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摘要：城市河道治理具有多目标、多层次特点，基于集对分析理论基础上构建及对模型进行方案优选。以某城市河道整治工程为例，根据实际调查后从水体修复与护岸工程两方面分别制定三套整治方案，通过集对分析实现方案优选。结果表明，此模型在处理不确定问题方面可行性与实用性较好，可客观选择最佳整治方案，为城市河道整治提供决策依据。
关键词：城市；河道整治；方案优选；分析
河道是生态环境与水资源之间能量与物质交换的媒介，其关系到人水发展，可促进水系统虚幻演化。城市应当科学整治河道，不仅能够改善居住环境，提高将流域竞争力提高，还能提高城市品位，实现人和水之间的和谐相处。在稳定滩涂、改善滩区中，河道整治工程意义重大。而河道整治涉及因素较多，应当选择最佳方案以提高整治效率，满足河道整治需求。
1构建集对分析模型
1.1定义
我国学者提出集对分析理论，其能够有效对多属性、多目标模糊性问题加以处理，在评价、预测及决策方面此方法具有较强科学性与实用性，在人文教育、自然、社会经济、工程技术及军事方面广泛应用[1]。假设X、Y是拥有关联性的两个集合，X拥有N相特性，X=
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，Y同样拥有N相特性，Y=
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，X与Y构成集对H（X，Y），其联系度公式：
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；
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；
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其中，P/N、F/N、S/N分别为集对的对立度、差异度及同一度，可用c、b、a代表；而J与I则是对立度系数与不确定性差异系数；I[-1，-1]，因而取值则是-1，表明指标为对立情况。在公式中c、b、a选择1.0-1.0范围内的实数，根据大小进行排列，可明确集对态势度（见表1）。
表1 态势度数值关系
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1.2构建模型
可利用不同侧面刻画评价对象确定性与不确定性，a、c为相对确定参数，b为不确定性参数，通过客体相对近似反映，在决策方案中体系于主观性与模糊性刻画不确定，客体描述复杂性与可变性特点。
在城市河道治理中，综合考虑其投资成本、占地面积、亲水性、洪水利用率及环境协调性等因素，通过集对分析模型选择最佳城市河道治理方案。计算流程如下：
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为治理方案指标，指标的单位与量纲具有一定差异，无法将其用于不必选分析，需要归一化处理各项初始参数，转化为标准值
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，i与j则是指标序号与待选方案，n为参与比选方案，m则是评价方案指标数。评价方案中不同指标大小对于优选程度有所不同，依据基本内涵可将其分为正负向指标，越大的指标值则表明方案约优秀。归一处理公式：
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其中，
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则分别代表指标j时样本集中最小与最大值。
确定理想点与样本联系度则是集对分析中的重点，包含差异度、统一度、对力度及差异度系数等，根据待选方案与最优方案构造集对，利用定义中公式明确联系数。
在保证集对势不变情况下，通过顺势取值法明确b不确定系数，b=b2+ab+bc，公式中包含差异度、对立度及统一度。新联系度中确保集对势稳定，与归一化处理要求相符，在不断变换中可将评价不确定性逐渐降低，即
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。通过计算极限联系函数，根据顺势取值关系则可明确最大关联度。经过联系度排序后，以获得最大联系度数值对应的方案，则是河道整治最佳方案。
2.城市河道整治方案
2.1河道概况
某河道总长度是16km，控制总面积达到87km2，平均比降4.3%，河宽平均为28m，流经11个村庄。流域明显为温暖带季风大陆性气候，冬季严寒干燥、夏季湿热多雨、四季冷暖干湿分明[2]。河道整治区域主要是承受村庄排出的生活污水，部分河道岸坡塌陷、堆积众多生活垃圾，存在显著的水体污染问题。此河道以降雨和地表水汇集为主，在地表或降雨径流作用下，生活垃圾随之进入到河流之中，严重影响了城市水系统环境，尤其是在河水枯水期，更是出现刺鼻恶臭问题。另外，还有处理不达标与未经处理的生活污水及工业废水，此种污染水的任意票房严重破坏的水环境，河道中汇集众多污染物，降低了河道流动能力，减弱的扩散空能与径流运输能力降低了水系统自净效果。
