城市河道低碳管理评价体系的构建及其评价方法研究
摘要：为促进城市河道低碳管理，本文利用层次分析法，通过构建城市河道低碳管理评价指标体系，对城市河道管理进行了评价。结果表明，3要素16指标的评价体系一致性比例均小于0.10，具有满意的一致性。在城市河道低碳管理评价体系中，安全管理系统的权重最高，为0.49，其次是生态管理系统和智慧管理系统，分别为0.31和0.20。此外，除安全管理系统要素下堤防和水利设施的安全管理、河道水质外，生态管理系统要素下的河道生态需水量和水生微生物量的权重也较高，分别为0.0761和0.0701。
关键词：城市河道；低碳管理；评价指标体系
中图分类号：X820 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）01-0031-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.018
Study of evaluation and establishing index system for low-carbon management of urban rivers
Zhang Shiping
（Shanghai Environment Protection Enterprise Development Co.，Ltd.，Shanghai 200001，China）
Abstract：To promote low-carbon management of urban rivers， management of urban rivers was evaluated by establishing evaluation index system using Analytic Hierarchy Process （AHP）. The results indicated that 3 elements and 16 indicators were less than 0.10 which suggested its consistence was good. The weight of security management system of 0.49 was the highest in the evaluation index system， followed by ecological management system （0.31） and smart management system （0.20）. In addition， the weight of required ecological water quantity （0.0761） and aquatic microbial biomass （0.0701） in ecological management system was high， besides safety management of embankment-water conservancy facilities and water quality in security management system.
Keywords：Urban river；Low-carbon management；Evaluation index system
自提倡“低碳经济”以来，低碳问题引起了国际社会的广泛关注，低碳发展开始渗入各个层面和多个领域，尤其是低碳技术、低碳评价等相关研究成为专家关注的焦点。江玉国等人对我国低碳技术发展现状及障碍进行了分析，从低碳技术创新动力及国外低碳技术转让两个角度找出了阻碍我国低碳技术发展的因素[1]。Lee等人通过调查和研究发现，亚洲的能源效率改善将成为解决气候变化问题的关键因子，而且水与节能、绿色交通和低碳技术是推动气候变暖经济增长转型的关键因素[2]。吴健生等人从低碳开发、低碳经济、低碳环境、城市规模与能源消耗5个方面构建了低碳城市评价体系，并从空间上识别出京津冀、长三角、山东省及珠三角地区具有低碳城市发展集聚效应[3]。
近年来，随着低碳理念的逐步深入，在管理层面也开始提倡低碳管理，包括工业企业的低碳管理、社区的低碳管理以及城市的低碳管理等。张建松等人对工业企业低碳管理评价进行研究，在企业低碳管理发展现状调研的基础上，以戴明模式的思路选取评价指标，突出了企业低碳管理评价方法[4]。时珊珊等人对智能社区低碳能源管理系统的建设模式、功能配置、模式切换等进行了研究，为国内低碳能源管理提供可借鉴的技术解决方案[5]。郭秀芳基于城市的低碳建设，分析了评价城市低碳管理绩效水平的多项影响因素，并采用层次分析法构建了一个以产业、能源、建筑、交通和生活5个系统为基础的城市低碳管理绩效评价指标体系[6]。然而，对于城市河道低碳管理的相关研究还鲜见报道。实际上，城市河道低碳管理直接关系到城市环境、居民健康和社会稳定，与城市的低碳化、可持续发展密切相关。目前，在国家各项政策和规定的指导和督促下，我国城市河道环境得到显著改善[7-8]。为有效维护现有河道治理成果、进一步美化城市环境，急需研究出如何在城市发展和河道环境保护中找到平衡點，在城市发展中通过低碳方式实现河道管理的可持续性。本文基于低碳理念，利用层次分析法（Analytic Hierarchy Process， AHP），通过构建城市河道低碳管理评价体系，探索对城市河道管理进行低碳评价的方法，为城市管理的决策者提供理论支撑和决策依据。
