河槽雨洪暗蓄工程建设条件适宜性评价

潘 俊，滕炳麓，王兴作，崔台育，刘宇欣，申一顺，许腾文

(沈阳建筑大学，辽宁 沈阳 110168)

1 引言

随着农村地区工农业用水的不断增加，可利用水资源总量已经成为影响地方经济持续发展的主要阻碍之一。雨洪资源化是指充分利用汛期降雨的有利时机，收集雨洪资源，多集雨、多蓄水，以补充水资源不足，缓解水资源紧张状况[1，2]。河槽雨洪暗蓄资源化这一概念在辽西喀左地区首次提出，用于雨洪水资源化，通过雨洪水-地表水-地下水的转化过程，将雨洪水保存至河槽暗蓄地下储水空间，为缺水地区提供了用水的新思路、储水的新技术。

任建超等运用AHP-熵权法从自然地理、城市建设及人口经济3个方面对海绵城市建设进行适宜性评价，为雨洪资源利用适宜性评价提供了参考[3]。Sharma A等对城市雨洪生态系统规划设计与智慧城市建设的可行性进行研究，提供了可行的城市雨洪生态系统[4]。Hsueh-Sheng C建立了台湾洪水易发地区局部洪水易损性指标，为适宜性评价指标的建立提供了依据[5]。目前大多数雨洪资源化适宜性评价主要停留在城市的角度，对农村郊区研究较少，本文以辽西郊区为例，建立完整的指标体系，对河槽雨洪暗蓄工程建设条件进行适宜性评价。

刘思嘉根据模糊数学理论充分考虑了各种煤矿安全因素，最终得出煤矿安全等级，取得了良好的评价效果[6]。葛晓通基于模糊综合评判法对黄壁庄水库水质进行综合评价，确定黄壁庄水库水体的水质级别[7]。Chen Jiabo基于熵权法和模糊综合评价法对辽河典型子流域水生态系统健康进行评价[8]。目前模糊综合评价法广泛应用于各个行业，具有清晰、高效及准确等优点，同样适用于河槽雨洪暗蓄工程建设条件适宜性评价。

2 适宜性评价指标体系构建

2.1 适宜性评价指标选择

在对适宜性评价指标选定的过程中，需要充分结合地区实际情况考虑雨洪资源暗蓄利用的特点、影响因素以及指标要素之间的相互关系，同时通过问卷调查的方式咨询专家的意见，最终构建了如表1所示的指标体系。

表1 地下储水空间雨洪资源利用适宜性评价指标

2.2 适宜性评价指标体系权重

对于指标体系权重的确定，最常用的方法是层次分析法。本次对各级指标的重要性划分成5个等级：非常重要、重要、一般重要、不重要及很不重要。借鉴层次分析法常用的等级指标进行赋值，可获得评价集：

V={9(非常重要),7(重要),5(一般重要),3(不重要),1(很不重要)}，根据上述分值分析专家打分的结果。结合上述评价指标，得到雨洪暗蓄适宜性评价指标体系各层的权重见表2[9]。

表2 雨洪暗蓄适宜性评价指标体系权重

2.3 地下储水空间雨洪资源利用适宜性分级

地下储水空间雨洪资源利用适宜性分级标准见表3、表4、表5、表6。

表3 雨洪条件分级标准

表4 地下储水空间条件分级标准

表5 环境要素分级标准

表6 社会要素分级标准

3 适宜性评价方法

河槽雨洪暗蓄工程建设受到多重因素的影响，需要把考虑的因素划分为不同的层次，运用多级评判进行评价。本次研究采用模糊综合评价法进行河槽雨洪暗蓄工程建设条件适宜性评价。

3.1 确定评价对象的因素集合

因素集U分因素m个子集的Ui，i=1,2,…,m，将因素集U分成m个因素子集Ui，i=1,2,…,m，U=(U1,U2,…,Um)。其中，每个Ui又有ni个因素，即：Ui={ui1,ui2,…,uini}，i=1,2,…,m。其中：uij表示第i类的第j个因素，j=1,2,…,ui，i=1,2,…,m[10]。

3.2 建立权重集

由于是二级评判，且把所有因素分成了2个层次，这就要求建立2种权重集。第一类：根据每一类因素的重要程度，赋予各个因素类相应的权数：A=a1/U1+，a2/U2+…+am/Um→(a1,a2,…,am)；第二类：对于每一类因素中的各个因素的重要程度，赋予适合的权数。假设第i类因素Ui的第j个因素uij的权数为aij，j=1,2,…，ni，i=1,2,…,m，则得到m个权重集合：Ai=ai1/ui1+ai2/ui2+…+aini/uini→(ai1,ai2,…,aini)，i=1,2,…,m[11,12]。

3.3 建立备择集

备择集是对各种因素评价结果的集合，而人们的意见集合只能有一个。假设总的评判的可能结果一共有p个，则备择集通常情况下可表示为：V={v1,v2,…,vn}。

3.4 一级模糊综合评判

此处对每一类因素中的各个因素进行综合评判对象是备择集中的第k个元素的隶属度为，i=1,2,…,m；j=1,2,…；k=1,2,…,p。就能得到m个一级评判矩阵Ri。接下来运用一定的算法对第i类因素进行模糊综合评判，可得该类因素评判集Bi[13]。

3.5 二级模糊综合评判

一级评判的结果就单因素评价矩阵R。根据上述所述步骤，单因素一级评判的结果可构成矩阵R，而因素类之间的权重值为A，则由D=A·R，可得到二级模糊综合评判D。最终可得出河槽雨洪暗蓄工程适宜性评价结果对适宜等级的隶属度，根据最大的隶属度，最终确定河槽雨洪暗蓄工程适宜性评价等级[14,15]。

4 辽西地区河槽雨洪暗蓄工程建设条件适宜性评价结果

依据河槽雨洪暗蓄工程选址条件、区域水文地质条件、地形地貌对辽西地区进行了初步选点规划，在辽西地区选取23个点进行河槽雨洪暗蓄工程建设条件适宜性评价，各点基本条件详见表7。

表7 辽西地区初步规划选点基本条件汇总

对上述初步规划点进行适宜性评价，结果见表8。

表8 雨洪暗蓄工程适宜性评价结果

取优等适宜区作为雨洪利用优先推荐点，见表9。

表9 雨洪利用优先推荐点

通过上述适宜性评价，分析了辽西地区适宜修建河槽雨洪暗蓄工程的地址，最终选取了关东营子、三家村、邢家屯村、药王庙、大梨树沟村和五指山村6个雨洪利用优先推荐点，为分析推广点的适宜性差别、河槽雨洪暗蓄工程选址评价及推广提供了依据。

4 结语

河槽雨洪暗蓄工程作为新型雨洪资源化的工程手段，对工程前期选址进行适宜性评价具有必要性。本文提出河槽雨洪暗蓄工程建设条件适宜性评价方法，为该类工程推广应用提供了量化计算方法及评价理论，建立河槽雨洪暗蓄工程建设条件适宜性评价指标体系，对辽西地区23个评价点进行河槽雨洪暗蓄工程建设条件适宜性评价，最终得出6个优先推荐点。本文不仅为辽西地区河槽雨洪暗蓄工程建设提供依据，对于河槽雨洪暗蓄工程在全国的推广同样具有积极意义。