岳紅巖

(西安建筑科技大學(xué)藝術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710000)

據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)統(tǒng)計(jì)，全球干旱半干旱區(qū)域約占地球陸地表面的1/3，其中約占19.0%的“人類時(shí)代”沙漠，是由人類不合理開發(fā)資源造成的。按照干旱指數(shù)及水平衡要素綜合分帶方法，我國(guó)干旱指數(shù)大于3的半干旱區(qū)域占國(guó)土面積的21.5%[1]。缺水問(wèn)題是半干旱地區(qū)面臨的主要挑戰(zhàn)，如何更好地解決或者一定程度上緩解該地區(qū)的缺水問(wèn)題，許多國(guó)家和地區(qū)都在不斷地努力和探索。全球每年具有巨大的降雨總量，雨水處理不當(dāng)，極易造成經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、生態(tài)等問(wèn)題[2]。將雨水資源化合理利用，能夠在一定程度上解決半干旱地區(qū)人們所面臨的缺水問(wèn)題。

關(guān)于雨水資源化利用研究，國(guó)外較早提出了最佳管理措施(BMPs)[3]、低影響開發(fā)(LID)[4]、可持續(xù)排水系統(tǒng)(SUDS)[5]等。借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)根據(jù)現(xiàn)狀相應(yīng)提出了“海綿城市”進(jìn)行城市雨洪管理[6]。王思思等[7]對(duì)城市綠道雨洪管理進(jìn)行了探究；蒙小英等[8]分析了雨水基礎(chǔ)設(shè)施，并提出了相應(yīng)的景觀化方法；來(lái)海亮等[9]對(duì)城市雨水利用技術(shù)推廣的難點(diǎn)進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的對(duì)策措施；胡繼連等[10]對(duì)城市雨水資源化利用政策進(jìn)行了研究；李俊奇等[11]提出了適應(yīng)我國(guó)城市雨水減排的管制措施與經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策策略。目前國(guó)內(nèi)雨水資源化利用大多基于“自然積存、自然滲透、自然凈化”的低影響開發(fā)理念，從政策層面、技術(shù)層面及管理層面對(duì)模擬城市自然水文循環(huán)，實(shí)現(xiàn)城市生態(tài)宜居的水文環(huán)境進(jìn)行研究，但是對(duì)此做法所產(chǎn)生的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益(生態(tài)效益)等方面論述較少。因此，本文以灃西新城為例，結(jié)合層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)其雨水利用綜合效益進(jìn)行評(píng)價(jià)研究。通過(guò)明確雨水利用綜合效益之間的內(nèi)在聯(lián)系及特點(diǎn)，反向指導(dǎo)雨水利用策略的制定與實(shí)施，在此基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地提出灃西新城雨水利用相關(guān)策略，以期為半干旱地區(qū)雨水利用以及可持續(xù)性發(fā)展提供參考。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

西咸新區(qū)位于陜西省西安市和咸陽(yáng)市建成區(qū)之間，是我國(guó)首批16個(gè)海綿城市建設(shè)試點(diǎn)之一，同時(shí)也是西北地區(qū)唯一的試點(diǎn)城市[12]。本次研究區(qū)灃西新城是西咸新區(qū)的五大新城之一，其屬于溫帶大陸性季風(fēng)性半干旱、半濕潤(rùn)氣候區(qū)，具有降雨量較少、水資源短缺、砂質(zhì)土層較多、土壤滲透系數(shù)較大等水文地質(zhì)特征。區(qū)域內(nèi)多為非自重濕陷性黃土，雨季集中，暴雨極易造成洪澇和水土流失等自然災(zāi)害。研究區(qū)域多年平均降水量為500～550mm，具有半干旱地區(qū)水文環(huán)境特征，同時(shí)相對(duì)西北部半干旱地區(qū)雨量充足，對(duì)于雨水利用效益研究更加直觀清晰。目前，灃西新城部分區(qū)域?qū)τ谟晁靡褬?gòu)建景觀綠地、市政道路、建筑小區(qū)以及生態(tài)雨洪調(diào)蓄系統(tǒng)組合的4級(jí)雨水綜合利用體系。

半干旱地區(qū)雨水高效利用面臨錯(cuò)綜復(fù)雜的影響因素，準(zhǔn)確把握影響因素的主要方面和次要方面至關(guān)重要，需要采取合適的研究方法探尋其中各個(gè)因素的主次規(guī)律(層次分析法)，有嚴(yán)格的科學(xué)理論作為基礎(chǔ)，更加具有科學(xué)性和有效性；面臨雨水利用效益難以精確量化的情況，需要采取適度量化的方法研究其影響程度(模糊綜合評(píng)價(jià)法)。從定性到定量，從模糊到清晰，綜合制定與實(shí)施半干旱地區(qū)雨水高效利用措施。

