广东省小流域综合治理效益评价指标体系的理论构建

2016-03-22郑国权温美丽杨宪杰宫清华广东省水利电力勘测设计研究院广州50635广东省地理空间信息技术与应用公共实验室广州地理研究所广州50070

中国农村水利水电 2016年7期

郑国权，温美丽，杨宪杰，杨龙，宫清华(．广东省水利电力勘测设计研究院，广州 50635；．广东省地理空间信息技术与应用公共实验室，广州地理研究所，广州 50070)

从地貌学上看，小流域是一个侵蚀地貌单元。小流域的面积范围尚无统一标准，如美国水土保持学界把面积小于1 000 km2的流域称为小流域，欧洲阿尔卑斯山区国家把面积100 km2以下的山区流域称为小流域，在我国以前小流域一般指面积为10～30 km2的比较完整而独立的自然集水区域[1]，2014年水利部最新行业规范中将水土保持工作中的小流域界定为面积小于50 km2的集水范围。以小流域为单元进行综合治理，可以根据各小流域的特定条件，由局部到整体渐进式地推动水土保持工作。各地多年的实践经验也证明，集中连续地以小流域为单元开展综合治理，是治理水土流失的有效方法，拦截泥沙效益显著，有效缓解水旱灾害，水土保持效果显著，有巨大的生态效益；还可增加区域土地生产力，优化用地结构和产业布局，显著提高区域的经济效益和社会效益；从而实现水土流失的综合防治和水土资源的保护利用。因此，我国的小流域综合治理是山丘区水土保持内涵的拓宽与发展，水土保持已由控制土壤侵蚀提升为流域水土等自然资源的可持续经营[1]。

我国是世界上较早开展小流域治理的国家之一，在20世纪中叶就开始尝试小流域治理的对策和措施，经过不断总结以往的成功经验，即将一个中大流域划分为若干个小流域，以小流域为治理单元，在全面规划设计的基础上，逐渐开展农林牧等综合治理，从而可以实现对整个江河的水土流失治理。到20世纪80年代提出了小流域水土流失综合治理的理论，并陆续在全国范围展开实践。如何有效评价小流域综合治理的效益，多年来许多学者进行了大量研究。小流域综合治理的效益分析方法主要有定性评价、定量评价和混合评价三类，而且分析方法已从过去以定性为主、单因素、单目标的评价，转向多目标、多因素、多层次和多指标的综合定量评价。目前，定量评价方法主要有加权或加乘综合指数法[9]、关联度分析法[9]、层次分析法[3-7]、主成分分析法[6]、模糊综合评判方法[8]等。近年来小流域综合治理研究热点主要围绕多目标进行综合评价，包括评价的原则、指标体系的选择、评价方法等内容，研究区域范围涉及较广不仅包括北方土石山区[9]、川中丘陵区[10]、喀斯特岩溶地区[11]、黄土高原区[12-14]、东北黑土区[15]和江西红壤区[4]等。

2008年12月，广东省开始了小流域综合治理的相关工作。复杂地质地貌条件导致小流域类型也同样复杂多变，不同类型的小流域很难进行比较。以小流域治理规划确定的效益目标为基础，如何兼顾广东行业规划和经济、社会发展规划确定适当的评价目标？通过何种综合评价方式，才能符合广东省小流域的现实情况，而又可以体现小流域治理前后或者不同小流域之间治理效果的差异？广东指标体系的选取采用哪些原则、哪些方法才能筛选出能反映治理的时间、空间动态变化、涵盖不同治理措施、反映广东小流域治理模式的特色效益指标？这一系列的相关问题值得研究。本文基于广东省小流域的特点，通过分析国内关于多个地区小流域综合治理效益评价的文献，依据国家及广东省的标准和行业技术规范，提出了构建广东小流域综合治理效益评价的指标体系和评价方法，以期为评价广东省小流域综合治理成效提供依据。

1 广东省小流域特征

广东省共有1 182条小流域，分散于全省15个市69个县，其中流域面积在10～100 km2的728条、流域面积在100～300 km2的437个，流域面积在300 km2以上的17个[16]。而在《广东省小流域综合治理工程规划(2011-2020年)》中，广东省规划治理945个，为了在广东全省覆盖主要的其小流域类型，其面积设定为200 km2以下，其中梅州214个、茂名101个、肇庆93个、湛江85个(图1)，粤东、粤西和粤北山区居多。

