彭 蓉

（貴州省大方縣水務(wù)局，貴州 大方 551600）

1 基于生態(tài)保護(hù)的水電站拆除可行性評估框架搭建

1.1 可行性評估框架的數(shù)據(jù)收集

河流的流域特征決定了水生物的生長環(huán)境及棲息地面積，生長環(huán)境多樣性越強(qiáng)水生物的數(shù)量及種類越豐富。水系連通性有利于生物的繁殖與洄游。河流流量決定著生物生存空間，流速、水位和水溫是水生物產(chǎn)卵繁殖的關(guān)鍵影響因素，刺激著生物繁殖也決定著孵化環(huán)境。溶解氧、懸浮物等水質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是河流健康與水生物生存環(huán)境的重要衡量指標(biāo)。水生物多樣性和流域生態(tài)穩(wěn)定是水生態(tài)環(huán)境恢復(fù)潛力的直接評價(jià)指標(biāo)，分別與評價(jià)得分呈正相關(guān)與負(fù)相關(guān)。流域的地形地貌條件也給予了水生物復(fù)雜的棲息環(huán)境，河床地貌的深潭、淺灘更是水生物生存繁衍基礎(chǔ)。小型水電站承擔(dān)著流域內(nèi)的供水、供電及灌溉責(zé)任，水電站拆除將造成水利工程功能喪失，需根據(jù)發(fā)電、供水情況及灌溉面積綜合評價(jià)小型水電站拆除損失。

1.2 可行性評估框架的數(shù)據(jù)處理

水生態(tài)環(huán)境恢復(fù)潛力評價(jià)和小型水電拆除損失評價(jià)指標(biāo)框架表（略），分別計(jì)算重要影響因素的評價(jià)目標(biāo)得分。

河流流域特征A 指標(biāo)的評分計(jì)算見式（1），式（1）中，L 表示河流長度，L0、N0分別表示長度指標(biāo)、支流數(shù)量閾值，超過閾值認(rèn)為河流長度對于生物的生存不存在限制。N 表示支流數(shù)目；LC表示連通里程數(shù)；α表示權(quán)重系數(shù)。

水位漲退水波動的計(jì)算過程見式（2），式（2）中，TG、TZ分別表示一年內(nèi)干流、支流有效漲水天數(shù)，TAG、TAZ分別表示支流、干流每次漲水持續(xù)天數(shù)。

水生物多樣性的計(jì)算方式見式（3），式（3）中，F(xiàn)Z、FG分別表示支流、干流生物種數(shù)；FES、F′ES分別表示支流珍稀及特有種生物種數(shù)和珍稀及特有種生物種數(shù)閾值。

河流彎曲程度計(jì)算見式（4），式（4）中，WG表示干流蜿蜒度，WZ表示支流蜿蜒度。

流域生態(tài)穩(wěn)定性計(jì)算見式（5），式（5）中，F(xiàn)T表示統(tǒng)計(jì)年份內(nèi)洪災(zāi)發(fā)生次數(shù)，fT表示大型洪災(zāi)發(fā)生次數(shù)。GT表示河岸坍塌、滑坡的次數(shù)。

經(jīng)濟(jì)損失指標(biāo)計(jì)算見式（6），IZ、IG表示支流、干流建設(shè)投資金額。

供電損失的計(jì)算見式（7），PZ、PG分別表示支流、干流平均發(fā)電量。

其余要素則根據(jù)行業(yè)專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行評分，最終目標(biāo)評分與權(quán)重系數(shù)相乘后求和。當(dāng)某一項(xiàng)指標(biāo)得分小于50 分時(shí)，評估框架目標(biāo)得分取最小指標(biāo)得分?jǐn)?shù)值。

1.3 基于層次分析法的水電站拆除評價(jià)模型設(shè)計(jì)

研究采用層次分析法計(jì)算評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重大小。首先建立遞階層次結(jié)構(gòu)，將研究問題整理成條理化層次化的分析模型，形成目標(biāo)層、準(zhǔn)則層到方案層的遞推，準(zhǔn)則層定義為Am。然后，采用1-9的數(shù)值構(gòu)建水生態(tài)環(huán)境恢復(fù)潛力評價(jià)指標(biāo)的判斷矩陣，矩陣中的元素定義為aij，表示第i 個(gè)因素對第j 個(gè)因素的比較結(jié)果，對比兩兩因素并按其重要程度進(jìn)行評級。

對構(gòu)建的六個(gè)判斷矩陣計(jì)算權(quán)重系數(shù)，特征向量的計(jì)算過程見式（8）。式（8）中，n表示判別矩陣階數(shù)，Wi表示特征向量。

再對特征向量進(jìn)行歸一化處理，如式（9）所示，Wi表示權(quán)重系數(shù)。

評價(jià)者和專家有時(shí)不能對因素i、j 做出準(zhǔn)確判斷，還需對建立的層次進(jìn)行一致性驗(yàn)證，計(jì)算過程見式（10）。式（10）中，CI 表示一致性指標(biāo)，CR 表示一致性比例，RI 表示隨機(jī)一次性指標(biāo)；λmax 表示判別矩陣的最大特征根，n 表示判別矩陣階數(shù)。當(dāng)CR＜0.1 時(shí)，則認(rèn)為該矩陣一致，結(jié)果可用。CR＞0.1時(shí)，則認(rèn)為需通過水利、生態(tài)等領(lǐng)域的專家進(jìn)行重新評估，計(jì)算新的aij。

2 大方縣赤水河小型水電站拆除實(shí)例分析

首先根據(jù)層次分析法計(jì)算權(quán)重得到水生態(tài)環(huán)境恢復(fù)潛力評價(jià)指標(biāo)和小型水電拆除損失評價(jià)指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果；然后，研究僅考慮生態(tài)恢復(fù)潛力將側(cè)重考慮指標(biāo)的計(jì)算權(quán)重增至0.99計(jì)算可行性方案，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。由圖1可見，三岔河、紅巖、聯(lián)辦以及東方電站的生態(tài)恢復(fù)潛力得分較高，均在75分以上，聯(lián)辦電站的生態(tài)恢復(fù)潛力得分達(dá)到了84.10分，評價(jià)為恢復(fù)潛力較高。其他水電站的潛力評分則處于較低水平，與之對應(yīng)是這類電站的拆除損失評分較高，在經(jīng)濟(jì)、興利以及防洪減災(zāi)等方面的影響較大，供水供電主要覆蓋著附近的生產(chǎn)生活用電，最高拆除損失評分三岔河電站達(dá)到了91.60分。綜合考慮，赤水河流域支流水電站拆除優(yōu)先順序?yàn)闁|方、聯(lián)辦、紅巖、東田、魚跳塘、魚跳塘二級、大山、露布、三岔河電站。

圖1 赤水河流域主要支流小水電站計(jì)算結(jié)果圖

3 結(jié)語

由生態(tài)恢復(fù)潛力得分和拆除損失評分計(jì)算出的赤水河流域支流水電站拆除優(yōu)先順序?yàn)闁|方、聯(lián)辦、紅巖、東田、魚跳塘、魚跳塘二級、大山、露布、三岔河電站；單一考慮評價(jià)目標(biāo)更適合特定拆除目標(biāo)的水電站拆除評估。評估框架對于大方縣水電拆除更具合理性。