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因为坝系是以小流域为单元的淤地坝系统。坝系监测的评价离不开整个小流域的评价，因此我们把坝系监测评价，扩展为坝系小流域评价。由于我们所研究的内容是主要以坝系为主的小流域，坝系小流域评价体系就分解为小流域淤地坝系统和小流域社会经济生态系统两大部分来研究。
监测方法和评价系统研究要能够科学地反映坝系工程的可持续发展的内涵和目标的现实程度，并能反映流域坝系系统的演变和发展趋势。
对黄土高原淤地坝坝系工程的蓄水拦沙、生态、经济、社会等效益以及淤地坝的主要指标进行系统性监测；沟道的原始水土流失进行系统性监测。做到微观监测与宏观分析结合，定点监测与调查相结合，常规手段与新技术应用相结合，前期监测、过程监测和后期监测相结合。
在监测系统建设中，监测站点布设和监测方法选择要充分考虑可能性、可操作性和实用性。同时，充分考虑项目区现有的人力、设备、资料和其他各种技术资源。
尽量采用自动测报、航测遥感、现代信息处理等新技术，及时获取监测数据，对数据进行快速的分析处理，充分反映淤地坝建设的实际效果与效益。
评价体系中的指标一个有机整体，应能比较全面地反映和测度流域坝系特征和发展状况。
监测方法和评价体系一定要具有可测性和可比较性，同时评价体系每个指标的概念要明确，各指标之间涵义不重复，所用数据资料易得，计算方法容易掌握。
根据流域坝系系统的复杂性分成不同层次，在此基础上将评价体系的指标分类，形成对应关系，向上综合，向下具体。
监测方法不宜变动过多过频，在一定时期内，应该保持其相对稳定，但随着技术进步与变化，监测方法也应作相应调整，即指标体系也应体现动态性。
和谐理论是我国著名学者席酉民教授根据其学习的系统工程理论的基础上，结合中国哲学以及文化的特点，从社会经济活动和管理的客观性、科学性和人类行为感受的主观性、情感性两方面出发，并借助“和谐”两字的字面含义对“和谐”进行了界定，强调任何系统的健康发展首先强调“谐”，指其组成、功能、机制、制度包括文化配置上的科学合理、比例得当，符合客观规律，并用这些科学、规律和法规等去处理这方面的问题；其次要“和”，指创造一种内部氛围，使系统成员有良好的感受，即环境诱导、文化熏陶、自我主导、行为自律等手段把握活动中那些多样性的、难以简单用科学规则把握的方面，主要是主观的和行为及心理上的现象和问题。最后，要注意达到“谐”与“和”的有机结合和互动，从而实现“和谐”的理论。
淤地坝系统是人工的生态系统，必须有人为的干扰才能使这个人工系统由不和谐态转变为和谐态。
和谐是指事物、事件协调地生存和发展的状态，包括人自身的和谐、人与人的和谐、人与社会和谐、人与自然和谐等。无论是中国还是西方，古代还是现代，人们都孜孜不倦地探索和谐的理念，并且将和谐管理看作一种管理思想、管理方式，是“文化人”时代的管理趋向。因而，和谐管理既有理论价值又有实践价值。
所谓“和”是指对立诸要素相互作用下实现中和、调和、和解、统一，是人及人群的观念、行为在组织中合意的嵌入；“谐”，指调和、合之意，是指一切物要素在组织中合理的投入。“和”、“谐”二字组合起来，从不同的角度来看有不同的含义。
（1）“和谐”的社会含义
和谐是人与自然和谐共同发展，维护自然平衡，遵循自然规律；和谐是人与人融洽、社会承认个人、尊重个人，给予个人充分自由的发展空间；和谐是社会分工的合理和公平，分工比例恰当，每个个体都由追求幸福和自由的权利，同时也有为社会提供福利的义务；和谐是社会团体与团体之间、民族与民族之间、国家与国家之间平等，共同发展的协调关系。
（2）“和谐”的系统含义
和谐是各子系统内部诸要素自身、各子系统内部诸要素之间以及各子系统在横向的空间意义上的协调和均衡，即不同事物内在与外在关系的协调。
（3）“和谐”的生态含义
和谐是物种与物种之间，动物与动物之间，人与动物之间，人与环境之间协调关系。
系统和谐性是描述系统是否形成了充分发挥系统成员和子系统能动性、创造性的条件及环境，以及系统成员和子系统活动的总体协调性。和谐系统是由相互协调，补充的部分（元素、要素子系统）组成的系统，该系统能适应外部环境变化，保持良好，并呈现很好发展态势。其整体功能始终大于组成部分在孤立状态下所产生功能之和，反之称为不和谐系统。在现实生活中，不和谐态的存在是绝对的，而和谐则是相对的，和谐管理的目的即是使系统由不和谐逐步趋近和谐的状态。
一般来说，系统的不和谐是绝对的，和谐是相对的。现实系统总是处在理想和谐状态与绝对不和谐状态之间的某一状态 x ，系统管理的目的是使系统处于理想和谐态。
我们用函数 H x = h （ x ）来表示状态 x 的和谐程度，简称为和谐度。和谐度是对系统和谐性的度量，是反映客观事物的内外作用力与其发展方向是否协调一致的数量指标；是人们对某一事物或现象，在心理上、主观上或经过科学的分析、计算基础上对其协调性、一致性的评判的数量指标；是在特定的条件下，对一种状态或一个方案和谐性的度量；是以“和则”下的规划或主张与“谐则”下的被数学化了的运算结构为依据，对系统（或某一状态）和谐性度量。
坝系小流域评价体系分解为小流域淤地坝系统和小流域社会经济生态系统两个子系统。为了更详细的了解和研究坝系小流域我们又更细的分解下一级子系统。将小流域淤地坝系统分解为坝系建设系统、坝系效益系统、坝系安全系统三个子系统；把小流域社会经济生态系统分解为小流域生态系统、小流域社会系统、小流域经济系统三个子系统。
