●沈亘熙 姚尉迟 王 双 何 姣

一、引言

随着可持续发展的观念深入人心，水利工程项目对经济、社会和生态环境的综合效益是其立项的重要依据。提升项目整体综合的效益评价水平的高度，同时筛选确定适宜的评价方法以及操作行为，方可使得水利工程项目收获愈发精准的效益评价结果，减少与实际状况的出入。湖南省岳阳市南湖电排扩容改造工程（以下简称“南湖电排工程”）是一项以防洪排涝为主的水利工程项目，其建设和运行对岳阳市城区的社会、经济和生态环境都会产生广泛、持续和复杂的影响。怎样能够在第一时间对它的综合效益进行科学有理的评价，对水利工程建设进行经验总结，发现问题，提出有效应对方案，对此后该区域的水利工程项目建设发展起到重要的理论指导作用。

国内外有关综合效益评价的研究大多采用层次分析法、物元分析法、BP神经网络等方法。其中，武雪等（2020）基于层次分析法，从经济、社会效益和生态环境效益三个方面构建了武威属区节水灌溉工程区域的综合效益评价指标体系；夏翔等（2020）结合了层次分析法与灰色模糊综合评价法，建立更加全面的多能互补工程项目的综合效益评估模型，完整地评价了该工程项目的综合效益；肖林颖、吴秀芹等（2021）选取熵值法和主成分分析法构建建水县石漠化治理工程效益评价模型；赵浩楠、赵映慧等（2021）选取了长三角城市群中的26个城市作为研究对象，使用变异系数法计算指标权重，再运用TOPSIS法确定了各效益的相对接近度，研究相关城市的土地利用效益的时空变化；伏文兵、严友进等（2021）选取了包括生态环境、成本、技术等指标，构建了基于可拓评价模型的海绵城市综合效益评价体系；菅毅等（2022）选取TOPSIS法对番茄灌水利用效率等三个方面进行了综合效益评价，为相关地区水资源利用问题提供科学的支持。

上述研究成果为本文的研究提供了有价值的参考，但是大多采用层次分析法与模糊综合评价法构建效益评价模型。因此，本文以南湖电排工程为研究对象，构建了多维度的综合效益评价体系，首先采用层次分析法计算指标权重，在此基础上运用物元可拓模型测度南湖电排工程的综合效益。通过本文研究，一方面为南湖电排工程综合效益优化提供依据，另一方面也为其他类似的中小型水利工程项目开展综合效益评价提供参考。

二、南湖电排工程综合效益评价指标体系

（一）南湖电排工程简介

南湖是岳阳城区最大的调蓄内湖，作为一个与洞庭湖相邻的半封闭型湖泊，是岳阳市用于城市集水、抵御内涝的重要手段，南湖调洪蓄水量可达2107万立方米。南湖水位主要由南湖电排和南津港低排闸调控。原南湖电排建设于南津港防洪大堤桩号3+573附近，泵站集雨面积154.51km2，电排装置容量4*330KW（1200ZLB-100），设计扬程4.31m，单机设计出流量4.26m3/s，1995年投入运行。当时南湖电排主要用途是保护渔场，按农田排水10年一遇标准设计，日降低南湖水位6～8cm。工程建成以来，年运行超过100天的有7年，内湖超过最高控制水位27.56m的有6年，为调控南湖水位、减轻岳阳市城区洪涝灾害发挥了重要作用。但随着城市化程度的提升和防洪排涝标准的提高，已远远不能满足岳阳市城区防洪排涝标准的要求。为提高南湖电排站控湖排涝能力，尽量减少城区洪涝灾害发生，同时满足生态景观和城市发展需要，根据岳阳市委市政府的要求，岳阳市长江修防处（现长江洞庭湖水利事务中心）委托湖南省水利水电勘测设计院按照20年一遇暴雨标准，进行了南湖电排工程设计。南湖电排工程将原南湖电排站拆除后原址重建，新装7台潜水轴流泵，总装机容量7000KW，总排水流量66.5m3/s，概算总投资14389.83万元。该工程于2018年开工建设，2019年5月投入使用，2019年底全部完成。

（二）南湖电排工程综合效益构成

与传统城市开发建设工程相比，水利工程建设主要是对相关河段进行重点治理，提升区域的防洪能力，为沿岸群众提供更为安全的生产生活环境、保障居民的生命财产安全，以推动河段沿岸的经济社会发展。因此，本文从社会效益、经济效益与生态环境效益三个角度，选取了9项具体指标设计了针对南湖电排工程综合效益评价体系。其中：

1.经济效益。经济效益主要体现在三个方面：第一，工程项目保障着各堤防保护区内的防洪安全，发挥着防洪效益；第二，通过水利项目建设投资既可以拉动区域经济增长又可以为地方政府创造财政收入；第三，项目投资本身产生的财务效益。

