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綠色小水電綜合評價研究

文檔作者：王露“2 Van Vu Thil’2馬智杰3 文檔來源： 1．河海大學(xué)商學(xué)院 2．河海大學(xué)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所 3．中國水利水電科學(xué)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2024年06月07日
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第14卷第4期中國水利水電科學(xué)研究院學(xué)報V01．14 No．4
2016年8月Journal of China Institute。f Water Res。urces and Hydropower Research August，2016
文章編號：1672—3031(2016)04—0291—06
綠色小水電綜合評價研究
王露“2 Van Vu Thil’2馬智杰3
(1．河海大學(xué)商學(xué)院，江蘇南京211100；2．河海大學(xué)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所，江蘇南京211100；
3．中國水利水電科學(xué)研究院。北京100038)
摘要：綠色小水電的發(fā)展兼顧水電開發(fā)和環(huán)境保護(hù)，對綠色小水電進(jìn)行綜合評價是農(nóng)村水電開發(fā)管理領(lǐng)域中的一
項(xiàng)創(chuàng)新性舉措。本文從自然生態(tài)狀況和社會環(huán)境狀況兩個方面構(gòu)建了綠色小水電評價指標(biāo)體系，采用多級模糊評
價模型和層次分析法對富江小水電站進(jìn)行綠色小水電評價，計(jì)算結(jié)果表明，富江小水電站的“綠色”等級為中等偏
上，仍有進(jìn)一步提升的空間。開展綠色小水電評價，能夠引導(dǎo)小水電的開發(fā)管理更多的關(guān)注生態(tài)環(huán)境保護(hù)和當(dāng)?shù)?
居民的利益，促進(jìn)水資源的可持續(xù)開發(fā)利用。
關(guān)鍵詞：綠色小水電；多級模糊評價；層次分析法；綜合評價
中圖分類號：X820．3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A doi：10．132440．cnki．jiwhr．2016．04．009
1研究背景
相關(guān)數(shù)據(jù)表明，我國水資源總量高達(dá)27 958億m3，水能蘊(yùn)藏量達(dá)到6．8億kW，開發(fā)潛力巨大。
在我國水能資源中，小水電資源可開發(fā)量高達(dá)1．28億kW，其開發(fā)在提高我國農(nóng)村電氣化水平、改善
生產(chǎn)生活條件、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等多方面做出了突出貢獻(xiàn)，促進(jìn)了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。但小水電工程
對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)或多或少造成了一些不利影響。為了降低小水電開發(fā)的不利影響，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社
會與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，新時期的小水電必須是與綠色、可持續(xù)發(fā)展理念相結(jié)合的“綠色小水電”。
綠色小水電就是人與自然和諧相處、人水和諧的小水電，即小水電工程在推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的
同時也要將對生態(tài)系統(tǒng)的不利影響控制在一定的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。如
今生態(tài)保護(hù)已深入人心，小水電開發(fā)是否“綠色”，如何評價綠色小水電成為水資源管理的重要研
究問題。
國外發(fā)達(dá)國家早在30多年前就圍繞水電開發(fā)對河流生態(tài)的影響方面展開了研究，一些國家和國
際組織經(jīng)過幾十年的發(fā)展形成了較為系統(tǒng)的綠色水電評價體系。國外的綠色水電評價主要是基于本
國國情及區(qū)域特性展開的，具有代表性的有美國的低影響水電認(rèn)證?和瑞士的綠色水電認(rèn)證舊1。美國
的低影響水電認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)從河道水流、水質(zhì)、魚道和魚類保護(hù)、流域保護(hù)、文化資源保護(hù)等八個方面
建立了一套評估體系，瑞士的綠色水電認(rèn)證則基于非生命方面的驅(qū)動力和物種與群落兩個生態(tài)原則