坝系小流域评价系统的和谐性数学表示为：
H = h （ h 1 （ d ）， h 2 （ p ）， h 3 （ a ）， h 4 （ s ）， h 5 （ c ）， h 6 （ e ））
（1） h 1 （ d ）——坝系建设系统和谐性分析
坝系建设系统是小流域坝系工程的关键性系统，没有坝系建设系统就没有坝系工程，因此坝系建设系统的和谐是小流域坝系和谐的基础。坝系建设首先要考虑坝系规模的大小，即坝系控制面积、工程数量、安全标准等，其次考虑坝系的结构，即小流域坝系骨干坝、中小型淤地坝、小水库、塘坝等沟道工程的分层组合关系、数量配置比例和平面形状，再次要考虑坝系的布局，即以水沙淤积相对平衡为目标，最终实现流域内天然降水资源的充分、合理利用，具有整体性、层次性和关联性，最后要考虑建坝的时序和坝系的相对稳定等等。坝系建设系统评价主要包括坝系控制面积、骨干坝的数量、中小型淤地坝与骨干坝的比例等等。
（2） h 2 （ p ）——坝系效益系统和谐性分析
淤地坝坝系效益是淤地坝坝系工程的必要条件，经过几十年的实践充分证明，淤地坝坝系建设在拦截泥沙、蓄洪滞洪、减蚀固沟、增产粮食、改善生态与环境等方面发挥了显著的效益。在黄土高原水土流失治理和生态环境建设中具有不可替代的作用。坝系效益系统评价主要包括拦泥、蓄水、淤地、灌溉等。
（3） h 3 （ a ）——坝系安全系统和谐性分析
淤地坝坝系安全是淤地坝坝系工程的关键，没有安全的坝系工程就没有开展坝系工程的建设必要。坝系安全主要是取决于坝系骨干工程的滞洪能力，其次于坝系病险坝、洪水等关系密切。因此坝系安全系统评价主要包括坝系总防洪能力、治沟骨干工程防洪能力、洪水量、安全比等。
（4） h 4 （ s ）——社会系统和谐性分析
社会系统主要是对坝系小流域在社会经济和发展方面产生的有形和无形的效益和结果的一种分析，评价坝系对当地群众的土地配置、水资源的配置、交通等的影响。黄土高原坝系工程对社会的影响主要反映在土地的多少、水地、水资源情况、交通道路等方面。社会系统指标一般包括人口指标、文化水平指标、政治环境指标以及基础设施等指标。
（5） h 5 （ c ）——经济系统和谐性分析
经济是社会发展的核心内容，黄土高原小流域坝系工程区域的发展首先是经济的发展，只有经济发展了才能解决贫困问题，才能为社会稳定、环境保护提供保障。经济发展评价主要分析评价坝系工程对当地群众自身的生产生活方面及经济结构的影响。我们对坝系工程经济系统指标主要是包括经济指标、粮食生产指标、土地及产业结构指标的等指标。
生活水平：在坝系工程实施后的情况如何，是否比实施前有所提高，经济收入是否增长，重要的体现就在于其生活条件是否改善了。生活水平评价主要包括恩格尔系数、人均粮食产量、平均家庭年收入、人均居住面积等。
生产条件：在原来以坡地生产为主的黄土高原小流域中，经过实施坝系工程，使生产条件由原来的坡地生产转变为坝地和坡地生产，甚至是水地生产，同时由于小塘坝使流域内水资源能在时间和空间上得到较为充分的利用，因此坝系工程建设不仅使单位面积农业产出的提高，而且解决黄土高原小流域发展水资源的重新配置重要途径。生产条件评价主要包括产业结构变化情况、土地生产情况、小流域内农民收入情况等。
（6） h 6 （ e ）——生态系统和谐性分析
坝系工程所进行的骨干工程、中型淤地坝、小型淤地坝、谷坊以及小型水库等修筑引起小流域生态与环境的变化，从而改善当地群众的生产和生活条件，对减少对下游泥沙输送影响。同时，这样大规模的扰动、修筑、开挖、回填、拦挡等往往也给当地造成过度或不适当地开发自然资源，导致的一些面源的污染和生态与环境的影响。生态评价主要包括小流域水土流失治理情况、自然资源利用与保护、区域生态平衡和环境等方面。
黄土高原淤地坝坝系工程是黄土高原地区广大人民群众在长期的生产实践和同水土流失的斗争中，探索、创造出的行之有效的水土保持工程措施。它是指小流域沟道中由骨干坝、生产坝、塘坝等小多成群的坝群所组成的相互配合的工程体系。在坝系中，不同类型的单坝所起的作用不同，对坝系防洪拦泥起控制作用的坝称为骨干坝（或治沟骨干工程），以拦泥淤地、发展生产为主要目的的坝称为生产坝（或淤地坝），以蓄水、灌溉为主要目的的坝称为塘坝（或小水库）。受投资、自然条件等因素的限制，单坝的防洪保收、拦泥滞洪、防御洪水的能力较低，易造成工程损坏。而在坝系中，由于布设了控制性骨干工程，各坝按照分工要求联合运用，大大提高了小流域沟道工程的防洪保收、抗御自然灾害的能力。
因为它具有治理水土流失，巩固退耕还林成果，改善生态环境，促进农业增产、农民增收、农业经济社会可持续发展以减少入黄泥沙等作用，对黄河治理工作具有极大的意义。因此引起了水利部门的广泛关注和重视。
小流域坝系监测可以检验坝系的效果，可以科学、系统地评价小流域坝系实施的工作效果，总结坝系实施工作的经验与教训，为以后的小流域坝系的规划、设计、实施、监测、评价工作提供宝贵的资料，进一步提高淤地坝坝系工程的质量。在此基础上，我们从和谐的角度对淤地坝坝系工程进行分析来判断整个淤地坝工程是否能使工程既安全又达到经济的满意效果，是否达到了“双赢”的结果。
由于小流域坝系工程的实施是打破了原有的具有水土流失性质的系统，我们要努力使新建立的人工水土保持生态系统能够重建为更高级的和谐状态。而在此过程中我们会面临由于打破原有社会、经济、环境及自然资源的和谐状态而产生的不和谐的问题。即“和”，“谐”并举形成的和谐机制在组织运行过程中不断与和谐主题相互动，组织呈现出该主题下的一种动态演进的过程，不断向称之为“和谐态”的理想状态逼近，从而有效支持和谐主题的实现。
