综合定量评价（共9篇）
综合定量评价 篇1
清洁生产是建设项目环境影响评价中判定项目具有环境可行性的一项重要依据。如何对企业的清洁生产水平进行定量和定性的综合分析, 是环评中清洁生产评述需要解决的关键问题。一直以来, 在许多焦化行业的环评报告中, 清洁生产分析往往仅能定性和半定量分析[1]。本文以焦化行业中典型企业———徐州某焦化生产企业年产100万吨捣固焦生产线项目为例, 该项目涉及完整的捣固焦生产全过程, 除从工艺和设备的先进性、能耗水平等方面对该项目的清洁生产进行定性评述, 还采用《清洁生产标准·炼焦行业》 (H J/T126-2003) 对项目进行清洁生产分析评价[2]。该评价指标体系按工艺与装备、资源及能源的利用、产品、污染物状况、废物回收利用和环境管理等六类, 对企业进行更加细致全面的定性和定量化指标评价, 得出该企业的清洁生产综合水平。在清洁生产分析方面作出了有益的尝试, 对同类焦化行业清洁生产分析具有很好的借鉴意义。
1 项目概况
某焦化生产企业位于苏北煤炭资源丰富的徐州市, 周围煤矿众多, 距离当地的钢铁铸造工业集聚区较近, 项目所用原料煤均来自本地的煤矿, 符合厂址靠近炼焦煤原料基地的要求。所产冶金焦全部供应给当地钢铁企业, 对发展地区的经济水平起着积极的作用, 同时对节约能源、环境保护等也起着积极作用, 体现循环经济理念, 符合焦化生产企业厂址要靠近用户的要求。在彻底拆除、淘汰原有落后的炼焦生产线后, 新建年产100万吨捣固焦生产线。项目拟采用炭化室高度为5.5m的捣固焦工艺, 生产焦炭100万t/a以及煤焦油、硫磺、硫铵、粗苯、甲醇等化工产品。该项目分为焦炭生产、煤气净化和甲醇生产三个主要部分。备煤系统采用先配后粉工艺, 斗轮式堆取料机堆取, 配煤仓电子配料秤自动配煤;炼焦系统采用高5.5m炭化室侧装煤捣固焦工艺, 主产焦炉煤气及冶金焦;煤气净化回收系统包括冷鼓、电捕、脱硫 (含一级粗脱硫、二级精脱硫) 、蒸氨、硫铵、洗脱苯;净化后的焦炉煤气主要供给城市煤气管网, 剩余煤气用于合成甲醇, 甲醇生产设有气柜、焦炉煤气压缩、精脱硫、转化、空分、合成气压缩、甲醇精馏、甲醇罐区。
2 工艺先进性分析
2.1 焦炭及煤气净化生产系统
该项目采用了先进的电子计量配煤装置, 在确保产品质量的前提下, 尽可能节省主焦煤的用量, 提高了资源的利用效率。物料在转运过程中, 采用密封廊道皮带运输, 减少粉尘的排放。
该项目为减少煤尘排放, 配有煤场喷洒水系统;备煤系统破碎工段及各转运点, 均采用袋式除尘器去除粉尘, 达标后排放;荒煤气事故放散采用点火装置, 保证在事故状态下不外排荒煤气;在熄焦塔中采用新型玻璃钢除尘技术, 可有效捕获粉尘;上升管烟气采用水封盖减少污染物的排放;循环水泵和压缩空气站等辅助生产车间采用远程I/O由D C S系统控制, 提高了生产过程的高度自动化, 对保证产品质量, 提高生产效率, 降低生产成本具有重要作用。此外, 该项目还将粉煤捣固成煤饼, 采用自动装煤车装煤, 较传统的直接罐装粉煤的装煤方式清洁生产水平大为提高。捣固煤饼不仅提高了装煤速度, 减少了装煤过程中无组织煤尘的产生量, 也大大降低了装煤过程中苯并芘的产生, 是炼焦行业鼓励开发的清洁技术。
2.2 甲醇生产系统
2.2.1 生产工艺和装备的先进性
2.2.1. 1 脱硫
脱硫分为干法脱硫和湿法脱硫。当对煤气净化度要求较高时, 一般采用干法脱硫, 其工艺简单, 但设备笨重, 脱硫剂更换时劳动强度大, 占地大, 废脱硫剂处理难。湿法脱硫具有脱硫与再生均可连续化, 处理能力大, 劳动强度小, 可回收硫磺等优点, 但其工艺较复杂, 操作费较高。由于本工程的煤气主要供给城市用煤气并合成甲醇, 故该项目煤气净化工段的脱硫分二级, 一级粗脱硫采用湿法前脱硫工艺, 二级精脱硫采用干法脱硫工艺。
2.2.1. 2 转化
转化工艺有催化部分氧化、蒸汽转化及间歇催化转化等方法。
该项目根据甲醇对原料气的要求, 采用纯氧部分氧化转化的工艺。
采用此工艺, 可避免蒸汽转化的外部间接加热, 较蒸汽转化的反应速度快, 利于强化生产;此工艺不需昂贵的镍铬转化炉管, 转化炉的结构简单、燃料气的消耗低、焦炉气的利用率高、一次投资少, 已在焦炉气制合成氨、制甲醇等工艺装置中得到成功应用。
2.2.1. 3 甲醇的合成
甲醇合成方法很多, 可分为高、中、低压三种生产工艺。
目前, 世界上中低压法合成甲醇的典型工艺是Lurgi和IC I的技术, 已占据了主导地位, 其余为托普索 (Topsφe) 、林德 (Linde) 、凯格格 (Kellog) 及三菱瓦斯 (M G C) 等公司的低压法工艺。
我国20世纪70———80年代先后引进了IC I和Lurgi工艺技术, 经消化吸收设计出了低压甲醇合成的工艺, 国产化的反应器多为管壳等温反应器。
该项目采用国内先进的低压合成技术, 甲醇反应器采用管壳式等温反应器。
2.2.1. 4 甲醇的精馏
甲醇的精馏工艺有二塔精馏和三塔精馏。从节约能耗的角度出发, 为有效节约蒸汽, 三塔精馏将主精馏塔分为加压精馏塔和常压精馏塔, 这使其较二塔精馏可降低能耗约30%, 但投资略高。该项目甲醇的精馏工艺采用常用的三塔精馏工艺。
2.2.1. 5 空分装置
该装置采用较为先进的分子筛纯化增压流程。
综上所述, 甲醇生产每一个生产工序的确定都通过比较采取目前国内先进的生产工艺和装备。
2.2.2 主要节能降耗措施
第一, 采用低能耗的低压合成甲醇工艺, 节能30%。
第二, 对甲醇生产的精馏不凝气、驰放气等100%回收利用, 从而消除此类环境污染。
第三, 甲醇生产水的重复利用率约98.4%。
第四, 在甲醇生产设备的配置上, 选用高效节能型的电机、风机、泵、换热器等, 做到节能降耗。
3 清洁生产指标分析及评价
3.1 生产工艺与装备要求指标分析
对照《清洁生产标准炼焦行业》, 该项目的清洁生产水平与当前的行业技术、装备水平情况见表1。
从装备条件看, 该项目达到二级标准要求, 有些指标还达到了一级, 生产工艺和装备整体达到了二级水平。
3.2 资源能源利用指标分析
焦化生产资源能源利用指标分析见表2。
从表2看出, 该项目资源能源利用指标均可达到二级水平。
3.3 焦炭产品指标分析
焦炭产品指标分析见表3。
从表3看出, 该项目产品指标全部达到二级要求。
3.4 污染物产生指标分析
该项目污染物产生指标分析见表4。
指标计算说明:在该项目中, 装煤、推焦污染物共一个排气筒排放, 与物料平衡图相对应。
由于该项目采用先进的捣固装煤技术, 大大降低了粉尘、苯并 (a) 芘、SO2的产生量。
根据物料平衡, 装煤粉尘产生量为109.0t/a, 推拦焦276.0t/a, 焦炭产量为1 040 000t/a, 因此单位产品装煤、推焦颗粒物产生量分别为0.10kg/t焦和0.27kg/t焦。
装煤、推焦苯并 (a) 芘产生量分别为4.0×10-4t/a和1.1×10-3t/a, 因此单位产品装煤、推焦苯并 (a) 芘产生量分别为0.00038g/t焦和0.0011g/t焦。
根据物料平衡, 装煤、推焦SO2的产生量分别为0.8t/a和1.96t/a, 因此单位产品装煤、推焦SO2的产生量分别为0.0008kg/t焦和0.0019kg/t。净煤气硫化氢浓度为20m g/m3, 回用于焦炉的煤气量为175×106N m 3/a, 单位产品焦炉烟囱SO2的产生量为0.032kg/t焦。
由表4可见, 该项目污染物产生指标均能达到二级标准的要求, 且大部分可到一级标准。
3.5 废物回收利用指标分析
该项目废物回收利用指标见表5。
3.6 小结
根据以上分析, 该项目的生产工艺、产品性质、节能降耗、污染物排放水平总体上可达到国内同类焦化行业的先进水平, 其中少数指标达到国际先进水平, 符合清洁生产的要求。
摘要：本文以焦化行业中典型企业——徐州某焦化生产企业年产100万吨捣固焦生产线项目为例, 从焦炭及煤气净化生产系统和甲醇生产系统对该项目的清洁生产进行定性评述;采用《清洁生产标准·炼焦行业》 (HJ/T126-2003) 对项目进行清洁生产评价。在多角度的清洁生产分析方面作出了有益的尝试, 对同类焦化行业的清洁生产分析具有很好的指导意义。
关键词：清洁生产,焦化行业,捣固焦,污染物
参考文献
[1]李奇勇.焦化干熄焦技术环境影响评价中的清洁生产分析[J].能源与环境, 2010, (2) :11.
[2]国家环境保护总局.HJ/T126-2003, 清洁生产标准炼焦行业[S].