建立了評價指標(biāo)。兩種認(rèn)證程序雖都涵蓋了河流生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的主要因子，但兩者都未明確提出具
體技術(shù)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)閾值¨。。國內(nèi)對于綠色小水電的研究主要集中于兩個方面，一方面是論述國外綠色
水電認(rèn)證對我國的借鑒啟示，金連根等H1、唐萬林等b1在綜述國內(nèi)外小水電發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析
了小水電對生態(tài)環(huán)境的影響效應(yīng)，討論了我國綠色水電環(huán)境認(rèn)證的必要性與可行性，并對生態(tài)綠色
小水電的發(fā)展提出了建議。另一方面，很多學(xué)者重點(diǎn)探討了我國綠色水電評價指標(biāo)及方法的選取，
李華鵬等恤3、禹雪中等?！霸趪H水電環(huán)境認(rèn)證制度的基礎(chǔ)上，總結(jié)了我國小水電行業(yè)的特點(diǎn)，分析了
收稿El期：2015—10—21；網(wǎng)絡(luò)出版13期：2016—06—16
網(wǎng)絡(luò)出版地址：http：／／www．enki．net／KCMS／detail／11．5020．tv．20160616．1119．002．html
基金項(xiàng)目：國家國際科技合作專項(xiàng)(2叭2DFA60830)；國家自然科學(xué)基金(71573072)；國家外國專家局高端外國專家項(xiàng)目
(GDW20153200137)
作者簡介：王露(1991一)，女，江蘇如皋人，碩士生。主要從事工程項(xiàng)目評價研究。E—mail：wlzhhdx@163．com
～291—
萬方數(shù)據(jù)
綠色小水電綜合評價研究王露Van Vu Thi馬智杰
綠色小水電評價的含義和作用，分別構(gòu)建了綠色水電評價指標(biāo)體系。但國內(nèi)對小水電的綠色評價研
究大多是定性分析，一些學(xué)者采用量化分級的方法對指標(biāo)進(jìn)行評判，而對綠色小水電評價指標(biāo)的分
級標(biāo)準(zhǔn)缺乏深入的研究¨1。
本文從自然生態(tài)狀況與社會環(huán)境狀況兩大方面構(gòu)建出綠色小水電評價指標(biāo)體系，將定性分析與
定量分析相結(jié)合，采用融合層次分析法與多級模糊評價法的綜合評估模型，以貴州省富江小水電代
燃料電站為例，進(jìn)行實(shí)證分析。
2綠色小水電評價指標(biāo)體系設(shè)計(jì)
綠色小水電評價是一個涉及經(jīng)濟(jì)、社會、自然等多方面的系統(tǒng)工程，通過分析小水電對自然生
態(tài)狀況和社會環(huán)境狀況的影響，為綠色小水電認(rèn)證提供依據(jù)。評價原則是評價理念的核心，綠色小
水電主要強(qiáng)調(diào)人與自然的和諧共處，因此，綠色小水電評價指標(biāo)體系的構(gòu)建應(yīng)該遵循可持續(xù)、系統(tǒng)
性和務(wù)實(shí)性三項(xiàng)原則：(1)可持續(xù)性。可持續(xù)性原則指小水電開發(fā)要對本地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展起到推動
作用；(2)系統(tǒng)性。系統(tǒng)性原則指應(yīng)將整個綠色小水電評價對象視為一個系統(tǒng)，運(yùn)用系統(tǒng)思維方法處
理評價過程中的問題；(3)務(wù)實(shí)性。務(wù)實(shí)性原則指評價應(yīng)當(dāng)依據(jù)系統(tǒng)發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律，選取關(guān)鍵因
子，設(shè)定合適的評價標(biāo)準(zhǔn)。
考慮到我國小水電工程的特殊性及構(gòu)建綠色小水電評價指標(biāo)體系的三大原則，綜合近年來國內(nèi)
外綠色水電評價的研究和實(shí)踐成果，從自然生態(tài)狀況和社會環(huán)境狀況兩個方面對中國小水電站的綠
色情況進(jìn)行評價，選取最能反映這兩個方面的影響特征的評價指標(biāo)，建立了綠色小水電指標(biāo)體系，
具體評價指標(biāo)體系見表1。
表1綠色小水電評價指標(biāo)體系
國內(nèi)外已經(jīng)建立的綠色水電評價指標(biāo)體系過多的關(guān)注了水電工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響，忽略
了社會環(huán)境狀況也是對小水電工程綠色評價的重要組成部分，因此本文將社會環(huán)境狀況與自然生態(tài)
狀況作為綠色小水電評價體系的一級指標(biāo)。
自然生態(tài)狀況指標(biāo)主要包括自然狀況和生態(tài)狀況兩個方面，對綠色小水電站的自然狀況的評價
主要關(guān)注水文特征、水質(zhì)狀況、河流連通性及河流景觀四個方面。小水電工程大多采用引水式開發(fā)