由于小流域淤地坝坝系工程的监测评价的问题含有大量的主、客观因素，许多要求与期望是模糊的，相互之间也存在一些矛盾，所以这种决策问题，不是可以用单纯的数学模型来求解的，而层次分析法是处理这类问题最有效的方法。
层次分析法（The Analytic Hierarchy Process，AHP）是美国匹兹堡大学著名运筹学家汤姆斯。萨蒂（Thomes L. Seaty）于20世纪70年代提出的一种决策方法（吴祈宗，2003；韩伯棠，2003）。这种方法先把复杂问题分解成各个组成要素，并将这些要素按支配关系进行分组以形成有序的递阶层次结构，然后通过两两对比判断的方式确定每一层次中各要素的相对重要性程度，最后在递阶层次结构内进行合成得到决策因素相对于目标层的重要性程度的总排序。该方法强调人的思维判断在决策过程中的客观性，并通过特定模型将人们的思维判断规范化。
它合理地把定性与定量结合起来，按照思维、心理的规律把决策过程层次化、数量化。
计算步骤可以分解为四步：建立层次分析模型、构建判断矩阵、层次单排序及其一致性检验和层次总排序及其一致性检验。
层次分析法模型的层次结构大体分成三类：
第一类：最高层，又称目标层。这层只有一个元素，一般是决策问题的预定目标或理想结果。
第二类：中间层，又称准则层。这一层可以有多个子层，每个子层可以有多个元素，它们包括所有为实现目标所涉及的中间环节。这些环节常常是需要考虑的准则、子准则。
第三类：最低层：又称措施层、方案层。这一层的元素是为实现目标可供选择的各种措施、决策或方案。
以A表示目标，设 U =｛ u 1 ， u 2 ，…， u m ｝为评价因素集。 u ij 表示 u i 对 u j 的相对重要性数值， u ij 的取值按表5-1进行。
表5-1 判断矩阵标度及其含义表
则 m 个因素两两比较后即可得判断矩阵（方阵）
称 T 为 A - U 判断矩阵。
显然， A - U 判断矩阵有如下特点：
1）当 i = j 时， u ij =1；
2） u ji =1/ u ij 。
根据 A - U 判断矩阵，利用线性代数知识，精确地求出 T 的最大特征根所对应的特征向量。所求特征向量即为各评价因素的重要性排序，归一化后，也就是权数分配。
一般情况下，求解 A - U 判断矩阵特征向量的常用方法有两种，即方根法与和积法。下面分别介绍这两种方法求解过程。
1）方根法求解过程：
第一步，计算判断矩阵每一行元素的乘积 W i ，即
第二步，计算
W
i
的
m
次方根
第三步，对向量
作归一化或正规化处理，即
则， A =（ a 1 ， a 2 ，…， a m ） T 即为所求特征向量。
第四步，计算判断矩阵的最大特征根 λ max ：
式中， T 为 A - U 判断矩阵，（ TA ） i 表示向量 T 4的第 i 个元素。
2）和积法求解过程：
第一步，将判断矩阵每一列归一化：
第二步，每一列经正规化的判断矩阵按行相加：
第三步，对向量
作正规化处理：
依次所得到的 A =（ a 1 ， a 2 ，…， a m ） T 即为所求特征向量。
第四步，计算判断矩阵的最大特征根 λ max ：
式中， T 为 A - U 判断矩阵，（ TA ） i 表示向量 TA 的第 i 个元素。
由于客观事物的复杂性或对事物认识的片面性，通过所构造的判断矩阵求出的特征向量（权值）是否合理，需要对判断矩阵进行一致性和随机性检验，检验公式为：
C R = C I / R I
式中 C R ——判断矩阵的随机一致性比率；
C I ——判断矩阵一致性指标；它由下式计算：
式中 λ max ——最大特征根；
m——判断矩阵阶数；
R I ——判断矩阵的平均随机一致性指标。
R I 由大量试验给出，对于低阶判断矩阵， R I 取值列于表5-2。对于高于12阶的判断矩阵，需要进一步查资料或采用近似方法。即令
当 C R ＜0.1时，即认为判断矩阵具有满意的一致性，说明权数分配是合理的；否则，就需要调整判断矩阵，直到取得满意的一致性为止。
表5-2 层次分析法的平均随机一致性指标值
选择了100多位由中国水利水电科学研究院、西北农林科技大学、西安理工大学、中科院水保所、山西大学、黄委会水保局、黄河上中游管理局、黄河水利科学研究院、黄土高原各省水保局（处）、山西省水土保持研究所、黄委会绥德站以及部分县市的多年从事淤地坝研究、管理、设计、施工等方面的专家学者和工程技术人员的专家组开展调查。调查的目的是应用专家们集体智慧，对淤地坝监测影响因素（这里暂且调查了39个宏观指标）的相对重要性进行评估。2004年向国内近100多名专家发出了指标体系调查表，收回的有北京林业大学的王礼先教授、西安理工大学的黄强教授、黄委会水保局朱小勇处长、黄河上中游管理局马慕铎教授、甘肃省水保局杨光崎教授、山西省水保所贾志军、陕西省水保局梁小卫、内蒙古自治区水保处张书义等30多位专家学者的意见表，给我们的指标评价体系选择和权重的确定提供了科学的依据，经过统计分析综合构造判断矩阵。
依据西安交通大学席酉民教授提出和谐理论和层次分析法我们把黄土高原坝系小流域评价指标设计为小流域淤地坝系统和小流域生态、社会、经济系统两大系统。小流域淤地坝系统包括坝系建设子系统、坝系效益子系统、坝系安全子系统，小流域生态、社会、经济系统包括小流域生态子系统、小流域社会子系统、小流域经济子系统。坝系小流域评价系统分为目标层、准则层、子准则层、指标层4个层次、两大系统、共计39个指标的小流域监测坝系评价体系。如表5-3。