1.2 評(píng)價(jià)方法

1.2.1 層次分析法概念詮釋

層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是將問(wèn)題分解為不同組成要素，并依據(jù)各個(gè)因素之間的關(guān)聯(lián)性、隸屬關(guān)系，搭建多層次的分析模型，進(jìn)而使整個(gè)決策分析活動(dòng)最終轉(zhuǎn)化為決策方案、目標(biāo)的重要權(quán)值和優(yōu)劣次序[13]。本研究通過(guò)層次分析法對(duì)灃西新城雨水利用效益評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分析，計(jì)算出各評(píng)價(jià)指標(biāo)因子的權(quán)重。其步驟主要包括建立層次結(jié)構(gòu)及構(gòu)造判斷矩陣、層次單排序及一致性檢驗(yàn)、層次總排序及一致性檢驗(yàn)、分析計(jì)算結(jié)果。

1.2.2 模糊綜合評(píng)價(jià)法概念詮釋

模糊綜合評(píng)價(jià)的目的是解決模糊的以及難以量化的問(wèn)題，其原理是根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論，考慮與被評(píng)價(jià)事物相關(guān)的各個(gè)因素，對(duì)其所作的綜合性評(píng)價(jià)[14]。根據(jù)層次分析法分析得出的雨水利用效益各評(píng)價(jià)指標(biāo)因子的權(quán)重，進(jìn)一步通過(guò)模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，相應(yīng)提出灃西新城雨水利用策略。其評(píng)價(jià)過(guò)程步驟主要包括建立評(píng)價(jià)對(duì)象指標(biāo)集和評(píng)價(jià)集、構(gòu)建評(píng)判矩陣R、評(píng)價(jià)矩陣和權(quán)重的合成、得出評(píng)價(jià)結(jié)論。

1.2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

通過(guò)調(diào)查分析海綿城市雨洪管理以及雨水利用相關(guān)理論和專家的研究經(jīng)驗(yàn)[15]，結(jié)合城市可持續(xù)指標(biāo)集主題框架中的“社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”劃分緯度[16]，并根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)化效益評(píng)價(jià)》進(jìn)行梳理歸納總結(jié)[17]。為了驗(yàn)證城市采用景觀學(xué)方法后雨水資源化的綜合效益，綜合專家的意見(jiàn)與景觀學(xué)相關(guān)理論研究，以及參考其他學(xué)者雨水資源化景觀學(xué)途徑的相關(guān)研究，構(gòu)建了相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，引入Vague集理論進(jìn)行有效評(píng)價(jià)[18]。在此基礎(chǔ)上，選擇復(fù)合法建立灃西新城雨水利用綜合效益分析體系A(chǔ)HP模型。

最高層(目標(biāo)層A)是雨水利用效益評(píng)價(jià)；評(píng)價(jià)項(xiàng)目層B包括生態(tài)效益(B1)、經(jīng)濟(jì)效益(B2)、社會(huì)效益(B3)；評(píng)價(jià)指標(biāo)層C分別對(duì)應(yīng)為改善生態(tài)環(huán)境(C1)和涵養(yǎng)水源(C2)、直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值(C3)和間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值(C4)、推動(dòng)城市建設(shè)(C5)和改善人們生活(C6)；評(píng)價(jià)因子層D含有17個(gè)雨水利用效益評(píng)價(jià)的因子，見(jiàn)圖1。

圖1 雨水利用效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系模型

1.2.4 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

權(quán)重是以某種數(shù)量形式的權(quán)衡，對(duì)比被評(píng)價(jià)事物中各種因素相對(duì)重要程度的量值。在技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，各指標(biāo)權(quán)重合理與否，直接關(guān)系到評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性及合理性。在此次研究中，評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重設(shè)定嚴(yán)格遵循客觀性、相關(guān)性、對(duì)比性、范圍性、層次性這5項(xiàng)基本原則。

