CN111612307A - 一种量化评估生态调节坝建设必要程度的方法 - Google Patents

一种量化评估生态调节坝建设必要程度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种量化评估生态调节坝建设必要程度的方法,包括以下具体步骤:寻找生态调节坝建设的关键要素,通过鱼骨图分析,寻找第i个维度要素,第j个要素为cj;初选各要素的备选指标;定量各个指标;构建判断矩阵,采用层次分析法确定指标权重W;基于指标向量及其权重向量依次计算各要素值;基于要素向量及其权重向量依次计算各维度值;基于维度向量及其权重向量计算生态调节坝建设必要程度值。本发明能够通过量化的方式对调节坝的建设必要程度进行评估,更加科学和全面。

Description

一种量化评估生态调节坝建设必要程度的方法
技术领域
本发明涉及水库消落区治理领域,具体是一种量化评估生态调节坝建设必 要程度的方法。
背景技术
水库消落区治理仍为世界级难题。适合三峡水库30m高度、且能有效治理 消落区的岸坡植物尚未发现,硬质护坡不适宜大范围采用。生态调节坝与生物 措施相结合是目前治理城镇周边地形平缓、面积较大、生态环境问题突出的支 流消落区的最有效可行方案。该方案具有良好的生态、环境、经济和社会效益, 但也具有侵占三峡水库防洪库容的难题。
生态调节坝建设必要性分析决策需要综合考虑其正面与负面效益、迫切性 与建设条件。而目前关于生态调节坝建设必要性均为定性分析,缺乏科学量化 评估的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种量化评估生态调节坝建设必要程度的方法。能 够通过量化的方式对调节坝的建设必要程度进行评估,更加科学和全面。
本发明的技术方案:
一种量化评估生态调节坝建设必要程度的方法,包括以下具体步骤:
步骤一.针对某个生态调节坝项目通过鱼骨图分析,寻找生态调节坝建设的 关键要素,确定生态调节坝Am的KPI维度,第i个维度为bi,Am=[b1,b2,……,bi];
步骤二.通过鱼骨图分析,寻找第i个维度要素,第j个要素为cj,第i个 维度的要素集合Bi=[c1,c2,……,cj],i和j为正整数;
步骤三.通过专家建议与文献相结合的方法初选各要素的备选指标;
步骤四.定量指标通过实测、推理分析或统计年鉴手段获取,依据规范、规 程、文献及经验划分为5个等级,量化为
Figure BDA0002462869580000021
定性指标则根据文献及经验进 行划分为5个等级,量化为
Figure BDA0002462869580000022
步骤五.通过两两指标间pearson相关性分析,同一要素中相关系数大的备 选指标仅保留一个,筛选后剩余的备选指标构建KPI指标,第k个指标dk,第j 个要素的指标集合Cj=[d1,d2,……,dk];
步骤六.针对每个要素集合Cj内k个指标,构建判断矩阵,采用层次分析法 确定指标权重W,第k个指标权重为wk;第j个要素集合中指标权重集合 Wj=[w1,w2,……,wk]T
步骤七.基于指标向量及其权重向量依次计算各要素值,第j个要素值cj=Cj×Wj
步骤八.针对每个维度集合Bi内j个要素,构建判断矩阵,采用层次分析法 确定要素权重集合W′中第j个要素权重为w′j,第j个要素权重集合W′i=[w′1,w ′2,……,w′j]T
步骤九.基于要素向量及其权重向量依次计算各维度值,第i个维度集合 bi=Bi×W′i
步骤十.构建i个维度的判断矩阵,采用层次分析法确定维度权重集合W″ 第i个维度权重为w″i,第i个维度权重集合W″i=[w″1,w″2,……,w″i]T
步骤十一.基于维度向量及其权重向量计算生态调节坝建设必要程度值,第 m个调节坝建设必要程度值Fm=Am×W″m
与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过量化评估的方式进行调节坝 建设必要性评判,评估方式更加科学合理,评估结果相对于现有的定性评估更 加的直观和全面。
附图说明
图1是本发明的方法流程图。
图2是鱼骨法寻找KPI维度和要素解析流程图。
