基于AHP層次分析法的湯旺河湯原段示范河湖評價

李 棟，王立權，李鐵男，蘇 玥

(1.黑龍江大學 水利電力學院，哈爾濱 150080； 2.黑龍江省水利科學研究院，哈爾濱 150080)

為貫徹落實水利部部署，黑龍江省啟動省級示范河湖創建工作。2020年3月，黑龍江省河湖長制辦公室印發《關于開展示范河湖創建工作的通知》，經過市(地)級推薦和省級遴選，湯旺河湯原縣段入選。本文選用層次分析法(AHP)，全面構建湯旺河示范河湖評價體系，并對湯旺河湯原段的開發進行定量評價，為政府決策和相關部門進行河長制設計、創建示范河湖提供一定的參考和科學依據。

1 研究區概況

湯旺河湯原縣境內全段建設示范河湖，起點為伊春與湯原交界處，終點位于湯旺河入松花江河口處(圖1)，示范段河道中心線全長 41.8 km，流經香蘭鎮、湯原鎮、竹簾鎮3個鄉鎮和1個林場。河段特點為水系發育，支流較多，河道彎曲系數約1.82，平均比降約1/1 400，河谷開闊，河道平均寬度230 m，入河口處寬達360 m，是遼闊的沖擊平原。

圖1 湯旺河湯原示范河段示意圖

2 研究方法

示范河湖評價涉及責任體系、制度體系、基礎工作、河湖管理、水域岸線、河湖管護和創新舉措七大方面。為了更清晰、直觀地從各個方面對示范河湖建設進行評價和分析，本文采用層次分析法(AHP)進行評價。

2.1 構建層次分析模型

仔細分析邏輯關系后，將示范河湖評價的基本事件歸類為目標層、準則層、指標層，從而建立層次分析模型[2]。

2.2 影響因素權重計算

影響因素權重計算過程如下：

1) 構造判斷矩陣。判斷矩陣是對于每一個層次中兩兩元素比較而言的，即為找出一個指定的因素，將它與該層內其他指標進行兩兩比較；根據實際情況，對其比較結果進行合理的賦值，將該層次內每一個指標兩兩比較賦值完成后就可得到一個正負反判矩陣，該矩陣表示各指標的重要性比值分布。

2) 其中，Bij表示準則與準則相對于目標的重要性比例標度。目前，被廣泛使用的是1-9標度法[3]，詳細含義見表1。

表1 正負反判矩陣1-9標度

3) 計算因素的相對權重。必須要得到各層次所有指標的相對權重才能反映出各個指標的重要性程度，只得到判斷矩陣是不夠的。于是首先要對判斷矩陣進行歸一化處理，本文應用算術平均法求得權重[4]。數據處理方面利用Matlab來求解。

4) 一致性檢驗。在構建正負反判矩陣時，由于人們意識的主觀性影響和系統本身的復雜性，在比較這兩個指標時，不可能達到判斷的完全一致性。這通常會導致較大的誤差，因此需要測試判斷矩陣的一致性。測試過程如下：

(1)

式中：n為判斷矩陣的階數；λmax為最大特征值。

需要引入平均隨機一致性指標RI來衡量和計算是否有偏差，并通過式(2)計算CR是否小于0.1。若小于0.1，則認為判斷矩陣的一致性能夠經受住檢驗。

(2)

RI取值詳見表2。

表2 RI取值

3 層次分析法在示范河湖評價中的應用

3.1 層次模型的構建

按照層次模型與示范河湖評價指標的要求，構建示范河湖評價模型，分為目標層、準則層、指標層，見圖2。示范河湖主要從責任體系、制度體系、基礎工作、河湖管理、水域岸線、河湖管護和創新舉措七大方面進行評價。

圖2 示范河湖評價指標層次結構

3.2 各層次中影響因素的權重計算

3.2.1 準則層

1) 構造準則層判斷矩陣。公式如下：

2) 計算因素的相對權重。利用軟件Matlab進行編程計算，得到準則層各因素權重為:

W=[0.129 7,0.074 5,0.217 2,0.129 7,0.078 3,0.032 43,0.046 3]。

3) 一致性檢驗。利用軟件Matlab進行編程，由式(1)、式(2)計算得出CI=0.016；CR=0.011 8(0.011 8<0.10)；滿足一致性檢驗要求，說明計算結果能夠經受住檢驗。

3.2.2 指標層

整理后的計算數據見表3。

表3 A-B(B1-B7)準則層判斷矩陣和各因素的權重值

按照上述方法，構造指標層判斷矩陣，計算各因素權重、一致性指標CI、一致性比率CR，并對判斷矩陣進行一致性檢驗。整理后的計算數據見表4-表10。

表4 B1-C(C1-C5) 指標層判斷矩陣和各因素的權重值

表5 B2-C(C6-C8)指標層判斷矩陣和各因素的權重值

表6 B3-C(C9-C13)指標層判斷矩陣和各因素的權重值

表7 B4-C(C14-C18)指標層判斷矩陣和各因素的權重值

表8 B5-C(C19-C23)指標層判斷矩陣和各因素的權重值

表9 B6-C(C24-C28)指標層判斷矩陣和各因素的權重值

表10 B7-C(C29-C30)指標層判斷矩陣和各因素的權重值

4 湯旺河湯原段示范河湖評價

湯旺河湯原段示范河湖建設以“防汛安瀾河、生態健康河、農業命脈河、文化傳承河、綠水經濟河”為目標定位，將水利部要求的示范河湖建設標準進一步細化、實化，從責任體系、制度體系、基礎工作、管理保護、水域岸線、河湖管護、創新舉措七大方面進行系統治理和綜合治理。根據示范河湖評價體系，對照準則層7項指標，對湯旺河湯原段示范河湖開展評價應用。

4.1 湯原縣示范河湖建設工作具體情況

4.1.1 責任體系

湯原縣出臺了《湯原縣河長履職細則》，發布了湯原縣河長巡查制度的通知，規定了各河長巡河次數，并且各級河長按要求進行巡河，河長巡河記錄、巡河執行率7等佐證材料完備。湯原縣發布河道管理處2020年工作謀劃，明晰河湖管理保護部2020年度重點工作任務分解。河湖管理保護部門年度重點工作任務逐項落實實施到位，相關佐證完備。面向群眾招募民間河長并頒發聘書，各民間河長登記在冊。在縣內開展志愿者活動，并發布簡報。出臺《湯原縣河長制部門聯動工制度》，并協同相關責任單位，推動了湯原縣河長制工作。

4.1.2 制度體系

湯原縣出臺河湖長會議、信息共享、信息報送、督導檢查、考核、驗收6項制度文件，各制度落實佐證完備。出臺舉報受理、河湖長巡查、工作督辦、河湖管理巡查檢查制度，同時發布了湯原縣采砂專項整治行動聯動制度、聯席會議制度，各項制度落實佐證完備。與伊春市南岔縣構建合作框架，建立跨區域聯保聯治機制，開展聯保聯治工作的佐證材料完備。

4.1.3 基礎工作

湯旺河湯原縣段完成了“一河(湖)一檔”的建立，且信息完備?！耙缓?湖)一策”方案(2021-2023年)編制完成，且通過技術審查并簽發。公示牌內容規范，標明河湖(長)職責或任務、河湖概況、管護目標、河湖長姓名、河湖長職務、聯系或監督舉報電話等內容，公示牌信息更新及時，監督舉報電話正確、暢通。完成了湯旺河管理范圍劃界，編制完成了河湖管理劃界報告，并通過技術審查意見。編制完成岸線保護利用規劃報告，通過專家審查意見。編制完成采砂規劃報告，通過專家審查。