本文采取層次分析法(AHP)和專家打分法相結(jié)合確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。具體步驟如下：第一步：對(duì)專家進(jìn)行訪談及發(fā)放調(diào)查表，反復(fù)研究確定各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)重要性，構(gòu)成判斷矩陣。為了比較指標(biāo)層各因素對(duì)準(zhǔn)則層的影響程度,對(duì)層次內(nèi)的因素進(jìn)行兩兩比較,得出各元素的權(quán)重,確定判斷矩陣C=(Cij)n×n。本文通過(guò)1～9標(biāo)度法判斷同一層次上各因素的相對(duì)重要程度(見(jiàn)表1)。第二步：列出各評(píng)價(jià)指標(biāo)間相對(duì)重要程度的判斷矩陣，并計(jì)算特征值。第三步：運(yùn)用層次分析法(AHP)，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)資料、專家意見(jiàn)及研究者認(rèn)識(shí)，加以權(quán)衡后，提出雨水利用效益評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。第四步：對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，當(dāng)CR值小于0.1時(shí)，通過(guò)一致性檢驗(yàn)[19]。

表1 1～9標(biāo)度含義

a.建立雨水利用效益評(píng)價(jià)指標(biāo)一級(jí)判斷矩陣，見(jiàn)表2。經(jīng)過(guò)計(jì)算得出最大特征值為λmax=3.004;特征向量為(1.744，0.927，0.329)；矩陣權(quán)向量為(0.581，0.309，0.110)；一致性檢驗(yàn)：CI=(λmax-n)/(n-1)=0.002，查詢隨機(jī)一致性指標(biāo)RI=0.58；CR=CI/RI=0.003<0.1，本次研究判斷矩陣滿足一致性檢驗(yàn)，計(jì)算所得權(quán)重具有一致性。

表2 一級(jí)判斷矩陣

b.對(duì)于當(dāng)前層次結(jié)構(gòu)模型，生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益分別作為一個(gè)層次進(jìn)行判斷，稱為雨水利用綜合效益評(píng)價(jià)分析體系模型的二級(jí)判斷。

建立雨水利用生態(tài)效益的二級(jí)判斷矩陣，見(jiàn)表3。經(jīng)過(guò)計(jì)算得出最大特征值為λmax=2.000;特征向量為(0.667，1.333)；矩陣權(quán)向量為(0.333，0.667)；一致性檢驗(yàn)：CI=(λmax-n)/(n-1)=0，查詢隨機(jī)一致性指標(biāo)RI=0；CR=CI/RI<0.1，本次研究判斷矩陣滿足一致性檢驗(yàn)，計(jì)算所得權(quán)重具有一致性。

表3 雨水利用生態(tài)效益二級(jí)判斷矩陣

建立雨水利用經(jīng)濟(jì)效益的二級(jí)判斷矩陣，見(jiàn)表4。經(jīng)過(guò)計(jì)算得出最大特征值為λmax=2.000;特征向量為(1.500，0.500)；矩陣權(quán)向量為(0.750，0.250)；一致性檢驗(yàn)：CI=(λmax-n)/(n-1)=0，查詢隨機(jī)一致性指標(biāo)RI=0；CR=CI/RI<0.1，本次研究判斷矩陣滿足一致性檢驗(yàn)，計(jì)算所得權(quán)重具有一致性。

表4 雨水利用經(jīng)濟(jì)效益二級(jí)判斷矩陣

建立雨水利用社會(huì)效益的二級(jí)判斷矩陣，見(jiàn)表5。經(jīng)過(guò)計(jì)算得出最大特征值為λmax=2.000;特征向量為(1.600，0.400)；矩陣權(quán)向量為(0.800，0.200)；一致性檢驗(yàn)：CI=(λmax-n)/(n-1)=0，查詢隨機(jī)一致性指標(biāo)RI=0；CR=CI/RI<0.1，本次研究判斷矩陣滿足一致性檢驗(yàn)，計(jì)算所得權(quán)重具有一致性。

表5 雨水利用社會(huì)效益二級(jí)判斷矩陣

c.對(duì)于當(dāng)前層次結(jié)構(gòu)模型，改善生態(tài)環(huán)境、涵養(yǎng)水源、直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值等6個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)分別作為一個(gè)層次進(jìn)行判斷，稱為雨水利用綜合效益評(píng)價(jià)分析體系模型的三級(jí)判斷。

建立雨水利用改善生態(tài)環(huán)境的三級(jí)判斷矩陣，見(jiàn)表6。經(jīng)過(guò)計(jì)算得出最大特征值為λmax=3.025;特征向量為(0.354，0.604，2.042)；矩陣權(quán)向量為(0.118，0.201，0.681)；一致性檢驗(yàn)：CI=(λmax-n)/(n-1)=0.012，查詢隨機(jī)一致性指標(biāo)RI=0.58；CR=CI/RI=0.021<0.1，本次研究判斷矩陣滿足一致性檢驗(yàn)，計(jì)算所得權(quán)重具有一致性。