1 研究方法
AHP是将与决策有关的元素分解成为目标、准则、方案等层次，在此基础上进行定性和定量分析的一种多准则决策方法。AHP以其思路清晰、方法简单、适用面广、系统性强等特点，日益成为思考问题和解决问题的一种有效手段。其具体程序如下：1）广泛收集信息，通过对系统的深刻认识，确定系统的总目标，以及总目标所涉及的范围、采取的措施、实现目标的准则、策略和约束条件等。在上述信息的基础上形成指标体系和建立一个多层次的结构模型；2）按照两两比较原则，通过对层次结构模型中各个指标的重要度进行比较，构造比较判断矩阵及矩阵运算的数学方法，用每个指标评价其下一个层次中各个元素的优劣并计算其重要度；3）对判断矩阵进行一致性检验，计算各层元素对系统目标的重要度，进行总排序，以确定各个元素对总目标的重要度[9]。
为了避免因个人判断的主观性对评价结果的影响，本文采取了对问题比较了解的专家和业内专门人士的群体判断的方式[10]。
2 城市河道低碳管理评价体系及评价方法
2.1 城市河道低碳管理评价体系
图1 城市河道低碳管理评价体系
城市河道低碳管理评价的核心是确立评价指标体系，评价指标的选取需遵循科学性、系统性、动态性、可测性、可比性等原则。本文在参考相关指标体系的基础上，结合现有城市河道的实际情况，从低碳的角度出发，构建了3要素16指标的评价体系。从安全管理、生态管理和智慧管理三个方面确定评价要素，并运用Yaahp软件构建了指标体系的层次结构模型（见图1），包括目标层、要素层和指标层。目标层是城市河道低碳管理评价；要素层包括安全管理系统、生态管理系统和智慧管理系统；指标层包括河道堤防的安全管理、水利设施的安全管理、河道水质、河道弯曲程度、河道护岸形式、河道生态需水量、植被生态需水量、景观娱乐需水量、水生植物生长状况、水生动物生长状况、水生微生物生长状况、生态景观性、安全管理数据、生态管理数据、自动监测和远程监控。
指标层中的各个指标表面上看似乎与低碳评价没有直接相关性，但是从后果分析可知，这些指标的结果直接关系城市河道环境和质量，如果未管理好城市河道的这些因素，会导致城市河道环境恶化，从而增加管理的难度和成本。城市河道环境的恶化、管理难度和成本的增加均是低碳发展的障碍。
2.2 城市河道低碳管理评价方法
2.2.1 构建判断矩阵
在建立层次结构模型后，将同一层次中各个要素相对于上一层次的影响力和重要性进行两两比较。比如，对城市河道低碳管理评价的总目标而言，通过3个要素（安全管理、生态管理、智慧管理）之间相对重要性的两两比较，利用得到的比较数值作为矩阵中的元素而构成判断矩阵。在Yaahp软件中，需要对每个元素的重要程度进行两两比较，本文采用。
2.2.2 权重判断和一致性检验
Yaahp软件中，在赋予每个判断矩阵数值后，点击计算结果后，软件会自动计算出个因子所占权重（见表1），并且可以设置自动进行判断矩阵的一致性检验。判断矩阵的一致性检验会动态显示于窗口上部。如果矩阵有残缺或者矩阵不一致，将会在输出窗口显示相关错误信息。本文所构建的判断矩阵一致性比例均小于0.10，认为此层次排序结果具有满意的一致性。
由上表可知，城市河道低碳管理评价体系中，安全管理系统的权重最高，为0.49，其次分别为生态管理系统（0.31）和智慧管理系统（0.20）。该结果表明，城市河道安全管理是河道低碳管理评价中最重要的因素，生态管理和智慧管理是低碳管理评价中的关键因素。在安全管理系统的指标层中，堤防和水利设施的安全管理以及河道水质的权重较高。生态管理系统和智慧管理系统中的河道生态需水量和水生微生物量、安全管理数据和自动监测的权重较高。
在城市环境容量和能源消耗等因素的限制下，很多城市开始著手于低碳建设。但是，目前低碳建设主要集中于建筑、交通和能源领域。而作为城市生命系统之一的城市河道的低碳建设还鲜被关注。根据表1中的城市河道低碳管理评价结果可知，除安全管理系统要素下的堤防、水利设施、河道水质外，生态管理系统要素下河道生态需水量和水生微生物生物量权重较高，分别为0.0761和0.0701。这表明在城市河道低碳管理过程中，除了要关注河道安全外，河道生态需水量和水生微生物量对于城市河道低碳管理起到较为关键的作用，因为河道生态需水量和水生微生物量可直接影响河道的自净能力。
3 结论
3要素16指标的城市河道低碳管理评价体系一致性比例均小于0.10，具有满意的一致性。在城市河道低碳管理评价体系中，安全管理权重最高，为0.49，其次是生态管理和智慧管理。可见，城市河道低碳管理的首要任务就是采取措施保障城市河道安全，比如加强堤防、水利设施等的日常维护等。此外，生态管理要素下的河道生态需水量和水生微生物量的权重较高，分别为0.0761和0.0701，因为河道生态需水量和水生微生物量是河道自净能力的关键因子之一。从城市河道可持续发展角度分析，不仅要关注河道的安全管理，河道自身的自净能力有助于减少因河道治理产生的能耗和二次污染。因此，在城市河道低碳管理过程中，不能只关注河道的安全性，更应该聚焦于增强河道自身的净化能力，这样才能从根本上推动河道管理的低碳化。
参考文献
[1]江玉国，范莉莉，施庚宏.我国低碳技术发展现状及障碍分析[J].生态经济，2014，30（11）：47-52.
