永舒榆灌區水生態文明建設水平評價研究

馮璐璐

(吉林省水文水資源局四平分局，吉林 四平 136000)

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永舒榆灌區水生態文明建設水平評價研究

馮璐璐

(吉林省水文水資源局四平分局，吉林 四平 136000)

當前水生態文明建設上升到國家發展戰略的高度，成為了水利發展的主旋律。在分析了水生態文明灌區的相關理念的基礎上，查閱相關規劃資料，從資源節約、生產高效、生態自然、環境優美、意識文明5個方面建立了水生態文明灌區的評價指標，并提出利用層次分析法確定指標權重，利用綜合指數評價法計算評價結果。永舒榆灌區是吉林省的大型灌區，第二松花江貫穿其中，水資源豐富、水生態文明建設條件較好，對其進行評價，可進一步分析灌區建管的優缺點，并給出具體措施，進一步提升灌區水生態文明建設水平。

水生態文明；指標體系；層次分析法；綜合指數評價；永舒榆灌區

灌區水生態文明建設是生態文明建設的重要內容，是實現美麗鄉村的基礎，是推進水生態文明城市建設的重要保障，也是實現水利現代化的關鍵環節。為滿足水利部關于水生態文明建設的要求，把生態文明理念與綠色可持續發展理念融入灌區農業及水利等資源的開發、利用、治理、配置、節約、保護的各方面，以及灌區規劃、建管的各個環節，可以通過設置一系列的指標，衡量灌區建設水生態文明建設的程度，并可對“十三五”期間灌區建設發展做出規劃調整，對推進灌區高效、生態、健康、可持續發展，實現灌區經濟、社會與生態效益的最大化提出切實可行的規劃方向。

1　水生態文明灌區相關理念

1.1建設目的

水生態文明灌區強調灌區是“生產系統與生命系統相融合”的統一系統，在強化其生產功能與生產效率的同時，重視生產、生命、資源、環境系統的和諧。建設目標為灌區用水總量得到有效控制，用水效率和效益顯著提高；科學合理的灌區水土資源配置格局和灌排工程布局形成，灌區防洪排澇保安能力、灌溉供水保障能力、抗旱減災能力、水土資源承載能力等顯著增強；灌區水資源保護與溝渠生態治理效果明顯，生態脆弱區水生態得到有效修復；灌區管理體制與運行機制基本理順，水生態文明理念深入人心[1]。

1.2建設內容

水生態文明灌區建設的主要內容包括灌區水土資源高效利用、灌排溝渠生態修復與生態工程建設、灌區水環境保護與治理、灌區水景觀與水文化建設、灌區現代化管理制度建設等。

1.3基本特征

一是資源節約，在灌區開展續建配套和節水改造、普及資源節約意識和推廣資源高效利用技術，在灌區規劃、設計、建設和管理過程的各環節注重對水土資源和能源的節約與高效利用。

二是生產高效，灌區在重視生產功能的同時，按照高產出、低消耗的發展目標，注重提高生產效率，使綜合效益達到最大化。

三是生態自然，灌區水利工程建設與生態環境保護相協調，生態工程或近自然工法得到應用，灌區生態系統得到恢復并保持動態平衡，水土流失和水環境得到有效治理，農業面源污染得到有效控制，生物多樣性得到恢復和保護。

四是環境優美，灌區內環境整潔，灌排溝渠及河道保潔情況良好，水利工程及其建筑物與周圍環境相協調，具有一定的景觀美學價值，體現地方水文化特點。

五是意識文明，資源節約意識得到廣泛普及，水生態文明理念深入人心，灌區農戶在灌區規劃、設計、建設和管理等方面的參與程度高且滿意度高[2]。

2　水生態文明灌區建設評價指標構建

2.1指標構建原則

灌區水生態文明建設判別指標應立足于中國國情，既要反映水生態自然屬性，又要考慮水生態的服務功能，同時立足于水生態的現狀，考量灌區建設發展趨勢。評價指標的選取既是開展灌區水生態文明建設水平評價的基礎，又是評價體系構建的核心內容之一。評價指標是對評判對象從某一方面或多方面做出優劣評定的基礎[3]。指標體系是否科學合理，直接關系到評價結果的準確性。水生態文明灌區評價指標體系的構建遵循獨立性、系統性、科學性、易量化等原則。

2.2指標體系構建

水生態文明灌區的評價指標從資源節約、生產高效、生態自然、環境優美、意識文明等5個方面出發，按照構建原則，參考灌區現代化規劃、市水利現代化規劃、市“十三五”水利發展規劃等規劃構建的指標體系[4]，建立了水生態文明灌區的評價指標體系，包含5個一級指標，18個二級指標，見表1所示。