表6 雨水利用改善生態(tài)環(huán)境三級(jí)判斷矩陣

同理可得出：涵養(yǎng)水源的三級(jí)判斷矩陣、直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值的三級(jí)判斷矩陣、間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值的三級(jí)判斷矩陣等5個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)判斷矩陣，并通過(guò)一系列的計(jì)算指標(biāo)層各指標(biāo)的權(quán)重以及對(duì)其一致性進(jìn)行檢驗(yàn)，計(jì)算得到的CR值均小于0.1，滿足一致性檢驗(yàn)，計(jì)算所得權(quán)重具有一致性。雨水利用效益評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表7。

表7 雨水利用效益評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

1.2.5 模糊綜合評(píng)價(jià)分析

1.2.5.1 指標(biāo)集構(gòu)建

依據(jù)灃西新城雨水利用綜合效益分析體系A(chǔ)HP模型(見(jiàn)圖1)，構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)集U，一級(jí)指標(biāo)U1(生態(tài)效益)、U2(經(jīng)濟(jì)效益)、U3(社會(huì)效益)；二級(jí)指標(biāo)U11(改善生態(tài)環(huán)境)、U12(涵養(yǎng)水源)、U21(直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值)、U22(間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值)、U31(推動(dòng)城市建設(shè))、U32(改善人們生活)；三級(jí)指標(biāo)U111(增加生物多樣性)、U112(凈化空氣)、U113(調(diào)節(jié)小氣候)等17個(gè)指標(biāo)。

1.2.5.2 評(píng)價(jià)集構(gòu)建

根據(jù)語(yǔ)義學(xué)標(biāo)度分級(jí)，將雨水利用效益評(píng)價(jià)結(jié)果分為5個(gè)等級(jí)[20]，評(píng)價(jià)集合V={v1，v2，v3，v4，v5}={非常好，比較好，一般，比較差，非常差}。為了便于統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，將雨水利用效益主觀評(píng)價(jià)分別賦值為5、4、3、2、1進(jìn)行量化，見(jiàn)表8。

表8 評(píng)價(jià)定量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.2.5.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)單因素評(píng)價(jià)確定

對(duì)灃西新城的雨水利用設(shè)施和現(xiàn)狀進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，并以西咸新區(qū)政府相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和西安市2010—2018年統(tǒng)計(jì)年鑒為參考，調(diào)查方法為現(xiàn)場(chǎng)訪談和發(fā)放問(wèn)卷。對(duì)50位專家和專業(yè)人士進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)訪談，并網(wǎng)絡(luò)發(fā)放問(wèn)卷1000份，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)共收回有效訪談及問(wèn)卷986份，有效率為93.9%。通過(guò)對(duì)問(wèn)卷調(diào)查的統(tǒng)計(jì)分析和對(duì)每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分，計(jì)算各指標(biāo)因素評(píng)價(jià)結(jié)果，見(jiàn)表9。

表9 雨水利用效益指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果及分值統(tǒng)計(jì)情況

1.2.5.4 一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)

本次研究具有復(fù)雜程度高和多因素特征，為了獲得更加準(zhǔn)確的整體指標(biāo)優(yōu)化綜合評(píng)價(jià)，故采用加權(quán)平均型算子M(°，⊕)進(jìn)行研究[21]。對(duì)照表6和表8，將A1與R1做復(fù)合運(yùn)算以及隸屬度歸一化處理。

改善生態(tài)環(huán)境一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)向量：

B1=A1°R1=(0.118， 0.201， 0.681)°

=(0.180， 0.300， 0.368， 0.120， 0.032)

改善生態(tài)環(huán)境一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)得分：

V1=0.180×5+0.300×4+0.368×3

+0.12×2+0.032×1=3.476

對(duì)Wk與Rk(k=2，3，…，6)做一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)復(fù)合運(yùn)算以及隸屬度歸一化處理，同理可以得出：涵養(yǎng)水源一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)向量和得分分別為B2=(0.350， 0.250， 0.175， 0.225， 0)、V2=3.725；直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)向量和得分分別為B3=(0.100， 0.114， 0.253， 0.300， 0.233)、V3=2.548；間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)向量和得分分別為B4=(0.183， 0.283， 0.317， 0.117， 0.100)、V4=3.332；推動(dòng)城市建設(shè)一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)向量和得分分別為B5=(0.306， 0.192， 0.308， 0.143， 0.051)、V5=3.559；改善人們生活一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)向量和得分分別為B6=(0.208， 0.279， 0.142， 0.100， 0)、V6=3.592。

1.2.5.5 二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)

對(duì)Ak與Rk(k=1，2，3)做二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)復(fù)合運(yùn)算以及隸屬度歸一化處理，計(jì)算可以得出：

