CN111401677A - 生态水利工程的综合评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生态水利工程的综合评价方法,所述方法包括以下步骤:根据生态水利工程的生态特征和内涵,以及生态特征和内涵的共性因素,结合层次分析法确定包括目标层、系统层、准则层和指标层的递阶层次结构评价指标体系;获取指标层中各项指标的评分;利用层次分析法对各项指标的评分构建聚合判断矩阵,并计算各项指标的相对权重值,以及进行一致性检验;利用阈值法对各项指标的测量或调查数据进行归一化处理,并计算每个指标的归一化得分;根据每个指标的归一化得分和相对权重值计算单项指标贡献值,并通过加权法计算出综合评价值;根据综合评价值和预先划分的评分等级对生态水利工程进行评价。
Description
技术领域
本发明涉及生态水利工程技术领域,尤其涉及一种生态水利工程的综合评价方法。
背景技术
生态水利工程是兼顾水利工程建设和生态修复的工程技术,对其进行评价是制定生态水利工程方案的前提保证,也是评估生态水利工程效果的重要手段。
生态水利工程不仅解决人类发展需要的水资源问题,还解决人类生存需要的健康、稳定的生态环境问题。对于生态水利工程的评价指标应具有自然、水文水利及社会的多重属性,即要从河流的物理、化学与生物等自然特征入手,同时也要考虑其水利水文及社会服务情况。目前对水利工程评价较多,对生态水利工程的评价较少,并且仍以定性评价为主,缺少定量、科学统一的评价方法。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此,本发明的目的在于提出一种生态水利工程的综合评价方法,能够用较少的、易获取的和易实施推广的指标数据,对生态水利工程作出定量的综合评价。
为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出的生态水利工程的综合评价方法包括以下步骤:根据生态水利工程的生态特征和内涵,以及所述生态特征和所述内涵的共性因素,结合层次分析法确定包括目标层、系统层、准则层和指标层的递阶层次结构评价指标体系;获取所述指标层中各项指标的评分;利用层次分析法对各项指标的评分构建聚合判断矩阵,并计算各项指标的相对权重值,以及进行一致性检验;利用阈值法对各项指标的测量或调查数据进行归一化处理,并计算每个指标的归一化得分;根据每个指标的归一化得分和相对权重值计算单项指标贡献值,并通过加权法计算出综合评价值;根据所述综合评价值和预先划分的评分等级对生态水利工程进行评价。
根据本发明实施例的生态水利工程的综合评价方法,通过层次分析法建立包括目标层、系统层、准则层和指标层的递阶层次结构评价指标体系,并通过群决策的方式获取指标层中的各项指标的评分,以构建判断矩阵来计算各项指标的相对权重值,以及通过对各项指标的测量或调差数据进行归一化处理,得出各个指标的归一化得分,最后通过加权法计算根据各项指标的归一化得分和相对权重值计算出的单项指标贡献值得出综合评价值,用综合评价值对生态水利工程进行等级评价,由此,能够用较少的、易获取的和易实施推广的指标数据,对生态水利工程作出定量的综合评价。
另外,根据本发明上述实例提出的生态水利工程的综合评价方法还可以具有如下附加的技术特征:
具体地,选择生态水利工程评价构成所述目标层,选择水环境水生态系统、水文水利系统和社会服务系统构成所述系统层,选择物理、化学、生物、水文水环境、水利状况、供给功能、调节功能和服务效应构成所述准则层,选择影响水利工程的30项具体指标构成所述指标层。
进一步地,根据各项指标的评分对各项指标进行重要度划分,以确定各项指标对目标层的重要度,其中,各项指标的评分为百分制评分,[1-20)分为不重要、[20-40)分为一般重要、[40-60)分为明显重要、[60-80)分为强烈重要、[80-100]分为极端重要。
进一步地,将各项指标的评分聚合,形成聚合判断矩阵,以确定最终权重,其中,判断矩阵、权重计算和一致性检验均通过Matlab代码实现。
进一步地,根据阈值法,将临界阈值和期望值的差值绝对值作为分母,将指标实际值和临界阈值或者临界阈值和实际值的差值作为分子,得出与指标自身优劣状态相关的归一化得分。