2.3指標評級標準

在建立了評價指標體系之后，設定合理的指標評級標準對水生態文明灌區的評價至關重要。通過查詢文獻、規范、標準等確定評級標準，將指標分為“優、良、中、合格、不合格”5個等級，具體見表2。

表1　水生態文明灌區評價指標體系

表2　水生態文明灌區指標評級標準

2.4層次分析法確定指標權重

為了準確地描述評價指標對灌區水生態文明建設水平整體評價的重要程度，需用一定的數值來定量地描述各個指標的重要性，即“權重”。目前確定權重的方法很多，主要有專家咨詢法、德爾菲法、層次分析法等主觀權重確定方法，以及主成分分析法、因子分析法等客觀賦值法。綜合比較而言，層次分析法(AHP法)很好地規避了定性問題的不可量化，對決策目標評價時以單一因素作為衡量指標等弊端。

采用層次分析法進行指標權重的確定，可按以下步驟進行。

(1)建立遞階層次結構。把研究問題按特定的目標、準則和約束等分解成各個組成因素，把這些因素按屬性的不同分層排列，形成一個自上而下的遞階層次。同一層次的因素對下一層次的因素起支配作用，同時它又受上一層次因素的支配。

(2)構造判斷矩陣。判斷矩陣表示針對上一層次某因素，本層次與之相關的各因素之間的相對重要性。各因素之間的相對重要性通過兩兩比較，運用“1～9”比較標度法(9位標度法)對重要性判斷結果進行量化。兩個因素同等重要定為1，一個比另一個稍微重要定為3，一個比另一個明顯重要定為5，一個比另一個強烈重要定為7，一個比另一個極端重要定為9，2、4、6、8為區間中值。

(3)層次單排序及其一致性檢驗。層次單排序是指根據判斷矩陣計算出對于上一層次某因素，本層次與之相關的各因素的相對重要性權值，實際上是計算判斷矩陣的最大特征值λmax及其所對應的歸一化特征向量W的問題。首先，計算判斷矩陣的最大特征值λmax，然后求出滿足AΩ=λmaxΩ的歸一化特征向量Ω，歸一化特征向量Ω=(?1，?2，…?n)T的各個分量值就是本層次各因素針對上一層次某因素的相對重要性權值，即單排序權重。

計算出的權向量不一定可用，通常的判斷矩陣是不一致的。因此，需要對已經求出的判斷矩陣進行一致性檢驗，以確定是否可行。檢驗采用式(1)、式(2)：

(1)

(2)

式中：CR為判斷矩陣的隨機一致性比率；N為判斷矩陣的階數；CI為判斷矩陣一般一致性指標。RI為斷矩陣的平均隨機一致性指標，本評價模型最高只用到5階矩陣，當n=1,2，RI=0；當n=3，RI=0.58；當n=4，RI=0.90；當n=5，RI=1.12。

(4)層次總排序及其一致性檢驗

將最底層各因素的權重依次乘以上一層受控因素的相對權重，從而形成各因素對于總目標的絕對權重，絕對權重是指標層對于準則層的權重與準則層對于目標層的權重的累積值。層次總排序也須要進行一致性檢驗。權重計算結果見表1所示[5]。

2.5灌區水生態效應指標評價

綜合指數評價法屬于常規的多指標綜合評價法，通過實測、估算和調查等獲得各個評價指標的現狀值，量化后按一定的模型加權合成計算出評價綜合值即水生態文明評價數值，最后根據水生態文明評價數值的分級數值范圍，確定灌區的水生態文明等級。具體步驟如下。

步驟一：查閱規范、文獻、資料等確定各個指標的評級標準。

步驟二：運用層次分析法確定各個評價指標的權重。

步驟三：確定各個評價指標的現狀值。

步驟四：將各個評價指標的現狀值無量綱化，將指標評級標準“優、良、中、合格、不合格”分別賦值“5、4、3、2、1”。

步驟五：計算灌區水生態文明評價數值，即

(3)

式中：E為水生態文明評價數值，表征灌區的水生態文明狀況；n為評價指標的階數；λi為各個評價指標的無量綱化值；?i為各個評價指標的權重。

步驟六：根據水生態文明評價數值確定灌區水生態文明等級，以定量評價結果為依據可將灌區分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級三類，相應的判斷標準具體如下。

(1)灌區評價結果大于4的灌區為Ⅰ級灌區，該級灌區達到水生態文明灌區的標準。

(2)灌區評價結果3～4的灌區為Ⅱ級灌區，該級灌區基本達到了水生態文明灌區的標準。Ⅱ級灌區的建設、管理等方面基本滿足了水生態文明灌區的要求，但仍存在薄弱環節，有待于完善。

(3)灌區評價結果小于3的灌區為Ⅲ級灌區，該型灌區沒有達到水生態文明灌區的標準。Ⅲ級灌區的灌區建設、管理等方面沒有達到水生態文明灌區的要求，需要針對其薄弱環節，選擇合適的規劃、設計和建設方法創建水生態文明灌區。

