念的定量特性，现已广泛应用于低影响开发措施综合效益分析、河长制考核评价、水资源保护效果以及流域综合评价等水利领域7-12。然而，采用云模型评价河道生态建设的研究还鲜有报道，故有必要探讨生态河道建设评价中云模型的适用性与可行性。1 生态河道建设评价体系1.1 评价指标体系河道生态建设以传承弘扬水文化、永续利用水资源、有效保障水安全、保持水生态系统健康和水环境优美整洁为总体目标，具体措施主要有：完善和落实水资源管理制度、防洪减灾体系，维护经济社会的可持续稳定发展和水资源的高效利用；加快产业布局的优化调整，减少环境自净符合和污染排放，彻底治理河湖乱拍、乱建、乱占现象；通过水源涵养、沟通水系等措施，有效解决黑臭水体问题，加快河湖生态修复；充分挖掘和保护水DOI:10.14122/ki.hskj.2022.12.043 192 2022 年 第 12 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.12.2022 （第 50 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.50）文化，丰富其内涵，有序利用河湖资源，进一步完善长效管护机制。生态河道建设评价涉及范围广、需考虑的因素多，加之不同河道的功能、结构和类型存在一定差异，应考虑生态环境、社会经济、水质水量等因素选择可操作性强、便于观测、易于理解的代表性指标，更加真实全面地反映河道生态状况。文章结合抚顺市生态文明建设有关要求，参照清原满族自治县水资源管理中长期规划(2019-2030 年)，从水环境治理、水资源保护、水工程管护、水安全保障、水制度创新、水文化建设、水生态修复和水污染防治等方面选择 30 项指标创建生态河道建设评价体系，生态河道建设评价体系与等级划分，见表1。除底泥污染程度利用 5 分制描述外，其它指标都选用百分制，以定量数据来计算。表 1 生态河道建设评价体系与等级划分目标层 O一级指标 P二级指标指标 Q评价等级不合格合格中等良好优秀生态河道建设评价水安全保障 P1防洪工程达标率 Q10,60)60,70)70,80)80,90)90,100供水保证率 Q20,60)60,75)75,85)85,95)95,100供水水质合格率 Q30,95)95,97)97,98)98,100)100水源地水质达标率 Q40,70)70,80)80,90)90,95)95,100水资源保护 P2水资源开发利用率 Q580,10060,50)40,60)20,40)0,20)最低生态水位满足度 Q60,40)40,60)60,80)80,90)90,100水功能区水质达标率 Q70,60)60,70)70,80)80,90)90,100再生水利用率 Q80,10)10,20)20,30)30,40)40,100水污染防治 P3工业污水处理率 Q90,60)60,70)70,85)85,95)95,100入河排污口达标排放率 Q100,50)50,70)70,90)90,95)95,100生活污水处理率 Q110,70)70,80)80,90)90,95)95,100农村面源污染治理 Q120,20)20,40)40,60)60,80)80,100船舶污染防治 Q130,20)20,40)40,60)60,80)80,100水环境治理 P4水体整洁程度 Q140,20)20,40)40,60)60,80)80,100水质优劣程度 Q150,20)20,40)40,60)60,80)80,100“三乱”整治程度 Q160,70)70,80)80,90)90,95)95,100底泥污染程度 Q174,53,4)2,3)1,2)0,1水体整治满意度 Q180,60)60,70)70,80)80,90)90,100水生态修复 P5河道连通状况 Q190,20)20,40)40,60)60,80)80,100河岸带植被覆盖率 Q200,20)20,40)40,60)60,80)80,100河岸带稳定性 Q210,30)30,60)60,70)70,80)80,100天然湿地保留率 Q220,20)20,40)40,60)60,80)80,100生物多样性指数 Q230,50)50,75)75,85)85,95)95,100水文化建设 P6水景观美化度 Q240,50)50,70)70,80)80,90)90,100水文化建设度 Q250,20)20,40)40,60)60,80)80,100水工程管护 P7工程设施完好率 Q260,20)20,40)40,60)60,80)80,100水域岸线资源管控达标率 Q270,20)20,40)40,60)60,80)80,100河道监测能力 Q280,20)20,40)40,60)60,80)80,100智慧河湖管理系统普及率 