江都水利枢纽综合效益评估

2016-07-22徐慧,刘翠,樊旭

水利经济 2016年3期

关键词：综合效益模糊综合评价法层次分析法

徐　慧,刘　翠,樊　旭

(1.河海大学水文水资源学院,江苏南京　210098; 2.江都水利工程管理处,江苏扬州　225200)

江都水利枢纽综合效益评估

徐慧1,刘翠1,樊旭2

(1.河海大学水文水资源学院,江苏南京210098; 2.江都水利工程管理处,江苏扬州225200)

摘要：采用模糊综合层次分析法,建立水利枢纽综合效益评估指标体系及评估方法体系,对江都水利枢纽的综合效益进行评估。江都水利枢纽综合效益评估结果为4.53,介于效益非常大和很大之间,表明其综合效益很大。在经济效益、生态环境和社会效益三者等权重的情况下,江都水利枢纽的生态环境效益的评分值最大,其次为社会效益,经济效益相对最低。研究结果可为江都水利枢纽的运行、维护与管理措施的制定提供参考。

关键词：江都水利枢纽;综合效益;层次分析法;模糊综合评价法

水利枢纽工程不仅发挥了重要的经济效益,也发挥了巨大的生态效益和社会效益,越来越多的研究开始对其带来的社会效益与生态效益进行分析,也更加关注包括经济、生态环境和社会效益在内的综合效益。从目前研究成果来看,我国大型水利枢纽工程的综合效益非常显著。吴浩云等[1]对引江济太工程综合效益进行评估后认为,引江济太调水在保障流域河道水位、水环境功能达标、水资源需求满足率、降低人体健康风险、促进水资源综合利用、提高人居环境舒适度、水产养殖、水厂效益、工业供水及农业供水以及提供就业、促进地区文化、旅游、房地产、航运等均具有明显效益,发挥了经济、社会和环境的综合效益。黄建文等[2]分析了常用经济评价方法在进行方案比选时存在的一些缺陷,针对这些缺陷,建立了水利工程项目综合经济评价模型,对水利工程项目的经济效果进行分析,并进行了实例研究。袁汝华等[3]统计测算发现,江苏省1990—2010 年水利生态环境效益绝对值随着社会经济的发展不断加大,但与水利经济效益的相对值比较仍然很小。文献[4]从生态角度构建了水利水电工程生态效应状态压力效应(SPE)评价指标体系框架模型,综合选取了水利水电工程的生态效应评价指标集,就具体评价指标的标准进行了率定,并对澜沧江大朝山水电站进行实证研究。

关于水利工程综合效益的评估研究较少,这一方面是由于水利工程建设项目一般是政府投资、为加速经济发展、提高人民生活水平的益民工程,而地方政府为了突出业绩,拉动GDP增长,一味地强调水利工程的经济效益,忽视了其他综合效益,影响了水利工程评价体系,使之更加偏重经济指标,严重阻碍了水利工程综合效益评价的健康发展[5]。另一方面,是由于影响水利工程综合效益的因素很多,是项目和经济、政治、社会、技术、生态、环境等多种因素间互相影响的结果,而这些因素没有统一的衡量标准,加上大型水利工程所涉及的水体及区域复杂,并且受到方法、技术、经费特别是基础信息或数据可获得性等的制约,加大了定量地、准确地、全面地评价水利工程的经济、社会、环境综合效益的难度和复杂性。这也使得在水利水电工程建成后的运行中,由于其具有服务价值而需要得到补偿,但构建客观而可行的补偿标准非常困难[6]。水利工程带来的经济、社会、生态环境综合效益具有综合性,不能单纯地采用定性或定量方法,笔者采用定性与定量相结合的模糊综合评价方法,建立三级指标体系对水利枢纽工程的综合效益进行评价。

1评价方法

采用层次分析法和模糊综合评价法集成而形成的模糊层次综合评价方法对水利枢纽综合效益进行评价。综合效益各指标的权重采用层次分析法来确定,各指标的隶属度通过模糊评价法进行确定[7]。

a. 进行单层次模糊综合评价。设因素集X={x1,x2,…,xn},评语集V={v1,v2,…,vm}。①对X中的xi(i=1,2,…,n)作单因素评判,其中对于评价指标值越大越好的指标,采用升半梯形分布函数来描述它们的隶属度,对于评价指标值越小越好的指标,采用降半梯形分布函数来描述其隶属度。升半梯形分布函数和降半梯形分布函数如式(1)～(5)所示。

(6)

(7)

c. 将综合效益进行分级,级别取5级(非常大,很大,一般,较小,非常小),即h=(5,4,3,2,1)T,则综合效益的级别特征值的计算公式为

(8)

依据式(8)可知,综合效益级别特征值越大,反映出该项工程的综合效益越大,综合效益级别特征值越小,反映出该项工程的综合效益越小。

2工程概况

江苏省江都水利枢纽工程位于扬州市江都区,地处京杭大运河、新通扬运河和淮河入江尾闾芒稻河的交汇处。该工程由4座大型电力抽水站、5座大型水闸、7座中型水闸、3座船闸、2个涵洞、2条鱼道以及输变电工程、引排河道组成,是一个具有灌溉、排涝、泄洪、通航、发电、改善生态环境等综合功能的大型水利枢纽工程。4座抽水站共装有大型立式轴流泵机组33台套,装机容量 55 800 kW,设计抽水能力400 m3/s,最大抽水能力508 m3/s,是目前我国乃至远东地区规模最大的电力排灌工程。它既是江苏省江水北调的龙头,也是国家南水北调东线工程的源头以及治淮工程的重要节点。