表5-3 黄土高原小流域淤地坝坝系评价指标表
续表
（1）单位面积的骨干坝数量（ D 1 ）
小流域内骨干坝的数量多少代表小流域的生态与经济矛盾体，为了既实现水土保持功能有具有经济效益所以要科学的决定数量的多少。数量多则流域安全，但不够经济，也没有必要。数量少则流域水土保持效益不具备，虽然投资少，但没有意义了。数据采用表5-4确定骨干坝的数量较为合适。本流域内骨干坝共2座，其单位面积的骨干坝数量为 P 1 =2/5.97km 2 =0.335座/km 2 。根据骨干坝的有关规定见表5-4。其参考值为 T 1 =0.333座/km 2 ，因此 D 1 =1。
表5-4 不同侵蚀强度区的骨干坝控制面积
（2）单位面积的淤地坝数量（ D 2 ）
单位面积淤地坝的数量为所有淤地坝数量与流域控制面积之比。这里的淤地坝包括骨干坝，它作为一个小流域内坝地的拦泥、生产、滞洪坝等功能体现指标。王茂沟流域现在的单位面积淤地坝为 P 2 =22/5.97km 2 =3.69座/km 2 。根据本流域研究多年的情况，目前情况下流域处于相对稳定状态，即说明本指标已经达到了合理的要求。因此其参考性指标为 T 2 =3.7。则 D 2 =3.69/3.7=0.997。
（3）中小型淤地坝与骨干坝配置比例（ D 3 ）
这个指标主要是指流域内中小型淤地坝的数量与骨干坝数量的比值。反映流域的建坝资源的多少和水土流失强度的大小。王茂沟流域内的中小型淤地坝与骨干坝配置比例为， P 3 =22座/2座=11。其参考值见表，可以为 T 3 ＞7，所以 D 3 =1。
（4）坝系控制总面积（主要是骨干坝）（ D 4 ）
坝系控制总面积，是指坝系骨干坝坝址以上控制的面积，这个指标反映控制坝系可以控制小流域面积的大小。王茂沟流域现在的坝系控制总面积为 P 4 =5.88km 2 ，而我们试图让它能控制所有的面积也就是说我们的参考指标是 T 4 =5.97 km 2 ，所以该坝系控制总面积的指标为 D 4 =5.88/5.97=0.98。
（5）单位面积小型蓄水工程个数（ D 5 ）
单位面积小型蓄水工程个数=小流域内的所有小型蓄水工程/小流域总面积×100%。由于黄土高原地区是众所周知的缺水区域，本指标表示流域内可利用的雨水资源一个重要指标，这些水资源直接可用于农业生活生产中。王茂沟小流域的单位面积小型蓄水工程个数 P 5 =0。要使小流域系统能够经济、社会、生态能够和谐发展本指标的参考指标，但又使目标能够实现，我们把该指标定为80%，即 D 5 = P 5 / T 5 =0。
（6）坝系总库容（ D 6 ）
坝系总库容是拦泥与滞洪库容的总和，它反映了小流域坝系整个能够拦蓄水拦沙的数量。王茂沟流域目前的总库容为 P 6 =260.9万m 3 。因为此指标值为数值，在目前的评价中参考值只能是不变的值，但由于小流域坝系建设是动态变化的过程，该指标是可能变化的，因此本次评价中 D 6 =1。
（7）坝系拦泥库容（ D 7 ）
坝系拦泥库容是指所有淤地坝的拦泥库容之和。计算公式如下：
式中 P 7 ——坝系拦泥库容，万m 3 ；
i ——坝系内所有的坝数量；
M ——多年平均侵蚀模数，万t/km 2 ·a；
γ ——淤积泥沙干容重，一般取1.35t/m 3 ；
F ——坝控流域面积，km 2 ；
N ——设计淤积年限，a。
王茂沟流域的坝系拦泥库容为 P 7 =216.1万m 3 ，其参考值 T 7 = P 6 ，因此
D 7 =P 7 / T 7 =0.83。
（8）坝系已淤库容（ D 8 ）
坝系中已淤所有库容的和。它可以表征坝系淤积情况，尤其是它接近拦泥库容时，将显示坝系接近了坝系的运行终期。王茂沟流域坝系已淤库容 P 8 =163.8万m 3 ，其参考值可以选择拦泥库容 T 8 = P 7 ，其 D 8 = P 8 / T 8 =0.76。
（9）坝系设计可淤地面积（ D 9 ）
本指标是坝系目前可能达到的最大淤地面积，是设计给定的。它是反映了目前坝系小流域基本农田的最高水平，因此直接为流域的生产提供了可能的依据。本指标王茂沟流域的数值 P 9 =32.99hm 2 ，因为此指标值为可能的数值，在目前的评价中参考值只能是不变的值，但由于小流域坝系建设是动态变化的过程，该指标是可能变化的，因此本次评价中 D 9 =1。
（10）坝系已淤地面积（ D 10 ）
本指标代表了有可能实现耕作的基本农田数值，对于小流域来说此面积是生产面积的潜力。因此这一指标也相当重要指标。王茂沟流域的已淤地面积 P 10 =25.53hm 2 ，其参考值我们选择坝系设计可淤地面积值即 T 10 = P 9 ，故 D 10 = P 10 / T 10 =0.77。
（11）坝系利用面积（ D 11 ）
本指标代表了现在能够耕作的基本农田面积数值。这一指标也是小流域内实现和谐发展的关键因子。王茂沟流域的坝系利用面积 P 11 =23.07hm 2 ，其参考值我们选择坝系已淤地面积即 T 11 = P 10 ，故 D 11 = P 11 / T 11 =0.90。
（12）坝系保收面积（ D 12 ）
本指标代表了现在坝系保证收成耕作的基本农田面积数值。这一指标直接反映了小流域内生产情况，也是小流域内实现和谐、可持续发展的关键因子。王茂沟流域的坝系保收面积 P 12 =14.72hm 2 ，其参考值我们选择坝系利用面积即 T 12 = P 11 ，故 D 12 =P 12 / T 12 =0.64。
