城市河道整治效果综合评价体系研究
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2022年10月26日 10:09:18
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目前,模糊综合评价法、模糊聚类分析法、层次分析法等方法常用于城市水环境治理效果评价当中。模糊综合评价法(fuzzy comprehensive evaluation method)具有结果清晰,系统性强等特点。模糊聚类法(Fuzzy Cluster Analysis)的优点是模型直观,结论表现形式简洁明了,缺点是在分析的影响因素较多的情况下,结论的获得有一定困难。层次分析法(The analytic hierarchy process)能够将定性和定量问题相结合,其具有较强的复杂问题解能力,应用更为广泛。

目前,模糊综合评价法、模糊聚类分析法、层次分析法等方法常用于城市水环境治理效果评价当中。模糊综合评价法(fuzzy comprehensive evaluation method)具有结果清晰,系统性强等特点。模糊聚类法(Fuzzy Cluster Analysis)的优点是模型直观,结论表现形式简洁明了,缺点是在分析的影响因素较多的情况下,结论的获得有一定困难。层次分析法(The analytic hierarchy process)能够将定性和定量问题相结合,其具有较强的复杂问题解能力,应用更为广泛。

本文基于城市河道特点及主要水环境问题,探索综合高效的河道岸上、岸下评价指标,构建合理的评价体系以对城市河道整治效果进行全面、客观、准确的评价,进而为城市河道水环境综合整治提供技支撑。

1??评价指标体系的构建原则

综合评价指标体系是由若干相互联系的指标构成。河道综合整治评价指标体系的建立应根据整治目标,选择合适的评价指标。

同时,筛选评价指标时应将主客观指标相结合,筛选出的评价指标应具有独立性及可造作性,应能够精准,清晰的反映出河道整治后的效果,应尽可能将众多影响因素进行量化,并以直观的方式体现出来。本文的技术路线如图1所示。

图1??技术路线

2??综合评价体系构建及评价方法

2.1??综合评价体系构建

城区河道水环境综合整治效果的评价不仅要对水质改善效果进行评价,同时应该对河道及周边自然环境改善情况进行评价。

本文结合目前河道综合整治的新思路,从岸上面源污染控制、岸下河道水体水质改善、河道整体景观改善及公众满意度等方面构建城市河道整治效果岸上、岸下综合评价体系。

2.2??评价方法

层次分析法是以某一评价目标为准绳,进而将待评价的目标中的不同要素进行清晰、明了及层次性分析、分解,然后以一定标准对分解出的不同层次的指标进行逐一赋值打分,最后计算出每一项基础指标的权重。本文将利用层次分析法构建河道综合整治效果评价体系。

围绕某一目标,通过征询相关专业领域专家或权威人士的意见和看法的调查方法称为专家调查法。本文准则层和目标层各指标权重的确定通过专家调查法获得,并设定总权重值为1。

将某种特定污染物的实际测量浓度与该种污染物的评价标准进行比较,进而进行水质类别评定的方法称为单因子污染指数法。本文单因子指数法将用于径流污染控制指标及河道水质改善指标计算、评价当中。

3??河道岸上、岸下联动综合指标选取

影响城市河道整治成效的因素较多,需在众多因素中筛选出最具有代表性指标。本次研究根据建立的评价指标体系,进行河道岸上、岸下综合指标筛选。

3.1??面源污染控制指标

由降雨引起的雨水径流携带大量污染物进入河道是城市河流面源污染的主要原因。因此,本文面源污染指标主要选择以下几类。

(1)降雨量。监测降雨情况,提供准确的降雨数据,支持面源污染控制径流量及径流污染负荷控制计算。

(2)径流量。通过监测典型设施对所服务汇水区的降雨控制量,支持面源污染控制效果评估。

(3)径流水质。大量的研究结果表明,在我国的城市雨水径流中化学需氧量、总磷、总氮和铅等污染物的浓度值常高于地表水环境质量V类标准。因此选取雨水径流中的氨氮、化学需氧量、总磷、总氮和铅等指标进行评估。

3.2??水质改善效果指标

水质改善效果指标能够直接体现河道生态系统的优劣。总磷含量的多少能够表征河道水体富营养化程度的高低。水体中高浓度的氨氮含量不仅会造成水体富营养化,甚至会导致水生动物等的死亡。溶解氧是评判水质优劣的重要指标。高锰酸盐指数是表征有机物污染水体的重要指标之一。本文利用总磷、氨氮、溶解氧、化学需氧量、高锰酸盐指数等极具代表性指标进行评估。

3.3??河道景观改善效果指标

河岸空间的景观效果指标是评估城市河道整治成效的重要指标之一。本次研究根据文献调研及经验选取绿化率、景观设施、空间开放性及亲水性4项指标对河道景观改善效果进行评价。