2.2整治方案
2.2.1水体修复
城市河道污水主要来源于居民生活排放与企业生产废水，综合考虑污染源分布广泛，且河道水体环境难以应用集中式的大规模修复方式。与河道资料及实际情况相结合，通过论证后选择投放修复措施，以河道修复效果与成本投入这两层面分析，水环境修复方案：
（1）竹炭质量与污水比是1：75，竹炭为6年生毛竹，经过600℃高温煅烧与60目过筛后所形成的碳粉。
（2）污水与EM复壮液比为250*10-4，复壮液中国包含EM原液、糖蜜、离子水，比例为1：1：98。
（3）水质净化与污水质量比是3：100，根据当地实验室进行河段水样检测，投放修复试验时间为15d，初始水样中TH3-N、CODMn、TP等，含量分别是3.37mg/L、22.15mg/L、0.45mg/L，实验中每2d检测一次水样中各化合物的浓度，计算不同修复技术去除效率。
2.2.2护岸
城市部分河道还存在岸坡塌陷、堆积生活垃圾及污染水体等问题，选定以下三种为护岸措施：
a生态袋护岸，此种护岸模式主要包含连接扣、植被与生态袋，在带内置入熟土以满足植物生长需求，通过植物根系存在的固结作用促进整体系统稳定性的提高。
b植物护岸，此种护岸方式主要是选择显影原生草木，根系发达，将人工桩或木桩插入至易冲刷河段，利用辅助形式构成垂直护岸。
c绿化混凝土护岸，此种护岸模式是通过碎石料与水泥制作块体，根据实际情况在间隙中填充复合土，由混凝土与植被共同承担护岸责任，并借助液压播撒技术在设计区域喷洒播种[3]。
3.城市河道整治方案优选分析
3.1方案优选
科学客观的选取评价指标不仅能够将结果真实性与说服力提高，还能减少模型计算误差，提高计算效率。文章中对于河道整治中的社会效益、社会适应性、土地资源利用及经济发展等影响进行综合考虑，通过分析工程对于改善社会环境与生态环境作用，从水体修复与护岸工程这两方面出发，分别拟定3个治理方案，从亲水性、投资成本、占地面积、土地增值、环境协调性及洪水利用率这几方面加以分析，结合治理工程投资成本与经济效益进行考虑。之后应用综合法确定目标关联度，明确效益最大、最公正合理的方案[4]。保证整体方案选择中遵循可行性、科学性、系统性及代表性原则进行指标评价，利用专家打分方式明确方案亲水性与环境协调性指数（见表2）。
表2 城市河道整治方案指标评估
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分析在方案中各指标记性，可知指标越大则此方案约优型包含亲水性、环境协调性、洪水利用率及土地增值效益，而趋小优型与区间优型则是占地面积与投资成本，通过公式对其实行归一化处理，将指标之间不确定性消除。将数据带入至公式之中，可获得方案空间综合测度。其中，水体修复综合测度值分别为0.536214、0.62451、0.89354，可知（3）方案综合测度最高，（1）方案综合测度最小；护岸工程综合测度值则分别为0.65412、0.68421、0.74513，可知c方案综合测度最高，a方案综合测度最小。
3.2结果分析
根据表2结果可知，在水体修复中，相较于前两个方案，（3）投资成本较高，为1.56，各个方案报价差别并不显著，此表指标与目标适中要求相符。且（3）中土地增值、洪水利用率、亲水性及环境协调性均为最大值，尤其是土地增值达到21.56亿元，可表明此方案经济效益显著。而（1）（2）方案尽管投资成本较小，但其在其他方面存在明显不足，难以达到最佳经济效果。
在护岸工程中，则是b方案投资显著高于a、c两方案，环境协调性较好。c方案则是拥有较高亲水性、土地增值及洪水利用率效果，且投资成本最低，此方案明显优于a、b两个方案。因此，综合分析后选择（3）和c方案共同治理河道。
4.总结
综上所述，根据河道水质与岸坡情况提出整治方案，利用集对模型评判不同方案指数，获得结论如下：（1）通过多种因素共同分析法，可避免主观判断影响方案优选结果，计算中模型具有合理、客观优点，具有较高应用价值；（2）构建模型时需要对河道整治影响因素综合考虑，其成果可为方案优选提供指导。
参考文献：
[1]李雁鹏，吴玮，张如锋，崔贤程.MIKE11模型在河道生态修复方案优选中的应用[J].水电能源科学，2019，37（11）：41-45.
[2]孙晓青.本溪县小汤河河道整治方案优选方法探析[J].黑龙江水利科技，2019，47（02）：59-62.
[3]刘学红，范学军.“城市双修”视角下的黑臭河道治理方案——以南京铁心桥街道为例[J].规划师，2017，33（S2）：15-21.
[4]李长志，项英男.改进的模糊多属性决策模型在河道整治方案优选中的应用研究[J].吉林水利，2016（10）：17-20.