综合定量评价 篇2
基本定量风险评价法：概率危险评价技术
来源：安全资讯网 编辑：冰雪 时间：2009-6-26 14:15:17 概 述
概率危险评价方法通过综合分析单个元件(如管路、泵、阀门、压力容器、控制装置、操作人员等)的设计和操作性能来估计整个系统发生事故概率。应用范围
作为危险分析的一部分，定量危险评价包括辨识与公众健康、安全和环境有关的危险并估计危险发生的概率和严重度。自20世纪60年代末概率危险评价方法问世以来，主要应用于下述3个方面：
⑴提供某种技术的危险分析情况,用于制定政策、答复公众咨询、评价环境影响等。
⑵提供危险定量分析值及减小危险的措施，帮助建立有关法律和操作程序。
⑶在工厂设计、运行、质量管理、改造及维修时提出安全改进措施。
概率危险评价是评价和改善技术安全性的一种方法。用这种方法可建造导致不希望后果的事件树或故障树，来分析事故原因。通过估算事件发生概率或事故率以及损失值，可定量表示危险性大小。损失值通常用死亡人数、受伤人数、设备和财产损失表示，有时也用生态危害来表示。评价步骤
在核工业中，概率法用来替代传统的决定论方法评价工厂的安全性。使用概率危险评价方法便于设计冗余安全系统和高度防护装置。概率危险评价通常由3个步骤组成：
⑴辨识引发事件；
⑵对已辨识事件发生的后果及概率建模；
⑶对危险性进行量化分析。
概率危险评价可进行不同层次的分析。核工业中有3种概率危险评价方法：一级评价，仅考虑反应堆芯溶化的概率；二级评价，分析释放到环境中的放射性物质的浓度；三级评价，分析事故产生的个体和群体危险。后者常称作综合性或大规模危险评价。应用分析
概率危险评价为安全评价起了很大的促进作用。但是，该方法的一些不足之处影响了它的应用范围。
1)完整性和失效数据
概率危险评价要求分析完整和数据充足。这意味着概率危险评价必须考虑可能发生异常的每一事件。此外，完整性还包括人的作用和一般失效事件的建模。然而，完整的分析是不可能的。因为疏忽总是不可避免的，所以完整性为该方法最关键的问题。
实际工作中必须忽略小危险事件。这意味着评价人员必须确定哪些事件发生的概率低到可忽略不计的程度。如果这类低概率事件确定不可能发生，则结果误差不大。然而，意外的一般性事故会使估计的概率值相差几个数量级，因此这样的简化未必是合理的。随着新信息的出现，早期的估计可能是会比较乐观，如水冷式反应堆导致管受晶间应力腐蚀而开裂等。
地震、洪涝、恶劣气候条件等外因也能导致事故发生。由于外部环境因素比工厂内部因素更复杂，结构不清楚，因此，这类危险评价常常是不准确的。在许多危险评价中都有一个心照不宣的假设，即工厂都是按设计建造和维修的。评价过程中很少考虑违反安全技术规定等方面的因素。
限制概率危险评价方法广泛应用的另一个因素是人与技术系统的相互作用，三涅岛核电站事故、印度博帕尔毒气泄漏事故等都证明人的因素影响非常大。尽管在人的因素领域已进行了20余年的研究，但除专家判断法外，还没有任何实用方法来辨识人为失误及确定其概率值。
数据的准确性也是限制因素之一。元件失效的经验可用来进行统计外推，计算失效率，但这样计算的失效率是否能够从一种情形借鉴到另一种情形还值得考虑。
2)假设和专家判断法
分析结果与假设条件、系统建模以及将历史数据代入模型所作的判断等一系列因素有关。整个分析过程中都要使用相当多的专家判断方法。如果专家判断法已被认可，那么分析结果是有效的。但实际上，在进行概率危险评价过程中，技术上和分析方法上使用的判断方法是多种多样的：描述危险特性、选择如何来填补不足的数据、什么样的事件可忽略不计、模拟复杂的物理现象、描述分析结果的可信度、选择表述方式等。整个分析过程中都要进行假设，所有的假设都要求判断是否合适。此外，专家陷入自己的分析思路中，难以按科学的标准鉴别社会技术系统内存在的分歧。
由于专家判断法固有的主观性，因此，所分析人员对同一工厂进行评价时，评价结果相差很大。可靠性计算的经验表明，概率评价能产生2个数量级的误差。早期用概率危险评价方法评价液化天然气贮罐的危险性也出现了类似的误差。当用个体危险性表示工厂附近居民的危险性时，不同概率危险评价的结果也有几个数量级的误差。这类误差并非由于分析方法上的缺陷引起的，而且在评价对象的描述、假设和使用模式方面存在的差异引起的。
核工业部门累积了概率危险评价结果的差异性。目前，美国核反应堆芯熔化损失的概率估计为10—5／年10—3／年。这一差别并非仅仅是设计和场所不同，正如评价权威专家指出的那样，研究的范围、使用的概率危险评价方法、分析时所作的假设等因素都会影响分析结果。瑞典的研究表明，建模不同也会产生较大的误差。在一份概率危险评价现状的研究材
料中美国政府统计办公室认为，概率危险评价结果的差异性限制了它们之间的比较，且也是该方法最致命的问题。
3)表达不确定性
在很大程度上，概率危险评价方法的不确定性取决于分析的完整性、建模的准确性以及参数估计的充分性。后者的不确定性可通过分析扩展数据的概率分布进行计算而得出(假设分析数据充足)。由分析方法本身和模型不完整性引起的不确定性的解决是很困难的。这些因素常用敏感度分析方法来解决。
类似的问题在早期的液化石油气贮存装置的概率危险评价中已有报道。由于不了解持不同意见的专家的看法和不同的评价模型，分析人员总是过高地估计分析结果的可信度。虽然通过分析人员的判断也减少了一些事故，但掩盖了这种判断本身可能存在的不足，有时选择参数与定性讨论的结果相差几个数量级。在有害化学物质的危险评价中，不能直接说明不确定性也是一个很大的障碍。
4)复杂性
技术系统日趋复杂和相互渗透产生了一系列有待解决的问题。例如，大规模的核安全评价包含了无数个不同的系数，要求不同领域的专家参与。计算的数据令人吃惊。一座核电站进行一次概率危险评价要求估计成千上万个参数，报告长达几千页。这阻碍了研究结果的应用交流。然而，核电站危险评价还是—个相对简单且已为人们了解的技术，许多化工厂比核电站要复杂得多，人们了解得也较少。尽管概率危险评价采用“各个击破”的方法较适用于评价复杂系统的危险性，但它只适合结构和定义都明确的系统。应用实例
5．1 Canvey岛危险评价
1)概述
1976年，应英国环境与就业大臣的要求，英国卫生与安全管理局(HSE)对Canvey岛／Thurrock地区工业设施的危险性进行了评价。该项研究源于公众质询是否允许在这一地区建1座炼油厂。研究的目的是了解现有工业设施及建成炼油厂后对居民造成的危险性。
Canvey岛位于泰晤士河伦敦以北，居民3万人，现有7座工厂，雇工3200人。这些工厂主要贮存、运输、生产汽油和石油产品，约贮存10万t液化天然气、1800万t石油产品。
2)引发事件及其发生概率
该项研究系统分析了各工厂火灾、爆炸、毒物泄漏事故发生的条件。重点研究了贮存和运输过程能引发事故的下列事件：
(1)管道和贮罐破裂(自发或疲劳)；
(2)泵壳破裂；
(3)控制过程失控(压力、温度、流量等)。
此外，爆炸冲击波、爆炸碎片以及贮罐过热等火灾、爆炸事故也会对附近的设施造成损失。
引发事故发生的概率以及后续事件发生的条件概率，主要通过分析统计资料和技术判断获得。为获得定量的数值和结果，主要采用了下述方法：
(1)分析统计资料；
(2)在统计分析基础上，对个别缺项进行判断补充；
(3)通过已做FTA分析的类似案例，分析估计得出定量数值和结果；
(4)对一些无法获得的数据进行主观判断；
(5)通过分析文献资料获取数据。
3)事故影响
研究对象中可能发生爆炸事故的工业设施距离居民区1km以上。如果这些设施就地爆炸，则后果较小；但若是爆炸性蒸气飘向居民区而发生爆炸，则可能发生下列事故：
(1)直接的爆炸压力伤害；
(2)冲击波伤害；
(3)爆炸热伤害(在爆炸火球范围内)；
(4)由爆炸引起的火灾伤害；
(5)窒息伤害；
(6)爆炸火球的热辐射伤害。
Canvey岛地区的平均人口密度为4000人／km2，通过估算得出了厂区蒸气云爆炸的条件概率和伤亡人数(死亡人数按总伤亡人数的一半计)，结果见表1。
表1 蒸气云爆炸的条件概率和伤亡人数
应该注意的是，为计算蒸气云在居民区爆炸的概率，必须了解爆炸性蒸气云的形成概率、爆炸概率以及向居民区运行概率和在该地区被引爆的概率。
假设压力贮罐爆炸后形成了1000t的无水氨蒸气云(20％蒸气，80％液体)，在当地气象条件下(风速为6m／s)，危险的氨气沿风向分布，形成一个半轴为2．5km和3km的椭球形区域。考虑人口分布及气象条件，得到1000t氨泄漏后的伤亡人数及条件概率，结果见表2。
表2 1000t氨泄漏后的伤亡人数及条件概率
该研究分析了可能出现的38种情况，得出了Canvey岛现有工业设施以及扩建后和经安全改善措施前后4种条件下的风险。
社会风险概率见表3。
表3 社会风险概率和伤亡人数
最大个人风险率见表4。
表4 最大个人风险率
5．2 Riinmond地区危险评价
1979年应荷兰居民安全委员会要求，英国伦敦Cremer ＆ Warner公司和德国法兰克福Battele公司对Rijnmond地区的6个工业设施进行了风险评价。Rijnmond位于鹿特丹到北海的莱茵河三角洲，长40km，宽15km，居民10万人。此研究项目的目的是探索对工业设施进行风险分析的可行性，为实际应用积累经验。
1)工业设施
这6个工业设施分别是：丙烯腈贮罐、液氨贮罐、液氯贮罐群、液化天然气贮罐、丙烯贮罐和二乙醇胺再生炉。
(1)丙烯腈贮罐：该贮罐容积为3700m3，配备有灭火设备和贮罐冷却设备。装置主要是人工控制。研究中对贮罐、输送管道及泵等进行了分析。