方式開發(fā)小型河流，水文特征的變化是河流形態(tài)和環(huán)境變化的驅(qū)動力，因此是自然狀況的關(guān)鍵評價
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萬方數(shù)據(jù)
綠色小水電綜合評價研究王露Van Vu Thi馬智杰
指標(biāo)之一。河流水質(zhì)側(cè)重于評價庫區(qū)水環(huán)境質(zhì)量受到小水電站引起的水體自凈能力變化的影響，小
水電站的建設(shè)容易導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化等現(xiàn)象的出現(xiàn)。小水電站與景觀的融合程度、小水電站建設(shè)造
成的土地擾動恢復(fù)情況是景觀評價的主要內(nèi)容，也是評價小水電站是否綠色的重要指標(biāo)。生態(tài)狀況
的評價指標(biāo)主要包括生態(tài)保護(hù)、水土流失、生物多樣性和生物生境。生態(tài)保護(hù)是否良好、水土流失
是否嚴(yán)重是綠色小水電評價的關(guān)鍵指標(biāo)，生物多樣性評價主要關(guān)注小水電站對水生、陸生生物多樣
性的影響以及生物多樣性保護(hù)措施制定和執(zhí)行情況。生物生境指標(biāo)則主要衡量河流水生生物生存是
否具有適宜的水流和底質(zhì)條件。
社會環(huán)境狀況指標(biāo)由社會狀況、經(jīng)濟(jì)狀況以及管理狀況三個指標(biāo)構(gòu)成。社會狀況指標(biāo)是我國綠
色小水電評價區(qū)別于國外小水電評價指標(biāo)的關(guān)鍵所在，我國人口密度較發(fā)達(dá)國家較大，征地移民、
人群健康、綜合利用和公共服務(wù)這些問題需要給予高度重視。移民數(shù)量和移民安置效果是征地移民
的關(guān)鍵問題，移民的生活和生產(chǎn)安置得不到重視會導(dǎo)致新的生態(tài)破壞問題。基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、教育、
就業(yè)、醫(yī)療等形式的公共服務(wù)問題能否得到改善是綠色小水電評價的一個重要環(huán)節(jié)。經(jīng)濟(jì)狀況主要
從工程財務(wù)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)兩個方面進(jìn)行衡量。工程財務(wù)主要關(guān)注小水電站的盈利能力和風(fēng)險控制
能力，區(qū)域經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)則通過小水電站的資金利稅情況進(jìn)行衡量。對小水電站進(jìn)行科學(xué)、合理的管理
是促進(jìn)小水電站安全運(yùn)行的關(guān)鍵，因此小水電站的日常管理和應(yīng)急管理也是綠色小水電站評價的重
要指標(biāo)。
3綠色小水電綜合評價模型構(gòu)建
模糊綜合評價是面向多級指標(biāo)綜合評價實(shí)踐中應(yīng)用較為廣泛的一種方法，在確定評價等級和指
標(biāo)權(quán)重的基礎(chǔ)上，依據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論，通過多層級的復(fù)合運(yùn)算將定性判斷轉(zhuǎn)化為定量評
價，最終確定評價目標(biāo)等級，主要步驟如下：
(1)構(gòu)建評語集。設(shè)定綠色小水電評價的矗個評語等級，記’，={Vl，V，，V3，V4，V5}為評語集，根據(jù)綠
色小水電評價的需求設(shè)置判斷等級，K，U，K，兒，y分別對應(yīng)為優(yōu)秀、良好、中等、合格及不合格。
(2)建立評價指標(biāo)。假定評價的目標(biāo)對象有m個因素組成，每個因素又包含若干個低級指標(biāo)，記
￡，={U。， U2， ?， um)，嗍撇自烈逆匕態(tài)洗魁兄雨瑋扛會習(xí)礴獺，ui={uil， ui：， ?， ui『}，i=1，2， ?，m。
(3)設(shè)定權(quán)重集。結(jié)合綠色小水電評價體系，建立各指標(biāo)因素的對應(yīng)的權(quán)重集，w={w，，w，，?，w。}，
Wi={Wi，，Wi，，?，形i}，i=1，2，?，m，本文采用層次分析法(AHP)計(jì)算指標(biāo)權(quán)重一1。
(4)確定隸屬度矩陣。建立指標(biāo)集上的模糊映射．^u_FⅣ)，其中F是評語集上的模糊判斷，
得到模糊關(guān)系矩陣足，反映評價因素與評價等級之間的隸屬關(guān)系。
R=
? r-門
? r2^l
·． ：l
‘ ‘l ? 7。置j。。^
其中：ri表示單因素以相對于l的隸屬度。
(5)結(jié)果判斷。考慮到評價因素和指標(biāo)層級較多，所以需要從低一級向上一級逐層進(jìn)行模糊判
斷，即先計(jì)算次一級指標(biāo)∽隸屬向量曰i=wi·Ri，依次計(jì)算得到上一級指標(biāo)集對應(yīng)的隸屬度矩陣
露=(R。，R：，?，尺。)T和隸屬向量B，進(jìn)而利用隸屬向量評語集得出綜合評分。