（13）坝系可蓄水量（ D 13 ）
坝系可蓄水量是本流域内坝系水资源的数量，既是衡量水资源的一个重要指标，是间接地评价整个流域内自然资源的一个重要指标。由于在黄土高原水资源的极度贫乏，水资源情况代表了流域内经济社会发展的重要条件。但是因为我们目前这一指标只有本底值，无法估算其参考值，因此，其 P 13 =0m 3 ， D 13 =0。
（14）坝系可灌溉面积（ D 14 ）
坝系可灌溉面积是即小流域坝系可能灌溉的面积。该指标反映了流域内可能达到的最大灌溉面积，这是我们预测小流域坝系能够实现最大水地面积，为稳产、高产实现粮食、蔬菜的生产提供了可能。王茂沟小流域内的坝系可灌溉面积 P 14 =0hm 2 （王茂沟流域没有蓄水工程，也没有足够的常流水可灌溉），因为此指标值为可能的数值，在目前的评价中参考值只能是不变的值，但由于小流域坝系建设是动态变化的过程，该指标是可能变化的，因此本次评价中 D 14 =0。
（15）实际灌溉面积（ D 15 ）
本指标反映了小流域坝系现实生活中的水地面积，是保障农民蔬菜生产的同时，实现稳产、高产的重要指标。对小流域的和谐发展、可持续发展提供了保障。王茂沟流域实际灌溉面积 P 15 =0hm 2 （王茂沟目前没有水浇坝地，只有0.7hm 2 的水地也是人工挑水浇地），参照值我们选了 T 15 = P 14 ，则 D 15 = P 15 / T 15 =0。
（16）坝系总防洪库容（ D 16 ）
坝系总防洪库容代表了流域内的防洪的总库容数，它表征了流域内可以承受的洪水总量。因此它是流域内要实现生产发展、生活富裕、生态良好的保障性指标。因此它是比较重要的指标。由于我们目前仅有本底数据，因此其参考数据不好选择。当前坝系总防洪库容 P 16 =96.8万m 3 ，则其 D 16 =1。
（17）坝系防洪能力（ D 17 ）
坝系防洪能力，用骨干坝最低抵御洪水重现期来表示，计算每座骨干坝的能抵御洪水能力的洪水重现期，在其中选择最小值。此指标表征了小流域内坝系抵御洪水的能力。王茂沟流域（经计算，王茂沟流域1 # 骨干坝可抵御100年一遇洪水，2 # 骨干坝可抵御500年一遇洪水）的坝系防洪能力 P 17 =100a。参照值为 T 17 =30a。则 D 17 =1。
（18）坝系病险坝座数（ D 18 ）
坝系病险坝座数，反映小流域坝系危险程度的指标。王茂沟流域内的病险坝座数 P 18 =0（目前王茂沟无病险坝）；该指标的参照值就是 T 18 =0，则 D 18 =（总坝数- P 18 ）/（总坝数- T 18 ）=1。
（19）降雨量（ D 19 ）
采用当年的汛期降雨量的来反映这年降雨量对淤地坝坝系淤地和拦泥的影响。王茂沟流域内2005年汛期降雨量为 P 19 =250.1 mm，可参考值为王茂沟多年平均汛期降雨量 T 19 =317.8 mm（35年的汛期降雨量平均值），则 D 19 = P 19 / T 19 =0.79。
（20）安全比：中小型坝垮坝数占总数量（ D 20 ）
安全比=中小型坝垮坝数/中小型淤地坝的总数量。该指标主要反映了小流域坝系中中小型坝的安全性能。王茂沟流域内的安全比 P 20 =0。这一数量的参照值 T 20 =0。则 D 20 =（1- T 20 ）- P 20 =1。
（21）洪水量（ D 21 ）
采用当年的洪水量来反映这年洪水对淤地坝坝系的影响。王茂沟流域内2005年洪水量为 P 21 =0（2005年无洪水），可以参考值为王茂沟多年平均洪水量值 T 21 =45700m 3 ，则 D 21 =1。
（22）水土保持治理度（ D 22 ）
水土保持治理度（%）=（区域水土保持治理面积/区域水土流失面积）×100%。王茂沟流域属黄土丘陵沟壑区第一副区，是世界上水土流失最严重的地区之一，其通过多年的水土保持治理，水土保持治理度为 P 22 =73.2%。在黄土高原上要求水土保持治理达到70%以上，就达到小流域治理一级水平，参照值选为 T 22 =70%，即水土保持治理度 D 22 =1。
（23）土地利用率（ D 23 ）
土地利用率（%）=100%-（未利用土地面积/土地总面积）×100%。用此指标反映土地开发利用的程度，直接反映土地资源的可利用性。一般说来，在王茂沟流域土地利用情况比较来说合理，其土地利用率反映出土地资源的丰富度。王茂沟流域其土地利用率 P 23 =91.9%，根据小流域验收评价标准土地利用率80%以上该流域就达到验收的土地利用指标的一级标准。因此我们选择参照值为 T 23 =80%，则 D 23 =1。
（24）土壤侵蚀模数（ D 24 ）
土壤侵蚀模数表示单位面积和单位时段内的土壤侵蚀量，它是表征土壤侵蚀强度的一指标，在地壳表层土壤在自然营力（水力、风力、重力及冻融等）和人类活动综合作用下，单位面积和单位时段内剥蚀并发生位移的土壤侵蚀量。根据2005年QuickBird卫星遥感影像解译结果，土壤侵蚀模数为6206t/km 2 ·a。根据《土壤侵蚀分类分级标准SL190-96》土壤允许流失量为 T 24 =1000t/km 2 ·a作为我们的衡量标准。因此其值我们 D 24 = T 24 / P 24 =0.16。
（25）坡面治理度（ D 25 ）
坡面治理度是衡量小流域坡面治理程度的指标，其值为坡面累计治理面积与坡面水土流失面积的比值。
坡面治理度=坡面治理后的面积
/坡面的总面积