(2)液氨贮罐：环形液氨贮罐容积1000m3，平均贮量为250000 kg，相当总贮量40％，贮罐压力高达1．2MPa，温度为室温。装配有应急关闭系统。通常情况下人工操作和远距离控制相结合。该贮罐属于一个生产化工原料和化肥的工厂，仅对贮罐、输送管道、泵及其他附属设备进行了分析。
(3)液氯贮罐群：这是一个大化工厂的液氯贮罐群，由5个90m3容积(每个相当于100t液氯)贮罐、输送管以及废气压缩机组成，贮罐压力0．65MPa，温度为室温。每天罐群的液氯通过量约300t。
(4)液化天然气(LNG)贮罐：对2个液化天然气贮罐及其附属设备进行了研究，每个容积为5700m3，LNG贮存温度－162℃。
(5)丙烯贮罐：为2个球形贮罐，容量共1200t，室温下最大压力0．14MPa，几乎全部靠手动阀控制。
(6)二乙醇胺再生炉(脱硫设备)：该装置是汽油脱硫过程的一部分，操作温度约92℃，压力0．06MPa。
经危险预分析，潜在的事故危险有火灾、爆炸、毒物泄漏。
2)分析方法
(1)分析方法。
首先用检查表和危险与可操作性分析方法辨识失效模式、引发事件及事故。大多数引发事件和事故发生的概率都直接来自统计资料。表5中列出了统计的各贮罐引发事件数和事故类型，对有些缺乏统计资料的事件则用FTA推导其发生概率。
表5 贮罐引发事件数和事故类型的统计资料
(2)事故发生概率。
事故发生概率主要通过统计分析和FTA分析获得。为此要求了解引发事件概率、元件失效率以及人为失误率。主要通过下述3个途径获取：
①收集文献资料中的有关数据；
②工厂提供有关数据；
③估计。
重点分析对象是：泵、管道、软管、装载臂、阀门、测量仪器、控制装置、电气设备、贮罐、人的失误、外部事件等11类。
3)事故影响
(1)爆炸。
只考虑爆炸冲击波的影响时，冲击波最大压力与损坏程度之间的关系见表6。
表6 冲击波最大压力与损坏程度之间的关系
(2)火灾。
蒸气云爆炸(火球)能量密度与破坏形式和程度的关系见表7。
表7 蒸气云爆炸(火球)能量密度与破坏形式和程度的关系
稳定状态火灾热通量水平与损坏形式和程度的关系见表8。
表8 稳定状态火灾热通量水平与损坏形式和程度的关系
(3)毒性气体影响
在所评价的设施中，有氯气、氨气、硫化氢等3种有毒气体，其毒性见表9。
表9 毒性气体的影响
4)研究结果与结论
经分析计算得出6个设施的风险性，见表10。
表10 评 价 结 果
由上表可见，脱硫设备的危险最低，原因是物质潜在危险性低，工厂设计较好。由于居民区远离液化天然气贮罐，且贮罐有厚达1m的混凝土保护壁，所以危险性较小。丙烯腈设施对居民的危险非常低，因为该设施的危险影响范围小；但对作业人员的危险较高，因为有较高的事故发生率。
相比之下，液氨贮罐、液氯贮罐和丙烯贮罐的危险要高，主要原因是所贮存物质本身的危险性大、贮量大，并且较接近居民区，以及泄漏后高压液化气体特性等。
5．3 Canvey岛危险评价与Rijnmond地区危险评价的比较
如上所述，Canvey与Rijnmond风险评价研究的目的不同。在Canvey岛风险评价中，主要目的是了解整个地区工业设施对居民的风险。在Rijnmond风险评价中，主要目的是探索什么样的风险评价方法可用于化工厂的安全评价。因此，两项研究的侧重点不同。Canvey没有详细分析工厂细节，着重于在统计资料分析和估计基础上进行总体评价，重点放在工业区一个工厂内发生的事故引发另一个工厂发生事故后造成的总的后果。在Rijnmond研究中，用FTA详细分析了研究对象，由于研究对象仅是工厂的一部分，因此，评价结果不是整个工厂的风险性，此外也没有考虑事故对厂内其他设施的影响。因此，可以说Canvey评价的方法是宏观的，评价的是整个区域，它忽略了一些细节，提出的改善措施也是宏观的，不涉及具体细节。相比之下，Rijnmond评价是针对具体的设计细节。Canvey岛评价更适合用于项目选址阶段，确定建设项目安全条件，对周边居民、人员、环境和社会的影响作一详细论证。Rijnmond方法对项目装置情况分析比较透彻，适合用于在役装置安全评价，评价运行的装置对周边居民及现场作业人员的安全影响。
理想情况下要把宏观方法和微观方法结合起来。对一般设施可通过统计资料分析获取数据，必要时可用技术判断方法；对危险性很大的设施则用FTA方法分析。
综合定量评价 篇3
准确评价一组员工的综合能力水平或者遴选优秀的人才是一个复杂的过程, 因为考察的内容是多方面的, 有的方面可以量化, 而有的方面不好量化。当考察的科目相同时容易比较, 但当考察科目不同时就很难做比较。如果仅靠专家投票表决、推荐的话, 就会出现评价结果因专家的视角不同出现不同的结果。其实, 专家评审制度经过多年发展, 利弊皆有[1,2], 但直到今天仍然应用广泛, 说明目前还没有更好的办法取代它。
最近几年来, 出现了一些新的研究成果。伍华键等[3]借鉴了层次分析法, 引入云模型方法, 大大减少了人为判断的主观性, 既具有客观性又达到标准化。王文军等[4]提出了一种基于粗糙集理论的高校教师综合评价算法, 很大程度上避免了原来靠专家主观因素判断来确定的弊端。赵涛[5]在分析人才综合能力影响因素基础上, 提出基于层次分析法的人才综合能力评价模型和分级标准。但是, 这些方法理论性太强, 实际操作不方便, 不便于推广。
综上所述, 目前在评价人才综合能力方面存在以下几个问题: (1) 尽管制定了一些考核指标, 但比较粗略, 无法直接给出定论, 需要“专家组”投票决定; (2) 人才的材料没有量化, 评价工作没有起到应有的导向作用, 业绩考核往往流于形式, 没有发挥杠杆调节作用; (3) 一些新的评价方法看似科学, 但不宜操作。
本文利用数学反演理论中归一化的思想, 针对人才评估中存在的不同科目数据不能对比的问题, 研究归一化加权累加方法与人才综合能力之间的关系。
一、不同科目数据的归一化加权累加方法
在日常生活中, 归一化的思想经常用到, 大体意思是把考察科目量化, 比如学生的课程考试, 语文满分150分, 数学满分150分, 英语满分100分, 这意味着对每门课都设定了最低分 (一般为0) 和最高分, 这也是归一化的一种, 而且暗示了不同科目的每一分具有同等价值, 因此, 不同科目的分数可以累加, 三门课程的总分就可以评估学生综合学习的能力。
但是在另一种情况下, 尽管考察科目也量化了, 同一科目可以比较大小, 但不同科目却无法判断出哪个更好, 主要原因是量化的单位不同, 而且每个科目的值只有下限却没有上限, 即业绩越多越好。这种情况下就只有“专家评审”了, 一旦进入专家评审阶段, 就意味着“专家的主观判断”起了主要作用。比如表1所示, 有三名科技工作者评优, 考察指标为三项:纵向科研项目数、发表SCI/EI论文数量和获奖数目, 很明显, 这三个人各有特点, 整体实力都不错, 如果找10个专家来评审, 答案必定五花八门, 最后得出的排序一般为概率结果, 仅仅体现出专家组成员对评判科目的喜好程度。如果专家中重视纵向科研项目的, 就投给了张甲, 如果注重学术论文的就投给了李丙, 如果注重奖项的就投给了王乙。投票结果甚至会变成“人际关系的结果”。
在数学反演理论中, 对待数据空间中不同量纲的数据体, 为了能够使它们满足一定数学方程且稳定收敛, 必须对不同量纲的数据进行归一化。首先, 在数据体中找到相同量纲数据中最大值, 并用具有相同量纲的数据体除以该最大值, 即得到一批介于0-1之间的一组数据。其次, 为了体现出不同科目的重要程度, 引入不同的权值, 级别相同的科目权值设为1, 级别重要的科目权值设为大于1的数值, 级别不重要的科目权值设为小于1的数值。最后, 把归一化的数据乘以对应科目的权值, 然后累加, 这样一个数值就可以反映人才的综合能力。另外, 对于同一科目下的子科目也可以设置权值区别其重要程度, 但这些子科目权值必须满足权值相加为1的原则, 否则就变得太复杂而失去宏观控制的意义。
表2是归一化处理结果, 即找出每个科目中数量最大的值, 然后用它做除数进行归一化, 再累加这些归一化后的值, 其总和就是一个综合评价参数, 用它排序就能体现出人才的综合能力, 结果为张甲排名第一, 在三项考核指标具有同等重要级别的情况下, 张甲在三个科目中有两项排名第一, 由此看出。归一化累加值能够反映人才的综合能力。
*科目后面数字为权值, 如纵向科研项目权值为1.0
二、建立科学的评价指标模型
确定定量化评价指标非常重要, 它能够体现公平、公正和透明, 因为评价指标会改变评价结果, 起到政策导向作用。专家组的职能应该是制定“规则和标准”, 以及核实原始申报数据是否正确就行。如果我们的政策需要调整, 就要讨论、修改评价指标, 以及这些指标的权值即可, 不需要动用人力物力搞专家评审会, 那样只会浪费资源, 降低办事效率。
表1、表2是一种简单的评价指标, 如果认为这三项指标同等重要时, 可以将权值设为1, 如果特别强调某一项时, 可以提高该项权值。在上面例子中, 假设我们重视程度依次为SCI/EI论文数量、纵向科研项目、获奖情况, 那么可以依次设置权值为1.5、1.1和1.0, 则归一化结果李丙排名第一, 因为他的论文数量占有绝对优势, 满足政策导向 (见表3) 。
显然, 上述三项评价指标太粗糙, 比如发表论文一项, SCI和EI没有分开, SCI和EI所体现出的含金量不同。另外, 第一作者和通讯作者又有差别。科技成果获奖也存在奖项等级、名次之分, 仅仅用项目数量来考察显然太笼统。鉴于上述理由, 改进细化考察指标如下:
*科目后面数字为权值, 如纵向科研项目权值为1.1
(1) 纵向科研项目:只统计第一负责人项目, 国家级项目包括973、863和国家自然科学基金, 权值设为0.7、省部级项目 (973、863项目的子课题降级为省部级项目) 权值为0.3。
(2) 学术论文:可分为国、内外两大类独立考察, 国外论文权值为0.9, 国内论文权值0.6。SCI论文权值为0.6, EI论文权值为0.4。第一作者算一篇, 而通讯作者算0.75篇。
(3) 获奖情况:可分为国家级和省部级, 国家级权值设为0.6, 省部级奖项权值设为0.4。一等奖权值0.5, 二等奖权值0.3, 三等奖权值0.2, 排名第一算一项, 排名第二算0.67项, 排名第三算0.33项。
表4、表5、表6分别展示了被评人员的各科目及子科目原始数据统计值、归一化值及加权累加值。由表6右边的累加结果看出, 李丙的得分为2.12, 排名第一, 这与李丙发表的论文多有关, 而且论文科目的权值为1.5 (由两部分组成:国外论文权值0.9, 国内论文权值0.6) , 高于其他科目的权值1.0, 体现了政策导向, 鼓励多发表SCI/EI论文, 而且发表国外收录论文鼓励更大。
当然, 评价指标模型不是一成不变的, 它随着评价对象的变化而变化。比如大四学生报送研究生之前要进行综合素质测评, 那么指标模型可包括:前三年文化课成绩、发表论文、获奖情况、英语四六级成绩、参加社会公益活动、参加大学生创新项目、参加班干部工作等环节, 显然, 文化课成绩最重要, 所占权值要高一些, 其他科目也可适当调整, 最后可按照上述归一化加权累加方法计算总得分即可排名。
*科目后面数字为权值, 如科研项目-国家级权值为0.7
*科目后面数字为权值, 如科研项目-国家级权值为0.7
*科目后面数字为权值, 如科研项目-国家级权值为0.7
三、结论与建议
与以前人们对人才的描述不同, 量化原则是今后发展的必然趋势, 但有了量化数据 (不同科目数据) 还远远不够, 因为不同科目之间的数据没有办法比较, 本文讨论的归一化原则就是将不同科目的数据归一化, 消除不同科目的量纲, 使其具有同等标准, 再通过加权累加构成一个综合数据, 该数据可以评价一个人在同一级别群体中的相对优秀程度, 这是一个客观定量评价机制, 能够降低评审专家的主观倾向, 从而达到选拔真正人才的目的, 建议推广使用。
参考文献
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火灾烟气毒性的定量评价方法评述 篇4
火灾烟气毒性的定量评价方法评述
火灾烟气毒性定量评价是毒理学研究的一个新兴领域.烟气毒性与建筑材料、燃烧条件、烟气毒物在建筑物内的传播规律及暴露时间有关,这些都是传统毒理学评价方法难以解决的问题.烟气毒性定量评价的目的是通过建立数学模型,以最少的`动物试验,从宏观上更加定量化、系统化地评价和预测火灾烟气毒性.本文介绍了国外火灾烟气毒性定量评价的标准、烟气定量评价的数学模型,评述了这些模型的适用范围和优缺点,分析了火灾烟气毒性定量评价的发展方向.
作 者：童朝阳 阴忆烽 黄启斌 林福生 TONG Zhao-Yang YIN Yi-feng Huang Qi-bin LIN Fu-sheng 作者单位：解放军防化研究院第四研究所,北京,102205刊 名：安全与环境学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF SAFETY AND ENVIRONMENT年，卷(期)：5(4)分类号：X928.7 R992关键词：毒理学 火灾 烟气毒性 定量评价 数学模型
综合定量评价 篇5
区域综合交通体系是在区域社会经济发展战略和城镇体系发展战略背景下,对区域综合交通系统的长远发展作出的总体部署。它主要是从宏观上分析区域发展与交通系统的相互作用,分析未来综合交通需求的演化趋势,从战略的角度来研究区域综合交通体系未来的发展方向、方式和规模等。它是区域综合交通发展的灵魂,并指导近中期的综合交通体系规划[1]。因此,对区域综合交通体系方案的决策必须建立一套完整的评价指标体系,辅以科学的评价方法,以得到客观可信的评价结果,从而优选规划方案,达到社会资源配置的最优效果。
区域综合交通体系的评价是一个多层次、多指标的复杂问题,仅仅从1个或2个方面考虑是远远不能满足要求的,应从技术、经济、社会等多个方面予以综合分析。目前,相对于社会评价而言,技术评价和经济评价的理论与方法已基本成熟,可以通过明确的量化手段将其运用于实践。而对于区域综合交通体系的社会效益(如促进沿线的经济发展,加强国防军事力量,提高土地利用效益等),往往无法用货币计量,如果仅仅停留于文字表述的形式,将难以评判规划方案的优劣,从而导致评价结果的偏差,这对于区域综合交通体系的正确评价和科学决策是颇为不利的。对交通项目的社会效益评价,现有的研究方法主要有模糊综合评价法[2,3]、灰色系统理论[4]、神经网络法[5]、系统动力学法[6]等。目前,实际中应用较多的是模糊综合评价法。
模糊综合评价法采用的量化方法是由专家调查法得到各指标的原始评价值,对原始评价值进行平均处理后,代入隶属函数得到各指标的等级隶属度,再根据各指标的权重分配,进行模糊综合评价。在这一过程中,原始评价值的处理无疑是一个重要的环节,直接影响到评价结果的可靠性。采取平均值的处理手段,势必会淹没许多原始评价值的个性,没有充分利用原始评价值提供的丰富信息。为了弥补上述方法的不足,尽可能地利用收集到的信息,反映不同专家的意见,以对规划方案的社会效益作出比较切合实际的评价,本文在常用方法的基础上提出层次-区间模糊综合评价方法,并以此建立区域综合交通体系的社会评价模型,为综合评价和决策提供依据。
2 区域综合交通体系社会效益评价指标体系
综合交通建设与区域社会发展之间的关系十分密切。一般来说,综合交通建设对区域社会发展的影响可以分为政治影响、经济影响、环境影响3类,每一类可继续向下细分为若干子类。本文利用层次分析法,按照总体评价层(区域综合交通体系规划方案的社会评价A)、评价准则层(评价准则Bi,i=1,2,3)、评价指标层(评价指标Ci,i=1,2,……11)的形式建立了区域综合交通体系规划方案的社会评价指标体系,如图1所示。
(1)政治影响
(1)加强国防军事力量。综合交通建设为国防奠定了主要的运输基础,特别适合于军事防备、调集、进攻、作战时的快速反应。
(2)促进区域城市圈的形成。构筑科学、高效的综合交通运输体系,对加强区域经济中心城市功能,促进区域城市圈的协调发展,进而发展成为世界意义的城市圈,带动整个区域以及中国经济的快速发展意义十分重大。
(2)经济影响
(1)增加劳动力就业。区域综合交通体系在其构建过程中需要大量的劳动力投入,而其相关产业也会因产能的扩大对人员需求激增,从而最终促进地区就业。
(2)提高工农业技术水平。区域综合交通体系的构建促进了沿线土地的开发利用,加快了相关企业的集聚效应,有利于该地区整体技术水平的提高。
(3)加快商贸发展。区域综合交通体系的建设降低了物流成本,加快了商品流通,扩大了市场范围。
(4)促进旅游业和资源开发。区域综合交通体系建设降低了运输费用,使沿线旅游业和资源开发的总成本得以降低。
(5)提高沿线土地价值。区域综合交通体系建设提高了沿线土地的可达性,增强了区位优势,提高了土地的竞争力和价值。
(6)加快城市化进程。区域综合交通体系建设加快了区域土地价值,人才、资金的集聚,促进了沿线地区的城市化进程。
(3)环境影响
区域综合交通体系建设与运营过程将不可避免地给周边地区环境带来噪声、废气污染,对自然景观造成破坏。环境影响对社会产生负效益,因此,在采用专家打分法确定环境影响指标分值时,采用的是环境影响越小,分值越高的打分方法。
3 层次-区间值模糊综合评价方法
本文提出的层次-区间值模糊综合评价方法,其实质是一种分步组合的评价分析方法。首先,利用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP)建立区域综合交通体系的社会评价的指标体系。然后,在常用的模糊综合评价方法中引入区间值的概念,允许各规划方案在某个指标下的评价值在一定范围内变化,即直接以区间值[a,b](0≤a,b≤100,评价打分采用百分制,a为各专家打分低限,b为各专家打分高限)作为得分,通过计算可得到各规划方案对于各个等级的隶属度(是一个区间值的向量)[7]。最后,对这些区间值进行排序即可得到评价结果[8]。在这一过程中,涉及到区间数的概念问题,包括运算和排序2个方面。
3.1 区间值的基本概念
(1)区间数的运算
用[R]表示实数集R上的全体闭区间数组成的集合,即[R]={[a-,a+]:a-≤a+,a-,a+∈R},注意,通常的实数也可视为区间数。
(2)区间数的排序
对于[a-,a+],[b-,b+]∈[R],记Ma=λa-+(1-λ)a+,Mb=λb-+(1-λ)b+,λ∈[0,1]对λ取适当的值,就可以比较Ma和Mb的大小。
当Ma
当Ma=Mb时,有[a-,a+]=[b-,b+];
当Ma>Mb时,有[a-,a+]>[b-,b+]。
3.2 权重系数的确定
运用层次分析法确定权重系数,大体可以分为3个步骤:
(1)根据同一层指标间的相对重要性,构造两两比较判断矩阵。根据图1的指标体系,可分别构造评价准则层相对于总体评价层的两两比较判断矩阵A-B,评价指标层相对于评价准则层中的政治影响两两比较判断矩阵B1-C1-2、经济影响两两比较判断矩阵B2-C3-8和环境影响两两比较判断矩阵B3-C9-11。