生態(tài)效益二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)向量：

B1=A1°R1=(0.333，0.667)°

=(0.293， 0.267， 0.239， 0.190， 0.011)

生態(tài)效益二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)得分：

V1=0.293×5+0.267×4+0.239×3

+0.190×2+0.011×1=3.641

同理可以得出：經(jīng)濟(jì)效益二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)向量和得分分別為B2=(0.121， 0.156， 0.269， 0.254， 0.200)、V2=2.744；社會(huì)效益二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)向量和得分分別為B3=(0.302， 0.230， 0.285， 0.142， 0.041)、V3=3.610。

1.2.5.6 三級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)

對(duì)Ak與Rk(k=1)做二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)復(fù)合運(yùn)算以及隸屬度歸一化處理，計(jì)算可以得出：

雨水利用綜合效益三級(jí)模糊評(píng)價(jià)向量：

B1=A1°R1=(0.581，0.309，0.110)°

=(0.241，0.229，0.253，0.204，0.073)

雨水利用綜合效益三級(jí)模糊評(píng)價(jià)得分：

V1=0.241×5+0.229×4+0.253×3

+0.204×2+0.073×1=3.361

因此，灃西新城雨水利用效益綜合評(píng)價(jià)得分為3.361，根據(jù)評(píng)價(jià)定量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表8)，灃西新城雨水利用效益綜合評(píng)價(jià)為一般。綜合統(tǒng)計(jì)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得雨水利用效益各指標(biāo)評(píng)價(jià)得分以及定級(jí)，見(jiàn)表10。

表10 雨水利用效益指標(biāo)評(píng)價(jià)分值及定級(jí)

2 結(jié)果分析

2.1 雨水利用綜合效益分析

灃西新城雨水利用綜合效益評(píng)價(jià)得分為3.361分，屬于Ⅲ級(jí)(一般)水平。在評(píng)價(jià)項(xiàng)目層B評(píng)價(jià)中，生態(tài)效益(3.641)和社會(huì)效益(3.610)評(píng)價(jià)得分相對(duì)較高，為Ⅱ級(jí)(比較好)標(biāo)準(zhǔn)；經(jīng)濟(jì)效益(2.744)評(píng)價(jià)得分相對(duì)較低，為Ⅲ級(jí)(一般)標(biāo)準(zhǔn)。在評(píng)價(jià)指標(biāo)層C評(píng)價(jià)中，涵養(yǎng)水源(3.725)、推動(dòng)城市建設(shè)(3.559)、改善人們生活(3.592)評(píng)價(jià)得分比較高，為Ⅱ級(jí)(比較好)標(biāo)準(zhǔn)；改善生態(tài)環(huán)境(3.476)、直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值(2.548)、間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值(3.332)評(píng)價(jià)得分相對(duì)較低，為Ⅲ級(jí)(一般)標(biāo)準(zhǔn)。本次調(diào)查分析研究中，補(bǔ)充土壤水分(4.400)評(píng)價(jià)得分最高，效益表現(xiàn)最佳；節(jié)省市政投資(2.400)評(píng)價(jià)得分最低，效益表現(xiàn)最差(見(jiàn)圖2)。

2.2 雨水利用生態(tài)效益分析

生態(tài)效益評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)顯示，補(bǔ)充土壤水分評(píng)價(jià)分值(4.400)最高，其效果最佳，凈化空氣評(píng)價(jià)分值(3.100)最低，雨水利用生態(tài)效益整體表現(xiàn)比較好(見(jiàn)圖2)。雨水通過(guò)自然途徑綠地和人工措施透水鋪裝設(shè)置，實(shí)現(xiàn)自然下滲，能夠很好地涵養(yǎng)地下水源以及使土壤水分保持在比較高的含量。綠色植物的增加，為生物提供了更多的棲息地，促進(jìn)了生物多樣性的形成，也調(diào)節(jié)了城市環(huán)境小氣候，打造了城市宜居環(huán)境。由于目前城市空氣污染源較多，綠地和植物在城市面積中占比相對(duì)較小以及后期管理維護(hù)缺失，因此，雨水利用生態(tài)效益在凈化空氣方面表現(xiàn)不明顯。