4實(shí)證分析
4．1指標(biāo)權(quán)重計(jì)算與檢驗(yàn)為了保證指標(biāo)權(quán)重的準(zhǔn)確性與合理性，根據(jù)綠色小水電評價的需要，邀
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萬方數(shù)據(jù)
綠色小水電綜合評價研究王露Van Vu Thi馬智杰
請小水電工程主管部門、建設(shè)部門、高校及行業(yè)代表對綠色小水電評價指標(biāo)體系的比較矩陣進(jìn)行打
分，各打分人在獨(dú)立思考的狀態(tài)下進(jìn)行，得到50份專家判斷矩陣，通過加權(quán)平均得到最終的判斷矩
陣，求出其最大特征根A～所對應(yīng)的特征向量塒，對所求特征向量塒歸一化，即得到評價指標(biāo)的權(quán)
重。同時，為了確保計(jì)算結(jié)果的合理可靠，需要對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，層次分析法主要通過
計(jì)算一致性指標(biāo)c，與平均隨機(jī)一致性指標(biāo)R，的比值CR，若CR<0．1，則判斷矩陣具有一致性，權(quán)重
結(jié)果有效。具體見表3一表10所示。
表3綠色小水電權(quán)重計(jì)算表4 自然生態(tài)狀況權(quán)重計(jì)算
自然生態(tài)狀況與社會環(huán)境狀況指標(biāo)構(gòu)成的判斷矩陣為兩階矩陣，一致性得到保證，通過檢驗(yàn)，
因此自然生態(tài)狀況與社會環(huán)境狀況的權(quán)重分別為0．6667與0．3333。
自然狀況與生態(tài)狀況指標(biāo)構(gòu)成的判斷矩陣也是兩階矩陣，直接通過檢驗(yàn)，自然狀況與生態(tài)狀況
的權(quán)重分別為0．5與0．5。
表5自然狀況權(quán)重計(jì)算
水文特征、水質(zhì)狀況、河流連通性與河流景觀指標(biāo)構(gòu)成的判斷矩陣為四階矩陣，平均隨機(jī)一致
性指標(biāo)RI=O．90，因此一致性指標(biāo)CR=O．0016<0．1，通過一致性檢驗(yàn)，水文特征、水質(zhì)狀況、河流連通
性與河流景觀指標(biāo)的權(quán)重值分別為0．2346、0．4488、0．2366與0．0819。
表6生態(tài)狀況權(quán)重計(jì)算
生態(tài)保護(hù)、水土流失、生物多樣性與生物生境指標(biāo)構(gòu)成的判斷矩陣一致性指標(biāo)CR=O．0016<0．1，
通過一致性檢驗(yàn)，因此生態(tài)保護(hù)、水土流失、生物多樣性與生物生境指標(biāo)的權(quán)重值分別為0．4829、
0．2720、0．1570與0．0882。
社會狀況、經(jīng)濟(jì)狀況與管理狀況指標(biāo)構(gòu)成的判斷矩陣為三階矩陣，平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI=
0．58，一致性指標(biāo)CR=O．0370<0．1，通過一致性檢驗(yàn)，社會狀況、經(jīng)濟(jì)狀況和管理狀況指標(biāo)的權(quán)重分
別為0．6370、0．2583和0．1047。
表7社會環(huán)境狀況權(quán)重計(jì)算表8社會狀況權(quán)重計(jì)算
征地移民、人群健康、綜合利用與公共服務(wù)指標(biāo)構(gòu)成的判斷矩陣一致性指標(biāo)CR=O．0016<0．1，通過
檢驗(yàn)，征地移民、人群健康、綜合利用和公共服務(wù)指標(biāo)的權(quán)重值分別為o．2468、o．5416、O．1345和0．0772。
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表9經(jīng)濟(jì)狀況權(quán)重計(jì)算表10管理狀況權(quán)重計(jì)算
工程財務(wù)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)指標(biāo)構(gòu)成的判斷矩陣、日常管理與應(yīng)急管理指標(biāo)構(gòu)成的判斷矩陣均為
兩階矩陣，均通過一致性檢驗(yàn)，工程財務(wù)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)、日常管理及應(yīng)急管理指標(biāo)的權(quán)重值分別
為0．50、0．50、0．6667和0．3333。
4．2富江小水電站綠色小水電綜合評價富江小水電代燃料試點(diǎn)電站電源點(diǎn)位于麻江縣宣威鎮(zhèn)富江
村，清水江干流馬尾河段，屬于日調(diào)節(jié)壩后式電站，從2003年啟動至今，試點(diǎn)及擴(kuò)大試點(diǎn)逐漸建成
并發(fā)揮效益，鞏固了退耕還林的成果，保護(hù)了大量的森林植被，小水電站工程取得了良好的效果。
貴州省麻江縣是我國最先開始實(shí)施小水電代燃料項(xiàng)目的試點(diǎn)地之一，當(dāng)?shù)氐母唤∷姽こ叹哂幸?