图1 广东省预计治理的小流域数量及面积比例

与我国其他地区相比，广东省小流域有自身显著的特点：①小流域地质地貌情况复杂，广东省地势是北高南低，有明显的自然区域分异。在地貌上从北到南形成山地、丘陵、台地、平原等类型，逐级递降向南海倾斜，其中，山地约占总面积的21%，丘陵41%，台地13%，平原25%，构成了广东的基本地貌格局；②洪涝灾害严重，自1990-2007年全省小流域地区山洪地质灾害，平均每年造成约23.36亿元经济损失和约80人伤亡，人员伤亡总数约占全省因台风洪涝灾害总伤亡人数近八成[16]；③地质灾害频发，山地灾害呈现出来山洪暴发、山泥倾泻、山体滑坡、泥石流等多种灾害形式；④水土流失严重，根据《广东省山区水土流失及其治理》[17]，广东省43个山区县市水土流失总面积为13 294.56 km2，占土地面积的12.58%，占丘陵山地面积的14.24%。

广东省小流域之所以有这些特点，主要是由于内因和外因共同作用的结果。内因主要是地质原因引起的。广东省地质构造比较复杂，经历了多次不同性质的地壳运动，形成了纬向(东西向)构造，经向(南北向)构造以及华夏系、新华夏系、山字形等构造形迹。全省的构造形迹以断裂构造比较突出，这些断裂带规模巨大。高温多雨导致岩石的强烈风化也为小流域多种灾害的发生提供了物源。而由气候和人为干扰共同主导的外因更加剧了广东省小流域的水土流失和洪涝灾害。广东省地处高温多雨的亚热带季风气候区，汛期盛行西南和东南季风，且台风暴雨频繁。广东的暴雨强度很大，出现大暴雨(日雨量≥150 mm)和特大暴雨(日雨量≥300 mm)的站点，分别占全省的97%和38%，往往造成山洪暴发。而广东省小流域大部分地区社会经济发展相对落后，为了发展地方经济而忽视生态环境，大量植被覆盖良好的土地被用做采石取土或开发建设，这也是导致区域水土流失和多种地质灾害频繁发生的另一重要原因。

2 广东省小流域综合治理指标选取的原则

不同作者提出了不同了指标选取原则，如康玲玲(2002年)[18]归纳了小流域综合治理效益评价指标体系构建的原则，提出科学性、整体性、目的性、重点性、动态性、普适性等6项原则；又如王琦(2010年)[19]提出了原则较为具体，如符合土壤侵蚀学和水土保持学基本原理、能用具体数值表达、指标客观存在无重叠、与分析尺度相匹配、避免地方性限制等5项原则；景可(2010年)[20]提出主效益原则和可量化的直接效益原则；焦金玉等(2011年)[8]提出了系统协调性原则、科学性原则、层次性原则、易得性原则、综合完备性原则等5项原则；孙昕等(2009年)[4]针对评价方法提出了科学性、合理性、定量性、实用性和普适性等5点原则，而针对评价指标提出了全面性、系统性和获取可行性等3项原则。

如上文所述，广东省小流域最大的特点是洪涝灾害严重、地质灾害频发及水土流失严重，因此，在广东省小流域综合治理评价过程中，结合国内相关文献，以科学性、系统性、可操作性、通用可比性和主效益为主要的选取原则，以适应广东省自身的小流域综合治理效益评价。这5个指标的选取原则均有其内涵：①科学性，主要是指评价指标的选取具有严密的逻辑关系以及可证实；②系统性，主要是指尽量兼顾到不同层次不同侧面、能够反映有机整体的指标体系；③可操作性，主要是指评价指标可以量化且容易获取；④通用可比性，主要是指评价指标核算方法统一，在不同流域范围内可以进行比较；⑤主效益和直接效益原则，主要是指不同小流域范围内的主要治理目标不同，尽可能突出主效益和直接效益，避免次效益喧宾夺主。

3 广东省小流域综合治理指标选取方法

为了实现效益评价的目标，需要制定具体的指标选取原则和方法，除了参照国内大量文献以外，还参考了国内主要的法律法规、国家标准、水利行业的技术规范，以及其他技术资料和统计资料。众多文献中已有多种选取方法(理论推导法、专家选取法、文献频数法、聚类分析、主成份分析法)等[19,21]。每种方法都有各自的优点和缺点，需要通过选择出适合本地的指标的不同的方法组合。本文主要通过参照国标法、文献频数法、实力选取法、理论推导法和专家选取法等5种方法来进行广东省小流域综合治理效益评价指标体系的选取。

