基于層次分析法的寧?？h生態護岸選型研究

中圖分類號：TV85文獻標識碼：BDOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2025.06.001

引用格式：，，，等.基于層次分析法的寧?？h生態護岸選型研究[J].中國水土保持，2025（6）：1-3，6.

傳統護岸多采用漿砌石、混凝土等硬質材料，主要從抗沖防洪等安全角度考慮，忽視了水體、護岸的生態交互，不利于水生動植物的繁衍棲息，影響水體的自凈功能。自20世紀90年代以來，對生態護岸的研究與應用開始得到重視，并取得了一定的進展[1]根據材料的組成可將生態護岸分為天然材料護岸、天然材料與人工材料相結合的護岸。河道生態護岸選型方法不同，評價指標的選取也不同。目前對生態護岸的評價以層次分析法為主，從穩定性、生態性、經濟性、社會性等角度，選取具有代表性的指標，結合專家打分，得到不同生態護岸的評分[2]，由此可擇優選型。寧海縣位于浙江省寧波市南部沿海，全縣流域面積大于 10km² 的獨立水系有13條。筆者以浙江省寧?？h平原河道為例，基于層次分析法，對生態護岸的選型進行研究，以期為同類項目提供參考。

1評價指標體系

1.1評價指標體系的建立

參考《水力計算手冊》、《水利工程生態護岸設計規程》（T/GDHES001—2022），結合現有研究成果和寧?？h堤岸工程規劃，考慮指標的完整性、系統性、代表性、簡潔性、可操作性，運用層次分析法構建寧海縣平原河道生態護岸綜合評價指標體系（見表1）。評價體系分3層，即目標層、準則層和指標層。目標層即寧?？h幸福河湖生態護岸綜合評價；準則層包括護岸的安全穩定性、生態功能性、經濟社會性3個方面；指標層包括護坡抗沖性、耐久性、護坡穩定性等6項定量指標，以及材料環保性、施工難易度、整體協調性3項定性指標。

1）護坡抗沖性。用不沖流速 v 表示，依據《水利工程生態護岸設計規程》（T/GDHES001—2022）附錄B中的規定，考慮到寧?？h平原河道流速較低，確認 vgt; 2m/s 時滿足平原河道護坡抗沖性要求。

2）耐久性。用使用壽命 χ_t 表示，以護岸主體結構在保持正常運行狀態下的使用時間來表征。對于塊石、混凝土護岸，正常使用壽命可達 50a ;對于格賓石籠擋墻護岸，其鋼絲銹蝕斷裂后即認定護岸失去正常使用功能，鋼絲在有腐蝕的環境下能正常使用30a左右；對于土工袋、抗沖植生毯等護岸，土工織物的使用壽命為 20～40a 。由此，認定 tgt;50 a為最好。

3）護坡穩定性。用坡度系數 ?_m 表示， m 越大表明坡度越緩，植被固坡能力越強，根據《堤防工程設計規范》（GB50286—2013），為控制建設成本， m 不宜大于5。

4）通道暢通度。即護岸與空氣、植物、水體的交互能力，用護岸材料孔隙率 p 表示。參考《格賓網石籠擋土墻的設計和計算方法》《生態混凝土應用技術規程》（CECS361—2013）、《水利工程生態護岸設計規程》（T/GDHES001—2022），認定格賓石籠的孔隙率為 30%～40% ，生態混凝土孔隙率為 25%～30% ，多孔混凝土孔隙率為 25%～30% ?；谏鷳B護岸，認定孔隙率 p?50% 時通道暢通度好， plt;10% 時通道暢通度差。

5）植被覆蓋度。用植被莖葉在護岸上的垂直投影長度占護岸全長的比例 F（%） 表示，基于生態護岸，認定 Flt;30% 時覆蓋度差， Fgt;60% 時覆蓋度好。

6）材料環保性。根據護岸斷面中人工材料和自然材料的占比、護岸孔隙率等綜合定性判斷。

7）建設成本。用生態護岸設計斷面建設成本 c 表示，包括護岸和護坡的建設成本。參考寧?？h工程建設成本，認定 C?1 000 元/ 時建設成本低， C? 3000元/ 時建設成本較高。

8）施工難易度。不同護岸所需的材料不同，施工工藝和方法也不盡相同，施工難度各有區別。根據護岸材料獲取、運輸、施工工藝、施工機械、場地施工條件等綜合定性判斷。

9）整體協調性。依據景觀優美度，以及生態護岸與周邊景觀、人文休閑娛樂等適宜程度綜合定性判斷。

1.2 評價指標賦分標準

每個單項指標賦分10分，得分小于0分時按0分計，超過10分時按10分計。基于以上認定結果，各指標賦分標準見表2。考慮各指標的取值范圍、單位各有不同，為統一評分標準，對各指標的賦分進行率定，通過對數據進行無量綱化處理，得到各指標評分