3　案例分析

選取吉林省永舒榆灌區進行水生態文明建設水平的評價研究。永舒榆灌區為大型灌區，位于吉林省中部，屬第二松花江流域，是吉林省唯一的無壩自流引水大型灌區，設計灌溉面積2.41萬hm2。區界南起龍潭區烏拉街鎮萬屯哨口，北與榆樹市秀水毗鄰，西界第二松花江右岸，東至7個鄉鎮的臺地邊緣。境內有第二松花江穿過，水量充沛，地勢平坦，土質肥沃，氣候溫和。2010年至今陸續開展灌區續建配套與節水改造工程，如今灌區建設已煥然一新。正值“十三五”開局之年，對其水生態文明建設水平進行評價，有利于總結經驗，指明方向，進一步提高灌區建設與管理水平[6]。

根據灌區建設規劃報告、灌區續建配套與節水改造規劃、統計年鑒、水資源公報、灌區管理單位年報及現場調研等，確定永舒榆灌區水生態文明建設管理水平現狀如表2所示。

永舒榆灌區資源節約評價指數為4.072，偏向于“良”；生產高效評價指數為4.486，處于“良-優”之間；生態自然評價指數為4.020，偏向于“良”；環境優美評價指數為2.715，處于“差-中”之間，意識文明評價指數為3.000，屬于“中”。永舒榆灌區水生態文明綜合評價指數為3.812，屬于Ⅱ級灌區，資源節約、生產高效和生態自然狀況好，說明近些年開展的續建配套與節水改造骨干工程成效顯著，而且生態環境得到極大改善。環境優美和意識文明評價指數不高，主要原因在于重視工程建設，忽略了灌區的生態環境，較少考慮灌區干、支、斗、農渠的系統治理，已建工程不能突顯工程建設的連片效益。

4　灌區水生態文明建設與發展建議

針對永舒榆灌區水生態文明建設與管理水平的評價結果，可在資源高效利用、灌區生態工程建設等方面有針對性地制定規劃方案，提高建設與發展水平。

在資源高效利用方面。針對當前灌區建管存在的問題，須提高水的利用率，發展節水農業是根本出路，也是現代農業的基本要求。從水源到形成作物產量要經過三個環節轉化：一是由降雨或灌溉進入農田轉化為土壤水分；二是農作物吸收土壤內的水分，將土壤水轉化為農作物水分；三是通過農作物復雜的生理過程形成作物產量。為減少各個環節中的無效損耗，必須建立農藝節水、工程節水、生物節水和管理節水等綜合配套的節水技術體系。開展高標準農田建設項目，以對田、水、路、渠、林進行綜合改造和配套，增加有效耕地面積，提高土地質量。

在灌區生態工程建設方面。采用“節水—生態—景觀”型灌溉渠道建設模式，將橫向的渠道邊坡分為常水位以下區、水位變化區和安全超高水位以上區三個區，分別對應“節水”“生態”“景觀”重點需求的工程模式。可以進行適當的襯砌及邊坡硬質化處理。為了增加生態景觀效果，可在縱向上設置踏步和生態帶。支渠以上渠道可采用黏土壓實方式，支渠以下可采用生態型防滲砌塊襯砌。

在灌區生態景觀建設方面，平原區應全面做好“點”“線”“面”三方面的生態建設。“點”的建設主要考慮為渠系建筑物與周邊背景區域的景觀協調性建設；“線”的建設包括灌區范圍內的渠道以及護岸林帶等生態建設；面”的建設為灌區農田的景觀建設，可考慮秸稈的有效利用。

在水生態文明教育建設方面。灌區應側重于加大對于資源節約、環境保護方面的教育，在灌區增加對于水土保持方面的宣傳、教育，鼓勵送知識、送科技到農戶[7]，真正完善水生態文明建設的最后一公里。

[1]王丹.南昌市水生態文明建設評價研究[D].南昌:南昌大學,2015.

[2]左其亭,羅增良,馬軍霞.水生態文明建設理論體系研究[J].人民長江,2015,46(8):1-6.

[3]楊慧.東海縣水生態文明建設的專項問題研究及應用[D].揚州:揚州大學,2015.

[4]崔淑芳,孫戰勇，舒同慶，等.韓墩生態灌區建設初步研究[J].中國水利,2015(15):53-54.

[5]楊自厚.多目標決策方法[M].沈陽:東北大學出版社,2006.

[6]律曉旭.永舒榆灌區水資源利用分析及對策[J].水科學與工程技術,2015(6):8-10.

[7]常波,董青，趙玉紅，等.水生態文明行為教育與實施路徑探討[J].水利經濟,2016,34(3):62-65.

馮璐璐(1982-)，女，工程師，主要從事水文水資源測驗、整編等方面的工作。

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