2.社会效益。南湖电排工程还会对建设地区社会产生影响，其产生的社会效益主要体现在拉动社会就业、移民安置、改善施工区域基础设施等。

3.生态环境效益。工程建设期间还会对周边的生态环境造成一定的破坏，譬如降低施工区域水质质量、增加施工区域水土流失量等。总体上来看，水利工程项目的实施对当地生态环境会或多或少产生负效益，但在采取科学的工程环保措施后大大降低生态环境负效益。当然，由于工程项目的施工规模、位置和范围不同，其对生态环境的影响也不同，生态环境负效益也不尽相同。

（三）南湖电排工程综合效益评价体系构建

基于综合文献研究、数理模型分析及专家咨询等方法，构建了如图1所示的南湖电排工程综合效益评价的指标体系。首先，南湖电排工程产生的经济效益主要体现在三个方面：第一，扩容改造后的南湖电排排涝能力大大增强，为减轻岳阳市城区洪涝灾害发挥了重要的作用；第二，南湖电排工程的税费总额为505.03万元，产生的税费直接增加了岳阳市的财政收入，有助于促进地区经济社会的发展；第三，项目投资本身财务效益较好。该工程整体产出投入比为1.47，经济内部收益率为12.37%，经济净现值为4814万元，这些指标均高于市场标准值。因此，本文在项目投资经济效益评价方面主要选取防洪效益、增加政府税收收入和财务效益三个指标。其次，南湖电排工程的实施关系岳阳市城区人民生命、财产的安危和社会的可持续发展。其社会效益主要体现在：工程建设需要招募大量的工人，间接地为当地创造了更多的就业岗位；建设期间需要采购大量的物资和设施，也可带动当地工业、商业等相关产业的发展。最后，南湖电排在建设和运行期间，对施工区域的生态环境造成了影响，因此，在评价生态环境效益时，选取了动物多样性、水环境质量和水土流失量三个指标。

图1 岳阳南湖电排工程综合效益评价指标体系框架

三、南湖电排工程综合效益评价

根据图1构建的评价指标体系，使用层次分析法计算指标的权重，并构建南湖电排工程综合效益的物元可拓模型。

（一）基于AHP方法的指标权重确定

总结起来，层次分析方法的具体实施步骤如下：

1.建立判断矩阵。根据图1构建的指标体系，构建多层次指标的判断矩阵。通过指标之间重要程度，并通过打分进行重要性衡量，打分值及其含义如表1所示。

表1 判断矩阵标度及其含义

2.指标权重的计算与一致性检验。在MATLAB软件中输入图1中的指标体系以及上文构建的判断矩阵，确保通过一致性检验后，计算得出各指标的权重，结果如表2所示。

表2 南湖电排工程综合效益评价体系

（二）基于物元可拓模型的南湖电排工程综合效益评价

由蔡文教授首次提出的物元分析法主要从定性和定量两方面处理问题，南湖电排工程的综合效益中包含的防洪效益、防洪安全满意度、动物多样性等指标对评价结果的影响各不相同。模型构建的步骤如下：

1.经典域、节域与待评物元的确定：

上式中，Poj代表评价南湖电排综合效益的第j个评价等级，Coi表示指标Poj的第i个评价指标，Poj关于Coi的取值范围则用Voji表示，经典域的范围是（aoji，boji）。

式（2）中，P表示的是待评价指标的所有等级，P关于Ci所有等级的取值范围集合用Vpi表示，节域的范围是（apn，bpn）。

式（3）中，R0是待评价物元，P0为评价指标，评价指标P0关于Ci的实测数据用Vi表示。

评价指标等级主要分为“差、较差、中、较好、好”五种，定性指标代表各个标准化指标的落实情况，用数值0-1表示。再参考《水利标准化工作办法》及其他相关文献，将指标的评价等级分成：（0,0.2）、（0.2,0.4）、（0.4,0.6）、（0.6,0.8）、（0.8,1）。指标评价的节域则设置为：（0,1）；定量指标的经典域与节域则通过咨询专家、参考现有研究成果得出。具体数值见表3。

表3 评价指标的经典域及节域

2.计算关联度：

式（4）计算的是指标与等级之间的关联度，式（5）则计算了实测数据Vi与经典域之间的距离，式（6）计算的是实测数据Vi与节域间的距离。Kj（Vi）的值越大，指标对应等级的隶属度就越大。如果，Kj（Vi）=maxKjVi，j就是Vi的最终等级。通过专家对定性指标的打分和对项目实际数据的分析计算。可以得出南湖电排工程的各个指标的特征值矩阵为：p=（0.73,0.2,0.62,0.85,0.36,0.6,0.73,0.68,0.34）T，进而得到各个指标的评价等级：p=（好，较好，好，好，较好，较好，较好，较好，较好）T。

