基于模糊层次-主成分分析法的城市河道生态护坡综合评价

[目的]探讨城市河道生态护坡综合评价方法,为城市河道建设提供理论依据。[方法]从护坡安全性、生态环境性、景观适宜性和社会经济效益4个方面构建城市河道生态护坡综合评价指标体系,采用模糊层次—主成分分析综合评价方法。[结果]合肥市四里河、南淝河和十五里河3种生态护坡综合评价值分别为:多孔生态砖护坡1.57,生态混凝土护坡-2.39,生态砌块直立挡墙为0.82,多孔生态砖护坡评价结果较好。影响生态护坡综合评价的主要因素有结构稳定性、生物多样性、水环境修复、亲水性和公众认可度;评价结果与模糊层次分析法及主成分分析法评价结果一致。[结论]模糊层次—主成分分析法具有较好的适用性和合理性,易于确定影响生态护坡的主要因素,可作为城市河道生态护坡综合评价方法。     

植物护坡工程质量的等级评价研究

在国内外边坡生态恢复工程及评价理论研究的基础上,以结构稳定和功能持续为导向,结合系统工程理论与植物护坡工程质量特征,建立了以力学、植被及基质3大类评价指标为主体的植物护坡工程质量评价指标体系.通过层次分析法确定各指标权重及排序,并以灰色系统理论为依据,构建递阶多层次灰色综合评价模型,用于四川省彭州市升平镇人工边坡3类不同工程措施植物护坡工程(种子格栅、植物网、喷播植草)的实例评价.评价结果显示,3类植物护坡工程措施质量等级均为良以上,且喷播植草植物护坡工程措施优于种子格栅、植生网,符合实际情况,说明构建的评价体系及质量等级划分方法科学可行,能比较客观准确地反映植物护坡工程系统的质量状况与等级,具有较强的实用价值.     

基于动态综合评价法的生态护坡方案优选分析

根据太子河(含大辽河)大洼段险工治理工程实况以及河道生态护坡设计要求,分别从治理工程建设成本、基本要求以及生态特性与功能等方面利用层次分析法建立评价体系;然后根据态系统与河道环境动态变化特征确定评价期间,并基于动态矩阵模型与灰色关联理论提出生态护坡方案优选分析方法。结果显示:在太子河(含大辽河)大洼段险工治理工程中动态综合评价法表现出较强的科学性与系统性,险工治理工程实际状况与评价结果基本相符,研究结果可为河道生态护坡方案优选以及险工治理提供一定参考与依据。     

乡村河道生态护坡评价方法

[目的]探讨乡村河道生态护坡的评价方法,为提高新农村建设中乡村河道生态综合治理水平提供支持。[方法]从生态护坡成本、施工材料、对基本水利功能影响、生态功能和社会景观功能等5个方面系统地构建平原、丘陵和山区3种乡村河道生态护坡综合评价体系,利用层次分析法确定这3种乡村河道生态护坡指标权重,并运用秩和比法对生态护坡进行评价。[结果]对生态石笼护坡、生态混凝土护坡、植物护坡、木桩护坡、山石护坡、生态砖挡墙和生态袋护坡等7种生态护坡进行选择并在3种不同乡村河道下进行综合评价,确定出生态砖挡墙和植物护坡适用于十五里河中下游河段,其加权秩和比值(WRSR)值分别为0.692 3和0.662 2;生态砖挡墙和生态混凝土护坡适用于慈湖河采石段,其WRSR值分别为0.663 5和0.659 0;生态混凝土护坡和生态石笼护坡适用于九华河上游段,其WRSR分别为0.551 6和0.537 8。[结论]该评价体系的评价结果较为合理,可用于改善和提高乡村河道生态护坡的建设水平。     

