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绿色小水电综合评价研究

文档作者：王露“2 Van Vu Thil’2马智杰3 文档来源： 1．河海大学商学院 2．河海大学产业经济研究所 3．中国水利水电科学研究院		点击数：	更新时间： 2024年06月07日
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第14卷第4期中国水利水电科学研究院学报V01．14 No．4
2016年8月Journal of China Institute。f Water Res。urces and Hydropower Research August，2016
文章编号：1672—3031(2016)04—0291—06
绿色小水电综合评价研究
王露“2 Van Vu Thil’2马智杰3
(1．河海大学商学院，江苏南京211100；2．河海大学产业经济研究所，江苏南京211100；
3．中国水利水电科学研究院。北京100038)
摘要：绿色小水电的发展兼顾水电开发和环境保护，对绿色小水电进行综合评价是农村水电开发管理领域中的一
项创新性举措。本文从自然生态状况和社会环境状况两个方面构建了绿色小水电评价指标体系，采用多级模糊评
价模型和层次分析法对富江小水电站进行绿色小水电评价，计算结果表明，富江小水电站的“绿色”等级为中等偏
上，仍有进一步提升的空间。开展绿色小水电评价，能够引导小水电的开发管理更多的关注生态环境保护和当地
居民的利益，促进水资源的可持续开发利用。
关键词：绿色小水电；多级模糊评价；层次分析法；综合评价
中图分类号：X820．3 文献标识码：A doi：10．132440．cnki．jiwhr．2016．04．009
1研究背景
相关数据表明，我国水资源总量高达27 958亿m3，水能蕴藏量达到6．8亿kW，开发潜力巨大。
在我国水能资源中，小水电资源可开发量高达1．28亿kW，其开发在提高我国农村电气化水平、改善
生产生活条件、保护生态环境等多方面做出了突出贡献，促进了农村经济社会发展。但小水电工程
对当地的生态系统或多或少造成了一些不利影响。为了降低小水电开发的不利影响，促进经济、社
会与环境的可持续发展，新时期的小水电必须是与绿色、可持续发展理念相结合的“绿色小水电”。
绿色小水电就是人与自然和谐相处、人水和谐的小水电，即小水电工程在推动经济社会发展的
同时也要将对生态系统的不利影响控制在一定的范围内，实现经济社会与环境的可持续发展。如
今生态保护已深入人心，小水电开发是否“绿色”，如何评价绿色小水电成为水资源管理的重要研
究问题。
国外发达国家早在30多年前就围绕水电开发对河流生态的影响方面展开了研究，一些国家和国
际组织经过几十年的发展形成了较为系统的绿色水电评价体系。国外的绿色水电评价主要是基于本
国国情及区域特性展开的，具有代表性的有美国的低影响水电认证⋯和瑞士的绿色水电认证旧1。美国
的低影响水电认证标准从河道水流、水质、鱼道和鱼类保护、流域保护、文化资源保护等八个方面
建立了一套评估体系，瑞士的绿色水电认证则基于非生命方面的驱动力和物种与群落两个生态原则
建立了评价指标。两种认证程序虽都涵盖了河流生态环境系统的主要因子，但两者都未明确提出具
体技术指标和标准阈值¨。。国内对于绿色小水电的研究主要集中于两个方面，一方面是论述国外绿色
水电认证对我国的借鉴启示，金连根等H1、唐万林等b1在综述国内外小水电发展现状的基础上，分析
了小水电对生态环境的影响效应，讨论了我国绿色水电环境认证的必要性与可行性，并对生态绿色
小水电的发展提出了建议。另一方面，很多学者重点探讨了我国绿色水电评价指标及方法的选取，
李华鹏等恤3、禹雪中等。“在国际水电环境认证制度的基础上，总结了我国小水电行业的特点，分析了
收稿El期：2015—10—21；网络出版13期：2016—06—16
网络出版地址：http：／／www．enki．net／KCMS／detail／11．5020．tv．20160616．1119．002．html
基金项目：国家国际科技合作专项(2叭2DFA60830)；国家自然科学基金(71573072)；国家外国专家局高端外国专家项目
(GDW20153200137)
作者简介：王露(1991一)，女，江苏如皋人，硕士生。主要从事工程项目评价研究。E—mail：wlzhhdx@163．com
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绿色小水电综合评价研究王露Van Vu Thi马智杰
绿色小水电评价的含义和作用，分别构建了绿色水电评价指标体系。但国内对小水电的绿色评价研
究大多是定性分析，一些学者采用量化分级的方法对指标进行评判，而对绿色小水电评价指标的分
级标准缺乏深入的研究¨1。
本文从自然生态状况与社会环境状况两大方面构建出绿色小水电评价指标体系，将定性分析与