(3)层次总排序及其一致性检验。目标是得到评价指标层对于总体评价层的排序权重,通过计算,C1-2的权重向量为W1={w1,w2}=b1C1={b1c1,b1c2},依此类推可得C3-8的权重向量W2,C9-11的权重向量W3,则评价指标层各指标的排序权重为,并对上述结果进行一致性检验。
3.3 评价等级标准及其隶属函数的确定
评价集Y分为5个等级,即Y1(差),Y2(较差),Y3(一般),Y4(良好),Y5(优)。采用百分制的打分方式,采用下列分布函数作为评价等级的隶属函数:
3.4 评价过程
首先进行单指标评价,由于区域综合交通体系规划方案的社会评价本身带有某些不确定性,对Ci(i=1,2,……,11)而言,各规划方案的社会评价属于等级Yj(j=1,2,…,5)的程度为区间数
由3.3节中的隶属函数,计算得到区间值的模糊综合评判矩阵RA(11×5):
则WRA={[d1-,d1+],[d2-,d2+],……[d5-,d5+]}。
记且设ΔA->0,由区间数的除法定义,得。经过上述的处理,WRA变为HA=([h1-,h1+],[h2-,h2+],……,[h5-,h5+]),依据区间数排序方法排列各[hj-,hj+]的大小,设[hk-,hk+]=max{[hj-,hj+]},1≤j≤5,则规划的社会评价最终结果为Yk。
4 实例分析
为了说明层次-区间模糊综合评价方法的应用,本文选取某区域综合交通体系规划方案的社会评价实例进行分析,表1为利用专家调查法得到各指标的分值。
将方案1关于指标C1的得分代入3.3节的隶属函数中进行计算(分别取D1=95,D2=87,D3=80,D4=70,D5=60,D6=50),得到方案1在指标C1上分别属于差、较差、一般、良好、优的程度为
将方案1的所有指标得分分别代入3.3节的隶属函数计算(取D1=95,D2=87,D3=80,D4=70,D5=60,D6=50),得到关于方案1的区间模糊综合评判矩阵RA1。
由3.2计算得到权重向量为W=[0.155,0.053,0.042,0.225,0.075,0.100,0.050,0.050,0.063,0.063,0.124],则:
由3.1节中的区间值排序方法,取λ=0.5,则HRA1中的最大区间数是[0.251,0.623],所以方案1的社会评价为良。
由上述方法同理可得HRA2=(0,[0.017,0.127],[0.147,0.486],[0.315,0.817],[0.094,0.315]),HRA2中的最大区间数是[0.315,0.817],所以方案2的社会评价为良。
同是评价为良的方案,方案2社会评价的区间数略大于方案1(取λ=0.5),可以认为方案2的社会效益较之方案1略优。
将上述区域综合交通体系规划方案的社会效益的评价结果与技术评价、经济评价结果进行综合考虑,在全面分析的基础上,判断方案1和方案2的相对优劣程度,从而保证了决策的科学性。
5 结论
本文采用层次-区间模糊综合评价方法建立了区域综合交通体系规划方案的社会效益的定量评价模型,完善了区域综合交通体系规划方案的综合评价体系。其中,以区间值的形式表征原始的社会评价结果,与常用取平均值的处理方法相比,具有下列优点:
(1)避免了信息损失。常用方法对原始评价值取平均后,往往造成上下限评价值的个性被淹没。
(2)避免了原始评价值离散程度较大的情况下,个别评价值(上、下限)对评价结果产生的倾向性影响。
(3)方法简便,实践性强,适合处理定性指标组成的评价问题,便于在实际应用中推广。
需要指出的是,如果出现评价区间内取值概率严重不等的情况,可将此区间内取值概率最大的数定义为“重心”,以三参数(上下限、“重心”值)的区间值表征原始评价值的信息,从而使结果更加符合实际。
参考文献
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综合定量评价 篇6
关键词：武汉,旅游资源,AHP-模糊综合评价
1 引言
地区旅游资源是发展旅游业的基础,科学评价旅游资源是对其开发利用的前提。国外旅游资源评价始于20世纪60年代,初期多采用视觉质量评价方法[1];20世纪70、80年代形成了较为系统、规范和多样的旅游资源评价模式,其中旅行费用法(TCA)[2]和享乐定价法(HPA)[3]最具代表性;20世纪90年代条件价值法(CVM)逐渐在旅游资源货币价值评价中处于主导地位[4,5]。国内旅游资源评价始于20世纪80年代末,许多学者采用数学方法来评价旅游资源。模糊数学法是近年来得到广泛应用的评价方法,由于旅游资源具有较多模糊和不确定因素,采用模糊数学法进行分类、评价能取得较好的效果[6]。
2 AHP一模糊综合评价法简介
AHP一模糊综合评价法指将层次分析法(AHP)和模糊综合评价法相结合的一种评价方法。它首先利用层次分析法来确定评价指标体系的权重,然后在此基础之上,进行模糊综合评价。
2.1 层次分析法简介
层次分析法(简称AHP法)由美同运筹学家T.L.Saaty于20世纪70年代提出,是系统工程中对非定量事件作定量分析的一种简便方法,也是对人们的主观判断作客观描述的一种有效方法。其基本原理是把研究对象看作一个大系统,通过对系统的多个元素分析,划分各元素间相互有序层次,形成上下逐层支配关系;对每一层次元素进行判断,并给出相对重要性定量数值,然后建立数学模型,计算出每一层各元素相对重要性权重值,并加以排序,最后根据排序结果进行决策。
2.1.1 构建评价层次结构模型
结合武汉市旅游资源的实际情况,将其旅游资源评价层次分为目标层、准则次、因子层。以此构建层次结构图1。
2.1.2 构建判断矩阵
构造判断矩阵设某一层有n个元素(X1……Xn。)对上一层目标有影响,则每次取两个因素Xi;和Xj进行比较,用aij表示X。和Xi对上层目标的重要性之比,用矩阵A=(aij)m×n表示全部结果,A成为判断矩阵。为了确定‰的值,Saaty提出了引用数字1及其倒数作为标度,见表1。
2.1.3 求解判断矩阵
求解判断矩阵的方法有很多种,本文采用方根法进行求解。
2.1.4 层次排序及一致性检验
层次单排序采用特征向量法(EM)求取判断矩阵权重排序向量,由方根法近似计算判断矩阵特征向量W和最大特征根λmax,各评价因子的权数即为判断矩阵特征向量的各分量。
λmax|n。
判断矩阵的一致性指标CI,式中n为判断矩阵阶数,λmax为判断矩阵的最大特征根,判断矩阵的随机一致性比率。
式中RI为判断矩阵的平均随机一致性指标,可在一致性指标表中查得。W的计算结果见表3,判断矩阵的随机一致性比率CR均小于0.1,说明判断矩阵具有满意的一致性[7]。
2.2 模糊综合法简介
模糊综合评价法是运用模糊数学和模糊统计方法,通过对影响某事物的各个因素的综合考虑,对该事物的优劣做出科学地评价。
(1)确定模糊对象因素集合U={u1,u2…um}。其中u=(i=1,2,…,m)为评价因素,m表示同一层次上单个因素的个数,这一集合构成了评价的框架。
(2)确定模糊对象评判集V={v1,v2,…vm}。其中v(i=1,2,…,n)是评判等级标准,n是元素个数,即评判等级数或评语档次数。这一集合规定了某一评价因素的评价结果所能选择的范围。
(3)建立指标体系及确定其权重。确定权重的方法有很多,比如层次分析法、主成份分析法等,本文所采用的是层次分析法。
(4)确定隶属度矩阵。假设对u1第个i评价因素,进行单因素评价得到一个相对于vj的模糊向量Ri=(ri1,ri2,…,rij);i=1,2,3,…,m;j=1,2,3,…,n
rij为因素ui具有vj的程度,0<rij<1。若对n个元素进行了综合评价,其结果是一个m行n列的矩阵,称之为隶属度R。
(5)模糊综合评价。在确定了评价因素的指标权重向量w和隶属度矩阵R后,然后根据实际需要确定相应的模糊算子,进行模糊合成运算[8]。
3 武汉市旅游资源概况
武汉地处长江中游,雄踞华中腹地,地位位置十分优越,东经113°41′～115°05′,北纬29°58′～31°22,是湖北省的政治、经济、文化中心,是华中地区最大的商贸中心和水陆交通的枢纽,是我国6大城市之一,武汉市旅游资源数量丰富,类型齐全,旅游资源富含文化内涵。按照《中国旅游资源普查规划》可将武汉市旅游资源划分为地文景观类、水域风光类、生物景观类、古迹与建筑类、民俗风情类、商品购物类6大部分,每大部分又可分为若干基本类型,本文对武汉市39个主要旅游景点进行了综合评价,其中39个旅游景点为黄鹤楼、东湖、归元寺、湖北省博物馆、楚城、红楼、武汉长江一桥、二桥、民族艺术馆、民众乐园、湖北广播电视塔、汉正街、木兰山、木兰湖、南湖、湖北影视城、盘龙城、保通禅寺、古琴台、二七纪念馆、“八七”会议旧址、“八办”纪念馆、中山公园,龙泉山、晴川阁、道观河、九真山、长春观、解放公园、轿车城、红钢城、商业城、楚人狂欢岛、莲溪寺、古德寺、槐山风景区、嵩阳山钟子期墓、武汉动物园和白云洞。
3.1 层次分析运算过程
根据武汉市旅游资源评价层次结构模型,通过构造4个判断矩阵,层次单排,层次总排序及一致性检验等步骤,做如下几个方面的计算。为了使判断矩阵的评价成果更具客观性,采用群体判断方式,模型请8位具备一定专业知识的专家进行判断矩阵的构造。
计算3个影响因素O1、O2、O3的相对重要权重(计算层次单排序,也是层次总排序)。计算下一级影响因素C1、C2、…,C10对上一级影响因素的相对权重。得出影响因素的总权重和排序,见表2、表3、表4、表5。