工程建设效果后评价博弈论集对分析模型的建立与应用

针对工程建设效果后评价中具有很多确定性和不确定性因素,且评价因子与等级标准间存在着复杂的非线性关系这一大难题,该文将集对分析理论和博弈论相结合,提出基于博弈论的集对分析模型。该模型运用博弈论确定指标权重,然后将指标实际值和等级标准值构成一个集对,根据集对分析方法计算其综合联系度,据此判断评价对象的等级及其在等级间的转化趋势。之后引入集对的同势、反势、均势分析系统内部各子系统之间的协调程度进而解释转化趋势的内在原因。最后将模型运用于湖南省农村饮水安全工程建设效果后评价中,并与突变评价法相比较。结果显示:湖南省14个市(州)中有3个地区(衡阳、郴州、永州)农村饮水安全级别为"优",3个地区(常德、益阳、娄底)农村饮水安全级别为"一般",其他地区农村饮水安全均"良好";长沙和怀化农村饮水安全系统协调性很强,工程可持续发展水平高;娄底农村饮水安全系统协调性一般,工程可持续发展水平不高;株洲农村饮水安全系统极不协调,工程可持续发展状况不容乐观;衡阳和郴州农村饮水安全系统基本不协调,工程可持续发展状况较差;其他市农村饮水安全系统基本协调,工程后续效益较为稳定。方法对比表明该文方法的研究结果可靠度更高,反映出的信息更全面、合理。该研究可为类似或后续工程管理提供决策参考。     

基于集对分析与三角模糊数耦合的土壤重金属污染评价模型

土壤重金属污染程度综合评价问题是一个前沿的、复杂的不确定性问题。本文尝试利用集对分析方法描述土壤重金属污染评价过程中的确定性和不确定性特征,并应用角模糊数刻画集对差异度系数以改进集对分析方法,进而提出了基于集对分析与三角模糊数耦合的土壤重金属污染综合评价新模型。实例应用结果及与其他方法对比分析表明:该模型评价过程直观、计算简便、结果客观合理,在土壤重金属污染评价中具有参考价值。     

基于集对分析和主成分分析的吉林西部生态承载力演变研究

利用集对分析（SPA）和主成分分析（PCA）方法对吉林省西部生态承载力（ECC）演变规律与驱动因素进行了分析。通过PCA获取影响ECC的3个主成分并利用各主成分构建ECC评价框架;通过SPA求得ECC对最优指标集的贴近度, 利用贴近度变化表示ECC的优劣程度。结果表明：1995-2004年研究区ECC整体呈上升趋势, 其贴近度从0.430 0上升到0.501 2, 但波动性较强。系统经济效率上升是ECC提高的主要原因, 水资源是ECC波动的首要影响因素, 也是限制ECC提高的主要因素。吉林省西部所承载的人口和经济水平有所上升, 但也造成资源的大量消耗和生态系统严重退化, 资源环境指标贴近度有所下降。若不采取有效应对措施, 脆弱的资源环境系统将会对未来ECC提高产生较大限制作用。     

基于集对分析和主成分分析的吉林西部生态承载力演变研究

利用集对分析(SPA)和主成分分析(PCA)方法对吉林省西部生态承载力(ECC)演变规律与驱动因素进行了分析.通过PCA获取影响ECC的3个主成分并利用各主成分构建ECC评价框架;通过SPA求得ECC对最优指标集的贴近度, 利用贴近度变化表示ECC的优劣程度.结果表明:1995～2004年研究区ECC整体呈上升趋势, 其贴近度从0.430 0上升到0.501 2, 但波动性较强.系统经济效率上升是ECC提高的主要原因, 水资源是ECC波动的首要影响因素, 也是限制ECC提高的主要因素.吉林省西部所承载的人口和经济水平有所上升, 但也造成资源的大量消耗和生态系统严重退化, 资源环境指标贴近度有所下降.若不采取有效应对措施, 脆弱的资源环境系统将会对未来ECC提高产生较大限制作用.     

河北省怀来县宜耕未利用地开发适宜性及生态风险评价

未利用地作为重要的耕地后备资源,研究其开发适宜性及开发生态风险是实现土地可持续利用的重要举措,对保障我国粮食安全、实现经济发展和生态文明建设均具有重要意义。在此背景下,以河北省怀来县为例,利用综合指数法对其他草地、裸地和内陆滩涂等未利用土地进行开发适宜性评价及开发生态风险评价,进而解决开发时序之间的权衡问题。研究表明:(1)其他草地宜耕开发可分为3个等级,呈中部高南北低趋势,主要为三级宜耕其他草地,面积为29 027.84hm~2,占全县其他草地面积的59.75%;(2)裸地宜耕开发可分为2个等级,集中分布在县中北部,主要为二级宜耕裸地,面积为1 994.39hm~2,占全县裸地面积的93.35%;(3)内陆滩涂全部为一级适宜性,面积为7 658.19hm2,分布在县中部官厅水库周围;(4)生态风险区可分为5级,呈两端生态风险高中间生态风险低的格局,主要为高生态风险区,面积为20 975.10hm~2;(5)高生态风险区和中高生态风险区应以生态保护为主,中生态风险区尽量不用作第一开发时序用地,低生态风险区和中低生态风险区可用作首选开发用地。     

