[發明專利]一種基于AHP法的人工景觀水體健康狀態綜合評價方法

在審

• 申請號: 201610059067.1
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105740613A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 王文東;常妮妮;馬翠;王曉昌
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

技術領域

本發明涉及水環境評價領域，特別涉及一種基于AHP法的人工景觀水體健康狀態綜合評價方法。

背景技術

隨著我國城市建設的快速發展，居民生活水平的提高，為了滿足人們對居住環境越來越高的要求，改善城市的宜居性已成為我國城鎮化建設的重要內容。景觀水體具有美化環境，改善局部氣候條件以及維持城市生態多樣性等特點，在現代化宜居性城市建設中使用尤為廣泛，體現出一定的環境、社會和經濟效益。但是盲目實施以筑壩蓄水、人工水面營造為特征的城市水環境建設工程，在缺乏科學論證的情況下人為改變城市原有水環境系統，將帶來生態失調的隱患。因此，有必要提出一種人工景觀水體健康狀態綜合評價方法，以便在景觀水體設計時參考所得的評價結果和由國家環保局提出，中國環境科學研究院組織制定的景觀水體質量標準，使水體既能滿足人們的視覺效果，又能符合城市生態狀況、社會狀況和經濟狀況的要求，使景觀水體本身有相當的自凈能力，在相當長的時間內不發生水質變壞的現象。

目前，對湖泊健康狀態的評價指標有生物完整性指標、毛生產力指標(GEP)、生態系統壓力指標、響應指標、熱力學指標等。對河流健康狀態的評價指標有美國的RBP、澳大利亞的ISC、南非的RHP、瑞典的RCE、上海的URHA等。但現有方法難以直接用于人工景觀水體。景觀水體健康既要有良好的生態系統，還要有合理的社會服務功能。然而景觀水體有時為了某種社會功能放棄了部分生態完整性方面的要求。另外，景觀水體多為半封閉或封閉水體，存在補水或換水的問題，且景觀水體需要人工維護管理。因此有必要針對人工景觀水體自身特性以及它和自然湖泊、河流的共性建立一套完善的人工景觀水體健康狀態評價指標體系。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于AHP法的人工景觀水體健康狀態綜合評價方法，能夠從更為科學全面并具有一定針對性的角度描述和反映人工景觀水體整體狀況和健康水平。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于AHP法的人工景觀水體健康狀態綜合評價方法，包括以下步驟：

1)在考慮我國人工景觀水體特點的基礎上，選擇能指示人工景觀水體生態系統狀況和人類自身要求的指標，建立人工景觀水體健康狀態綜合評價指標體系；

2)根據各指標的表征價值，采用AHP法構造判斷矩陣，分別求解總目標和子目標的權重值，并進行歸一化處理，計算出最大特征值，并進行一致性檢驗；

3)制定評價標準，對于一些不能給出5個評價等級的指標采用3級或2級評分標準，其余指標均采用5級評分標準；

4)對各指標所得評分值進行加權處理得到最終評分，用I_LWH表示，并采用綜合評分和健康狀態等級兩種表達方式給出綜合評價結果。

步驟1)中所述綜合評價指標體系分三個層次，總目標為人工景觀水體健康狀態，下設水體表觀特征、營養狀況、水文和水力學特征、生境狀況、濱水帶狀況以及環境效益和社會功能為一級指標，并細化為多個二級指標，其中水體表觀特征包括水體形態、水色、水味、漂浮物、透明度指標；水體營養狀況包括化學需氧量、總氮、總磷、葉綠素a指標；水文和水力學特征包括水深、循環周期、補給水源、生態需水量滿足程度指標；生境狀況包括岸線形態、護岸類型、水生動物、水生植物指標；濱水帶狀況包括濱水帶寬度、植被結構完整性、沿岸植被連續性、周邊匯水收集及處理情況指標；環境效益和社會功能包括人體舒適度、水景管理水平、公眾環保意識指標。

步驟2)中所述的采用AHP法構造判斷矩陣并確定權重的具體步驟如下：

1)構造判斷矩陣

以A表示總目標，B表示一級指標，C表示二級指標，u_i、u_j表示因素，i，j＝1，2，…，n，n為一級和二級指標編號；引用1～9標度法測量各因素的相對重要性，u_ij表示u_i對u_j的相對重要性數值，對于表征人工景觀水體營養狀況指標以及水文和水力學特征指標較其它一級指標賦予較大權重，其中表征人工景觀水體的營養狀況的4項水質指標賦予同等權重，表征水文和水力學特征的補給水源、水循環周期較水深和生態需水量滿足程度賦予更大的權重，其余一級指標根據其表征價值給予相應的權重，并由u_ij組成A-U判斷矩陣P

2)計算重要性排序，即權重分配

根據判斷矩陣，求出其最大特征根λ_max所對應的特征向量w，方程如下：