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基于改进层次分析法的航道生态性评价研究

陈建 傅学诚 李昕 张会杰 汪越

陈建,傅学诚,李昕,等. 基于改进层次分析法的航道生态性评价研究[J]. 水利水运工程学报,2021(5):33-39. doi:  10.12170/20210207001
引用本文: 陈建,傅学诚,李昕,等. 基于改进层次分析法的航道生态性评价研究[J]. 水利水运工程学报,2021(5):33-39. doi:  10.12170/20210207001
(CHEN Jian, FU Xuecheng, LI Xin, et al. Ecological evaluation of waterway based on improved analytic hierarchy process [J]. Hydro-Science and Engineering, 2021(5): 33-39. (in Chinese)) doi:  10.12170/20210207001
Citation: (CHEN Jian, FU Xuecheng, LI Xin, et al. Ecological evaluation of waterway based on improved analytic hierarchy process [J]. Hydro-Science and Engineering, 2021(5): 33-39. (in Chinese)) doi:  10.12170/20210207001

基于改进层次分析法的航道生态性评价研究

doi: 10.12170/20210207001
基金项目: 国家自然科学基金面上项目(52079053)
详细信息
    作者简介:

    陈 建(1979—),男,河南南阳人,副教授,博士,主要从事水沙灾害及其防治方向的研究。E-mail:chenjian@ncwu.edu.cn

    通讯作者:

    傅学诚(E-mail:2322497362@qq.com

  • 中图分类号: X522

Ecological evaluation of waterway based on improved analytic hierarchy process

  • 摘要: 针对传统层次分析法中存在繁琐计算的可能性及容易出现严重的不一致性这两个问题,综合考虑了最优传递矩阵和“三标度法”的优点,形成改进的层次分析法。参考现有研究基础,构建航道生态性评价体系。评价体系由1个目标、6个准则和17个指标构成。以长江中游荆江航道为例,对荆江航道整治工程前后的2011年和2015年进行评价与对比,得出:荆江航道的健康程度(Channel Health Index,ICH)由2011年的“良好”(ICH=3.432)上升为2015年的“优秀”(ICH=4.187),整治工程前后荆江航道生态性有了显著改善。按照健康指数提升的成因划分,将准则层下的6个功能归为4类影响因素;采用改进层次分析法与用传统层次分析法计算得出的结果相对偏差为0.94%(2011年)和0.40%(2015年),在简化构造比较矩阵的评判标度和优化矩阵一致性的同时确保了计算结果的准确性。
  • 图  1  荆江航道生态性评价体系分层结构

    Figure  1.  Hierarchical structure of Jingjiang waterway ecological evaluation system

    表  1  评价体系指标的评分标准及分值

    Table  1.   Scoring standard and score of evaluation system index

    指标代号
    评分标准得分指标代号
    评分标准得分
    543212011年2015年543212011年2015年
    C1/% ≥95 ≥90 ≥80 ≥70 <70 3 5 C10 3.5 ≥1.5 ≥1.0 ≥0.5 <0.5 3 4
    C2/% ≥95 ≥80 ≥65 ≥60 <60 4 5 C11/m 1倍河宽 0.5河宽 0.25河宽 0.1河宽 <0.1河宽 2 3
    C3/(个/100 km) ≤0.3 ≤0.6 ≤0.9 ≤1.2 >1.2 3 3 C12/% ≥95 ≥90 ≥80 ≥70 <70 3 5
    C4 ≤50 ≤100 ≤200 ≤300 >300 3 4 C13/% <20 <30 <40 <50 ≥50 4 4
    C5 58~60 48~52 40~44 28~34 <22 3 3 C14/% ≥90 ≥80 ≥60 ≥40 <40 5 5
    C6 很好 较好 一般 极差 2 3 C15/% ≥95 ≥80 ≥65 ≥60 <60 3 4
    C7/% ≥30 <30 <20 <15 <10 5 5 C16 千年一遇 百年一遇 50年一遇 20年一遇 10年一遇 4 5
    C8/% ≥90 ≥80 ≥60 ≥40 ≥20 4 4 C17/(mg·L−1 ≥7.5 ≥6 ≥5 ≥3 ≥2 4 5
    C9/% ≥50 ≥40 ≥30 ≥20 ≥10 4 4
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    表  2  比较矩阵A中各元素及重要性指数ri

    Table  2.   Comparison matrix elements and importance index ri

    aijB1B2B3B4B5B6ri
    B11020025
    B22122029
    B30010012
    B42021027
    B522221211
    B60010012
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    表  3  评价体系17个指标绝对权重

    Table  3.   Absolute weight table of 17 indexes of evaluation system

    指标代号绝对权重指标代号绝对权重指标代号绝对权重
    C1 0.054 C7 0.031 C13 0.109
    C2 0.025 C8 0.015 C14 0.044
    C3 0.011 C9 0.005 C15 0.190
    C4 0.005 C10 0.033 C16 0.190
    C5 0.103 C11 0.013 C17 0.052
    C6 0.103 C12 0.018
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    表  4  荆江生态航道健康指数计算结果

    Table  4.   Calculation results of Jingjiang ecological channel health index

    目标层指标层指标绝对权重得分各指标健康指数ICH
    2011年2015年2011年2015年
    荆江河段航道生态性评价体系 通航水深保证率 0.054 3 5 0.161 0.268
    航标设备完善率 0.025 4 5 0.100 0.125
    水系连通程度 0.011 3 3 0.034 0.034
    船只发生事故总数 0.005 3 4 0.016 0.021
    鱼类完整性指数 0.103 3 3 0.309 0.309
    珍稀物种存活状况 0.103 2 3 0.206 0.309
    湿地保留率 0.031 5 5 0.153 0.153 3.432(2011年)
    生态需水满足度 0.015 4 4 0.058 0.058
    植被覆盖率 0.005 4 4 0.022 0.022
    景观多样性数值 0.033 3 4 0.099 0.132
    河岸缓冲带宽度 0.013 2 3 0.027 0.040
    饮用水安全保证率 0.018 3 5 0.054 0.090
    水资源开发利用率 0.109 4 4 0.436 0.436 4.187(2015年)
    功能区水质达标率 0.044 5 5 0.221 0.221
    防洪工程措施达标率 0.190 3 4 0.570 0.760
    最大排蓄洪水能力 0.190 4 5 0.760 0.950
    溶解氧量 0.052 4 5 0.208 0.260
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-02-07
  • 网络出版日期:  2021-07-17
  • 刊出日期:  2021-10-25

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