具体地,与人类活动干扰正相关的指标的归一化公式为:
S=(B-X)/(B-T)
与人类活动干扰负相关的指标的归一化公式为:
S=(X-B)/(T-B)
其中,S为评级指标的归一化得分,T为期望值,B为临界阈值,X为实际值。
具体地,所述综合评价值的计算公式为:
其中,Si为第i个指标的归一化得分,Wi为第i个指标的相对权重值, Ii为综合评价值。
具体地,利用综合评价值百分制分值将生态水利工程分为为优、良、中、差、劣5个级别,以实现对生态水利工程的定量评价。
附图说明
图1为本发明实施例的生态水利工程的综合评价方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明实施例的生态水利工程的综合评价方法包括以下步骤:
S1,根据生态水利工程的生态特征和内涵,以及生态特征和内涵的共性因素,结合层次分析法确定包括目标层、系统层、准则层和指标层的递阶层次结构评价指标体系。
在本发明的一个实施例中,以鄱阳湖流域共青城典型生态水利工程为例,可选择生态水利工程评价构成目标层,可选择水环境水生态系统、水文水利系统和社会服务系统构成系统层,可选择物理、化学、生物、水文水环境、水利状况、供给功能、调节功能和服务效应构成准则层,可选择影响水利工程的30项具体指标构成指标层。表1为生态水利工程评价指标体系表,具体的递阶层次结构评价指标体系如表1所示。
表1
S2,获取指标层中各项指标的评分。
具体地,可由多名专家根据指标层中各项指标对目标层的重要度来对各项指标进行评分,并可根据专家对各项指标的评分对各项指标进行重要度划分,以确定各项指标对目标层的重要度,其中,各项指标的评分为百分制评分,[1-20)分为不重要,[20-40)分为一般重要,[40-60)分为明显重要,[60-80)分为强烈重要,[80-100]分为极端重要。
在本发明的一个实施例中,至少选择20名专家对各项指标进行评分,并取平均值以得到各项指标的评分,通过专家们的群决策评分来保证评分的准确性和可靠性。
S3,利用层次分析法对各项指标的评分构建聚合判断矩阵,并计算各项指标的相对权重值,以及进行一致性检验。
在本发明的一个实施例中,可通过层级分析法构建以各项指标的评分为基数的聚合判断矩阵,并根据判断矩阵来计算各项指标的相对权重值,以及使用判断矩阵的一致矩阵对判断矩阵进行一致性检验。其中,如果构建的判断矩阵与一致矩阵差别较大则需要重新构建判断矩阵,直至通过一致性检验为止,判断矩阵、相对权重值的计算和一致性检验均可通过Matlab代码实现。
举例而言,可构建目标层到系统层(A-B)的判断矩阵,其判断矩阵如下:
表2为共青城典型生态水利工程各层次各项指标权重表,由表2可知,对评价结果影响较大的排序前5位的指标依次是:底栖动物生物量、Chla、水植物面积占比、浮游动物BP优势度指数和浮游动物生物量,且该前5位的指标均属于水环境水生态系统层,由此可知水利工程对于水环境与水生态的改善效果是衡量水利工程好坏的重要考量部分。
表2
其中,对各层次各项指标及层次总排序进行一致性检验,一致性比例 CR<0.1,即具有满意的一致性。
S4,利用阈值法对各项指标的测量或调查数据进行归一化处理,并计算每个指标的归一化得分。
在本发明的一个实施例中,根据阈值法,将临界阈值和期望值的差值绝对值作为分母,将指标实际值和临界阈值或者临界阈值和实际值的差值作为分子,得出与指标自身优劣状态相关的归一化得分。其中,绝大多数指标归一化得分可根据自身状况分配到0~1之间,而对于个别点位的指标归一化得分,优于5%上边界分位数或劣于95%的下边界分位数,就会出现小于0或大于1的情况。其中,小于0的值记为0,大于1的值记为1。
具体地,与人类活动干扰正相关的指标的归一化公式为:
S=(B-X)/(B-T)
与人类活动干扰负相关的指标的归一化公式为:
S=(X-B)/(T-B)
其中,S为评级指标的归一化得分,T为期望值,B为临界阈值,X为实际值。
表3为生态水利工程评价指标归一化表,其中,指标归一化值可由各项指标归一化得分与各项指标测量或者调差的对应数据得出。
表3