表征着坡面治理的程度，尤其是对坝系小流域的水土流失的影响的指标。王茂沟小流域的坡面治理度
P
25
=72.2%。参照值选择坡面最大可治理面，即除了无法的陡崖治理面积的治理度（
T
25
=70%。还是参考流域验收的治理度70%作为参考值。因为陡崖在流域里只占到1%~3%，所占比例很小）。坡面治理度
D
25
=1。
（26）梯田占总面积比例（ D 26 ）
梯田占总面积的比例=小流域梯田面积/小流域总面积
该指标反映了小流域中梯田这一基本农田的多少的指标，也是反映小流域治理的一个指标。王茂沟流域的这一指标 P 26 =18.0%，其参照值为王茂沟今后最大可能的梯田面积与小流域总面积的比 T 26 =42.6%（现有坡地面积114.1hm 2 ，梯田107.3hm 2 。用现有（坡地面积+梯田面积）/流域面积）。因此 D 26 = P 26 / T 26 =0.42。
（27）林草覆盖度（ D 27 ）
林草覆盖度为流域内林草面积（纳入计算的林草面积，其林地的郁闭度或草地的盖度都应大于30%）与整个流域面积比值。其计算公式为：
C = f / F
式中 C ——林草植被覆盖度，%；
F ——小流域总面积，km 2 ；
f ——林草地的面积，km 2 。
这是评价生态环境绿化程度的一个重要指标，也可以作为本区的林草资源的一个衡量标准。王茂沟小流域的经过多年的水土保持治理，天然植被以草地为主，人工林和人工草地较多，在一定程度上保持了林草植被覆盖度。其林草覆盖度为 P 27 =46.3%。根据本地区水保要求的林草覆盖度作为参照值 T 27 =42.7%（榆林地区林草覆盖率为42.7%，绥德为22%），则 D 27 =1。
（28）劳力占总人口数（ D 28 ）
劳力占总人口数=小流域内劳力数/小流域内总人口数
这一指标反映了小流域内的劳动力的在本流域内的占有数，可以为坝系建设、管理和维护提供人力的资源数量指标。王茂沟小流域的这一指标 P 28 =37.3%，这一指标可以从计划生育的角度想，让此指标的参照值为 T 28 =66.7%（以每家3人2个劳力计），因此此指标值 D 28 = P 28 / T 28 =0.56。
（29）人口密度（ D 29 ）
人口密度=区域人口总数/区域土地总面积
人口密度可直接反映一个地区的拥挤程度，它的指数值大小直接影响人均资源占有量。并间接地影响社会各方面的发展。这是一个测定小流域坝系可持续发展程度的重要指标。王茂沟小流域人口密度为 P 29 =145人/km 2 ，人口密度的参照值，我们选择20世纪90年代第四次人口普查资料，得到 T 29 =165人/km 2 （绥德县90年人口普查165人/km 2 ，榆林地区为67人/km 2 ）。按绥德人口普查数计，则 D 29 =1。
（30）人口自然增长率（ D 30 ）
人口自然增长率是反映一个区域人口增长的指标。在现实生活条件下，王茂沟村迁移量小，故此值的变化直接反映了人口的动态关系，是我们的主要指标，计算此指标值公式为：
王茂沟小流域人口自然增长率为 P 30 =1‰。我们国家的现实国情是人口众多，因此要求严格控制人口增长。尤其是黄土高原地区环境恶劣，人口相对比较拥挤，所以我们选择参照值为 T 30 =0，则 D 30 =（1- T 30 ）- P 30 =0.999。
（31）文化水平（ D 31 ）
文化水平程度我们可以用评价受教育的年限数来度量，这一指标反映人们的精神、文化需求的满足程度。平均受教育年数计算公式为：
式中 k ——受教育文化层次次数；
a i ——12岁以上（含12岁）不同文化层次人数占12岁以上总人口的比率；
n i ——第 i 文化层次受教育的年数。
王茂沟村人口按文化程度分为如下结构（括号内数字为该层次平均受教育年数）：高中42人（12年）；初中560人（9年）；小学150人（6年）；不识字或识字很少43人（0年）。据此数据算出王茂沟村受教育年限数为 P 31 =8年。文化程度是很重要的，在现实情况下，我们民族的人口整体素质并不强，我们取地方普及义务的年数9年作为参考值，即 T 31 =9年，则 D 31 = P 3 1 / T 31 =0.89。
（32）机动道路密度（ D 32 ）
机动道路密度=机动道路/整个小流域的面积
机动道路是指拖拉机能够到达的长度。本指标反映农业生产的机械化程度高低，是坝系小流域监测中反映社会进步的指标。王茂沟小流域的机动道路密度 P 32 =0.93km/km 2 。在黄土高原地区由于交通比较落后，该参照值选择为 T 32 =0.8 km/km 2 ，因此其 D 32 =1。
（33）通电率（ D 33 ）
通电率=通电户数/总户数×100%
缺电是制约当地群众经济发展的瓶颈指标，如果没有通电，农村是很难发展起来的。所以这一指标代表流域的文明进步的指标。虽然近年来，通电率是在全国达到了98%，但在水土流失地区仍然有不少地方没有通电。王茂沟流域的通电率为 P 33 =100%，参照值也是 T 33 =100%。因此 D 33 =1。
（34）通过坝系收入占农业总收入（ D 34 ）
通过坝系收入占农业总收入=坝系的总收入/农业总收入
农业总收入是指农林牧副渔业的收入。该指标反映了坝系在小流域经济生活中的地位，是坝系小流域监测中非常重要的经济指标。王茂沟流域这一指标 P 34 =51.3%，其参照值可以选择本流域内粮食收入的50%计算作为坝系总收入来 T 34 =37%（2005年，王茂沟种植收入217000元，乘以50%为108500。如果除以王茂沟流域农业产值为37%）。则 D 34 =1。