3.1 参照国标法

流域治理效益的研究始于20世纪七、八十年代，并于1995年颁布《水土保持综合治理效益计算方法》(GB/T15774 -1995)的国家标准[22]，2008年颁发了修订版本GB/T15774-2008[23]。由于国标确定的效益评价指标体系是针对全国范围内的标准，指标数量非常庞大，现已由旧国标的43个增加到50个，在实际使用中很难获得所需全部资料，且未必每个治理项目都需要全部的指标。另外，新国标对计算结果的分析评价过于简单，无法获得一个综合效益值，不利于决策制定[1]。

3.2 文献频数法

根据国家相关法律法规和技术资料以及国内外相关文献，并考虑全省的区域差异性和广东省小流域调研的实际情况综合选定指标。国标中效益指标多达50个，其他研究中也提出众多的指标，最多有30个指标[8]，最少也有7个指标[24]，一般 14～18个指标。很多指标需要实地采样，分析测验，数据获取难度较大，且很多通过文献选取的指标并不适合当地的情况。

3.3 实例选取法

实例选取法是指以实例作为出发点，通过具体小流域的相关研究与分析，总结出适合特定小流域的评价指标。实例选取法的优点是评价指标比较具有可操作性(可量化性、可比性、易得性)，但是其缺点是在没有理论支撑的情况下，选取指标时较为盲目，且指标之间不够独立，会出现效益重复计算或者不符合理论分析的情况。

3.4 理论推导法

理论推导法，通过分析研究区的地质、气候、土壤、植被、水文以及当地居民的生活习惯等特征，结合土壤侵蚀和水土保持学科特点，进行理论上的逻辑推理，进而选取可定量化的相关指标。但是理论推导法的最大缺点，便是缺乏可操作性。通过理论推导的方法获得的指标体系经常在理论上行得通，但在实际运用过程中，有些选取的指标要么太过理想化而难以测量，要么实际花费过大，还需要其他手段辅助用以保证选取指标的合理。

3.5 专家选取法

水利、水保、生态等行业的专家等往往是小流域综合效益评价指标体系的建立者与实施者，他们具有更加丰富的从业经验，了解相关学科的研究过程与机理，在面对诸多研究指标体系往往对不同指标的内涵具有更深的理解，更能够理清纷繁复杂的指标体系中的逻辑关系，且能够判断这些具体指标的可量化性、易得性和可比性等选取原则，进而保证具体指标的科学性、系统性等选取原则。

4 广东省小流域综合治理指标选取具体过程

4.1 一级指标的建立

目前，在评价指标的选取上都围绕国家标准展开。根据全国大多数小流域综合治理指标建立的研究，发现第一级的效益评价体系主要以3个效益为主，分别为生态效益、社会效益和经济效益。广东省小流域面临的主要问题是洪灾及其诱发的地质灾害和水土流失。在《广东省小流域综合治理工程规划(2011-2020年)》(未公开发表)中，针对这些问题，相应地布设了防洪和水土保持工程措施，并安排了配套资金，防洪工程投资占总投资的49%，水土保持工程投资占25%。因此在广东省小流域综合治理的效益评价指标选择中主要突出防洪和水土保持的特点。根据主效益原则，将生态效益进一步划分为防洪减灾效益和水保生态效益，得到的广东省小流域综合治理效益评价体系中的第一级效益为防洪减灾效益、水保生态效益、社会效益和经济效益等4个效益体系。

4.2 二级指标的建立

(1)实例选取法。开展此研究时首先自下而上开展案例研究，以广东省最先开展且最为典型的瑶安小流域为研究对象，开展了效益评价指标体系及方法体系的构建工作，依据广东省清远瑶安小流域的自身区域环境特征和主要治理工程和治理对象，本着综合治理指标选取的各种主要原则，考虑到全省数据的获取方便，根据《广东省小流域综合治理规划编制导则》[25]中要求填报的数据中筛选适合效益评价的指标，初步确立了一套11个指标的体系(见图3第一轮)。