绿化率指标是表征河道整治完成后绿化程度的一项综合性指标。

景观设施指标是表征景观设施的多少、优劣的一项综合性指。

空间开放性是河道整治完成后沿岸空间对于公众的开放程度。

亲水性指标是表征河道整治完成后河道资源对于社会的可达程度。

3.4??公众满意度指标

公众满意度指标河道整治完成后周边区域社会群众对于整治成效的满意程度,该指标是评估河道整治成效的重要指标之一。

4??河道岸上、岸下综合整治效果评价

4.1??评价层指标值判定

评价指标层各指标计算如下。

4.1.1??面源污染评价指标 C 1 , C 2

径流量控制指标 C 1 和径流污染控制指标 C 2 是表征面源污染控制效果的主要指标,通过对实际降雨事件的径流过程、污染过程及总排口的流量、水质指标进行监测并获取相关资料,进而开展评价。

其中,径流污染控制指标根据监测的不同污染物浓度值,采用单因子指数法进行评价。

4.1.2??水质改善效果评价指标 C 3

本次研究,涉及的水质改善监测指标包括总磷、总氮、氨氮、高锰酸盐指数、溶解氧、化学需氧量( COD )等6项代表性指标。并且,采用单因子指数法评价水质改善效果。

4.1.3??河道景观改善效果指标 C 4 , C 5 , C 6 , C 7

绿化适宜度和景观设施均按照定性评价,空间开放性指标包括河道沿线绿道的连通程度,以及河道的亲水程度;亲水性指标包括设施的使用率、亲水平台的设置。

4.1.4??公众满意度指标 C 8 , C 9 , C 10

对整治河道两岸的居民、行业内专家及城市河道管理部门相关领域人员进行调查,根据各类调查对象的满意度进行统计、赋分,求得相应的 C 8 C 9 ,   C 10 指标。

4.2??准则层计算方法

本文准则层各指标根据加权平均法计算,其中,

(1)面源污染控制评价指标:

B 1 = C 1 · W c1 + C 2 · W c2

(2)水质改善效果评价指标;

B 2 = C 3 · W c3

(3)河道景观改善效果评价指标:

B 3 = C 4 · W c4 + C 5 · W c5 + C 6 · W c6 + C 7 · W c7

(4)公众满意度评价指标:

B 4 = C 8 · W c8 + C 9 · W c9 + C 10 · W c10

式中: W c1 ~ W c10 为各指标的相应权重值。

4.3??目标层综合评价计算

本文目标层综合整治效果评价指标(A)根据加权平均法计算,评价标准见表1。公式为:

A = B 1 · W B1 + B 2 · W B2 + B 3 · W B3 + B 4 · W B4

式中:WB1~WB4分别为各指标的相应权重值。

表1??分值 A 评价标准对应

4.4??各权重值确定

本文各层级指标权重的确定采用专家调查法。

4.4.1??面源污染指标层指标权重

面源污染评价层指标包括径流量控制指标 C 1 及径流污染控制指标 C 2 ,提高径流量控制率能够有效控制径流污染,因此 W c1 , W c2 分别取0.3、0.7。指标 B 1 通过监测手段,经计算获得。其能够准确地表征面源污染对河道的贡献,故其权重 W B1 为0.3。

4.4.2??水质改善指标层指标权重

水质改善指标 C 3 能够直观的表示出河道环境综合整治效果,且通过定量计算获得,权重值 W c3 为1。指标 B 2 可以较为精确的表征河道的水环境现状,故其权重最大, W B2 为0.4。

4.4.3??景观改善指标权重

河岸绿化( C 4 )、景观设施( C 5 )、空间开放性( C 6 )、亲水性( C 7 )可以反映出河道整治的感官效果,各项指标重要性相同,因此 W c4 ~ W c7 均取0.25;指标 B 3 需通过定量测定和定性评价获得,故权重 W B3 取0.2。

4.4.4??公众满意度指标权重

河道整治效果与居民生活息息相关,居民对整治效果具有真切感受,因此,指标权重最大, W c8 为0.50;专家可以从专业角度给出评价,指标权重 W c9 为0.30;有关部门对治理情况较为熟悉,故指标的权重 W c10 为0.20。指标 B 4 主观性强,存在差异性,其权重 W B4 为0.1。

4.5??测评实例

以无锡某河流综合整治后治理效果为例进行评价计算。 该河道为无锡市城区的主干河道,也是一条兼具引排、航运、调水的景观河道,经监测、调查、计算可以得到该河道整治周围年径流总量控制率为70%,河道长期监测数据显示河道水质基本保持在IV类水,个别月份水质能达到III类水质标准。 但河岸多为硬质铺装,绿化与景观设施较少; 目前河岸基本完全贯通,市民常在河边休闲散步,亲水性较好,整治后各方满意度都较高。

依据本文建立的评价指标体系对该河道进行综合评估,可得出总得分为3.5,这说明整治效果较为明显。 

5??结论与展望

本研究建立的城市河道岸上、岸下综合评价体系能够对河道水环境综合整治效果进行综合、定量、清晰评价。能够为城区河道精准治理与科学管控提供指导。但同时也存在一定的不足,在今后的研究中,研究者可以将生物量、生物多样性等指标进行进一步考量,建立更加全面、健康的河道岸上、岸下综合评价体系,从而为河流综合整治提供更为精细化的解决方法。

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