λmax=3.009,CI=0.004 5,RI=0.58,CR=0.008<0.01
λmax=4.171,CI=0.057,RI=0.90,CR=0.063<0.01
λmax=4.071,CI=0.023 37,RI=0.90,CR=0.026<0.01
λmax=2,CI=0,RI=0,CR=0<0.01
由以上运算结果得出武汉市旅游资源评价指标体系极其权重如见表6。
3.2 模糊综合评价运算过程
采用市场调研的方法获得定性指标评语集根据评价指标来设计相关的调查问卷,并对市民分别进行问卷调查(发放问卷数量200份,回收问卷数量200份,有效率100%),采用十分制进行统计,对各个指标分为5级,分别为10-8,8-6,6-4,4-2,2-0,最终得到定性指标的评语集。
例如,在200位受访者中,其中有173位认为归元寺的珍稀度等级为10-8,除以总人数后得到“10-8”的隶属度为0.8667,还有27位认为汉正街珍稀度的等级为8-6,则“8-6”的隶属度为0.133 3;无人认为归元寺的珍稀度等级低于6分,从而汇总得到表7。
由表6分别得出各子集中诸要素的评价决策矩阵。
由以上AHP运算结果可得:
W=0.163 8 0.539 6 0.297 2;
W1=0.416 3 0.149 7 0.198 3 0.235 7;
W2=0.416 8 0.121 0 0.269 5 0.192 8;
W3=0.750 0 0.250 0。
采用普通矩阵乘法,经过合成运算,得各子集的综合评判结果分别为:
B1=W1×R1=0.676 52 0.278 81 0.044 67 0 0;B1=W1×R1=0.299 39 0.337 406 0.199 11 0 0;B1=W1×R1=0.350 02 0.399 97 0.055 75 0.194 25 0;因此,各子集的综合评价决策矩阵为:
所以,汉正街旅游资源综合评价结果为:
B=W×R=0.376 22 0.346 40 0.131 21 0.057 73 0。
将其归一化得:
B=0.412 72 0.380 02 0.143 93 0.063 33 0。
根据最大隶属原则,设V=(10,8,6,4,2)则可得到该旅游资源的得分(表8)。
VT=0.412 72×10+0.380 02×8+0.143 93×6+0.063 33×4+0×2=8.284 2
归元寺的得分为8.284 2,属于5个等级中的一级,说明旅游资源价值很高。同样,利用与以上过程相同的方法可以得到武汉市39个主要旅游景点等级质量评价一览表,见表8,武汉市旅游资源的等级评价按照综合得分来进行划分,其中≥8分为四级,≥7分为三级,≥6分为二级,≤6分为一级旅游点。
4 评价结果分析
4.1 武汉市旅游资源限制因子较多
4.1.1 准因子层权重分析
从武汉市旅游资源价值评价指标体系及其权重可以看出,武汉市旅游资源市场价值很高,其权重为0.539,说明武汉市旅游资源的市场价值是吸引游客的主要因素,旅游资源市场开发潜力巨大,武汉市在进行旅游资源的开发时要充分重视市场价值,提高其旅游业的知名度,重点开发旅游资源的科研价值、娱乐价值和观赏价值。
该层中权重位居第2位的是旅游区位,其权重为0.297 2,这充分说明了旅游条件的优劣是影响旅游产业发展的至关重要的因素。如果区位条件好,能促进旅游资源的开发利用,反之则会成为旅游产业发展的桎梏。武汉市地处中国中部地区的中心,是中国的交通枢纽中心,水陆空交通体系全面发展,俗称九省通衢,特别是近几年来,武汉市高铁的建立,更增加了其区位优势。同时要重视资源组合度。
相对市场价值、区位价值,其权重为0.163 8,武汉市旅游资源的要素价值相对薄弱,武汉市旅游资源在珍稀度、古悠度、保存度、环保度等方面对游客的吸引力比较薄弱,应加强这方面的开发、建设和保护。
4.1.2 评价层因子权重分析
从评价层10个因子来看,排名第1的为知名度,其权重为0.224 6,说明武汉市旅游资源的知名度很高,所以在对武汉市旅游资源进行开发时要充分利用其这一优势,增加武汉市游客量。排名第2的交通便利性,其权重为0.222 9,这是因为武汉市地处中部地区,是我国综合交通枢纽中心,具有优越的地理位置,俗称“九省通衢”,排名第3、第4的分别为娱乐价值和观赏价值,说明武汉市旅游资源给人留下的最深刻印象就是其观赏性和娱乐性,它是使一个旅游区产生吸引力的重要因素。排名第五的为资源组合度,和同为区位价值中排名第2交通便利性相比,资源组合度权重很低,临近景点之间的组合度和规模影响着游客对旅游地点的选择。
武汉市分为3镇,旅游景点相对较为分散,加之受交通、通讯、气候等条件的制约,景点之间的组合度较弱。为缓解这一客观条件的影响,旅游资源开发应以地区为单位,逐级分区,根据各区旅游资源层次与特点,开发最具本区特色的代表性景点,形成“不同地区、不同层次、不同类型”的格局,形成旅游资源集聚效应。排名第六的是科研价值,武汉市旅游资源历史文化遗址丰富,如黄鹤楼、归元寺、湖北省博物馆、红楼等,这些历史文化遗址都具有科研价值,但是随着近几年,但同时,武汉市也有很多的自然景观,如东湖、木兰山、木兰湖等,这些景点科研价值相对薄弱,再加上后来,一些其他旅游点的建立,如解放公园、商业城、红钢城等,所以从总体来看,武汉市旅游景点的科研价值相对国内其他省市相对薄弱。排名7、8、9、10的均为要素价值中的珍稀度、古悠度、保存度和环保度,这4个方面是构成旅游资源吸引力的核心价值,4个方面相互依存,相互促进。通过以上的分析可以看出,武汉市旅游资源的限制因子较多,主要为珍稀度、古悠度、保存度、环保度、科研价值、资源组合。
4.2 武汉市旅游资源吸引力强
4.2.1 主要旅游点得分排名分析
从武汉市39处旅游点评价结果分析可以看出,四级旅游点4个,分别为黄鹤楼、东湖、归元寺、湖北省博物馆,占评价总量的10%,三级旅游点11个,占评价总量的28%,二级旅游点10个,占评价总量的25%,其余的为一级旅游点,占评价总量的32,旅游点综合得分5分及其以上的占评价总量的57%,说明武汉市旅游点综合得分较高,对游客具有很高的吸引力。
4.2.2 四级旅游点分析
基于武汉市主要旅游点综合得分表,对武汉市主要旅游点进行分析评价。黄鹤楼是武汉市的标志,有武汉城就有黄鹤楼,与湖南的岳阳楼,江西的滕王阁并成为江南3大名楼,素有“天下绝景”、“天下江山第一楼”盛誉,始建于公园233年。主要旅游资源有白云阁、胜象宝塔、古碑廊、奇石馆、黄鹤古肆、落梅轩、千禧钟、首义广场等,黄鹤楼是武汉市唯一的5A级景区,年接待量和年收入都高与其他景区,本文的评价结果也是第一,充分说明评价结果的客观性,基于上述模型得出的数据,黄鹤楼的旅游资源价值只要限制因子为娱乐价值和资源组合度。
东湖风景名胜区面积73km2,其中湖面面积33km2,是中国最大的城中湖,四季皆可游览,植物资源丰富,素有“春兰、秋桂、夏荷、冬梅”之美誉。东湖1982年被国务院列为首批国家重点风景区,1999年被国家授予“全国文明风景旅游区示范区”,2000年成为国家首批4A级景区。评价结果排名第二,其主要限制因子为环保度,东湖环境受到很大程度的污染,其次为知名度,东湖知名度在国内并不是很高,其游客绝大多数为本地居民。
归元寺一名取自“归元性不二,方便有多门”的佛偈。始建于1658年,有北、中、南3个院组成,占地约两万m2,富有园林特色,寺内现存有3大主要建筑:大雄宝殿、藏经阁、罗汉堂。是湖北4大佛教禅寺之一,国家重点佛教寺院。接待量始终位于旅游区前列,旅游资源综合价值排名第3,其主要限制因素为娱乐价值和交通便利性。
湖北省博物馆毗邻东湖,收藏文物约20万件,其中曾侯乙编钟,越王勾践青铜剑等出土文物,是举世瞩目的珍品。1999年落成开发的“编钟馆”现已成为向世人展示中华民族古代灿烂文明的亮丽窗口,是外国游客必看的内容,每年接待外国游客量占总接待量的50%以上。旅游资源综合排名价值第四,其主要限制因素为娱乐价值。
5 结语
从武汉市主要旅游资源价值综合评价表中,四、三、二级的25个旅游点钟,有15个都为人文景观,可以看出武汉旅游资源优势主要表现为人文景观资源丰富,且景点相对集中程度高,文化品味高武汉历史悠久,是我国历史上著名的政治文化中心,既是楚文化、三国文化的集中之地,也是近代中国革命的发祥地之一。灿烂的民族文化源远流长,给武汉留下了十分宝贵的名胜古迹和文化遗址。这些人文景观虽然都得到了一定程度的开发,有些景点已具备一定的规模效益,但其活动形式仍停留在观光游览阶段,不能向游客充分展示其蕴含的高品位文化价值。所以应该深度开发旅游资源。
从武汉市旅游资源价值权重中可以看出,旅游资源价值的主要限制因素为珍稀度、古悠度、保存度和环保度。所以在进行开发建设时,主要挖掘出旅游资源的文化特色、民族特色、地方特色等,要避免和国内同类旅游产品的雷同,对于武汉市人文景观,特别是宗教旅游,主要展示的是楚文化,所以在规划建设时,要保持楚国人们的文化底蕴和神韵,同时要注意旅游资源本身的保护和环境保护,对于一些污染严重的旅游点,如东湖、武汉市植物园等要采取措施进行改善。
参考文献
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注水开发油田水淹层定量评价 篇7
1 水淹层的特征
油层水淹后最明显的变化是含水饱和度和地层水矿化度的变化, 两种变化又直接影响电阻率曲线的变化, 也就是说油层水淹后电阻率的变化是最明显的[1]。