S5,根据每个指标的归一化得分和相对权重值计算单项指标贡献值,并通过加权法计算出综合评价值。
根据共青城典型生态水利工程30个指标的归一化数值及各项指标的相对权重值,通过加权法计算综合评价值,计算公式为:
其中,Si为第i个指标的归一化得分,Wi为第i个指标的相对权重值, Ii为综合评价值。
表4为共青城典型生态水利工程得到指标评价结果表,参照表4,可知共青城典型生态水利工程的综合评价值为69.05。
表4
S6,根据综合评价值和预先划分的评分等级对生态水利工程进行评价。
在本发明的一个实施例中,可利用综合评价值百分制分值将生态水利工程分为为优、良、中、差、劣5个级别,以实现对生态水利工程的定量评价,其中,[1-20)分为劣级、(20-40]分为差级、(40-60]分为中级、(60-80]分为良级、(80-100]分为优级。由表4得出的共青城典型生态水利工程的综合评价值为69.05,所以属于良级。
根据本发明实施例的生态水利工程的综合评价方法,通过层次分析法建立包括目标层、系统层、准则层和指标层的递阶层次结构评价指标体系,并通过群决策的方式获取指标层中的各项指标的评分,以构建判断矩阵来计算各项指标的相对权重值,以及通过对各项指标的测量或调差数据进行归一化处理,得出各个指标的归一化得分,最后通过加权法计算根据各项指标的归一化得分和相对权重值计算出的单项指标贡献值得出综合评价值,用综合评价值对生态水利工程进行等级评价,由此,能够用较少的、易获取的和易实施推广的指标数据,对生态水利工程作出定量的综合评价。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种生态水利工程的综合评价方法,其特征在于,包括以下步骤:
根据生态水利工程的生态特征和内涵,以及所述生态特征和所述内涵的共性因素,结合层次分析法确定包括目标层、系统层、准则层和指标层的递阶层次结构评价指标体系;
获取所述指标层中各项指标的评分;
利用层次分析法对各项指标的评分构建聚合判断矩阵,并计算各项指标的相对权重值,以及进行一致性检验;
利用阈值法对各项指标的测量或调查数据进行归一化处理,并计算每个指标的归一化得分;
根据每个指标的归一化得分和相对权重值计算单项指标贡献值,并通过加权法计算出综合评价值;
根据所述综合评价值和预先划分的评分等级对生态水利工程进行评价。
2.根据权利要求1所述的生态水利工程的综合评价方法,其特征在于,选择生态水利工程评价构成所述目标层,选择水环境水生态系统、水文水利系统和社会服务系统构成所述系统层,选择物理、化学、生物、水文水环境、水利状况、供给功能、调节功能和服务效应构成所述准则层,选择影响水利工程的30项具体指标构成所述指标层。
3.根据权利要求2所述的生态水利工程的综合评价方法,其特征在于,根据各项指标的评分对各项指标进行重要度划分,以确定各项指标对目标层的重要度,其中,各项指标的评分为百分制评分,[1-20)分为不重要、[20-40)分为一般重要、[40-60)分为明显重要、[60-80)分为强烈重要、[80-100]分为极端重要。
4.根据权利要求3所述的生态水利工程的综合评价方法,其特征在于,将各项指标的评分聚合,形成聚合判断矩阵,以确定最终权重,其中,判断矩阵、权重计算和一致性检验均通过Matlab代码实现。
5.根据权利要求4所述的生态水利工程的综合评价方法,其特征在于,根据阈值法,将临界阈值和期望值的差值绝对值作为分母,将指标实际值和临界阈值或者临界阈值和实际值的差值作为分子,得出与指标自身优劣状态相关的归一化得分。
6.根据权利要求5所述的生态水利工程的综合评价方法,其特征在于,与人类活动干扰正相关的指标的归一化公式为:
S=(B-X)/(B-T)
与人类活动干扰负相关的指标的归一化公式为:
S=(X-B)/(T-B)
其中,S为评级指标的归一化得分,T为期望值,B为临界阈值,X为实际值。
8.根据权利要求7所述的生态水利工程的综合评价方法,其特征在于,利用综合评价值百分制分值将生态水利工程分为为优、良、中、差、劣5个级别,以实现对生态水利工程的定量评价。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200710 |