改进熵权法在岩石边坡生态护坡效果综合评价中的应用

通过分析影响生态护坡效果的各因素的特点,以基质、植被、防护功能和景观文化功能为评价指标主体,构建了基于改进熵权法的多级模糊综合评价模型,并对雅砻江两河口水电站区域岩石边坡的护坡效果进行了综合评价,结果表明:改进熵权法修正了传统熵权法传递信息存在偏差的问题,可较为客观地确定多目标的权重;建立的多级模糊综合评价模型均衡考虑了各评价指标的不同贡献,具有较高的可靠性和科学性,其综合评价结果与实际情况相符合,可广泛应用于其他岩石边坡生态护坡效果的评价中。     

京珠高速公路粤境南段边坡的生态防护

以京珠高速公路粤境南段终点路段边坡为例,分析了高速公路边坡的环境特点,系统介绍了该标段边坡的生态护坡形式及其施工技术,探讨生态护坡技术存在的问题。高速公路边坡一般生境条件比较恶劣,边坡高陡、土层浅薄、土壤肥力低下,常用锚杆挂网、浆砌片石等工程措施结合液压喷播、喷混植生和三维植被网等技术,对边坡实施生态防护。为了进一步推广应用生态护坡技术,必须加强技术的规范化,并重视乡土植物品种的应用。     

湿喷植被混凝土生态护坡技术在水渠边坡工程中的应用

[目的]验证湿喷植被混凝土生态护坡技术的先进性与实用性,为工程边坡生态防护提供参考。[方法]将湿喷植被混凝土生态护坡技术应用于湖北省鄂州市花马湖水系连通渠护坡工程,现场观测了护坡和水土保持效果、植物盖度、植株密度、植物平均高度以及物种多样性指标。[结果]湿喷植被混凝土生态护坡技术能促使边坡稳定。所用基材能较好地附着于坡面,未出现冲沟和滑塌,水土保持较好,成功解决了基材可喷射性和坡面附着性之间的根本矛盾;1个月后坡面整体植被覆盖率达到90%以上;缓坡区的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数与陡坡区均较为接近,但与自然边坡存在差异;湿喷综合成本比干喷节约5%～15%。[结论]湿喷植被混凝土生态护坡技术作为干喷植被混凝土生态护坡技术的升级版,具备显著的先进性,能用于工程边坡的生态防护。     

植物护坡及其生态效应研究

河道生态系统中的河岸侵蚀和滨水缓冲带建设倍受关注。以上海市浦东新区机场镇的生态河道示范工程为例,探讨了以生态修复和稳定坡岸为目标的植物护坡技术在生态河道坡岸修复中的应用及其生态效应。在不同河段分别采用了全系列生态护坡、土壤生物工程护坡和复合式生物稳定等3类植物护坡技术。通过对工程实施后3a（2004年～2006年）来的生态监测发现,护坡植物生长良好,新生枝叶和根系的护坡作用明显,土壤抗剪强度明显增加,河岸土壤侵蚀得到有效控制,坡岸的结构稳定性增强;同时河岸生境得到改善,本地植物快速恢复,生物多样性增加,河岸植物群落结构由单一结构向复杂结构转变,生态稳定性逐渐增强。生态河道的植物坡岸修复技术可以在我国各类岸坡的生态修复和边坡稳定中广泛运用。     

植物护坡及其生态效应研究

河道生态系统中的河岸侵蚀和滨水缓冲带建设倍受关注。以上海市浦东新区机场镇的生态河道示范工程为例,探讨了以生态修复和稳定坡岸为目标的植物护坡技术在生态河道坡岸修复中的应用及其生态效应。在不同河段分别采用了全系列生态护坡、土壤生物工程护坡和复合式生物稳定等3类植物护坡技术。通过对工程实施后3a(2004年~2006年)来的生态监测发现,护坡植物生长良好,新生枝叶和根系的护坡作用明显,土壤抗剪强度明显增加,河岸土壤侵蚀得到有效控制,坡岸的结构稳定性增强;同时河岸生境得到改善,本地植物快速恢复,生物多样性增加,河岸植物群落结构由单一结构向复杂结构转变,生态稳定性逐渐增强。生态河道的植物坡岸修复技术可以在我国各类岸坡的生态修复和边坡稳定中广泛运用。     