4.1.4 河湖管理

湯原縣按時限完成了“一河一策”方案任務清單。湯原縣河湖長召開專題會議協調解決重大問題，持續開展河湖“清四亂”、水污染防治專項行動。編寫保潔手冊，規范河湖管護工作；各鄉鎮設立公益崗位，支付年度經費 127.8 萬元。湯原縣各鄉鎮巡河人員名單及其護河員工作照片等作證材料完備。湯旺河湯原段具有完善的河湖監測體系，設立國控監測斷面 1 處，重點地區配備攝像頭，能定期掌握檢查水量、水質、水環境，水質監測及信息平臺等佐證材料完備。

4.1.5 水域岸線

湯原縣發布劃界公告，示范河湖建設期間，共埋設界樁共 170 個。湯原縣發布關于印發《湯原縣公安局與湯原縣水務局涉水領域聯合執法聯動機制》的通知和湯原縣推行河長制工作領導小組關于印發《水政執法與河道巡河員聯動機制工作方案》的通知，并開展“亮劍護河”實施方案。示范河段內設置明顯河湖警示標志、示范河湖宣傳牌和重點區域設置圍欄。湯原縣嚴格按照《黑龍江省水利工程管理條例》《堤防工程養護修理規程》(SL 595-2013)等法規、規范，落實工程管理機構，配備專業管理人員，及時維修養護，保持工程完整，制止破壞工程設施行為。

4.1.6 河湖管護

湯原縣 2020 年“清四亂”常態化銷號佐證完備。湯旺河湯原縣段示范段無斷流情況，陶家水電站生態流量泄放計劃、方案等佐證完備，劃分完成水功能區，功能區內水質達標。完成入河排污口基本信息調查。完成了 2020 年農業“三減”總結的編制。河湖岸線綠化良好，河岸帶喬灌草植被覆蓋率 50%以上。制作河湖岸帶濱水濱岸優美景觀宣傳片。湯原縣湯旺河段重要位置和人類活動密集區設置警示標志標識，配備必要的安全救生設施，合理布置親水便民配套設施。

4.1.7 創新舉措

編制完成水量分配報告，打造水文化、水景觀宣傳工程，大力宣傳以“引湯精神”為首的湯原特色水文化。

4.2 對湯原縣示范河湖評價

根據收集和掌握的7個方面的指標數據，對層次分析法(AHP)在湯旺河湯原段示范河湖的應用進行分析和評價[5]，見表11和表12。經分析評價，湯旺河湯原段綜合得分為17.667 6分(滿分為18.102分)，效果顯著。

表11 湯旺河湯原段示范河湖得分

對示范河湖的準則層指標和目標層指標評分按式(3)進行計算:

評分=∑Wiai

(3)

式中:Wi為各指標的權重;ai為各指標得分。

計算結果見表12。

表12 湯旺河湯原段示范河湖評價

5 結 論

本文從責任體系、制度體系、基礎工作、河湖管理、水域岸線、河湖管理和創新措施七大方面分析了示范河湖的評價方法，并運用層次分析法(AHP)建立了適合湯旺河湯原段示范河湖評價的3層指標模型。湯旺河湯原段示范河湖的評價得分為17.667 6分，滿分為18.102分。通過對湯原縣示范河湖的考核評價結果和成果進行對比，認為評價結果真實，與實際情況相符。

評價結果表明，基于層次分析法(AHP)的評價模型具有一定的可信度。湯旺河湯原段示范河湖建設得到了有效的評價，為今后做好示范河湖評估和優化完善符合當地條件的河湖治理標準提供了科學依據，有助于建成 “河暢、水清、岸綠、景美、人和”的示范河湖。實現了“防洪保安全、優質水資源、健康水生態、宜居水環境、先進水文化”的目標，成為人民群眾滿意的幸福河，為全國北方河湖管理及河長制工作提供了樣板[6]。