2.3 雨水利用經(jīng)濟(jì)效益分析

經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)顯示，其促進(jìn)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)分值(3.400)最高，節(jié)省市政投資評(píng)價(jià)分值(2.400)最低，雨水利用經(jīng)濟(jì)效益權(quán)重相對(duì)較高，然而整體表現(xiàn)一般(見(jiàn)圖2)。隨著國(guó)家雨水利用相關(guān)政策的出臺(tái)，采取政府引導(dǎo)和市場(chǎng)主導(dǎo)的模式，景觀用水和生活用水部分用處理達(dá)標(biāo)的雨水進(jìn)行替代，減少了洪澇的發(fā)生，同時(shí)，節(jié)約了人們?nèi)粘Ｉ钭詠?lái)水用水開支。通過(guò)一系列對(duì)雨水的收集處理，大大改善了城市河流、湖泊等水體水質(zhì)，優(yōu)化了水環(huán)境，帶動(dòng)了周邊商業(yè)、地產(chǎn)、旅游等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由于雨水利用高效資源化在當(dāng)?shù)厣刑幱诔跫?jí)階段，市政關(guān)于雨水利用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入加大，相應(yīng)市政投資費(fèi)用較高。因此，前期節(jié)省市政投資評(píng)價(jià)處于比較差，甚至出現(xiàn)“反增長(zhǎng)”現(xiàn)象?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新以及專項(xiàng)投入資金的不足，高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展仍需大量精力和資金的投入。

2.4 雨水利用社會(huì)效益分析

社會(huì)效益評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)顯示，補(bǔ)充地下水和節(jié)水意識(shí)教育評(píng)價(jià)分值均為(3.900)最高，處于比較好的狀態(tài)，減少洪澇災(zāi)害評(píng)價(jià)分值(3.100)最低，雨水利用社會(huì)效益整體表現(xiàn)比較好(見(jiàn)圖2)。雨水的高效收集和利用，很大程度上緩解了部分地區(qū)水資源短缺問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市地下水的補(bǔ)充，在干旱半干旱地區(qū)效果尤為明顯。雨水利用技術(shù)、政策、法規(guī)等不斷地完善和發(fā)展，大大促進(jìn)了人們節(jié)水意識(shí)的養(yǎng)成和參與雨水收集利用的積極性，進(jìn)而改善了人們的生活質(zhì)量。目前城市雨水利用基礎(chǔ)設(shè)施處理雨水規(guī)模和總量有限，在減少洪澇自然災(zāi)害和減輕城市排水壓力方面，表現(xiàn)效果處于一般標(biāo)準(zhǔn)。

3 建 議

通過(guò)定性化分析和定量化評(píng)價(jià)的調(diào)查研究，對(duì)半干旱地區(qū)西咸新區(qū)灃西新城雨水利用生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益現(xiàn)狀進(jìn)行分析評(píng)價(jià)研究，總結(jié)雨水利用過(guò)程中存在的不足，進(jìn)而指導(dǎo)雨水收集利用生態(tài)措施、經(jīng)濟(jì)措施以及社會(huì)措施的制定與實(shí)施，促進(jìn)城市及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。針對(duì)以上分析研究，針對(duì)半干旱地區(qū)雨水高效利用提出以下建議。

3.1 雨水利用生態(tài)策略

3.1.1 增加自然途徑

城市雨水自然下滲過(guò)程，很大程度上是依靠綠地來(lái)完成的，城市綠地的建設(shè)直接影響著雨水高效收集與利用。綠地植物在進(jìn)行光合作用時(shí)能釋氧固碳，對(duì)降低碳足跡以及碳氧平衡起著重要作用。植物具有很強(qiáng)的吸收二氧化碳和釋放氧氣能力，生長(zhǎng)良好的草坪綠地在進(jìn)行光合作用時(shí)，每平方米每小時(shí)可吸收二氧化碳1.5g，將一個(gè)人1h呼出的二氧化碳吸收只需要25m2草坪。通過(guò)增加城市綠地面積和提高質(zhì)量，能夠更好地為其他生物提供良好的生態(tài)棲息地環(huán)境，提高生物多樣性；植物配置選擇方面優(yōu)先考慮本土植物，以便實(shí)現(xiàn)較高的存活率和便于管理維護(hù)，同時(shí)，可以適當(dāng)采用適宜當(dāng)?shù)厮沫h(huán)境生長(zhǎng)的外來(lái)樹種，提高雨水利用景觀觀賞性；充分利用水生植物和微生物對(duì)集蓄雨水水質(zhì)進(jìn)行凈化，保持良好的生態(tài)效果。采取增加綠地、植被等自然途徑作為雨水收集與利用的生態(tài)措施，對(duì)雨水資源化利用、降低碳平衡及降低城市熱島效應(yīng)意義重大。