[2]Lee C.，Hashim H.，Ho C.，Fan Y.，Klemes J..Sustaining the low-carbon emission development in Asia and beyond：Sustainable energy，water， transportation and low-carbon emission technology. Journal of Cleaner Production，2017，146：1-13.
[3]吴健生，许娜，张曦文.中国低碳城市评价与空间格局分析[J].地理科学进展，2016，35（02）：204-213.
[4]张建松，刘玫，林翎，鲍威，吴丽丽.工业企业低碳管理评价方法研究[J].中国标准化，2013（06）：48-52.
[5]时珊珊，苏义荣，改传跃.智能社区低碳能源管理系统方案研究[J].华东电力，2014，42（12）：2918-2921.
[6]郭秀芳.城市低碳管理绩效评价指标体系研究[J].现代商贸工业，2015，36（05）：26-28.
[7]周颖，季彩华.上海市河道整治变化历程及新理念的应用[J].中国水运，2011，8（11）：158-160.
[8]蔡海挺. 上海中小河道治理和管理对策浅议[J].上海水务，2017，33（1）：37-39.
[9]张炳江. 层次分析法及其应用案例[M].电子工业出版社，2014： 14-16.
[10]张士萍，胡佳俊. 基于层次分析法的城市环境低碳评价研究[J].城市环境与城市生态， 2015， （5）：33-36.
收稿日期：2017-12-29
基金项目：上海市自然科学基金（16ZR1440000）资助。
作者简介：张士萍（1983-），女，博士，工程师，研究方向为环境保护及管理研究。
关键词：城市河道；低碳管理；评价指标体系
中图分类号：X820 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）01-0031-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.018
Study of evaluation and establishing index system for low-carbon management of urban rivers
Zhang Shiping
（Shanghai Environment Protection Enterprise Development Co.，Ltd.，Shanghai 200001，China）
Abstract：To promote low-carbon management of urban rivers， management of urban rivers was evaluated by establishing evaluation index system using Analytic Hierarchy Process （AHP）. The results indicated that 3 elements and 16 indicators were less than 0.10 which suggested its consistence was good. The weight of security management system of 0.49 was the highest in the evaluation index system， followed by ecological management system （0.31） and smart management system （0.20）. In addition， the weight of required ecological water quantity （0.0761） and aquatic microbial biomass （0.0701） in ecological management system was high， besides safety management of embankment-water conservancy facilities and water quality in security management system.