定的典型作用。開展綠色小水電評價將綠色小水電從哲理層面引入到實(shí)際操作層面，只有建立綠色
小水電評價指標(biāo)體系、評價方法和評價模型，才能對綠色小水電進(jìn)行科學(xué)的界定，并在水電開發(fā)過
程中進(jìn)行實(shí)際的操作。因此，本文以富江小水電站為例按照所建立的評價指標(biāo)體系進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用計(jì)
算，得出富江小水電站的“綠色”等級。
按照綠色小水電評價等級判斷，將評價結(jié)果劃分為優(yōu)秀、良好、中等、合格及不合格5個等級，
并在十分制下進(jìn)行賦值，得跏={K，v2，V3，以，y，}-{9，8，7，6，5)。根據(jù)前文層次分析法計(jì)算得出
的結(jié)果，得到權(quán)重集，并根據(jù)實(shí)際檢驗(yàn)的結(jié)果，結(jié)合專家評估，對每個指標(biāo)集相對評語等級的隸屬
度做出判斷，分別得到各因子的判斷矩陣，由隸屬度矩陣和權(quán)重進(jìn)行進(jìn)一步計(jì)算，最終可得富江小
水電站綠色評價的隸屬度向量為：
B^=(o．3199 0．2587 o．1909 o．161 1 0．0701)
因此，由評語集y和曰．可以求出富江小水電站的綠色小水電評價綜合得分s=曰。·V7=7．60。由
計(jì)算結(jié)果可以看出，富江小水電站的綠色小水電評價結(jié)果處于中等偏上級別，尚屬滿意，與良好水
平還有一定差距。由計(jì)算過程可知，富江小水電站的自然狀況、生態(tài)狀況、社會狀況、經(jīng)濟(jì)狀況、
管理狀況的得分分別為7．51、7．69、7．57、7．75、7．55，均處于中等偏上級別，仍有一定的發(fā)展空
間。自然狀況較其他幾個方面得分較低，其原因是隨著小水電站的逐步開發(fā)利用，不可避免的導(dǎo)致
了水土流失等問題的出現(xiàn)，對自然環(huán)境有一定的消極影響。而富江小水電站經(jīng)濟(jì)狀況的得分相對較
高，說明富江小水電站所形成的綠色電力網(wǎng)對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展做出了一定的貢獻(xiàn)。對于綠色小水電
評價這種多變量、模糊問題的分析，將定量問題與定性問題相結(jié)合的層次分析法比較適用，但層次
分析法不能產(chǎn)生新的策略，只能在既有的指標(biāo)體系中選擇最優(yōu)的，因此在綠色小水電評價過程中必
須輔之以專家系統(tǒng)的支持，增強(qiáng)了結(jié)果的科學(xué)性和合理性。
5結(jié)論
小水電作為我國農(nóng)村水利建設(shè)的重要組成部分，在對農(nóng)村水資源保護(hù)、改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)
村經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面發(fā)揮了重要作用，而進(jìn)行綠色小水電評價有利于我國小水電的健康持續(xù)發(fā)展。本文
從自然狀況、生態(tài)狀況、社會狀況、經(jīng)濟(jì)狀況及管理狀況五個方面構(gòu)建綠色小水電評價指標(biāo)體系，
基于多級模糊評價模型和層次分析法構(gòu)建綠色小水電綜合評估模型，并對富江小水電站進(jìn)行綠色評
價，結(jié)果表明富江小水電站的綠色等級為中等偏上，總體情況良好，但仍有一定的改善空間。綠色
小水電的未來發(fā)展可以根據(jù)綜合評估模型的評價結(jié)果進(jìn)行改善，針對我國小水電站的特點(diǎn)建立綠色
小水電認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，盡可能降低小水電站帶來的不利生態(tài)影響，促進(jìn)小水電技術(shù)革新，合理有序高效
地開發(fā)綠色小水電。
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萬方數(shù)據(jù)
綠色小水電綜合評價研究王露Van Vu Thi馬智杰
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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
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