大凌河水土保持综合治理效益评价

林 枫

（北票市大板水利服务站，辽宁 北票 122114）

大凌河水土保持综合治理效益评价

林 枫

（北票市大板水利服务站，辽宁 北票 122114）

水土保持综合治理工程不仅涉及地区范围广、投资巨大，而且种类繁杂，能否对治理效益进行客观有效地评价，关系到社会、经济的可持续发展。文章以大凌河水土保持综合治理项目为研究对象，利用层次分析法与主成分分析法，构建了一套全面客观的效益评价体系，对近6年该流域的水土保持治理效益进行有效分析，该评价体系对于辽宁省水土保持工程的建设具有指导与借鉴作用。

大凌河；水土保持；效益评价

水土流失是我国众多江河流域面临的主要问题，随着土地沙化面积的不断增加，人们的生存环境受到了重大破坏，严重影响着社会、经济的可持续发展。如何有效、快速地开展水土流失治理工作，已经成为国家发展战略的重要问题。因此，为全面、客观地评价水土保持治理策略的效益与可行性，本文以大凌河流域水土保持工程为研究对象，构建了一套合理的综合治理效益分析评价体系，对辽宁省水土资源的保护与利用具有重要指导意义。

1 大凌河水土保持建设项目概况

大凌河位于辽宁省西部，全长358km，是省内最大河流，年均流量为14.58亿 m3，总流域面积达到了2.4万km2，由于大凌河流经地区具有大面积的火山岩与黄土，导致该水域的水质状况较差，存在着严重的水土流失问题。大凌河流域的水土保持治理工程包含52个乡镇，近1000km2流域面积，近5年计划治理765km2。

2 项目区综合治理效益评价体系

在进行水土流失治理时，应当将生态、经济以及社会三个效益统一结合起来，这样才能做到环境开发的系统性与科学性。如何以最小的投资获得最大的治理效果，是项目区水土保持综合治理的关键，国内外诸多学者根据此目标研究出了多种评价原理与方法，总体来说主要分为单项评价与综合评价。综合评价能够充分利用数理统计对项目区的治理效益与优化程度进行量化评价，通过将各个影响因子量化处理，更加直观的展现出治理程度与治理效果［1］。

2.1 综合治理效益评价指标体系建立

建立综合治理效益评价体系时，应充分考虑河流流域的“社会---经济---社会”效益，确保三者的优化目标互相不产生不利影响，根据大凌河流域水土保持治理的方案与特征，共提出20个影响指标，具体见表1。

表1 影响指标及其代表符号

表2 大凌河水土保持示范区指标值标准化结果

2.2 评价指标的筛选

2.2.1 主成分分析法

主成分分析法的原理是将冗多繁杂的评价指标利用数学统计的方法归类为少数指标，也就是降维处理。在进行计算时，可将单项指标记作 x1，x2，…， xp， 则综合指标为 Z1， Z2， …， Zm（m≤p），系数变量为l。两者可构成新的线性组合关系式，如下式所示：

式中，Zi-综合指标；x-单项指标；l-系数变量。

2.2.2 评价指标体系的建立

统计大凌河水土保持建设项目区的各指标值，标准化处理后结果如表2所示，将统计好的原始数据录入值“SPSS”系统中，可得到相关系数矩阵、特征值，还可得到主成分以及累积的贡献率［2］，见表3。

表3 特征值与主成分贡献率

由表3可知，主成分1、2与3的累积贡献率都超过了80%，可以很好地反映出大凌河水土保持建设项目区的治理效益，达到了进一步分析的前提条件。根据主成分值可算出相应的荷载矩阵，见表4。由表4可知，X1，X2，X4，X6，与第一主成分具有较高的相关性，X7，X11，X12与第二主成分具有较高的相关性，而 X16，X17，X18，X19则与第三主成分具有较高的相关性。因此，可将生态、经济与社会三个效益影响因素作为评价对象进行分析［3］。