Keywords：Urban river；Low-carbon management；Evaluation index system
自提倡“低碳经济”以来，低碳问题引起了国际社会的广泛关注，低碳发展开始渗入各个层面和多个领域，尤其是低碳技术、低碳评价等相关研究成为专家关注的焦点。江玉国等人对我国低碳技术发展现状及障碍进行了分析，从低碳技术创新动力及国外低碳技术转让两个角度找出了阻碍我国低碳技术发展的因素[1]。Lee等人通过调查和研究发现，亚洲的能源效率改善将成为解决气候变化问题的关键因子，而且水与节能、绿色交通和低碳技术是推动气候变暖经济增长转型的关键因素[2]。吴健生等人从低碳开发、低碳经济、低碳环境、城市规模与能源消耗5个方面构建了低碳城市评价体系，并从空间上识别出京津冀、长三角、山东省及珠三角地区具有低碳城市发展集聚效应[3]。
近年来，随着低碳理念的逐步深入，在管理层面也开始提倡低碳管理，包括工业企业的低碳管理、社区的低碳管理以及城市的低碳管理等。张建松等人对工业企业低碳管理评价进行研究，在企业低碳管理发展现状调研的基础上，以戴明模式的思路选取评价指标，突出了企业低碳管理评价方法[4]。时珊珊等人对智能社区低碳能源管理系统的建设模式、功能配置、模式切换等进行了研究，为国内低碳能源管理提供可借鉴的技术解决方案[5]。郭秀芳基于城市的低碳建设，分析了评价城市低碳管理绩效水平的多项影响因素，并采用层次分析法构建了一个以产业、能源、建筑、交通和生活5个系统为基础的城市低碳管理绩效评价指标体系[6]。然而，对于城市河道低碳管理的相关研究还鲜见报道。实际上，城市河道低碳管理直接关系到城市环境、居民健康和社会稳定，与城市的低碳化、可持续发展密切相关。目前，在国家各项政策和规定的指导和督促下，我国城市河道环境得到显著改善[7-8]。为有效维护现有河道治理成果、进一步美化城市环境，急需研究出如何在城市发展和河道环境保护中找到平衡點，在城市发展中通过低碳方式实现河道管理的可持续性。本文基于低碳理念，利用层次分析法（Analytic Hierarchy Process， AHP），通过构建城市河道低碳管理评价体系，探索对城市河道管理进行低碳评价的方法，为城市管理的决策者提供理论支撑和决策依据。
1 研究方法
AHP是将与决策有关的元素分解成为目标、准则、方案等层次，在此基础上进行定性和定量分析的一种多准则决策方法。AHP以其思路清晰、方法简单、适用面广、系统性强等特点，日益成为思考问题和解决问题的一种有效手段。其具体程序如下：1）广泛收集信息，通过对系统的深刻认识，确定系统的总目标，以及总目标所涉及的范围、采取的措施、实现目标的准则、策略和约束条件等。在上述信息的基础上形成指标体系和建立一个多层次的结构模型；2）按照两两比较原则，通过对层次结构模型中各个指标的重要度进行比较，构造比较判断矩阵及矩阵运算的数学方法，用每个指标评价其下一个层次中各个元素的优劣并计算其重要度；3）对判断矩阵进行一致性检验，计算各层元素对系统目标的重要度，进行总排序，以确定各个元素对总目标的重要度[9]。
为了避免因个人判断的主观性对评价结果的影响，本文采取了对问题比较了解的专家和业内专门人士的群体判断的方式[10]。
2 城市河道低碳管理评价体系及评价方法
2.1 城市河道低碳管理评价体系
图1 城市河道低碳管理评价体系
城市河道低碳管理评价的核心是确立评价指标体系，评价指标的选取需遵循科学性、系统性、动态性、可测性、可比性等原则。本文在参考相关指标体系的基础上，结合现有城市河道的实际情况，从低碳的角度出发，构建了3要素16指标的评价体系。从安全管理、生态管理和智慧管理三个方面确定评价要素，并运用Yaahp软件构建了指标体系的层次结构模型（见图1），包括目标层、要素层和指标层。目标层是城市河道低碳管理评价；要素层包括安全管理系统、生态管理系统和智慧管理系统；指标层包括河道堤防的安全管理、水利设施的安全管理、河道水质、河道弯曲程度、河道护岸形式、河道生态需水量、植被生态需水量、景观娱乐需水量、水生植物生长状况、水生动物生长状况、水生微生物生长状况、生态景观性、安全管理数据、生态管理数据、自动监测和远程监控。