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。
请参阅图1和图2,一种量化评估生态调节坝建设必要程度的方法,包括以 下具体步骤:
步骤一.针对某个生态调节坝项目通过鱼骨图分析,寻找生态调节坝建设的 关键要素,确定生态调节坝Am的KPI维度,第i个维度为bi,Am=[b1,b2,……,bi];
步骤二.通过鱼骨图分析,寻找第i个维度要素,第j个要素为cj,第i个 维度的要素集合Bi=[c1,c2,……,cj],i和j为正整数;
步骤三.通过专家建议与文献相结合的方法初选各要素的备选指标;
步骤四.定量指标通过实测、推理分析或统计年鉴手段获取,依据规范、规 程、文献及经验划分为5个等级,量化为
Figure BDA0002462869580000031
定性指标则根据文献及经验进 行划分为5个等级,量化为
Figure BDA0002462869580000032
步骤五.通过两两指标间pearson相关性分析,同一要素中相关系数大的备 选指标仅保留一个,筛选后剩余的备选指标构建KPI指标,第k个指标dk,第j 个要素的指标集合Cj=[d1,d2,……,dk];
步骤六.针对每个要素集合Cj内k个指标,构建判断矩阵,采用层次分析法 确定指标权重W,第k个指标权重为wk;第j个要素集合中指标权重集合 Wj=[w1,w2,……,wk]T
步骤七.基于指标向量及其权重向量依次计算各要素值,第j个要素值cj=Cj×Wj
步骤八.针对每个维度集合Bi内j个要素,构建判断矩阵,采用层次分析法 确定要素权重集合W′中第j个要素权重为w′j,第j个要素权重集合W′i=[w′1,w ′2,……,w′j]T
步骤九.基于要素向量及其权重向量依次计算各维度值,第i个维度集合 bi=Bi×W′i
步骤十.构建i个维度的判断矩阵,采用层次分析法确定维度权重集合W″ 第i个维度权重为w″i,第i个维度权重集合W″i=[w″1,w″2,……,w″i]T
步骤十一.基于维度向量及其权重向量计算生态调节坝建设必要程度值,第 m个调节坝建设必要程度值Fm=Am×W″m
实施例:设三峡库区有2个生态调节坝建设必要程度进行评估,dam1和dam2
通过鱼骨图分析,寻找生态调节坝建设的关键因素。A1=[b1,b2],b1为消落 区治理迫切程度,b2为生态条件坝建设可行程度。
通过鱼骨图针对关键因素消落区治理迫切程度维度b1进行要素解析。 B1=[c1,c2,c2,c4],c1为消落区与重要区域空间关系,c2为环境改善需求,c3为城市 品质提升需求,c4是消除贫困需求。
通过鱼骨图针对关键因素生态条件坝建设可行程度维度b2进行要素解析。 B2=[c5,c6,c7,c8],c5为空间关系,c6为环境改善需求,c7为城市品质提升需求,c8是消除贫困需求。
通过专家建议和文献检索相结合的方法初选空间关系要素C1的指标为d1消 落区与重点区域空间关系(定性指标);环境改善要素C2初选指标包括水位落差 指标d2、回水段比降指标d3、回水段消落区平均坡度指标d4、消落区岸坡条件 指标d5(定性指标)、消落区植被条件指标d6(定性指标)、流域平均坡度指标 d7;城市品质提升要素C3包括城镇建成区消载要求指标d8(定性指标)、城市人 口密度指标d9、流域区位指标d10(定性指标);消除贫困要素C4包括贫困度指 标d11(定性指标)、贫困人口指标d12;生态环境制约要素C5主要为涉及生态保 护红线指标d13(定性指标);对三峡水库防洪影响要素C6主要为占用防洪库容 量指标d14;对长江景观影响要素C7主要为长江视角可见性指标d15(定性指标); 地质条件要素C8主要包括坝址条件指标d16(定性指标)、重大地质问题数量指 标d17、建砼坝适宜性指标d18(定性指标)、前期工作深度指标d19(定性指标)。