生态护坡中根系对土体抗剪强度的影响

在护坡工程中,植被发达的根系能对边坡土体产生一定程度的加筋作用,从而可提高边坡的浅层稳定性。为探究植物根系对土体抗剪强度的影响,采用常规三轴不固结不排水试验,测定不同含根量、含水率对重塑粉质黏土抗剪指标的影响,结果表明:①根土复合体与素土的应力-应变变化趋势相同,说明摩尔-库仑强度准则同样适用于根土复合体,其不同主要体现在黏聚力大小上;素土和根土复合体均大约在轴向应变2%处出现主应力差峰值,然后逐渐趋于破坏。②根土复合体的抗剪强度明显大于素土,并且在含水率为9%时黏聚力增加显著,说明根能起到加筋作用,能够用来约束土体变形、增加抗剪强度。③在一定条件下,黏聚力和含根量成线性正相关关系;黏聚力和含水率对数成反比关系,即在一定条件下随着含水率增大,黏聚力降低。通过拟合得到根系加筋效应公式τ_f=c+σtan φ=c_0+a+bx+σtan φ,只要给定含水率和含根量,就能初步计算出抗剪强度。     

4种公路工程生态护坡类型的防治效果研究

生态护坡能有效地防治公路工程水土流失,在生境的重建及生态系统的恢复方面起到了明显作用。选择重庆市巴南区及南岸区4种典型的生态护坡类型——裸坡、菱形骨架植草护坡、乔木护坡和植草护坡进行了采样、监测,研究各种边坡土壤侵蚀强度、相对系数、土壤平均侵蚀模数、植被覆盖度、土壤组成成分等指标的变化规律。结果表明:(1)在4种生态护坡措施中,菱形骨架边坡的护坡效果最好,乔木护坡优于植草护坡,裸坡最差;(2)土壤中组成成分的变化不仅受土壤流失量的影响,而且植被本身也影响到土壤组成成分的增减;(3)植草护坡保持水土效果要略强于菱形骨架生态护坡,但在后期,其覆盖度增长不快,恢复效果差于菱形骨架护坡;(4)对植物生长的必要元素,菱形骨架生态护坡的流失量相对比较均衡。     

边坡生态防护工程中的若干问题探讨

首先,对工程领域重要概念边坡和边坡生态防护进行了定义,接着对边坡进行了分类。在此基础上,探讨了边坡生态工程的野外调查工作。     

基于集对分析模型的水土保持工程效益后评价研究

[目的]建立一个科学合理的水土保持效益后评价指标体系对水土保持工程进行效益评价,为小流域的生态治理提供科学后评估依据。[方法]综合分析小流域水土保持工程特性和影响水土保持工程效益的关键因素,识别和选取水土保持工程效益后评价的13项关键指标,建立小流域工程效益后评价指标体系,运用层次分析法和熵值法改进评价指标的权重,结合评价指标数据和指标评价标准应用改进的集对分析模型开展工程效益后评价研究。[结果]改进的集对分析模型结果表明,评价指标体系中水保效益、生态效益、社会效益,流域水土保持工程效益评价总体处于2级水平,流域治理的成效显著、可供开发的空间和潜力较大。[结论]该方法是一种有效地针对小流域的水土保持工程效益评价的新方法。在构建水土保持工程效益后评价指标体系的基础上,将该方法运用到水土保持工程效益后评价中,基本达到了预期的研究目的。     

浅论城市河道的生态护坡

传统的河道护坡会破坏生态,加速人居环境的恶化,不符合人与自然和谐相处的理念。因此,应研究和实施生态护坡,建立满足岸坡稳定要求,与周围环境相协调和现代文明城市发展相适应的开放性生态系统。生态护坡的设计应综合考虑各方面因素,遵循水力稳定性原则、生态原则和回归自然原则。通过试验验证生态护坡设计原则,校正设计参数,优化系统模式。