基于分类-层次分析法理论的河道健康评价方法_2

文档序号:8923025阅读:来源:国知局
方法如下所述:
[0044] 式中:ms--取样达标次数,单位次;mt--取样总次数,单位次。
[0045] 当r4 < 0? 39时,r4处于"不健康"状态;当0? 4彡r4彡0? 7时,r4处于"亚健康" 状态;当r4 > 0. 71 (大于阈值上限)时,r4处于"健康"状态;
[0046] 所述生物多样性指数C5的指标值r5计算方法如下所述:
[0048] 式中:Rs--为流域范围内物种数量;R--为本地区物种总数。
[0049] 当r5 < 0. 5时,r5处于"不健康"状态;当0. 51<r5 < 0. 75时,r5处于"亚健 康"状态;当r5 > 0. 76 (大于阈值上限)时,r5处于"健康"状态;
[0050] 所述防洪综合指数C6的指标值r6计算方法如下所述:
[0052] 式中:Zs--现状防洪能力;
[0053] Z 应达到的防洪标准;
[0054] 当r6 < 0. 2时,r6处于"不健康"状态;当0. 21<r6 < 0. 79时,r6处于"亚健 康"状态;当r6 > 0. 8 (大于阈值上限)时,r6处于"健康"状态;
[0055] 所述水资源利用率C7的指标值r7,当r7 < 0. 09时,r7处于"不健康"状态;当 0. 1彡r7彡0. 19时,r7处于"亚健康"状态;当r7 > 0. 2 (大于阈值上限)时,r7处于"健 康"状态;
[0056] 所述土地利用率C8的指标值r8,当r8 < 0. 69时,r8处于"不健康"状态;当 0. 7 <r8 < 0. 901时,r8处于"亚健康"状态;当r8 > 0. 902(大于阈值上限)时,r8处于 "健康"状态。
[0057] 进一步的是,在步骤8中,若河流采用分河段的方法分段评价其健康指数,则
[0060] 式中,I,&为河流总体健康指数,Ip为第p河段的健康指数,t为河段数。
[0061] 进一步的是,在步骤S9中,所述评价标准采用三段制评价标准。
[0062] 本发明的有益效果:利用该基于分类-层次分析法理论的河道健康评价方法可定 量求出河流总体的健康指数,判定河流的健康等级,为河流管理工作提供定量化的数据支 持;又可以根据各子系统的健康指数分析河流各方面的具体健康状况,总结之前河流建设 管理工作的得失,明确河流在各方面受到人为影响的情况,从而对症下药,进行有目的性的 河流治理。
【具体实施方式】
[0063] 该基于分类-层次分析法理论的河道健康评价方法,包括以下步骤:
[0064]S1、将目标河道按照具体情况和指标的属性进行分解,构建层次结构,所述层次结 构如下表所示:
[0067]S2、构造判断矩阵,所述判断矩阵的构造方法如下所述:首先,将层次结构中的准 则层各元素与目标层元素进行两两比较,将指标层各元素与准则层各元素进行两两比较, 例如上表中中的B1、B2、B3相对于A层,或C1、C2、C3相对于B1层等,根据二者的重要性赋 予标度为1~5的判断值,所有的判断值组成判断矩阵,所述判断值的标度以及含义如下表 所示:
[0068]
[0069] S3、一致性检验,由于在元素的两两判断的过程中难免出现次序不一致和基本不 一致,为保证权重的可信度,需要进行一致性检验,具体方法如下所述:首先,计算一致性指 标Cl= (Amax-n)/(n-l),Amax为判断矩阵的最大特征根,再计算一致性比例CR=CI/ RI,其中RI为平均随机一致性指标,根据CR的值与0. 1进行比较,若CR< 0. 1,则判断矩阵 满足一致性要求;若CR多0. 1,则需要调整判断矩阵中标度的取值,重复上述步骤,直到CR < 0. 1为止,所述RI的取值由下表确定:
[0071] S4、根据调整后的判断矩阵,确定内置权重《il,所述内置权重oil的确定方 法如下所述:首先,求出判断矩阵的最大特征根Xmax以及对应的特征向量w' = 〇1', ?2',…,《n')T,将之归一化后得到权重向量w=〇l,《2,…,《n)T,即Ewil=l, 则内置权重为第i个元素(i= 1,2, 3,…,n)相对于上一层次指标所占的内置权重;
[0072] S5、运用分类法得到河流相对于指标层中各元素的分类权重《i2,按照组合权重 的方法,将内置权重与分类权重《i2组合后得到综合权重;
[0073] 具体操作方法如下:首先,将河道按其特征和功能不同,分为以下四类;
[0075] 然后按其功能划分不同,采用调查评价及专家打分的方法对分类河流类型进行权 重分配得到分类权重《i2,最后,将内置权重与分类权重《i2进行综合比较,组合分 配得出既有客观性、又有实际针对性的河流健康评价系统的综合权重;
[0076] 对于河流系统的健康评价而言即根据河流不同分类的实际情况,邀请专家(相关 管理、设计人员或高校教授等)进行座谈商讨或专家打分,得到不同类型河流相对于指标 层中各元素的分类权重,以体现各类型河流在健康评价过程中不同的侧重性;
[0077] S6、确定指标层中各元素的指标值ri;
[0078] S7、对指标层中各元素的指标值ri进行归一化处理得到指标归一化打分值Si,归 一化处理的方法如下所述:若指标值r处于"不健康"或"亚健康"状态,则r的归一化打分 值为r/y;若指标值a处于"健康"状态(大于阈值上限y),则r的归一化打分值则为1 ;对 于河流系统的健康评价体系,每个具体的指标值都有一定的阈值范围,每个指标值的阈值 范围都是根据相关规范、类比相似河流或借鉴相关领域研宄成果等方法所提供的,继而得 出单项指标的健康评价标准;
[0079] S8、在求得指标层中各元素的指标归一化打分值Si和相应的综合权重之后,按照 逐层向上的计算顺序,求出准则层每个元素的得分,最后再求出目标层的总体得分情况,具 体方法为:
[0080] 若目标层下有m个准则层元素,每个准则层元素的权重为wj(Ewj= 1),其中第 j个准则层下有n个指标层元素,每个指标层元素的打分值为Si,权重为《i(E = 1), 则
[0082] 式中,1」为第j个准则层的得分,I为目标层的得分;
[0083] S9、根据目标层的得分和评价标准,确定目标系统的等级。
[0084] 利用该基于分类-层次分析法理论的河道健康评价方法可定量求出河流总体的 健康指数,判定河流的健康等级,为河流管理工作提供定量化的数据支持;又可以根据各子 系统的健康指数分析河流各方面的具体健康状况,总结之前河流建设管理工作的得失,明 确河流在各方面受到人为影响的情况,从而对症下药,进行有目的性的河流治理。
[0085] 在上述实施方式过程中,在步骤S6中,所述指标层包括以下八个元素:河势稳定 性C1、植被覆盖率C2、径流变化率C3、水质达标率C4、生物多样性指数C5、防洪综合指数 C6、水资源利用率C7、土地利用率C8 ;其各个元素的指标值ri确定方法如下所述:
[0086] 其中,所述河势稳定性C1的指标值rl计算方法如下所述:
[0087] 冲积河流稳定性指标是反映来水来沙变化时,表现出来的局部的、暂时的相对变 幅。只要对原有河流的稳定性参数改变不大,河床经过一定的调整,将恢复到原有的平衡状 况,而不致发生较大的河型转化,形成大规模的再造床过程。河势稳定性C1的指标值rl= d/h/j(Q0. 5/Bs/J0. 2)2,
,其
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