綜合評判法在濱州市水生態(tài)評價中的應(yīng)用

李鵬，王興霞，王愛芹

（1.濱州市水利局，山東濱州256600；2.山東省水利科學研究院，山東省水資源與水環(huán)境重點實驗室，山東濟南250014）

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綜合評判法在濱州市水生態(tài)評價中的應(yīng)用

李鵬1，王興霞1，王愛芹2

（1.濱州市水利局，山東濱州256600；2.山東省水利科學研究院，山東省水資源與水環(huán)境重點實驗室，山東濟南250014）

根據(jù)濱州市水資源現(xiàn)狀，構(gòu)建了濱州市水生態(tài)現(xiàn)狀評價指標體系，應(yīng)用多級模糊綜合評判法對濱州市水生態(tài)現(xiàn)狀進行了評價，根據(jù)最大隸屬度原則，確定濱州市水生態(tài)環(huán)境的評價等級，提出濱州市目前面臨的水生態(tài)問題，為濱州市水生態(tài)文明建設(shè)提供了依據(jù)。

濱州市；水生態(tài)系統(tǒng)；多級模糊評判法；水生態(tài)評價

2014年6月濱州市被水利部列為全國水生態(tài)文明建設(shè)試點市，為此，需了解濱州市水生態(tài)現(xiàn)狀，建立水生態(tài)評價指標體系。水生態(tài)指標的選擇既要反映水生態(tài)自然屬性，又要考慮水生態(tài)的服務(wù)功能，所選指標應(yīng)要遵循共性、層次性、科學性、可操作性以及代表性等原則。本文立足濱州市實際，結(jié)合山東省出臺的水生態(tài)文明建設(shè)的地方標準，綜合考慮各方面影響因素，建立濱州市水生態(tài)評價指標體系，目標層A綜合反映濱州市水生態(tài)現(xiàn)狀；領(lǐng)域?qū)覤反映水生態(tài)狀況的影響因素，由水資源指標系統(tǒng)（B1）、水生態(tài)環(huán)境指標系統(tǒng)（B2）、水景觀指標系統(tǒng)（B3）和水管理指標系統(tǒng)（B4）組成；準則層C進一步反映領(lǐng)域?qū)覤所涵蓋的影響指標子系統(tǒng)，共有9個子系統(tǒng)構(gòu)成；指標層D結(jié)合濱州市實際情況，選取30個反映準則層C的指標構(gòu)成。

1　水生態(tài)現(xiàn)狀評價指標體系分級標準

生態(tài)狀況的評價需要依據(jù)一定的評價標準。在綜合考慮國內(nèi)外水生態(tài)評價研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際調(diào)查濱州市實際情況，對可量化指標的賦分標準進行了量化，不可量化指標根據(jù)建設(shè)目標對賦分標準進行了界定。將濱州市水生態(tài)狀況分為優(yōu)、良、中等、差、劣5個等級。

2　AHP-多級模糊綜合評價模型

本文采用多級模糊綜合評價模型對濱州市水生態(tài)現(xiàn)狀進行評價，指標權(quán)重對于評價結(jié)果影響較大，本文采用層次分析法（AHP）計算權(quán)重。

多級模糊綜合評判方法應(yīng)用模糊變換原理和極大隸屬度原則，考慮與被評價事物相關(guān)的多個因素，從而做出綜合評價，由于多因素、多層次對事物進行綜合評判，從而較全面地反映出了某一事物優(yōu)劣，評價效果較好。

對因個數(shù)較多的綜合評判問題，常采取二級、三級等多級綜合評判方法來解決，在這里，對二級模糊綜合評判的步驟和方法說明如下，以此類推，從而得出三級以及多級綜合評判。

評價步驟如下：

1）將因素集U中的因素，按某些共性集中為若干子集，此處i=1，2，ui1，ui2，…，uin均為U的因素（或指標）），使得i=1，2，...，k，ui1，ui2，...，uin均為U的因素（或指標）），使得

