江都水利樞紐綜合效益評估

徐　慧,劉　翠,樊　旭

(1.河海大學水文水資源學院,江蘇 南京　210098; 2.江都水利工程管理處,江蘇 揚州　225200)

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江都水利樞紐綜合效益評估

徐慧1,劉翠1,樊旭2

(1.河海大學水文水資源學院,江蘇 南京210098; 2.江都水利工程管理處,江蘇 揚州225200)

摘要：采用模糊綜合層次分析法,建立水利樞紐綜合效益評估指標體系及評估方法體系,對江都水利樞紐的綜合效益進行評估。江都水利樞紐綜合效益評估結果為4.53,介于效益非常大和很大之間,表明其綜合效益很大。在經濟效益、生態環境和社會效益三者等權重的情況下,江都水利樞紐的生態環境效益的評分值最大,其次為社會效益,經濟效益相對最低。研究結果可為江都水利樞紐的運行、維護與管理措施的制定提供參考。

關鍵詞：江都水利樞紐;綜合效益;層次分析法;模糊綜合評價法

水利樞紐工程不僅發揮了重要的經濟效益,也發揮了巨大的生態效益和社會效益,越來越多的研究開始對其帶來的社會效益與生態效益進行分析,也更加關注包括經濟、生態環境和社會效益在內的綜合效益。從目前研究成果來看,我國大型水利樞紐工程的綜合效益非常顯著。吳浩云等[1]對引江濟太工程綜合效益進行評估后認為,引江濟太調水在保障流域河道水位、水環境功能達標、水資源需求滿足率、降低人體健康風險、促進水資源綜合利用、提高人居環境舒適度、水產養殖、水廠效益、工業供水及農業供水以及提供就業、促進地區文化、旅游、房地產、航運等均具有明顯效益,發揮了經濟、社會和環境的綜合效益。黃建文等[2]分析了常用經濟評價方法在進行方案比選時存在的一些缺陷,針對這些缺陷,建立了水利工程項目綜合經濟評價模型,對水利工程項目的經濟效果進行分析,并進行了實例研究。袁汝華等[3]統計測算發現,江蘇省1990—2010 年水利生態環境效益絕對值隨著社會經濟的發展不斷加大,但與水利經濟效益的相對值比較仍然很小。文獻[4]從生態角度構建了水利水電工程生態效應狀態壓力效應(SPE)評價指標體系框架模型,綜合選取了水利水電工程的生態效應評價指標集,就具體評價指標的標準進行了率定,并對瀾滄江大朝山水電站進行實證研究。

關于水利工程綜合效益的評估研究較少,這一方面是由于水利工程建設項目一般是政府投資、為加速經濟發展、提高人民生活水平的益民工程,而地方政府為了突出業績,拉動GDP增長,一味地強調水利工程的經濟效益,忽視了其他綜合效益,影響了水利工程評價體系,使之更加偏重經濟指標,嚴重阻礙了水利工程綜合效益評價的健康發展[5]。另一方面,是由于影響水利工程綜合效益的因素很多,是項目和經濟、政治、社會、技術、生態、環境等多種因素間互相影響的結果,而這些因素沒有統一的衡量標準,加上大型水利工程所涉及的水體及區域復雜,并且受到方法、技術、經費特別是基礎信息或數據可獲得性等的制約,加大了定量地、準確地、全面地評價水利工程的經濟、社會、環境綜合效益的難度和復雜性。這也使得在水利水電工程建成后的運行中,由于其具有服務價值而需要得到補償,但構建客觀而可行的補償標準非常困難[6]。水利工程帶來的經濟、社會、生態環境綜合效益具有綜合性,不能單純地采用定性或定量方法,筆者采用定性與定量相結合的模糊綜合評價方法,建立三級指標體系對水利樞紐工程的綜合效益進行評價。

1評價方法

采用層次分析法和模糊綜合評價法集成而形成的模糊層次綜合評價方法對水利樞紐綜合效益進行評價。綜合效益各指標的權重采用層次分析法來確定,各指標的隸屬度通過模糊評價法進行確定[7]。

a. 進行單層次模糊綜合評價。設因素集X={x1,x2,…,xn},評語集V={v1,v2,…,vm}。①對X中的xi(i=1,2,…,n)作單因素評判,其中對于評價指標值越大越好的指標,采用升半梯形分布函數來描述它們的隸屬度,對于評價指標值越小越好的指標,采用降半梯形分布函數來描述其隸屬度。升半梯形分布函數和降半梯形分布函數如式(1)～(5)所示。

(6)

(7)

c. 將綜合效益進行分級,級別取5級(非常大,很大,一般,較小,非常小),即h=(5,4,3,2,1)T,則綜合效益的級別特征值的計算公式為

(8)

依據式(8)可知,綜合效益級別特征值越大,反映出該項工程的綜合效益越大,綜合效益級別特征值越小,反映出該項工程的綜合效益越小。

2工程概況

江蘇省江都水利樞紐工程位于揚州市江都區,地處京杭大運河、新通揚運河和淮河入江尾閭芒稻河的交匯處。該工程由4座大型電力抽水站、5座大型水閘、7座中型水閘、3座船閘、2個涵洞、2條魚道以及輸變電工程、引排河道組成,是一個具有灌溉、排澇、泄洪、通航、發電、改善生態環境等綜合功能的大型水利樞紐工程。4座抽水站共裝有大型立式軸流泵機組33臺套,裝機容量 55 800 kW,設計抽水能力400 m3/s,最大抽水能力508 m3/s,是目前我國乃至遠東地區規模最大的電力排灌工程。它既是江蘇省江水北調的龍頭,也是國家南水北調東線工程的源頭以及治淮工程的重要節點。