指标的量化。根据三峡消落区重要支流消落区调研结果,将消落区与重点 区域空间关系指标d1分包围、贯穿和无交集三级,分别量化为5、3和1;消落 深度最大的三峡水库水位落差为30m,根据国内外水库消落深度文献检索结果将 水位落差指标d2分30m、20m、10m、和5m四级,分别量化为5、4、3和1;参 考《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008)水力坡降值,将回水段比降 指标d3分≤8‰、≤14‰、≤20‰、≤23‰和≤35‰五级,分别量化为5、4、3、 2和1;参考《工程测量规范》(GB50026-2007)确定地形类别标准,将回水段 消落区平均坡度指标d4分≤2°、≤6°、≤15°、≤25°和>25°五级,分别量 化为5、4、3、2和1,将流域平均坡度指标d7分>25°、≤25°、≤15°、≤6° 和≤2°五级,分别量化为5、4、3、2和1;将消落区岸坡条件指标d5分岩质、 岩土混合和土质三级,分别量化为5、3和1;将消落区植被条件指标d6分无植 物、部分植被覆盖和基本覆盖三级,分别量化为5、3和1;根据《重庆市人民 政府办公厅关于切实加强三峡工程重庆库区城镇规划控制工作的紧急通知》(渝 办〔2011〕17号)要求,城镇建成区消载要求指标d8分重点区县和一般区县两 级,分别量化为5和1;根据国内外城市人口密度检索结果,将城市人口密度指 标d9分>1.5(万人/km2)、>1(万人/km2)、>0.5(万人/km2)和<0.5(万人/km2) 四级,分别量化为5、4、3和1;参考《城市规划法》,将流域区位指标d10分城 市建成区、城市规划区或旅游规划区、开发区和市域四级,分别量化为5、4、3 和1;根据贫困区县划定标准及最新消除贫困情况,贫困程度指标d11分为国家 级贫困区县、国家级贫困区县消除贫困、市级贫困区县、市级贫困区县消除贫 困和非贫困区县五级,分别量化为5、4、3、2和1;根据三峡库区各区县《统 计年鉴》人口数据,将经济人口指标d12分≧30000人、≧20000人、≧10000人、 ≧1000人和<1000人五级,分别赋值5、4、3、2和1;根据生态保护红线名录, 将涉及生态保护红线指标d13分不涉及或列入正面清单、三峡消落区、涉及县级 生态敏感区、涉及市级生态敏感区和涉及国家级生态敏感区五级,分别量化为5、 4、3、2和1;根据三峡库区申报生态调节坝占用防洪库容数据统计分析,将占用防洪库容量指标d14分≤1000万m3、≤5000万m3和>5000万m3三级,分别量 化为5、3和1;根据生态调节坝建设方案与长江空间关系,将长江视角可见性 d15分中低坝不可见、高坝不可见、中低坝可见和高坝可见四级,分别量化为5、 4、3和2;根据生态调节坝址地质条件,将坝址条件指标d16分较好和较差两级, 分别赋值5和3,将建砼坝适宜性指标d18分适宜或基本适宜建砼中低坝和不适 宜建砼高坝两级,分别量化为5和1;根据三峡库区重要支流消落区重大地质问 题调查统计数据,将重大地质问题数量指标d17分无、一项和两项及以上三级,分别量化为5、3和1;根据当地相关行政主管部门前期准备情况,前期工作深 度指标d19分有初步方案和无初步方案两级,分别量化为5和1。C1=[3];C2=[1, 5,1,3];C3=[3,1,5];C4=[1,2];C5=[5];C6=[5];C7=[3];C8=[5、3、5、 5]。
KPI指标构建。通过各要素中指标pearson相关分析,水位落差d2和回水 段消落区坡度d4在0.01水平下达到极显著相关,考虑到水位落差D2测量更为准 确简洁,选择水位落差指标d2入选;消落区岸坡条件d5和植被条件d6在0.01 水平下达到极显著相关,考虑到岸坡条件d5相对稳定,选择岸坡条件d5入选。 其他要素中指标pearson相关分析,在0.01水平下没有极显著相关。故生态条 件坝KPI备选指标中回水段消落区坡度d4和植被条件d6剔除,入选指标共17 个。
环境改善要素中指标pearson相关分析
Figure BDA0002462869580000061
Figure BDA0002462869580000071
注:**,在0.01水平(双侧)上显著相关
KPI指标权重计算。采用层次分析法要素C2中d2、d3、d5、d7指标,要素C3中d8、d9、d10指标,要素C4中d11、d12指标,要素C8中d16、d17、d18、d19指标的 权重;要素C1、要素C5、要素C6、要素C7中仅有1个指标,权重均为1。要素 C1的权重向量W1=[1]T;要素C2的权重向量W2=[0.4,0.2,0.2,0.2]T;要素C3的权 重向量W3=[0.3,0.3,0.4]T;要素C4的权重向量W4=[0.7,0.3]T;要素C5的权重向 量W5=[1]T;要素C6的权重向量W6=[1]T;要素C7的权重向量W7=[1]T;要素C8的 权重向量W8=[0.35,0.2,0.25,0.2]T