（35）人均纯收入（ D 35 ）
根据统计法规定人均纯收入=（农村经济总收入-总费用-国家税金-上交有关部门的利润-企业各项基金-村提留-乡统筹）/汇总人口。反映当地群众生活富裕的情况指标。王茂沟流域人均纯收入为 P 35 =965元（根据2003、2004、2005年典型农户监测数据，965元是三年的平均值，绥德县1996年人均纯收入891.5元）。以小康标准为按人均纯收入1200元的计算，即 T 35 =1200元。 D 35 = P 35 / T 35 =0.80。
（36）恩格尔系数（ D 36 ）
恩格尔系数=（食物消费支出金额/总消费支出金额）×100%
在总消费金额中包括食物消费、衣着、住房、燃料、日用品及其他消费品支出金额。食物消费支出金额比例的大小，能够反映区域的消费水平。在保持健康状况的前提下，其值越低，可以认为该地区消费水平越高。当前西方国家的恩格尔系数已经降低在20%左右的水平。据统计资料，2004年王茂沟小流域农村平均家庭恩格尔系数为 P 36 =0.72。我们整个国家消费水平都不高，但我国已经基本解决温饱问题，所以选小康社会的测定标准0.5为参照值。由于这个指标为负指数。因此其指标值为 D 36 = T 36 /P 36 =0.5/ P 36 =0.69。
（37）人均产粮（ D 37 ）
人均产粮=区域内粮食产量/区域人口数
反映小流域内粮食是否能够自给的重要指标。这个指标既不能太低，在水土流失区内也不能太高，因为太高说明农业用地过大。王茂沟流域人均粮食产量 P 37 =414kg/人，根据小流域治理验收标准人均达到500kg就可以达到粮食自给有余了。所以参照值为 T 37 =500kg/人，因此指标值可以为 D 37 = P 37 / T 37 =0.83。
（38）土地生产率（ D 38 ）
土地生产率通常用小流域内在所有生产的由农业体现的产值与其面积的比值来表示，通过分析土地生产率这个指标，可以看出土地生产率现有水平及其差距，寻求提高土地生产率的途径。王茂沟流域内其土地生产率为 P 38 =576.8元/hm 2 。根据小流域验收要求小流域经济初具规模，土地产出增长50%。可以确定的参考值为 T 38 =865元/hm 2 ，则 D 38 = P 38 / T 38 =0.66。
（39）产业结构变化指数（ D 39 ）
我们这里说的产业结构变化指数，主要是指农林牧用地的比例。为了便于统计分析比较，将通常的农林牧用地三项比例式，改为农业产业的用地与林牧业用地的两项比例式。因此王茂沟流域农业产业用地与林牧业用地的比值 P 39 =91.5%而参考值可以定为 T 39 =100%（或可能达到的最大的林牧业比例）。则 D 39 = P 39 / T 39 =0.92。
以上各指标的计算结果汇总于表5-5。
表5-5 评价指标汇总表
续表
由于小流域淤地坝系统是一个复杂的系统，因此正确地确定权重就成为指标综合的关键问题。指标体系中，各类指标的权重反映了评价者对各类指标在坝系小流域评价与衡量中的重视程度。为了避免权重的片面性，在各类指标的确定过程中，听取了对黄河流域坝系小流域研究多年的专家教授、科技人员和施工技术人员的意见，并利用层次分析法对不同的评价结果进行处理，以得到一个合理的综合结果。其本次经过研究采用的层次分析与赋值相结合的方法，对坝系小流域评价系统指标体系中的各类指标权重进行了确定，见表5-6，其中判断矩阵由专家赋值的办法，系统指数权重采用层次分析法。
表5-6 坝系小流域评价体系各指标权重表
续表
（1）坝系建设子系统和谐度（ C 1 ）的计算
坝系建设子系统和谐度
用各指标及相应的水平值和权重代入后算出：
C 1 =0.986648
（2）坝系效益子系统和谐度（ C 2 ）的计算
坝系效益子系统和谐度
用各指标及相应的水平值和权重代入后算出：
C 2 =0.685582
（3）坝系安全子系统和谐度（ C 3 ）的计算
坝系安全子系统和谐度
用各指标及相应的水平值和权重代入后算出：
C 3 =0.980329
（4）淤地坝坝系系统和谐度（ B 1 ）的计算
为了使坝系小流域监测评价系统评价指标能够全面地反映坝系建设、效益和安全情况，我们认为采用加权乘方法计算和谐度较为适宜，即：
淤地坝坝系系统和谐度
=0.894881
（1）生态子系统和谐度（ C 4 ）的计算
生态子系统和谐度
用各指标及相应的水平值和权重代入后算出：
C 4 =0.865896
（2）生态子系统和谐度（ C 5 ）的计算
社会子系统和谐度
用各指标及相应的水平值和权重代入后算出：
C 5 =0.856815
（3）生态子系统和谐度（ C 6 ）的计算
社会子系统和谐度
用各指标及相应的水平值和权重代入后算出：
C 6 =0.839229
（4）生态、社会、经济系统和谐度（ B 2 ）的计算
为了使坝系小流域监测评价系统评价指标能够全面地反映小流域社会经济发展状况、资源环境支持能力与容量，我们认为采用加权乘方法计算和谐度较为适宜，即：
生态、社会、经济系统和谐度
=0.859891
为了使坝系小流域监测评价系统评价体系能够全面、系统的反映流域内的生产情况、生活情况、生态情况，尤其是坝系的相对稳定情况，我们认为采用加权乘方法计算系统和谐度较为适宜，即：
坝系小流域系统和谐度
按上述确定的权重，公式中
q 1 =0.6793485， q 2 =0.3206515