指标层中的各个指标表面上看似乎与低碳评价没有直接相关性，但是从后果分析可知，这些指标的结果直接关系城市河道环境和质量，如果未管理好城市河道的这些因素，会导致城市河道环境恶化，从而增加管理的难度和成本。城市河道环境的恶化、管理难度和成本的增加均是低碳发展的障碍。
2.2 城市河道低碳管理评价方法
2.2.1 构建判断矩阵
在建立层次结构模型后，将同一层次中各个要素相对于上一层次的影响力和重要性进行两两比较。比如，对城市河道低碳管理评价的总目标而言，通过3个要素（安全管理、生态管理、智慧管理）之间相对重要性的两两比较，利用得到的比较数值作为矩阵中的元素而构成判断矩阵。在Yaahp软件中，需要对每个元素的重要程度进行两两比较，本文采用。
2.2.2 权重判断和一致性检验
Yaahp软件中，在赋予每个判断矩阵数值后，点击计算结果后，软件会自动计算出个因子所占权重（见表1），并且可以设置自动进行判断矩阵的一致性检验。判断矩阵的一致性检验会动态显示于窗口上部。如果矩阵有残缺或者矩阵不一致，将会在输出窗口显示相关错误信息。本文所构建的判断矩阵一致性比例均小于0.10，认为此层次排序结果具有满意的一致性。
由上表可知，城市河道低碳管理评价体系中，安全管理系统的权重最高，为0.49，其次分别为生态管理系统（0.31）和智慧管理系统（0.20）。该结果表明，城市河道安全管理是河道低碳管理评价中最重要的因素，生态管理和智慧管理是低碳管理评价中的关键因素。在安全管理系统的指标层中，堤防和水利设施的安全管理以及河道水质的权重较高。生态管理系统和智慧管理系统中的河道生态需水量和水生微生物量、安全管理数据和自动监测的权重较高。
在城市环境容量和能源消耗等因素的限制下，很多城市开始著手于低碳建设。但是，目前低碳建设主要集中于建筑、交通和能源领域。而作为城市生命系统之一的城市河道的低碳建设还鲜被关注。根据表1中的城市河道低碳管理评价结果可知，除安全管理系统要素下的堤防、水利设施、河道水质外，生态管理系统要素下河道生态需水量和水生微生物生物量权重较高，分别为0.0761和0.0701。这表明在城市河道低碳管理过程中，除了要关注河道安全外，河道生态需水量和水生微生物量对于城市河道低碳管理起到较为关键的作用，因为河道生态需水量和水生微生物量可直接影响河道的自净能力。
3 结论
3要素16指标的城市河道低碳管理评价体系一致性比例均小于0.10，具有满意的一致性。在城市河道低碳管理评价体系中，安全管理权重最高，为0.49，其次是生态管理和智慧管理。可见，城市河道低碳管理的首要任务就是采取措施保障城市河道安全，比如加强堤防、水利设施等的日常维护等。此外，生态管理要素下的河道生态需水量和水生微生物量的权重较高，分别为0.0761和0.0701，因为河道生态需水量和水生微生物量是河道自净能力的关键因子之一。从城市河道可持续发展角度分析，不仅要关注河道的安全管理，河道自身的自净能力有助于减少因河道治理产生的能耗和二次污染。因此，在城市河道低碳管理过程中，不能只关注河道的安全性，更应该聚焦于增强河道自身的净化能力，这样才能从根本上推动河道管理的低碳化。
参考文献
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[4]张建松，刘玫，林翎，鲍威，吴丽丽.工业企业低碳管理评价方法研究[J].中国标准化，2013（06）：48-52.
[5]时珊珊，苏义荣，改传跃.智能社区低碳能源管理系统方案研究[J].华东电力，2014，42（12）：2918-2921.
[6]郭秀芳.城市低碳管理绩效评价指标体系研究[J].现代商贸工业，2015，36（05）：26-28.
[7]周颖，季彩华.上海市河道整治变化历程及新理念的应用[J].中国水运，2011，8（11）：158-160.
[8]蔡海挺. 上海中小河道治理和管理对策浅议[J].上海水务，2017，33（1）：37-39.
[9]张炳江. 层次分析法及其应用案例[M].电子工业出版社，2014： 14-16.
[10]张士萍，胡佳俊. 基于层次分析法的城市环境低碳评价研究[J].城市环境与城市生态， 2015， （5）：33-36.
收稿日期：2017-12-29
基金项目：上海市自然科学基金（16ZR1440000）资助。
作者简介：张士萍（1983-），女，博士，工程师，研究方向为环境保护及管理研究。