3江都水利樞紐工程綜合效益評估

3.1評價指標體系及指標值

水利樞紐效益綜合評價指標體系分為目標層、準則層、指標層。目標層即水利樞紐綜合效益,準則層即經濟效益、生態環境效益、社會效益。各準則層的指標根據水利工程特點和相關研究成果確定[8],其中經濟效益包括灌溉(C11)、供水(C12)、發電(C13)、航運(C14)、防洪排澇(C15)、水產養殖(C16)、旅游(C17)、土地增值(C18)等指標;生態環境效益包括保障流域河道水位(C21)、凈化水體(C22)、沖淤保港(C23)、提高綠化覆蓋率(C24)、地下水開采量占總用水量比率(C25)、水生生物多樣性(C26)等指標;社會效益指標包括就業效率(C31)、促進文化、衛生、教育事業發展(C32)、提高當地知名度(C33)、項目支持率與公眾參與度(C34)、提高生活質量(C35)、防止自然災害(C36)。社會效益指標中,C32又包括項目區每千人醫生數、每千人病床數、每千人教師數;C35包括項目區人均可支配收入、城市化率、人均全社會用電量、項目區的恩格爾系數。

江都水利樞紐綜合效益評價以2013年為基準年,各指標值見表1。數據主要來源于江都區國民經濟和社會發展統計公報、水資源公報、江都區水務局官方統計數據以及江蘇省水資源公報。

表1　江都水利樞紐綜合效益評價各指標現狀值(2013年)

3.2綜合效益的評價

3.2.1權重的確定

b. 準則層權重：經濟效益指標集B1=(灌溉效益,供水效益,發電效益,航運效益,防洪排澇效益,水產養殖效益,旅游效益,土地增值效益),B1對重要性作兩兩比較得到判斷矩陣為

(9)

(10)

(11)

3.2.2隸屬度的確定

根據建立的隸屬度函數以及評價標準計算各個指標的隸屬度值,進而得到各準則層隸屬度矩陣。

經濟效益準則層隸屬度矩陣:

(12)

生態效益準則層隸屬度矩陣:

(13)

社會效益準則層中,促進文化、衛生、教育事業發展指標層矩陣:

(14)

項目支持率與公眾參與度指標層矩陣:

(15)

提高生活質量指標層矩陣:

(16)

經模糊計算得到社會效益準則層的隸屬度矩陣:

(17)

3.2.3評價結果

3.2.3.1一級模糊綜合評價結果

a. 經濟效益隸屬度向量計算結果為

(18)

經濟效益級別特征值為

(19)

b. 生態環境效益隸屬度向量計算結果為

(20)

生態效益級別特征值為

H2=B2h=4.76

(21)

c. 社會效益隸屬度向量計算結果為

(22)

社會效益級別特征值為

(23)

3.2.3.2二級模糊綜合評價結果

二級模糊綜合評價，即綜合效益模糊綜合評價結果為

(24)

根據綜合效益分級方法,計算得到江都水利樞紐綜合效益的級別特征值為

H=W2h=4.53

(25)

4結果分析

由綜合評價結果來看,江都水利樞紐的綜合效益級別特征值為4.53,介于效益非常大與效益很大之間,表明江都水利樞紐的綜合效益非常大。經濟效益、生態環境和社會效益3個準則層綜合評價的級別特征值分別為4.22、4.76和4.60,也都介于效益非常大與效益很大之間,表明江都水利樞紐工程各單項效益均比較高。其中,生態環境效益的級別特征值最高,其次為社會效益,說明江都水利樞紐的生態環境和社會效益十分顯著,最后為經濟效益。總體上,無論單項效益還是綜合效益,江都水利樞紐都發揮了非常顯著的效益。

關于水利樞紐工程帶來的負效應,一般是可控制的,如調水水源的水質可以通過監測治理措施予以保證,因此,筆者對水利樞紐工程帶來的負效益不作討論。

5結論

通過采用模糊綜合層次分析法,建立了評價指標體系,評估了江都水利樞紐的綜合效益,得到江都水利樞紐綜合效益評估結果為4.53,表明該水利樞紐的綜合效益非常大。經濟效益、生態環境和社會效益的評估結果表明,這三者的效益均很大,并且,生態環境效益大于社會效益,社會效益大于經濟效益。

使用模糊層次綜合評價模型對水利工程進行綜合效益評價,可以避免生態和社會效益許多指標難以量化的問題,得到綜合效益和各類效益的排序,分析經濟、生態和社會效益在綜合效益中的貢獻。總之,采用模糊層次分析模型進行分析可以使水利工程效益評估更全面、更科學、更符合實際,具有較強的實用性。

參考文獻：

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[8] 李晅煜.水利建設項目綜合效益評價指標體系構建與應用方法研究[D].天津：天津大學,2005.

基金項目：江蘇省水利科技基金(2013044,2014024)

作者簡介：徐慧(1969—),女,江蘇大豐人,副教授,博士,主要從事水生態及景觀規劃設計研究。E-mail:njxh@hhu.edu.cn

DOI：10.3880/j.issn.1003-9511.2016.03.005

中圖分類號：F407.9

文獻標識碼：A

文章編號：1003-9511(2016)03-0016-05

(收稿日期：2015-09-20編輯：方宇彤)