含水饱和度的升高使得电阻率降低, 而地层水矿化度的降低又使电阻率升高。当地层注入淡水时, 在水淹初期, 含水饱和度的升高占主导地位, 因而电阻率降低;在水淹中后期, 地层水矿化度的降低占主导地位, 因而电阻率升高, 也就是说, 电阻率的变化随水淹程度的增加呈“U”型变化。当地层注入污水时, 含水饱和度的升高占主导地位, 因此电阻率是降低的。
2 电阻率相对值法的计算
电阻率相对值法是水淹层定量解释的一种方法。油层水淹后最主要的变化是电阻率的变化, 它在纵向上的变化是相对的, 因此利用电阻率的变化规律直接求取饱和度, 避开了利用阿尔奇公式求解释参数中混合液电阻率的难题[2]。
利用地质、测井、取心、试油等资料在对储层综合评价的基础上, 建立一套适合该断块的水淹层解释方法[3]。
(1) 相关参数的计算①含水饱和度的确定:利用深感应—中感应、深感应—八侧向、微电位—微梯度三差之和Rt'与含水饱和度Sw建立关系, 得出了相应的公式[4]:
Rt'= (深感应—中感应) + (深感应—八侧向) + (微电位—微梯度)
当Rt'>10, 令Rt'=10
②束缚水饱和度的确定:由于电阻率三差之和Rt'、自然伽马相对值GR'与束缚水饱和度Swi有较密切的关系。因此, 建立了Rt'与Swi的关系图版, 通过拟合得出相应的公式:
当Rt'>10, 令Rt'=10
③残余油饱和度的计算 (Sor) :Sor=0.003×AC2-2.03×AC+316
当AC≥450us/m时, 令AC=450us/m (AC:声波时差测井值) 。
④油水相对渗透率的计算:
式中:Kro为油相渗透率;Krw为水相渗透率
(2) 解释标准的确定根据多区块实际试油资料及其计算结果确定出水淹级别的标准:Fw<15为油层, 15<Fw<30为弱水淹层, 30<Fw<70为中水淹层, 70<Fw<90为强水淹层, 90<Fw为水层。
3 应用效果
G104断块已进入注水开发中后期, 以污水回注为主, 利用上述研究方法进行水淹层的重新解释。
图1为G76-30-2井解释成果图。该井与注水井G74-32、G75-31井对应较好, G75-13井注水井段的15、16号层吸水, 对应G76-30-2井的12、13号层, 自然电位基线偏移, 电阻率降低, 经水淹层处理, 产水率分别为55%、40%, 根据结果, 解释这两个层为中水淹层。G76-30-2井的14、15、16号层原解释为水淹层, 利用水淹层解释方法对这三个层重新处理, 产水率在40%~80%, 因此, 把这三个层解释为中水淹层。该井15、16号层1999年8~10月单层试油, 现解释结论与试油结果基本一致。
4 结语
本文提出的基于电阻率变化计算产水率作为判定水淹程度的标准, 在G104断块应用效果明显, 但对于其它不同流体类型油藏要认真分析目标区的实际资料。该方法使用方便、对注水开发中后期油田判断水淹程度有较高实用价值。
参考文献
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高中研究性教学定量评价探析 篇8
一、研究性教学评价指标体系构建
研究性教学不仅是教师的教学策略或学生的学习方式, 更是一个包含教学、学习、理念的综合体[2]。研究性教学是一种以“问题”为中心的教学, 是一种包容“开放性”的教学, 也是一种师生合作性的教学[3]。20世纪90年代以来, 在我国教育改革过程中, 研究性教学逐渐引起人们的重视。随着中学教育从应试教育转向素质教育, 《基础教育课程改革纲要》也积极倡导学生主动参与、乐于探究, 培养学生获取新知识和解决问题的能力。
基于研究性教学具有探究性、实践性、开放性、自主性等特点, 本文在设计研究性教学评价体系过程中, 从“提出问题、分析问题、解决问题”研究的一般角度出发总体设计4个一级指标, 即:问题提出环节、问题分析环节、问题解决环节、学生学业考核环节。当然, 在实际教学过程中, 这三个环节的界限有时不一定非常分明, 而是有相互交叉、相互渗透。在此基础上, 形成11个二级指标, 分别为:问题提出的内容与形式、课后研究性问题提出探究、问题分析的形式、问题分析的方法、问题分析的效果、解决问题的方式、解决问题的效果、学业评价形式、学业成绩评定、教学过程的反思总结、对有关问题的进一步探究。进一步在二级指标基础上将三级指标划分为15项指标, 并按照好、中、差三个等级进行分解, 形成45项具体评价指标 (表1) 。
二、研究性教学评价指标的赋分
评价指标的赋分是进行研究性教学评价的重要内容。本文参考佘远富、王庆仁[4]的研究, 采用特尔斐打分法对一级指标进行赋分, 4个一级指标, 赋分共100分:问题提出环节 (20分) 、问题分析环节 (30分) 、问题解决环节 (20分) 、学生学业考核环节 (30分) 。
而对于二级指标的赋分, 是在一级指标赋分基础上, 同样采用特尔斐打分法进行赋分。具体来看:问题提出的内容与形式 (10分) 、课后研究性问题提出探究 (10分) 、问题分析的形式 (10分) 、问题分析的方法 (10分) 、问题分析的效果 (10分) 、解决问题的方式 (10分) 、解决问题的效果 (10分) 、学业评价形式 (10分) 、学业成绩评定 (5分) 、教学过程的反思总结 (10分) 、对有关问题的进一步探究 (5分) 。
对于三级指标赋分, 首先确定评价等级为“好”级中各指标分值, 依据特尔斐打分法及AHP层次分析法确定的各项三级指标的权重来分解对应的二级指标分值, 并结合专家意见形成三级指标最终分值。在确定“好”级各指标分值后, 进一步按照有关专家建议确定“中”级的各指标分值, 最后确定“差”级的各指标分值。
三、评价等级的划分
在构建评价体系及确定相关指标赋分标准后, 即可依据教师在教学中是否实施研究性教学以及实施该研究性教学的效果状况进行评价。具体可以通过教师在研究性教学的具体表现, 参考评价指标表 (表1) 的评价标准进行逐项对比, 然后将对比分数进行累加, 即可以得到该教师研究性教学评价总分值。可以用如下公式表示:
公式中, F为某位教师研究性教学评价总分值, F好i、F中j、F差k分别为其具体在“好、中、差”等级中所对应的某项所得分数。
对于评价等级的划分, 主要参考评价总分值所处的区间, 本文参考佘远富、王庆仁[4]有关研究, 结合我国高中研究性教学改革现状, 将研究性教学评价等级分为“好、中、差”三级, 其分别对应的评价总分值区间为 (80, 100]、 (40, 80]、 (0, 40]。
如对某位高中教师进行研究性教学评价, 若其在“问题提出环节”, 能够在内容上紧扣当前热点与值得探究性的问题, 并适当延伸教材, 依据表1, 可以赋分为“好”级的5分;但若其在问题提出的形式上“提出问题形式单一, 无法够激发学生学习兴趣”, 依据表1, 只能赋分“差”级的0.5分;进一步若该教师“课后研究性问题提出探究”中, “布置一定数量的阅读文献, 指导学生检索文献, 但没有指导学生阅读文献”, 依据表1, 可以赋分“中”级5分。据此, 该教师在“问题提出环节”得分总值为10.5分 (5+0.5+5) 。同理可以推算该教师在“问题分析环节”、“问题的解决环节”、“学生学业考核环节”剩余的3个环节的分值, 最终以上四个方面的分值求和就可以得到最终评价总分值F, 然后依据总分值所在区间可以得到该教师研究性教学的评价等级 (好、中、差) 。
高中研究性教学评价是一项探索性工作, 对于此项工作的评价当然不止一种方法, 如还可以通过构建指标体系→确定各项指标权值→指标标准化处理→指标加权求和的方法进行相关评价。本文采用的评价方法是通过逐项对照评价指标评分表进行的分值求和评价, 这种方法相比加权求和方法优点在于, 所搭建的指标体系更为全面, 同时无须进行权值及标准化值的确定, 因而更为节省工作量, 同时还能够减少必要的评价误差。当然本文构建的评价指标体系在一些具体操作方面还有待于细化, 在具体指标设置方面有待进一步研究。
高中研究性教学评价也是一项系统性的工作, 在推进该项工作进程中亟需以下保障措施为支撑:一是创建研究性教学的氛围与环境, 也就是在教学实践过程中弱化师生关系, 强化围绕某一共同目标, 去找出解决问题的有关途径;二是加强教师研究性教学人才队伍建设, 也就是要求教师不仅要改进教学方法, 更要提高其科研能力;三是完善研究性教学的激励机制, 也就是建立健全奖惩机制, 提高师生参与研究性教学的积极性;四是完善研究性教学的硬件设施, 也就是完善专业研究性学习的硬件设施, 不仅包括实验室, 还应包括很多专业技术软件、场所、图书室及网络等;五是强化研究性教学组织管理制度建设, 也就是要求学校、社会、家庭等各方面均要建立完善的研究性教学管理体系。
参考文献
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北京郊区雁栖河自然性定量评价 篇9
河溪是生态系统物质流、能量流和信息流的载体,是人类活动最密集的地方。作为陆地水环境中的最基本组成单位,河溪是指流域面积介于10 km2与100 km2之间,一般隶属河流一、二级支流的小型水体[1,2,3]。由于北京地区干旱缺水,加之近年来农村人口的增加和经济发展对水资源的大量需求,挤占了河溪生态环境用水,严重影响了京郊河溪的水文特征和物理结构,造成河溪水体流动不畅、水质恶化、河床基质裸露、生态环境质量和景观功能下降,严重的干扰、损害了河溪生态系统功能的发挥。由于河溪的自然性是河溪各种功能发挥的基础,因而以改善京郊水环境为目标的河溪生态系统自然性评价,将为京郊水环境改善和研究提供依据。怀柔区雁栖河受人为干扰影响较大,而且从上游到下游河流自然性状况层次明晰,具有代表性。本文以雁栖河为例,通过构建河溪自然性评价指标体系,对雁栖河所处的自然性状况进行评价,以期明确郊区河溪生态系统自然性的胁迫因子,为科学管理京郊河溪和生态环境恢复提供参考。