2 評價模型

1）層次分析法。該方法是一種常用的決策分析方法，它通過專家打分來構建判斷矩陣，進而確定各因素的相對重要性。為保證判斷矩陣的合理性，需對其進行一致性檢驗，計算公式為

R_c=I_c/I_R

式中： I_c 為一致性指標； λ_max 為判斷矩陣的最大特征值； n 為判斷矩陣的階數； R_c 為檢驗系數，一般認為 R_c lt;0.1 時判斷矩陣符合一致性檢驗； I_R 為平均隨機一致性指標。

基于層次分析法，構建寧?？h平原河道生態護岸綜合評價指標判斷矩陣，經一致性檢驗后計算各指標權重平均值，以此確定各指標的最終權重值，見表3。從準則層來看，安全穩定性權重最大，指標最重要，其次是生態功能性；從單項指標來看，護坡抗沖性權重最大，其次為通道暢通度和耐久性。

2）綜合評分。將各指標實值無量綱化處理后，按生態護岸綜合評價指標賦分標準得到各指標評分，再乘以權重得到綜合評分，以此為據可判優劣。計算公式為

式中： N 為生態護岸綜合評分； B_i 為第 i 個準則層的權重； C_ij 為第 i 個準則層中第 j 個指標所占的權重； X_ij 為第 i 個準則層中第 j 個指標的評分； l 為準則層的個數；k 為指標層中指標的個數

3生態護岸評價模型應用

3.1 工程概況

選擇寧?？h寧東新城二干渠一期整治工程為研究對象。工程位于寧海縣寧東新城，項目區屬亞熱帶季風濕潤氣候區，四季分明，雨水充沛，光熱條件較優；年均氣溫 16.2^°C ，年均無霜期 230d ;年均降水量1646.7mm ，降水大多集中在5一9月，約占全年降水量的 65.8% 。地貌類型為山前海相沉積平原，地勢平坦，僅東側分布有丘陵，周邊農田密集，河網密布，地面高程 1.5～3.0m 。出露土層上部以海相沉積的黏土和淤泥為主，下部以沖洪積圓礫層為主。根據毛嶼港流域防洪排澇需求，結合《寧海經濟開發區（寧東新城）排澇規劃（2017年）》等，確定工程建設的主要任務為收集河道沿線平原澇水南排入海，提升區域的排澇能力。建設內容為治理河道 1.068km ，其中主線長0.803km 岸距寬 20m ，支線長 0.265km 、岸距寬14m ;設計二干渠河道級別4級、排澇標準20a一遇。

3.2 護岸選型

根據工程特點及規劃要求，護岸采取堤岸分離、帶平臺的下直上斜復合式擋墻結構，設置寬 2m 的親水平臺，護坡垂直投影長 3m ，坡度系數為2。根據河道沿線情況，工程設計擋墻 + 護坡的護岸結構，選取格賓石籠擋墻、生態砌塊擋墻作為擋墻結構，干砌石、植草、抗沖植生毯、格賓石籠、聯鎖塊植草5種護坡，利用生態護岸評價模型進行方案比選，其結果見表4、表5。

3.3 評價結果

由表4、表5可知，生態砌塊擋墻 + 抗沖植生毯護坡組合的方案綜合評分最高，為最優護岸類型。對于同一護坡，在其余條件相同情況下，與生態砌塊擋墻組合的安全穩定性、生態功能性、經濟社會性優于與格賓石籠擋墻組合；對于同一擋墻結構，5種護坡綜合得分排序均為抗沖植生毯護坡 gt; 格賓石籠護坡 gt; 植草護坡gt;聯鎖塊植草護坡 gt; 干砌石護坡。由此可見，生態砌塊擋墻與抗沖植生毯護坡組合的安全穩定性、生態功能性、經濟社會性優于與其他護坡組合。

4結束語

在河道整治項目中，生態護岸的選擇是一個較為復雜的過程，影響因素眾多。本研究參考《水力計算手冊》、《水利工程生態護岸設計規程》（T/GDHES001—2022），結合現有研究成果和寧海縣堤岸工程規劃，基于層次分析法構建了寧?？h平原河道生態護岸綜合評價指標體系及賦分標準，建立了生態護岸綜合評價模型，并以寧海縣二干渠一期整治工程為例進行了應用。結果表明：寧海縣二干渠一期整治工程最佳護岸類型為生態砌塊擋墻 + 抗沖植生毯護坡組合；建立的生態護岸綜合評價指標體系和模型可操作性強，能客觀、定量地評價各護岸的安全穩定性、生態功能性、經濟社會性，有效降低人為判定的主觀影響，可推廣應用。

參考文獻：

[1］賈天寧.基于層次分析法的生態護岸適用性評價及應用研究[D].鄭州：華北水利水電大學，2022：1-2.

［2］黃迪.大沽河生態護岸技術的試驗與評價研究[D].青島：青島理工大學，2016：19-20.

（責任編輯 張緒蘭）