定量分析相结合，采用融合层次分析法与多级模糊评价法的综合评估模型，以贵州省富江小水电代
燃料电站为例，进行实证分析。
2绿色小水电评价指标体系设计
绿色小水电评价是一个涉及经济、社会、自然等多方面的系统工程，通过分析小水电对自然生
态状况和社会环境状况的影响，为绿色小水电认证提供依据。评价原则是评价理念的核心，绿色小
水电主要强调人与自然的和谐共处，因此，绿色小水电评价指标体系的构建应该遵循可持续、系统
性和务实性三项原则：(1)可持续性。可持续性原则指小水电开发要对本地区的可持续发展起到推动
作用；(2)系统性。系统性原则指应将整个绿色小水电评价对象视为一个系统，运用系统思维方法处
理评价过程中的问题；(3)务实性。务实性原则指评价应当依据系统发展的内在规律，选取关键因
子，设定合适的评价标准。
考虑到我国小水电工程的特殊性及构建绿色小水电评价指标体系的三大原则，综合近年来国内
外绿色水电评价的研究和实践成果，从自然生态状况和社会环境状况两个方面对中国小水电站的绿
色情况进行评价，选取最能反映这两个方面的影响特征的评价指标，建立了绿色小水电指标体系，
具体评价指标体系见表1。
表1绿色小水电评价指标体系
国内外已经建立的绿色水电评价指标体系过多的关注了水电工程对河流生态系统的影响，忽略
了社会环境状况也是对小水电工程绿色评价的重要组成部分，因此本文将社会环境状况与自然生态
状况作为绿色小水电评价体系的一级指标。
自然生态状况指标主要包括自然状况和生态状况两个方面，对绿色小水电站的自然状况的评价
主要关注水文特征、水质状况、河流连通性及河流景观四个方面。小水电工程大多采用引水式开发
方式开发小型河流，水文特征的变化是河流形态和环境变化的驱动力，因此是自然状况的关键评价
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绿色小水电综合评价研究王露Van Vu Thi马智杰
指标之一。河流水质侧重于评价库区水环境质量受到小水电站引起的水体自净能力变化的影响，小
水电站的建设容易导致水体富营养化等现象的出现。小水电站与景观的融合程度、小水电站建设造
成的土地扰动恢复情况是景观评价的主要内容，也是评价小水电站是否绿色的重要指标。生态状况
的评价指标主要包括生态保护、水土流失、生物多样性和生物生境。生态保护是否良好、水土流失
是否严重是绿色小水电评价的关键指标，生物多样性评价主要关注小水电站对水生、陆生生物多样
性的影响以及生物多样性保护措施制定和执行情况。生物生境指标则主要衡量河流水生生物生存是
否具有适宜的水流和底质条件。
社会环境状况指标由社会状况、经济状况以及管理状况三个指标构成。社会状况指标是我国绿
色小水电评价区别于国外小水电评价指标的关键所在，我国人口密度较发达国家较大，征地移民、
人群健康、综合利用和公共服务这些问题需要给予高度重视。移民数量和移民安置效果是征地移民
的关键问题，移民的生活和生产安置得不到重视会导致新的生态破坏问题。基础设施建设、教育、
就业、医疗等形式的公共服务问题能否得到改善是绿色小水电评价的一个重要环节。经济状况主要
从工程财务和区域经济贡献两个方面进行衡量。工程财务主要关注小水电站的盈利能力和风险控制
能力，区域经济贡献则通过小水电站的资金利税情况进行衡量。对小水电站进行科学、合理的管理
是促进小水电站安全运行的关键，因此小水电站的日常管理和应急管理也是绿色小水电站评价的重
要指标。
3绿色小水电综合评价模型构建
模糊综合评价是面向多级指标综合评价实践中应用较为广泛的一种方法，在确定评价等级和指
标权重的基础上，依据模糊数学的隶属度理论，通过多层级的复合运算将定性判断转化为定量评
价，最终确定评价目标等级，主要步骤如下：
(1)构建评语集。设定绿色小水电评价的矗个评语等级，记’，={Vl，V，，V3，V4，V5}为评语集，根据绿
色小水电评价的需求设置判断等级，K，U，K，儿，y分别对应为优秀、良好、中等、合格及不合格。
(2)建立评价指标。假定评价的目标对象有m个因素组成，每个因素又包含若干个低级指标，记
￡，={U。， U2， ⋯， um)，嗍撇自烈逆匕态洗魁兄雨玮扛会习礴獭，ui={uil， ui：， ⋯， ui『}，i=1，2， ⋯，m。
(3)设定权重集。结合绿色小水电评价体系，建立各指标因素的对应的权重集，w={w，，w，，⋯，w。}，
Wi={Wi，，Wi，，⋯，形i}，i=1，2，⋯，m，本文采用层次分析法(AHP)计算指标权重一1。
(4)确定隶属度矩阵。建立指标集上的模糊映射．^u_FⅣ)，其中F是评语集上的模糊判断，
得到模糊关系矩阵足，反映评价因素与评价等级之间的隶属关系。
R=
⋯ r-门
⋯ r2^l
·． ：l
‘ ‘l ⋯ 7。置j。。^
其中：ri表示单因素以相对于l的隶属度。
(5)结果判断。考虑到评价因素和指标层级较多，所以需要从低一级向上一级逐层进行模糊判
断，即先计算次一级指标∽隶属向量曰i=wi·Ri，依次计算得到上一级指标集对应的隶属度矩阵