这样综合而成的系统和谐度 A ，能比较客观地体现对系统的和谐性的综合。即无论2个指数中某一项如何大，只要有一项偏小，指数均能灵敏地体现出来。这就要求小流域的和谐发展必然建立在坝系相对稳定、生产发展、生活富裕、生态良好的基础上，在小流域社会经济发展的过程中，不仅要求坝系的安全、经济，同时要有目的地通过增加社会投入，使资源与环境再生产和人口与经济再生产有机的结合起来，不断增强资源的承载力，扩大环境容量。
代入各系统指数与权重值，可计算出系统和谐度 A
A =0.894881 0 .6793485 ×0.859891 0 .3206515 =0.883509
（1）评价结果
基于本研究所建立的坝系小流域监测评价体系，利用2005年王茂沟坝系小流域的监测资料分析与计算，得出该流域和谐性的定量评估结果表，见表5-7。
表5-7 王茂沟坝系小流域系统和谐度评价结果表
上述评价结果反映了王茂沟坝系小流域的发展现状和社会、经济、资源环境系统的总体和谐和协调程度。
需要说明的是，由于我们目前只有2年的数据，无法从历史地观点客观、正确地来评价坝系小流域监测地结果，因此我们选择了用横向地来评价其结果，所以评估结果与所定的评价标准直接相关。坝系小流域系统在实现和谐发展的过程中，由于存在坝系发展、经济、社会、生态与环境等差异性，利导与制约因素也各不相同，因此，制定的评价标准应当能够客观、科学、正确地引导区域的发展过程，使其符合系统和谐发展的要求，反映坝系小流域系统的整体能力和达到的水平。坝系小流域系统的最终目标是实现系统的和谐，即坝系稳定、生产发展、生活富裕、生态良好的现代化，这个过程需要分阶段完成，现阶段的核心目标是坝系相对稳定，消除贫困，实现小康，改善生态，保护环境，最终不断扩大环境容量，使坝系小流域系统实现可持续和谐发展，人与自然和谐相处。因此，我们在制定评估标准时，坝系指标时以相对稳定的要求作为参照值，社会、经济指标是以富裕型小康社会的基本要求为主，结合了王茂沟流域的具体情况进行修正后作为参考。生态指标，是以小流域综合治理验收标准为主，参照了流域内的生态与环境状况，制定了相应的参考值。
（2）和谐性评价
和谐度如果为 H =1时，则系统处于完全和谐的状态。只有各项指标均达到或超过了参照值，其系统的和谐度才达到1，说明该流域坝系的资源环境具备了生态支持能力，社会经济发展步入了可持续发展的轨道，这也是坝系小流域的理想状态，坝系小流域实现坝系稳定、生产发展、生活富裕、生态良好的局面。和谐度 H ∈［0.8，1］，我们认为坝系小流域处于基本和谐状态，坝系处于基本稳定、生产可以发展、生活基本富裕、生态较良好的状态。和谐度 H ∈［0.6，0.8］，我们认为坝系小流域处于近和谐状态，坝系小流域中可能有某一些因素使系统不能够完全到达和谐，需要我们找出相关的因素来加以调整或进行必要的投入使系统达到和谐。和谐度 H ∈［0，0.6］，我们认为坝系小流域处于不和谐状态，坝系小流域中大部分因素不具备和谐状态，需要从整个系统出发来进行坝系规划、生产规划、生态规划，对于不适宜于生活的区域甚至可以进行生态移民。
从王茂沟小流域坝系和谐性分析：坝系建设系统和谐度（ C 1 ）为0.947，处于基本和谐状态。可以看出王茂沟坝系的骨干坝、淤地坝搭配比较合理，坝系控制面积也较适中，但缺乏小型蓄水工程。王茂沟小流域坝系效益子系统和谐度（ C 2 ）为0.686，处于近和谐状态。可以看出坝系总库容、可淤地面积、拦泥库容、利用面积比较合理，已淤库容、已淤地面积、保收面积接近合理，蓄水量、可灌溉面积、实际灌溉面积都不合理。坝系安全系统和谐度（ C 3 ）为0.98，处于基本和谐状态。可以看出防洪总库容、防洪能力、坝系病险坝座数、安全比、洪水量都处于合理状态，降雨量处于近合理。
从王茂沟坝系小流域生态、经济、社会系统和谐性分析：生态系统和谐度（ C 4 ）为0.866，处于基本和谐状态。水土保持治理度、土地利用率、坡面治理度、林草覆盖度均合理，但土壤侵蚀模数、梯田占总面积的比例不够合理。社会系统和谐度（ C 5 ）为0.857，处于基本和谐状态。人口密度、人口自然增长率、机动道路密度、通电率合理，文化水平基本合理，劳力占总人口数不够合理。经济系统和谐度（ C 6 ）为0.839，处于基本和谐状态。坝系收入占国民收入合理，产业结构变化指数、人均纯收入、人均产粮基本合理，恩格尔系数、土地生产率均不合理。
从王茂沟坝系小流域评价过程从结果看， A =0.884。说明现阶段，王茂沟坝系小流域处于基本和谐状态。离完全和谐态还有一定距离。同时从局部而言一些系统有近和谐状态，经过分析有以下原因：
（1）在本坝系中没有必要的坝系蓄水、水地和小型蓄水工程，这就可以看出王茂沟流域在目前情况下要时系统和谐发展，必须采取修筑必要的蓄水池、旱井、涝池等工程，为其旱坝地变水浇地提供必要的支持，从而使生产得到发展。
（2）坝系小流域中保收面积较低，使流域内粮食产量得不到必要的保障，因此需要进行坝地的整治，尽量使坝系利用面积实现保收。
（3）经过计算，坡面治理度是达到了小流域治理的标准，但是梯田可发展的空间较大，因此应该适当可以在流域内发展一些梯田。
（4）区域内恩格尔系数偏高，土地生产率偏低，粮食产量较低等都影响着流域的和谐发展。这些都需要在发展农业生产的同时，发展其他各业，使流域实现和谐的发展。
从王茂沟坝系小流域评价过程中，我们感觉到这一评价指标体系基本上可以反映了黄土高原坝系小流域系统现阶段和谐发展的基本要求。是可以应该到黄土高原坝系小流域监测评价中的。