3江都水利枢纽工程综合效益评估

3.1评价指标体系及指标值

水利枢纽效益综合评价指标体系分为目标层、准则层、指标层。目标层即水利枢纽综合效益,准则层即经济效益、生态环境效益、社会效益。各准则层的指标根据水利工程特点和相关研究成果确定[8],其中经济效益包括灌溉(C11)、供水(C12)、发电(C13)、航运(C14)、防洪排涝(C15)、水产养殖(C16)、旅游(C17)、土地增值(C18)等指标;生态环境效益包括保障流域河道水位(C21)、净化水体(C22)、冲淤保港(C23)、提高绿化覆盖率(C24)、地下水开采量占总用水量比率(C25)、水生生物多样性(C26)等指标;社会效益指标包括就业效率(C31)、促进文化、卫生、教育事业发展(C32)、提高当地知名度(C33)、项目支持率与公众参与度(C34)、提高生活质量(C35)、防止自然灾害(C36)。社会效益指标中,C32又包括项目区每千人医生数、每千人病床数、每千人教师数;C35包括项目区人均可支配收入、城市化率、人均全社会用电量、项目区的恩格尔系数。

江都水利枢纽综合效益评价以2013年为基准年,各指标值见表1。数据主要来源于江都区国民经济和社会发展统计公报、水资源公报、江都区水务局官方统计数据以及江苏省水资源公报。

表1　江都水利枢纽综合效益评价各指标现状值(2013年)

3.2综合效益的评价

3.2.1权重的确定

b. 准则层权重：经济效益指标集B1=(灌溉效益,供水效益,发电效益,航运效益,防洪排涝效益,水产养殖效益,旅游效益,土地增值效益),B1对重要性作两两比较得到判断矩阵为

(9)

(10)

(11)

3.2.2隶属度的确定

根据建立的隶属度函数以及评价标准计算各个指标的隶属度值,进而得到各准则层隶属度矩阵。

经济效益准则层隶属度矩阵:

(12)

生态效益准则层隶属度矩阵:

(13)

社会效益准则层中,促进文化、卫生、教育事业发展指标层矩阵:

(14)

项目支持率与公众参与度指标层矩阵:

(15)

提高生活质量指标层矩阵:

(16)

经模糊计算得到社会效益准则层的隶属度矩阵:

(17)

3.2.3评价结果

3.2.3.1一级模糊综合评价结果

a. 经济效益隶属度向量计算结果为

(18)

经济效益级别特征值为

(19)

b. 生态环境效益隶属度向量计算结果为

(20)

生态效益级别特征值为

H2=B2h=4.76

(21)

c. 社会效益隶属度向量计算结果为

(22)

社会效益级别特征值为

(23)

3.2.3.2二级模糊综合评价结果

二级模糊综合评价，即综合效益模糊综合评价结果为

(24)

根据综合效益分级方法,计算得到江都水利枢纽综合效益的级别特征值为

H=W2h=4.53

(25)

4结果分析

由综合评价结果来看,江都水利枢纽的综合效益级别特征值为4.53,介于效益非常大与效益很大之间,表明江都水利枢纽的综合效益非常大。经济效益、生态环境和社会效益3个准则层综合评价的级别特征值分别为4.22、4.76和4.60,也都介于效益非常大与效益很大之间,表明江都水利枢纽工程各单项效益均比较高。其中,生态环境效益的级别特征值最高,其次为社会效益,说明江都水利枢纽的生态环境和社会效益十分显著,最后为经济效益。总体上,无论单项效益还是综合效益,江都水利枢纽都发挥了非常显著的效益。

关于水利枢纽工程带来的负效应,一般是可控制的,如调水水源的水质可以通过监测治理措施予以保证,因此,笔者对水利枢纽工程带来的负效益不作讨论。

5结论

通过采用模糊综合层次分析法,建立了评价指标体系,评估了江都水利枢纽的综合效益,得到江都水利枢纽综合效益评估结果为4.53,表明该水利枢纽的综合效益非常大。经济效益、生态环境和社会效益的评估结果表明,这三者的效益均很大,并且,生态环境效益大于社会效益,社会效益大于经济效益。

使用模糊层次综合评价模型对水利工程进行综合效益评价,可以避免生态和社会效益许多指标难以量化的问题,得到综合效益和各类效益的排序,分析经济、生态和社会效益在综合效益中的贡献。总之,采用模糊层次分析模型进行分析可以使水利工程效益评估更全面、更科学、更符合实际,具有较强的实用性。

参考文献：

[1] 吴浩云, 周丹平, 何佳,等. 引江济太工程综合效益的评估及方法探讨[J]. 湖泊科学, 2008, 20(5):639-647.

[2] 黄建文,周宜红,李建林.水利工程项目综合经济评价模型[J].中国农村水利水电,2007(5):58-60.

[3] 袁汝华, 李正辉. 江苏省水利生态环境效益分析[J]. 水利经济,2014,32(1):17-19.

[4] 常本春,耿雷华,刘翠善,等.水利水电工程的生态效应评价指标体系[J].水利水电科技进展,2006(12):11-15.

[5] 李艳丽,肖淑敏.水利工程项目的综合效益分析[J].科技信息,2014(15):156,373.

[6] 阳莉,李永.水利水电工程服务价值补偿标准的构建模型[J].水利经济, 2013, 31(3):24-29.

[7] 陈午,许新宜,王红瑞,等. 基于序关系法的北京市水资源可持续利用模糊综合评价[J]. 水利经济, 2014,32(2):19-24.