1 河溪生态系统自然性概念及内涵
每条河溪都有其独特的水文特征,包括幅度、频率、持续时间、时机和变化率等[4],河溪的自然流动状态能维持河流生态系统的完整性和生物多样性,任何一个河流水文特征的改变,都会引起广泛的生态和物理响应。河溪的自然性是指与相同类型的未受干扰的(原始的)河溪的相似程度[5],尤其是在生物完整性和生态功能方面。即整个河溪生态系统是完整的、稳定的、可持续的,对外界不利因素具有抵抗力。河溪的自然性评价,就是对由自然因素和人为活动引起的河溪生态系统的破坏和退化程度进行诊断[6],为管理者、决策者提供目标依据,更好地利用和管理好河溪,促进河溪生态系统向良性方向发展。
河溪生态系统是资源和环境的载体,关系到人类的生存和发展,并且能够提供合乎自然和人类需求的生态服务。自然的河溪生态系统应具备以下特征:能够保证生态功能和服务功能的适宜水量;水质良好,具有一定的流动性;水生态系统结构完整,具有自动适应和自调控能力,能在人为调节下持续发展;能够发挥正常的生态功能、景观功能、旅游休闲功能以及体现水文化内涵。河溪自然性评价技术可以应用于河流生态系统的诊断,获取河流自然性状况的综合评价,从而对退化河溪生态系统的保护和恢复起到很好的指导作用。
2 评价方法
2.1 评价指标体系
由于城市化的影响,目前北京地区已经较难找到不受人为干扰的河流作为参考和对比基准,一个变通的方法是在评价河流相同或类似区域选取受人为干扰相对较少的河溪作为参照。本次研究根据科学性、系统性、代表性、独立性、创新性、可比性、实用性等指标体系设置、选取原则,在借鉴澳大利亚ISC河流健康评价方法[7,8,9]的基础上,结合北京郊区河溪生态系统所特有的水文特性和景观娱乐特征,增加了速度-深度特性、娱乐设施丰富度和观赏游憩价值三项评价指标,构建了包括水文、河流形态、水质理化特征、河岸带状况、水生生物和景观娱乐功能6个方面的综合评价指标体系,以反映北京郊区河溪的自然性特点。具体指标体系如表1所示。
2.2 评价指标权重确定
应用层次分析法,结合专家咨询,确定要素层和指标层权重[10,11,12]。首先请生态学家、水文学家、环境质量评价专家和郊区河湖管理部门管理人员,填写各指标权重的判断矩阵。采用层次分析法确定指标的权重,具体步骤如下:①将判断矩阵每一列规范化;②将每一列规范化的判断矩阵按行相加得到向量;③对向量做规范化处理,依次得到的列向量即为所求特征向量;④计算判断矩阵的最大特征根;⑤对判断矩阵进行一致性检验,得到各个评价指标对上一层的权重以及各要素对目标层的权重。要素层和指标层的权重计算结果见表2。
2.3 评价标准与方法
河溪生态系统自然与否是一个相对的概念,是相对于自然河溪(标准值)而言的。评价指标标准的制定参考了国内外相关研究的有关标准[13,14,15,16,17],将评价指标分为自然、近自然、退化自然、人工化4级,分值通过现场调查与目测的方法获取。每个指标满分4分,4个等级的分值分别被赋予4、3、2、1。被干扰的程度越小或者越接近自然状态,则该指标的分值越高。
采用指标数量化的评价方法-多目标线性加权函数法计算河溪自然性综合指数-自然度[18]。由于河溪近自然治理评价指标体系中的每一个单项指标都代表了河溪生态系统不同的特点,因此需要从指标层向目标层逐步进行综合评价。首先是指标层的计算:
式中:F为指标层中某个指标的评价值;Wi为指标层中第i个亚指标的评分值;Di为指标层中第i个亚指标的权重;m为指标层中指标的个数。然后再将各个评价指标因子的权重值与各个评价指标的等级分值进行层次加权计算得到河溪自然性综合评价指数(SNI)[19]。
式中:SNI为河溪自然性综合评价指数;Fj为指标j的评分值;Bj为指标j的权重。
按照河溪自然性综合评分值对河溪的自然性进行等级划分,把河溪自然性等级称为自然度,反映了调查河段现实状况与自然河溪的差异程度。自然度划分为4级,分别对应自然、近自然、退化自然、人工化4种河溪自然性状况[20,21,22]。
3 实例研究
3.1 自然性评价分析
现以北京市怀柔区雁栖河为例,运用上面建立的指标体系及提出的评价方法对其进行自然性评价。雁栖河位于北京市怀柔区境内,全长42.1 km,流域面积411.7 km2(图1)。上游分东、西两支,东支长33.4 km,源于八道河村;西支长11 km,源于莲花池村,至石梯子与东支汇流,注入北上台水库(雁栖湖),沿途流经石片村、五道河村等多个村庄,为典型的乡村河溪。 在2007年对东支(神堂峪自然风景区停车场至北上台水库入库口段)河流进行的野外调查中,按照每150 m为一个调查河样带,如遇到生态条件突变,则加设一河样带的原则,共布设调查河样带22个。运用所构建的北京郊区河溪生态系统自然性评价指标体系,计算各评价河样带的自然度及总体自然度(图2),得出雁栖河自然性评价图,并在图上用不同的颜色和图案表示不同河样带受人为干扰的程度,见图3。
由图2可以看出,雁栖河总体上受到了严重的人为干扰,其综合自然度处于退化自然状态。在评价河段中(图3), 4号河样带由于人为干扰较强烈,河滨湿地和缓冲带植被遭到较大破坏,评价结果处于人工化状态,占评价河长的9.1%;9号河样带处于河流中上游,河中水草丰富,水流速度拥有慢-深、快-浅两种特性,河岸植被完整,原生态保存完好,人工干扰程度较小,其评价结果处于自然状态,但仅占4.5%;退化自然河岸带于整个评价河段均有分布,占了调查河段的68.2%,但下游分布最为密集;处于近自然状态的河样带所占比例仅为18.2%,主要分布在上游、中游、下游少部分地区。应用本方法对雁栖河河溪状况的综合评价结果是:雁栖河总体受人为干扰影响较大,河流自然性状况较差。
人为干扰主要表现为对河溪的旅游开发程度。随着旅游业的迅速升温,乡村民俗旅游渐渐成为了京郊周围农村发展自身经济的最佳选择。特别是在雁栖镇官地村,全村约80%的农户搞起了民俗接待[23],经济发展迅速。由于该村附近河段水环境良好,河溪管理与生态恢复措施恰当,因而该河段处于近自然状态。石片村处于神堂峪自然风景区的下游,其沿河大多数河段被开发成了度假村,人为地筑坝拦水、开沟引渠,致使部分河段水量锐减,甚至断流,因而其周围河段处于人工化状态,急需采取河流近自然恢复措施改变其现状。神堂峪村附近河段均处于退化自然状态,但其人为开发程度较石片村稍轻,如改变影响此河段自然性的限制因子状况,它将有较大潜力向良性方向发展。
3.2 聚类分析定量评判
通过建立的评价指标体系,运用层次分析法可以计算出各评价河样带的自然度,从而归属其所处的自然性等级,但该评价指标体系的合理性尚需要定量的分析方法来评判。 聚类分析方法能够表现数据间的真正关系,并且在受到随机干扰及其他不确定因素影响时能够保持较高的分类精度,因而可以作为验证评价指标体系合理性的一种方法。在分析统计软件spss16.0中,输入各评价河样带18项定量评价指标的数值,样本间的距离采用欧氏距离,将22个评价河样带进行聚类分析[24],结果见图4。
由于河溪自然度被划分为4个等级,因而本次聚类将分为4类。由图4可以看出,当取T=4时,22个评价河样带被可分为{9}、{17,21,…,3}、{4,16 }和{12,8…,6,1}4大类。{9}号河样带自成一类,与评价结果中仅9号河样带处于自然状态一致;4号河样带由于人为开发程度剧烈,甚至有部分河水断流,因而不与其他河样带聚为一类,仅与状况相似的16号河样带归为一类,这与评价中仅其处于人工化状态的结果相符。3、10、11、17号河样带由于各项评价指标评分值相近,也属于一类,这与评价结果中该4段河样带均处于近自然状态一致。12,8,…,1号河样带由于人为干扰程度相近,聚为一类,而自然性评价图中这些河段也均处于退化自然状态。需要指出的是,有少数河段在归并小类的时候与评价结果并不相符,例如7号河样带与13号河样带被归并为了一小类,但是评价结果图上却显示它们处于不同的河溪自然性等级,其原因可能是缺少了某项评价指标,而该项指标恰是区分它们的重要标识。由此可见,聚类分析结果与自然性评价结果基本一致,证明了本评价体系的合理性,但仍需要做进一步的完善。
4 结 语
河溪生态系统是一个复杂的系统,不同的管理和恢复角度、不同的区域在评价指标和评价标准方面存在着差异,因而建立一套健全的能够反映其真实自然性状态的评价指标体系非常重要。文中所建立的河溪自然性评价指标体系是在北京郊区雁栖河流域自然性评价调查和研究基础上确定的,涵盖了河流水文、形态、水质、河岸带状况、水生生物、景观娱乐特征6个要素。鉴于自然性标准的动态性与相对性特征,采用多指标综合评价法在雁栖河进行了实例研究,并用聚类分析法对各评价河样带进行定量评判,结果表明:雁栖河总体自然性状况较差,受人为干扰比较严重,急需得到保护和恢复。处于自然、近自然、退化自然和人工化状态的河样带分别占评价河段长的4.5%、18.2%、68.2%和9.1%;退化自然河样带于整条河溪均有分布,但主要在下游密集;极少出现近自然河样带。聚类分析结果与综合评价结果基本相符,证明了本评价指标体系的可行性,适合在北京郊区其他河流推广。
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