2）選擇評價集V=｛v1，v2，...，vm｝，此處，vj（j= 1，2，…，m）表示評價的第j個等級。

3）一級評判：先對Ui中的ni個因素（或指標）進行單因素評判，定出每個因素對于各評價等級的隸屬度。無論用什么方法進行單因素評判，都是要給出從U到V的一個模糊映射。

f：U→T（V）

則由模糊映射f可誘導出模糊關(guān)系Rf∈T（U×V），即Rf（ui，uj）=f（ui）（uj）=rij

因此，根據(jù)以上的映射關(guān)系，得到由ui中各個因素的單因素評判所組成的單因素評判矩陣Rf，Rf可由模糊矩陣R表示：

稱R為單因素評判矩陣。

其中R中第i行Ri反映的是被評價對象的第i個因素（指標）對于評價集中各等級的隸屬度；第j列反映的是被評價對象的各個因素分別取評價集中第j個等級的程度。

確定Ui中的ni個因素（或指標）的權(quán)重Ai=（a1i，a2i，...，ani），其中Σani=1，然后，對Ui進行模糊綜合評判：作模糊變換

f：T（U）→T（V），A→f（A）=A°R=B∈T（V）

此處“°”表示廣義的合成運算，B=（b1，b2，...，bm）就是對事物的模糊綜合評判。

4）對U代表的事物進行綜合評判（二級評判）。由B1，B2，...，Bk可得U=｛u1，u2，...，uk｝的單因素評判矩陣為：若u1，u2，...，uk的權(quán)重向量為A=（a1，a2，…，ak），則對U代表事物的綜合評判為

B=A°R=（b1，b2，…，bm）

仿照二級綜合評判法，對因素更多的復雜事物，可用三級或多級綜合評判法進行綜合評判。

5）根據(jù)綜合評判結(jié)果，作出對事物的綜合評判結(jié)論。

首先，將b1，b2，…，bm歸一化得：

然后，根據(jù)實際情況采用以下兩種方法相結(jié)合的辦法對模糊綜合評判結(jié)果作評判結(jié)論。

（1）最大隸屬度法：若b＇k=max（b＇1，b＇2，…，b＇m），則可判定對此事物的評價為Vk。

（2）模糊分布法：即把B=（b1，b2，…，bm）作為對此事物綜合評判的結(jié)果，這種結(jié)果具體反映了此事物對于各個評價等級隸屬度的分布狀況，使人們對此事物的等級有了一個全面的了解。據(jù)此，人們便于某種決斷或處理。

3　評價結(jié)果

利用上述模型，根據(jù)濱州市2013年的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)對濱州市的水生態(tài)現(xiàn)狀進行評價，結(jié)果如表1。

表1　濱州市水生態(tài)評價結(jié)果

根據(jù)多級模糊綜合評價法中的最大隸屬度原則，濱州市水生態(tài)現(xiàn)狀評價結(jié)果為中等。

通過水生態(tài)現(xiàn)狀評價可以看出，雖然濱州水生態(tài)建設(shè)取得了一定成效，但仍存在水土資源開發(fā)不協(xié)調(diào)，客水資源利用量大，陸域水體污染嚴重，威脅近海生態(tài)與養(yǎng)殖，水網(wǎng)區(qū)河流渠道化，水資源優(yōu)化調(diào)配缺乏，近海灘涂開發(fā)過度，曬鹽增加灘涂含鹽量，城市水系水循環(huán)差，水生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育不良等水生態(tài)問題。

為進一步提高濱州市的生態(tài)文明程度，改善濱州市的水生態(tài)環(huán)境，應(yīng)優(yōu)先保護北部河口近海岸海域天然咸淡水系統(tǒng)的自然屬性，保障黃河干流廊道的生態(tài)功能和供水功能，重點打造防潮排澇安全、水環(huán)境生態(tài)健康、水土開發(fā)有度、水產(chǎn)經(jīng)濟繁榮、水資源管理高效的水生態(tài)格局。

［1］黃茁.水生態(tài)文明建設(shè)的指標體系探討［J］.中國水利，2013，特別關(guān)注_水生態(tài)文明論壇：17-19.

［2］山東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.山東省水生態(tài)文明城市評價標準［R］.濟南：山東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，2012.

［3］鄧雪，李家銘，曾浩健，陳俊羊，趙俊峰.層次分析法權(quán)重計算方法分析及其應(yīng)用研究［J］.數(shù)學的實踐與認識，2012，42（7）：99-99.

［4］李昭，花向紅.多級模糊綜合評判算法的實現(xiàn)及應(yīng)用［J］.地理空間信息，2008，6（6）：94-96.基金項目：水利部公益項目（201401003）；濱州市2015年度科技發(fā)展計劃項目（編號：2015ZC0112）；水利部公益推廣項目（TG1407）。

（責任編輯趙其芬）

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1009-6159（2016）-07-0030-02

2016-02-28

李鵬（1981—），男，工程師