Q290,20)20,40)40,60)60,80)80,100水制度创新 P8长效管护机制完善度 Q300,20)20,40)40,60)60,80)80,100 193 2022 年 第 12 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.12.2022 （第 50 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.50）1.2 评价等级划分根据相关文献13-15和具体数值大小，将生态河道建设划分成优秀、良好、中等、合格和不合格5 个等级。2 生态河道建设评价方法2.1 云模型依据不同的计算原理，可以将云模型分为条件云、正向云(FCG)和逆向云(BCG)发生器，按照不同的隶属函数形式还可以划分成多种类型。自然界中的大样本统计量一般都近似服从正态分布，由于能够反映不确定性和模糊性正态云模型得到了广泛应用。正态云模型的特征值主要有熵 En、超熵 He、期望 Ex，其中熵 En、超熵 He 反映了云滴的离散程度以及熵的不确定程度，期望 Ex 反映了云滴平均值。该模型主要是利用云发生器实现云滴与特征的转换计算，其中条件云计算隶属度的规则为特定的 X 或 Y 条件，正向云(FCG)就是定性向定量的转化，可利用云数字特征计算云滴及其隶属度；逆向云(BCG)正好相反，可利用确定度()、定量样本(x)反映其定性概念(Ex，En，He)。2.2 权重计算根据专家赋予的指标权重值，通过逆向云(BCG)、正向云(FCG)计算补充每个样本的特征(Ex，En，He)和云滴，指标 Pi 的权重计算值取最大确定度所对应的x值。然后，归一化处理指标隶属度，考虑到依据最大隶属度准则确定的指标权重会导致信息缺失，从而对评价效果造成影响，故选用级别特征值法判定评价等级，特征值取 95、85、75、65、50 时所对应的评价等级为优秀、良好、中等、合格、不合格，确定最终的评分和等级。2.3 评价流程在云模型中输入专家打分结果，将逆向云(BCG)生成的云数字特征输入正向云(FCG)中有效补充云滴，在此基础上实现生态河道建设状况的评价，云模型评价流程，见图 1。图 1 云模型评价流程3 实例应用3.1 清原县河道治理现状清原县地处抚顺市东部，位于 E1242061252858，N414752422825之间，辖 9 镇5 乡，总面积 3921km2。清原是浑河、清河、柴河、辉发河 4 条河流的发源地，在境内四大水系中，河长 10km 以上的大小支流 45 条，10km 以下的山间溪流达 300 余条。清原县山川秀美，森林植被良好，是下游大伙房水库、清河、柴河、海龙 4 座水库重要的水源涵养地及绿色屏障。截至 2020 年，清原县已完成 10 余条骨干河道整治，建设完成生态示范河道 5 条，启动水环境治理和规划方案编制等工作。近年来，清原县大力推进生态河道和重点水利工程建设，进一步增强区域防洪排涝能力，先后开展多轮“三乱”专项督查，有效解决了河湖历史问题，为改善民生、促进当地经济发展和水生态文明建设奠定了坚实基础。3.2 指标权重云模型针对生态河道建设评价指标邀请领域内 10 位专家进行打分，从而确定一级指标初始权重，然后利用逆向云(BCG)、正向云(FCG)计算补充每个样本的特征值(Ex，En，He)和云滴，模拟计算 1000位专家的权重值，最终的权重取计算结果的平均值，一级指标权重值及云数字特征，见表 2。重复以上流程，可以求出各二级指标权重子权重和综合权重二级指标权重值及云数字特征，见表 3。表 2 一级指标权重值及云数字特征一级指标P1P2P3P4P5P6P7P8云模型计算权重0.15360.14850.13420.12500.12320.10700.1070.1015评估权重专家 10.180.160.140.120.110.110.100.08专家 20.170.150.150.140.120.100.080.09 194 2022 年 第 12 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.12.2022 （第 50 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.50）一级指标P1P2P3P4P5P6P7P8评估权重专家 30.140.140.110.130.120.100.100.16专家 40.160.140.130.130.130.110.100.10专家 50.150.150.140.120.150.110.110.07专家 60.140.150.150.120.110.110.110.11专家 70.140.140