3 综合效益评价

综合效益评价的主要步骤为：构建评价层次模型→判断矩阵→构建模糊数学关系→收缩评价。具体方法如下：

表4 主成分荷载矩阵

3.1 构建层次模型

整个评价模型一共包含3层，即：A目标层，B准侧层，M指标层。这三个层次间的关系以及各自所包含内容如图1所示。

图1 大凌河综合效益评价指标模型

3.2 判断矩阵的建立

不论是什么样的系统，如果要对其进行分析与评价，必然需要大量的信息与数据来支撑，根据每一层所包含因素的重要程度对其所占权重进行赋值，最后构建判断式，也就是判断矩阵。常见的权重值确定方法主要有两类：（1）专家经验法；（2）层次分析法。本文选取层次分析法，利用人们的经验把一个系统内繁杂的因素与层次数学化，使多种指标、多种量级最后归终至一个评判式或者评价值，更加直观地把评价结果展示给人们［4］。

判断矩阵多使用数字1～9或者1～9的倒数进行标度，1为两个因素具有同样的重要性，3、5、7、9分别为一个因素比另一因素略微重要、较为重要、相当重要以及十分重要，2、4、6、8介于相邻重要程度中。

3.3 排序和一致性检验

（1）层次单排序和一致性检验。层次单排序中权重值A的选取常借助于计算机。为最大程度地消除主观因素对评价结果的影响，需开展一致性检验，根据层次单排序和一致性检验计算方法求得本项目各个指标的单项权重与一致性指标见表 5［5］。

表5 各指标的单项权重与一致性指标

从表5中可看出，所有指标均满足CR≤0.1，说明一致性符合要求，该排序可用。

（2）层次总排序和一致性检验［6］。层次总排序是指计算相同层次内全部因素相对于最高层的重要性，本项目的计算结果见表6。

表6 评价指标层次总排序

表7 评价指标标准值

表8 范区治理综合效益评价指标标准化值

同样，CR≤0.1时，可判定该层次单排序的一致性满足要求，若不满足CR≤0.1，需重新调整各个影响因素。本案例的计算结果为CR=0.042＜0.1，满足。

3.4 评价指标的标准化

由于评价指标的量纲与数量级常常相差较多，为减小评价误差，提高指标的准确性，应当标准化体系中包含的所有指标［7］。

3.5 评价标准值的确定

评价标准值包括基准值与理想值，基准值是在某个既定时间内的参考标准值，理想值则为某个既定时间内通过各种措施期望达到的最优值［8］。根据辽宁省相关规范以及专家咨询得到大凌河流域的指标标准值及标准化值分别见表7、表8。

3.6 评价结果与分析

本文利用多层次模糊综合评价法对大凌河水土保持治理效益开展全方面评析。所依据的模糊关系方程为［9］：

式中，B-判断子集；A-权重分配值；·-模糊集中的权重分配；R-评价矩阵。根据上文所得数据，求得大凌河水域示范区2010～2015年之间的综合效益评价值，为简化计算结果，可将B与A利用公式bi=int（100bj+0.5）转换为百分制的结果。结果见表9。

表9 换算后的综合效益得分值

根据表9中的各项效益指标变化可知，在2010～2015年中，大凌河水土保持示范区的生态、社会以及经济效益均有较大程度的提升，说明该地区施行的综合治理策略取得了显著成效，能够有效地促进大凌河流域的经济、社会的可持续发展［10］。

4 结论

本文利用高等数学中的层次分析法，结合大凌河流域的生态、经济以及社会效益，构建了一套全面的水土保持综合治理效益分析评价体系，为提高体系的全面性与客观性，采用了主成分分析法对各个影响指标进行归类与遴选，最终借助11个指标对大凌河示范区域展开了全方位 的评价，为该地区的生态建设与土地利用提供了一定的借鉴与依据。

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S157

B

1672-2469（2017）10-0049-04

10.3969/j.issn.1672-2469.2017.10.014

2017-06-01

林 枫（1978年-），男，工程师。