3.综合关联度的计算与评价等级的确定：

Wi是南湖电排工程综合效益个评价指标的权重，Kj（W0）代表的是综合关联度。若综合关联度小于-1，则表示该评价指标不属于这个等级；若综合关联度大于-1小于0，也意味着该指标有向该等级靠拢的倾向，且数值越接近0，指标靠近该等级的趋势就越强；若综合关联度大于0，则表示此指标属于该等级。本文测算的南湖电排工程相关数据如表3所示。

表3 准则层各指标及综合效益的评价等级关联度

（三）评价结果分析

计算得出南湖电排工程的4个等级综合关联度为(0.2706，-0.0479，0.0256，0.1026)，根据最大值原理，南湖电排工程的综合效益评价结果为“好”，但在生态环境保护方面仍需进一步努力。

1.经济效益评价等级为“好”，说明该工程的经济效益显著。其中，在防洪减灾效益方面，项目建设产生的防洪效益为1335.20万元，其中年平均防洪效益为44.51万元，说明该工程具有良好的防洪效果；项目投资对南湖新区GDP的拉动为2.066亿元，至少可为岳阳城区带来505.03万元的税收收入，且南湖电排工程的经济内部收益率、经济净现值和产出投入比三个关键指标的数值均远超行业标准，说明项目本身具有较好的财务效益。因此，政府应加强城市堤防工程日常管理，加大防洪工程推进力度和水利建设基金征收力度，为城市防洪和防洪工程建设提供坚实的资金保障。

2.社会效益评价等级为“较好”，可见南湖电排工程的优势明显。社会效益指标中，防洪安全满意度高达90%，显示出群众对工程防洪安全保障工作的信心；工程增加就业岗位达0.11万个；在基础设施改善方面，工程施工期间共改扩建和新建临时道路711米，其中扩建临时道路771米，改善了地区的交通环境。因此，建议政府加大对城区防洪排涝工程效用的宣传，扩大水利工程项目的社会影响力，使得水利工程项目实施带来的重大影响被社会熟知接纳，并深刻意识到其背后的重要意义。

3.生态环境效益评价等级为“较好”。项目施工会导致近岸生境的改变，对近岸水生生物的栖息、繁殖产生不利影响，但是整体影响很小，一方面是因为项目单位采取了积极的控制措施，另一方面是施工段的总长度不长，工程施工不致对施工水域产生显著影响。整体上南湖水质达到国家Ⅳ类水质标准。南湖电排工程建设期间对周边的生态环境带来了一些负面的影响，但施工单位积极地采取了保护措施，使得各项相关指标均在可控范围内。

4.综合效益的评价等级为“好”。根据南湖电排工程取得的成果，可见水利工程项目实施的重要性。因此，水利工程项目建设期间，应提前分析项目规划对城市布局、土地占用和生态保护等方面的影响，以通过水利工程项目建设的成功实施，推动区域内的经济、社会发展，提升生态功能，最终实现人水和谐。

四、研究结论与对策建议

（一）研究结论

水利工程项目是国民经济和社会发展的重要基础设施，工程具有好的综合效益，有助于进一步提升区域经济、社会、生态功能，实现人水和谐。但其生态效益不具有明显的优势，在满足工程需要的前提下，仍需积极推行新工艺、新材料、新措施，尽量降低工程建设期间对周边生态环境带来的不利影响。水利工程项目的综合效益评价指标体系随着项目的发展也在不断变化，不同发展阶段的指标评级等级也存在差异。因此，对于适应水利工程项目动态变化发展的评价方法还需要进一步的研究。

（二）对策建议

一是加强城市堤防工程日常管理。水利工程项目的生态效益不显著，项目在节省水土流失量和水环境质量方面的效益较弱。因此，堤防管理部门应持续抓好穿堤管涵、电排机埠日常管理责任制落实和检查维修工作，充分满足防汛排渍需要。加强堤防巡查管理，坚持大堤管养制度化、常态化、责任化，集中对城区内湖大堤进行除草清障，实行园林式管理，为市民提供良好的休闲场所。

二是加大防洪工程推进力度。随着城市建设的飞速发展，城市防洪排涝能力需要同步提升。建议市委市政府会同市水利局、长江修防中心等水利部门和单位，组织、调研，研究形成“十四五”期间岳阳市城区重点防洪排涝工程建设规划，积极推动一批城区防洪排涝工程项目的建设实施以保障岳阳市城区居民生产生活安全，进一步发挥南湖电排工程的社会效益优势，推动其向“好”等级进一步发展。

三是加大水利工程项目建设基金征收力度。南湖电排工程经济效益等级为“好”，优势明显，但岳阳市作为全国重点防洪城市之一，防洪治涝工程建设任务重，历史欠账多，市级财政压力大。因此，建议政府部门结合“十四五”期间岳阳市城区防洪排涝工程规划征收水利建设基金，为城市防洪和防洪工程建设提供坚实的资金保障。