露=(R。，R：，⋯，尺。)T和隶属向量B，进而利用隶属向量评语集得出综合评分。
4实证分析
4．1指标权重计算与检验为了保证指标权重的准确性与合理性，根据绿色小水电评价的需要，邀
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绿色小水电综合评价研究王露Van Vu Thi马智杰
请小水电工程主管部门、建设部门、高校及行业代表对绿色小水电评价指标体系的比较矩阵进行打
分，各打分人在独立思考的状态下进行，得到50份专家判断矩阵，通过加权平均得到最终的判断矩
阵，求出其最大特征根A～所对应的特征向量埘，对所求特征向量埘归一化，即得到评价指标的权
重。同时，为了确保计算结果的合理可靠，需要对计算结果进行一致性检验，层次分析法主要通过
计算一致性指标c，与平均随机一致性指标R，的比值CR，若CR<0．1，则判断矩阵具有一致性，权重
结果有效。具体见表3一表10所示。
表3绿色小水电权重计算表4 自然生态状况权重计算
自然生态状况与社会环境状况指标构成的判断矩阵为两阶矩阵，一致性得到保证，通过检验，
因此自然生态状况与社会环境状况的权重分别为0．6667与0．3333。
自然状况与生态状况指标构成的判断矩阵也是两阶矩阵，直接通过检验，自然状况与生态状况
的权重分别为0．5与0．5。
表5自然状况权重计算
水文特征、水质状况、河流连通性与河流景观指标构成的判断矩阵为四阶矩阵，平均随机一致
性指标RI=O．90，因此一致性指标CR=O．0016<0．1，通过一致性检验，水文特征、水质状况、河流连通
性与河流景观指标的权重值分别为0．2346、0．4488、0．2366与0．0819。
表6生态状况权重计算
生态保护、水土流失、生物多样性与生物生境指标构成的判断矩阵一致性指标CR=O．0016<0．1，
通过一致性检验，因此生态保护、水土流失、生物多样性与生物生境指标的权重值分别为0．4829、
0．2720、0．1570与0．0882。
社会状况、经济状况与管理状况指标构成的判断矩阵为三阶矩阵，平均随机一致性指标RI=
0．58，一致性指标CR=O．0370<0．1，通过一致性检验，社会状况、经济状况和管理状况指标的权重分
别为0．6370、0．2583和0．1047。
表7社会环境状况权重计算表8社会状况权重计算
征地移民、人群健康、综合利用与公共服务指标构成的判断矩阵一致性指标CR=O．0016<0．1，通过
检验，征地移民、人群健康、综合利用和公共服务指标的权重值分别为o．2468、o．5416、O．1345和0．0772。
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表9经济状况权重计算表10管理状况权重计算
工程财务与区域经济贡献指标构成的判断矩阵、日常管理与应急管理指标构成的判断矩阵均为
两阶矩阵，均通过一致性检验，工程财务、区域经济贡献、日常管理及应急管理指标的权重值分别
为0．50、0．50、0．6667和0．3333。
4．2富江小水电站绿色小水电综合评价富江小水电代燃料试点电站电源点位于麻江县宣威镇富江
村，清水江干流马尾河段，属于日调节坝后式电站，从2003年启动至今，试点及扩大试点逐渐建成
并发挥效益，巩固了退耕还林的成果，保护了大量的森林植被，小水电站工程取得了良好的效果。
贵州省麻江县是我国最先开始实施小水电代燃料项目的试点地之一，当地的富江小水电工程具有一
定的典型作用。开展绿色小水电评价将绿色小水电从哲理层面引入到实际操作层面，只有建立绿色
小水电评价指标体系、评价方法和评价模型，才能对绿色小水电进行科学的界定，并在水电开发过
程中进行实际的操作。因此，本文以富江小水电站为例按照所建立的评价指标体系进行实际应用计
算，得出富江小水电站的“绿色”等级。
按照绿色小水电评价等级判断，将评价结果划分为优秀、良好、中等、合格及不合格5个等级，
并在十分制下进行赋值，得跏={K，v2，V3，以，y，}-{9，8，7，6，5)。根据前文层次分析法计算得出
的结果，得到权重集，并根据实际检验的结果，结合专家评估，对每个指标集相对评语等级的隶属
度做出判断，分别得到各因子的判断矩阵，由隶属度矩阵和权重进行进一步计算，最终可得富江小
水电站绿色评价的隶属度向量为：
B^=(o．3199 0．2587 o．1909 o．161 1 0．0701)
因此，由评语集y和曰．可以求出富江小水电站的绿色小水电评价综合得分s=曰。·V7=7．60。由
计算结果可以看出，富江小水电站的绿色小水电评价结果处于中等偏上级别，尚属满意，与良好水
平还有一定差距。由计算过程可知，富江小水电站的自然状况、生态状况、社会状况、经济状况、
管理状况的得分分别为7．51、7．69、7．57、7．75、7．55，均处于中等偏上级别，仍有一定的发展空
间。自然状况较其他几个方面得分较低，其原因是随着小水电站的逐步开发利用，不可避免的导致