3.1.2 加強(qiáng)人工管理

“三分建，七分管”，說(shuō)明城市生態(tài)效益實(shí)現(xiàn)最大化，后期的管理與維護(hù)至關(guān)重要，尤其干旱半干旱生態(tài)脆弱地區(qū)的雨水收集與利用對(duì)后期的管理與維護(hù)要求更高。生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在方案、施工圖設(shè)計(jì)、驗(yàn)收等階段增加雨水利用措施的審查，保證其嚴(yán)格按照?qǐng)D紙施工，并達(dá)到雨水利用生態(tài)措施的控制目標(biāo)與指標(biāo)要求。后期管理與維護(hù)要全面考慮各種因素，制定管理計(jì)劃與維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)施到人、責(zé)任到人。

3.2 雨水利用經(jīng)濟(jì)策略

3.2.1 創(chuàng)新多用途用水

雨水徑流污染程度直接影響河流治理以及雨水回用，傳統(tǒng)水環(huán)境采用的“末端治理”是一種治標(biāo)不治本的模式，現(xiàn)代水環(huán)境治理需要轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸搭^減排、過(guò)程阻斷、末端治理”全過(guò)程防控水污染的治水模式，水質(zhì)處理使污染物含量達(dá)到一定百分比的削減后，才可排入下游天然河道或者水體。降雨前期盡可能通過(guò)生態(tài)植草溝、生態(tài)滲水池、人工濕地及雨水儲(chǔ)集罐等設(shè)備和設(shè)施對(duì)雨水進(jìn)行自然下滲和收集，以“產(chǎn)生在當(dāng)?shù)?、留置在?dāng)?shù)亍⒗迷诋?dāng)?shù)亍睘樵瓌t，降低雨水徑流排入城市管網(wǎng)及對(duì)城市河流的污染。降雨中期進(jìn)行雨水收集，經(jīng)過(guò)過(guò)濾、沉淀等簡(jiǎn)單處理進(jìn)行存儲(chǔ)，可以滿足景觀綠化的用水需求以及節(jié)約用水開支。降雨后期雨水大量被排入城市雨水管網(wǎng)，甚至隨著雨水管網(wǎng)直接排出城市系統(tǒng)，造成雨水資源的浪費(fèi)。通過(guò)雨水管網(wǎng)對(duì)雨水進(jìn)行收集，進(jìn)而經(jīng)過(guò)統(tǒng)一處理后排入污水處理廠，進(jìn)行分級(jí)處理，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單初級(jí)處理達(dá)到市政水質(zhì)要求，可用于市政建設(shè)用水；經(jīng)過(guò)多級(jí)深度處理，達(dá)到生活水質(zhì)要求，可用于人們?nèi)粘Ｉ钣盟?/p>

3.2.2 構(gòu)建怡人水環(huán)境

雨水收集與利用管理以建設(shè)宜居城市、增強(qiáng)城市彈性與適應(yīng)性及創(chuàng)造環(huán)境友好型城市水文環(huán)境為目標(biāo)，力求通過(guò)綜合的水文循環(huán)系統(tǒng)管理，采用雨水花園、生物調(diào)節(jié)池等可持續(xù)雨水設(shè)施處理降水、暴雨等各類水源，加強(qiáng)雨水收集與利用效益及增加其經(jīng)濟(jì)效益。人都具有親水性，生活中對(duì)于舒適怡人水景的需求不亞于對(duì)植物景觀的需求，提供怡人的水環(huán)境，對(duì)于“宜居城市”的建設(shè)顯得尤為重要。雨水徑流經(jīng)過(guò)植物的過(guò)濾，匯集到河流、水池等城市水體設(shè)施中，再經(jīng)過(guò)水生植物以及特殊處理凈化水質(zhì)，最終形成良好的水環(huán)境，能夠在一定程度上帶動(dòng)城市水環(huán)境周邊商業(yè)、地產(chǎn)等行業(yè)的發(fā)展，通過(guò)周邊行業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，反過(guò)來(lái)會(huì)促進(jìn)水環(huán)境的建設(shè)投入以及合理性開發(fā)，兩者形成相輔相成、相互促進(jìn)的發(fā)展模式。

3.2.3 發(fā)展高效農(nóng)業(yè)

雨水資源合理化高效利用，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)綜合效益最佳的高效農(nóng)業(yè)的重要手段之一。灌溉是農(nóng)業(yè)用水的主要方式，雨水經(jīng)過(guò)一系列收集與處理，達(dá)到灌溉用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，將雨水資源與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)雨水資源循環(huán)經(jīng)濟(jì)生態(tài)利用模式。對(duì)于半干旱地區(qū)雨水資源用于農(nóng)業(yè)用水可采用滴灌和節(jié)水型噴灌技術(shù)，做到節(jié)約用水、科學(xué)用水，實(shí)現(xiàn)雨水資源用于農(nóng)業(yè)效益最大化，促進(jìn)當(dāng)代高效農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3.3 雨水利用社會(huì)策略