(2)文献频数法与参照国标法。根据小流域综合治理、效益评价、指标体系等关键词在中国知网(http:∥www.cnki.net/)上查询，得到相关的文献数量为76篇，其中综述3篇，其余73篇均为研究应用与实例分析。通过进一步筛选相关文献，剔除部分仅用定性方式探讨的文献数量，最终得到32篇密切相关文献(见图2)。在这32篇文献的研究地点分布全国各地，其中有26篇文献的研究地点位于北方地区，仅有5篇位于南方地区，分别是川中丘陵区小流域[10]、云南西山小流域[26]、涪陵区小流域[27]、南方红壤区小流域[4]和长江流域[28]，而完全没有来自广东省小流域的文献信息(见图2)。在这些文献中，生态效益出现最多的指标是土壤侵蚀模数(22次)、林草覆盖率(17次)、水土流失治理程度(7次)、地表径流模数(7次)、土壤有机质(5次)和增加生物多样性(5次)；社会效益出现最多的指标是包括人口指数(11次)、恩格尔系数(8次)、人均粮食(8次)、产投比(7次)、收入增长率(6次)、耕地利用率(6次)、调整土地利用结构(6次)、人均基本农田(6次)、农产品商品率(5次)、人口密度(5次)、产业结构调整(4次)；经济效益出现最多的指标是包括人均收入(14次)、劳动生产率(11次)、土地生产率(9次)、投入产出比(7次)、基本农田(7次)、人均基本农田(4次)、农业总产值(3次)、投入农业总产值(3次)。

图2 文献中出现的全国小流域综合治理效应评价分布点

(3)理论推导法。结合实例选取法和文献频数法获得的指标，再根据科学性原则、可定量原则、易得性原则和可比性原则等，剔除相应指标。如根据科学性原则，剔除明显不符合广东省小流域特征的指标参数，如生态效益中的25°以上坡耕地面积(广东省小流域多数都在低山丘陵分布)、石漠化强度(只适合石漠化地区的小流域)、牲畜圈养率(广东省农业过程中主要以农作物和经济作物为主，不以圈养牲畜为主)等。进而根据可定量原则，再进一步剔除一些不可量化的指标，如保水保土效益、改善农业生态环境、观念改变、可持续发展等，这些指标难以量化，无法做出可靠的结果。之后，根据可获得性和可比性原则，继续剔除一系列难以获取或难以进行比较的指标，如土壤有机质、土壤含水量、生物多样性等相关指标，调整土地利用结构、优化产业结构等，有些指标虽然单点测量较为容易，但土地类型多样、异质性较大、指标变化较慢等特点，使得单点难以代表整个小流域情况，如果需要测定，必然大大增加评价成本。另外，《广东省小流域综合治理规划编制导则》[20]出台后，广东各地市均投入了大量成本制定了当地的小流域治理规划，相应填报了提供的资料收集表格。该表格可以作为治理前的基础资料，为了节省人力和财力，也为了前后数据的一致，最后根据易得性原则和可比性原则，选取表格中较常出现且容易获取的指标，最终确定25个指标(见图3 第二轮指标体系)。

(4)专家选取法。将第二轮初步选取的广东省小流域综合治理效益评价指标体系发放给相关专家，根据专家反馈的意见，结合全省数据的可获取性、对比性和独立性，剔除或增加部分指标。在专家选取的过程中发现，有些指标的功能会有多种，比如人均收入的增加，有些研究放入社会效益中，有些研究放入经济效益中，为了避免同一效益计算会出现重复测度，将与经济发展挂钩的直接效益放入经济效益中，在社会效益中不列入间接效益计算。最后，第二轮的指标体系中剔除了防灾减灾效益中的削减洪峰效率、水保生态效益中的径流模数和输沙模数、经济效益中的工农业总产值和社会效益中的人口密度等5个指标，并在经济效益中加入了人均GPD这一指标，最终确定为21个指标(见图3第三轮)。

图3 广东省小流域综合治理效益评价指标完善过程图

5 结语

本文通过综述全国已发表小流域综合治理效益评价指标体系的研究文献，针对广东省小流域地质地貌情况复杂、洪涝灾害严重、地质灾害频发、水土流失严重等问题，提出科学性、系统性、可操作性、通用可比性、主效益和直接效益等5个适合广东省小流域综合治理指标选取的原则，经过三轮指标完善过程，最终提出以防洪减灾效益、水保生态效益、经济效益和社会效益等4大类一级指标，并根据参照国标法、实例选取法、文献频数法、理论推导法、专家选取法等5个方法进一步选取了农田抗洪能力、林草覆盖率、水土流失治理率等21个可定量的二级小流域综合治理指标，可为广东省小流域综合治理效益评价的实例研究奠定基础，为实现广东省全省范围内小流域的定量评价提供支持，为评价广东省及华南沿海小流域综合治理成效提供更为合理的方法和依据。

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