了水土流失等问题的出现，对自然环境有一定的消极影响。而富江小水电站经济状况的得分相对较
高，说明富江小水电站所形成的绿色电力网对当地的经济发展做出了一定的贡献。对于绿色小水电
评价这种多变量、模糊问题的分析，将定量问题与定性问题相结合的层次分析法比较适用，但层次
分析法不能产生新的策略，只能在既有的指标体系中选择最优的，因此在绿色小水电评价过程中必
须辅之以专家系统的支持，增强了结果的科学性和合理性。
5结论
小水电作为我国农村水利建设的重要组成部分，在对农村水资源保护、改善生态环境、促进农
村经济发展方面发挥了重要作用，而进行绿色小水电评价有利于我国小水电的健康持续发展。本文
从自然状况、生态状况、社会状况、经济状况及管理状况五个方面构建绿色小水电评价指标体系，
基于多级模糊评价模型和层次分析法构建绿色小水电综合评估模型，并对富江小水电站进行绿色评
价，结果表明富江小水电站的绿色等级为中等偏上，总体情况良好，但仍有一定的改善空间。绿色
小水电的未来发展可以根据综合评估模型的评价结果进行改善，针对我国小水电站的特点建立绿色
小水电认证标准，尽可能降低小水电站带来的不利生态影响，促进小水电技术革新，合理有序高效
地开发绿色小水电。
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绿色小水电综合评价研究王露Van Vu Thi马智杰
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Research on green small hydropower comprehensive assessment
WANG Lul一，Van Vu Thil一，MA Zhijie3
(1．Business School ofHohai University，Nanjing 21 1 100，China；
2．Institute ofIndustrial Economics ofHohai University，Nanjing 211100，China；
3．ChinaInstituteofWaterResources andHydropowerResearch，Beijing 100038，China)
Abstract：The development of green small hydropower can give consideration to both hydropower development
and environmental protection，and comprehensive assessment of green small hydropower is an innova·
tire measure in the field of rural hydropower development and management．This paper builds the green
evaluation index system of small hydropower from two aspects of natural ecology and social environment conditions，
using analytic hierarchy process and multistage fuzzy evaluation model to evaluate Fujiang small hy—
dropower station．The results show that the“green”level of Fujiang small hydropower station is on the average，
and there is room for further increase．Carrying out the green evaluation of small hydropower can
guide the development of small hydropower management that will pay more attention to the ecological envi—
ronment protection and the interests of local residents，and promote the sustainable development and utilization
of water resources．
Key words：green small hydropower station；multistage fuzzy evaluation；analytic hierarchy process comprehensive
assessment
·———296---——

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