KPI要素值计算。针对每个要素中指标值与指标权重计算要素值。c1=C1× W1=3;c2=C2×W2=2.2;c3=C3×W3=2.4;c4=C4×W4=1.3;c5=C5×W5=5;c6=C6×W6=5; c7=C7×W7=3.0;c8=C8×W8=7.1。即,B1=[3,2.2,2.4,1.3],B2=[5,5,3,7.1]。
KPI要素权重计算。采用层次分析法要素B1中c1、c2、c3、c4指标,要素B2中c5、c6、c7、c8指标的权重。要素B1的权重向量W′1=[0.29,0.29,0.29,0.14]T; 要素B1的权重向量W′2=[0.35,0.35,0.19,0.1]T
KPI维度值计算。基于要素向量及其权重向量依次计算各维度值。b1=B1×W ′1=2.4;b2=B2×W′2=4.8。即,A=[2.4,4.8]。
KPI维度权重计算。采用层次分析法要素A1中b1、b2指标的权重,W″ 1=[0.75,0.25]T
生态调节坝dam1建设必要程度值计算,F1=A1×W″1=2.98。同样思路计算生 态调节坝dam2建设必要程度值F2=3.05。则生态调节坝dam2建设必要程度高于生 态调节坝dam1
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施 方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见, 本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经 适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.一种量化评估生态调节坝建设必要程度的方法,其特征在于,包括以下具体步骤:
步骤一.针对某个生态调节坝项目通过鱼骨图分析,寻找生态调节坝建设的关键要素,确定生态调节坝Am的KPI维度,第i个维度为bi,Am=[b1,b2,……,bi];
步骤二.通过鱼骨图分析,寻找第i个维度要素,第i个维度的第j个要素为cj,第i个维度的要素集合Bi=[c1,c2,……,cj],i和j为正整数;
步骤三.通过专家建议与文献相结合的方法初选各要素的备选指标;
步骤四.定量指标通过实测、推理分析或统计年鉴手段获取,依据规范、规程、文献及经验划分为5个等级,量化为
Figure FDA0002462869570000011
定性指标则根据文献及经验进行划分为5个等级,量化为
Figure FDA0002462869570000012
步骤五.通过两两指标间pearson相关性分析,同一要素中相关系数大的备选指标仅保留一个,筛选后剩余的备选指标构建KPI指标,第k个指标dk,第j个要素的指标集合Cj=[d1,d2,……,dk];
步骤六.针对每个要素集合Cj内k个指标,构建判断矩阵,采用层次分析法确定指标权重W,第k个指标权重为wk;第j个要素集合中指标权重集合Wj=[w1,w2,……,wk]T
步骤七.基于指标向量及其权重向量依次计算各要素值,第j个要素值cj=Cj×Wj
步骤八.针对每个维度集合Bi内j个要素,构建判断矩阵,采用层次分析法确定要素权重集合W′中第j个要素权重为w′j,第j个要素权重集合W′i=[w′1,w′2,……,w′j]T
步骤九.基于要素向量及其权重向量依次计算各维度值,第i个维度集合bi=Bi×W′i
步骤十.构建i个维度的判断矩阵,采用层次分析法确定维度权重集合W″第i个维度权重为w″i,第i个维度权重集合W″i=[w″1,w″2,……,w″i]T
步骤十一.基于维度向量及其权重向量计算生态调节坝建设必要程度值,第m个调节坝建设必要程度值Fm=Am×W″m
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