3.3.1 改善下墊面

城市中存在大面積的下墊面硬化，暴雨發(fā)生時(shí)，雨水很難通過(guò)其進(jìn)行下滲，極易造成洪澇災(zāi)害以及增加市政管網(wǎng)的排水壓力。針對(duì)大面積硬化的下墊面，在合適的位置采用透水混凝土、透水瀝青混合料、透水磚等透水材料進(jìn)行建設(shè)，增加設(shè)施滲透性，能夠很好地降低雨水徑流系數(shù)，補(bǔ)充地下水。在城市建設(shè)中，優(yōu)先考慮自然下墊面生態(tài)設(shè)計(jì)，硬質(zhì)材料與軟質(zhì)材料相結(jié)合的方式，雨水高效處理的同時(shí)考慮其景觀效果。

3.3.2 完善政策法規(guī)

雨水利用相關(guān)政策法規(guī)的制定，對(duì)于雨水資源高效利用實(shí)施與推廣起著至關(guān)重要的作用。政府加強(qiáng)建設(shè)中的雨水利用設(shè)施監(jiān)管力度并完善相關(guān)考核評(píng)估制度，明確雨水利用設(shè)施管理機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)雨水利用工程階段性檢查以及利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)以定性與定量相結(jié)合的方式進(jìn)行考核評(píng)估，助力雨水資源高效利用實(shí)施推進(jìn)工作的順利開展。政府制定雨水利用相關(guān)經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)懲政策，對(duì)積極進(jìn)行雨水利用的公司或個(gè)人進(jìn)行適當(dāng)?shù)呢?cái)政方面補(bǔ)貼；相反，對(duì)不進(jìn)行雨水利用的公司或個(gè)人收取一定的雨水排放費(fèi)用，按照雨水徑流污染物負(fù)荷或者硬化面積大小進(jìn)行核算，建立雨水排放收費(fèi)制度，以提高人們對(duì)雨水利用的積極性，實(shí)現(xiàn)雨水資源高效利用良性發(fā)展。

3.3.3 鼓勵(lì)公眾參與

公眾參與雨水高效利用相關(guān)政策制定與實(shí)施，是全民積極參與雨水利用行為活動(dòng)的基礎(chǔ)和強(qiáng)有力的保障。城市景觀設(shè)計(jì)中，通過(guò)雕塑、特色水體、娛樂(lè)設(shè)施等景觀小品與雨水收集與利用理念相結(jié)合，使雨水收集與利用實(shí)實(shí)在在發(fā)生在人們周圍，讓人們能夠“看得見(jiàn)，摸得到，學(xué)得會(huì)”，促使人們“想去做，積極做，愉快做”。社會(huì)各組織和團(tuán)體加強(qiáng)雨水資源高效收集與利用的宣傳工作，鼓勵(lì)大家積極參與雨水的收集利用，并提高節(jié)約用水意識(shí)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)以及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié) 語(yǔ)

雨水全面高效利用理論技術(shù)體系仍然處于探索與研究階段，雨水利用綜合效益評(píng)價(jià)體系的建立顯得尤為重要。當(dāng)下雨水高效收集與利用通常以生態(tài)建設(shè)為基礎(chǔ)，而忽視其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益帶來(lái)的影響。本文通過(guò)對(duì)灃西新城雨水利用效益進(jìn)行評(píng)價(jià)研究，發(fā)現(xiàn)雨水利用綜合效益以生態(tài)效益為優(yōu)先，經(jīng)濟(jì)效益為基礎(chǔ)，社會(huì)效益為目標(biāo)，三者相互促進(jìn)以及相互協(xié)調(diào)，才能實(shí)現(xiàn)雨水利用綜合效益最大化。針對(duì)研究發(fā)現(xiàn)的雨水利用存在的不足，從生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益3個(gè)方面，提出半干旱地區(qū)雨水高效利用措施以及策略。在雨水利用綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)定量分析中，指標(biāo)的選取和方法處理仍然可以繼續(xù)改進(jìn)和完善，以提高雨水利用效益評(píng)價(jià)的精確度。隨著社會(huì)不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，以及各學(xué)者堅(jiān)持不懈的探索研究，雨水利用綜合效益將會(huì)得到進(jìn)一步提升，最終實(shí)現(xiàn)社會(huì)全面可持續(xù)發(fā)展。