灌區(qū)節(jié)水潛力分析中層析分析法模糊評價的應(yīng)用

摘要：文章以實際工程為例，對層析分析法在灌區(qū)節(jié)水潛力分析中的應(yīng)用進行了探討，建立了節(jié)水潛力分析評價模型。研究表明，使用層析法進行分析后證明該地區(qū)水庫灌區(qū)有比較大的節(jié)水潛力，這一結(jié)果和灌區(qū)實際結(jié)果相符，達到了評估要求，具有較高的推廣應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：灌區(qū)節(jié)水；節(jié)水潛力；層析分析法；模糊評價；節(jié)水灌溉 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TV213 文章編號：1009-2374（2016）36-0159-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.36.079

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化進程和工業(yè)化進程不斷加快，對水資源的需求量越來越大，水資源短缺已經(jīng)成為一項世界性危機，尤其是干旱地區(qū)的水資源短缺問題已經(jīng)成為了制約地區(qū)環(huán)境、社會、經(jīng)濟的發(fā)展的重要因素。為了緩解水資源矛盾，合理配置水資源，需要運用現(xiàn)代化的分析方法對灌區(qū)節(jié)水潛力進行分析，根據(jù)分析結(jié)果制定相應(yīng)的節(jié)水措施。

1 案例介紹

某灌區(qū)總灌溉面積為45.51×103m2，年降水量少，水量蒸發(fā)嚴重。根據(jù)灌區(qū)灌溉面積可以將取水方式分為引水灌區(qū)、蓄水灌區(qū)、純井灌區(qū)、提水灌區(qū)，其中引水灌區(qū)的有效灌溉面積占總灌溉面積的58%，是節(jié)水灌溉的重點區(qū)域。本文以此工程為例，使用層析法對灌區(qū)的節(jié)水潛力進行了分析。

2 灌區(qū)存在的問題

灌區(qū)所處地區(qū)雨水量少，年平均降雨量不到200mm，蒸發(fā)強烈，水資源相對比較匱乏。隨著地區(qū)經(jīng)濟的不斷發(fā)展，河道水量分配指標(biāo)有所降低。特別是近年來河道上游地區(qū)降水量有所降低，水資源供求矛盾日漸突出，水資源短缺的問題日趨嚴峻，嚴重制約了地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，總的來說該灌區(qū)主要存在以下五個方面的問題：（1）用水結(jié)構(gòu)缺乏合理性。灌區(qū)產(chǎn)業(yè)用水結(jié)構(gòu)分配不合理，農(nóng)村用水量占到了總用水量的90%，水資源利用效率不高，農(nóng)業(yè)用水結(jié)構(gòu)缺乏合理性；（2）水資源供求矛盾比較大，存在比較嚴重的水資源浪費情況。在地區(qū)經(jīng)濟的不斷發(fā)展下，人們對生存環(huán)境、用水量的需求越來越高，受投資水平的影響，灌區(qū)節(jié)水改造和配套規(guī)模普遍比較小，對水資源利用的有效性造成了影響，灌溉水的利用率只有0.38，而現(xiàn)狀渠系水資源的利用系數(shù)為0.47，存在比較嚴重的水資源浪費情況；（3）水土資源開發(fā)過度，水生態(tài)環(huán)境惡化。由于灌溉水源比較單一，對河道水依賴比較大，而對地下水的開發(fā)和利用只占到了水資源總利用率的7.2%，地下水位升高，導(dǎo)致農(nóng)田土壤鹽漬嚴重，需要對其進行治理；（4）水利基礎(chǔ)設(shè)施薄弱。在修建的渠系建筑物還不夠完善，并且經(jīng)過多年的持續(xù)運行出現(xiàn)了非常嚴重的老化情況，各種配套建筑物的損壞率已經(jīng)達到51.5%，由于資金的影響，公田水利配套工程建設(shè)較慢，渠道襯砌率低于20%；（5）灌區(qū)管理體制無法適應(yīng)市場經(jīng)濟的要求。當(dāng)前灌區(qū)還沒有建立一套完善的管理機制，再加上通訊技術(shù)、量水等技術(shù)比較落后，無法滿足市場經(jīng)濟發(fā)展對灌區(qū)的要求，灌區(qū)當(dāng)前的農(nóng)業(yè)用水水費價格比較低，只有成本的50%～78%，一定程度上對節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣造成了影響。

3 層析分析法介紹

當(dāng)前在進行區(qū)域農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力進行分析時，常規(guī)的分析方法主要是以灌溉水利用系數(shù)為評價指標(biāo)，但是這種方法在水資源開發(fā)管理方面的適用性不高。層次分析法指的是將決策問題的相關(guān)因素分解成準(zhǔn)則、目標(biāo)、方案等層次，并在該基礎(chǔ)上使用定量分析和定性分析相結(jié)合的方法對目標(biāo)進行決策分析。通過利用層析分析法可以將一些復(fù)雜的問題簡單化，特別適合用于對一些復(fù)雜問題進行定量分析，可以將半定量問題、半定性問題轉(zhuǎn)變成定量計算的問題，使評估結(jié)果更具科學(xué)性。而模糊綜合評價法是一種綜合考慮多種影響因素后作出的指標(biāo)評價方法。

4 層析分析法在灌區(qū)節(jié)水潛力分析中的應(yīng)用

根據(jù)灌區(qū)水資源利用率、水土資源情況、灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)、工程情況、灌區(qū)管理現(xiàn)狀、作物產(chǎn)出、生態(tài)環(huán)境效應(yīng)等進行評價和分析，分析灌區(qū)節(jié)水潛力改造程度。

4.1 確定指標(biāo)權(quán)重

W指的是權(quán)向量，此向量對各因子的某個因素的影響權(quán)重進行了體現(xiàn)。

本灌區(qū)評價體系層次結(jié)構(gòu)如圖1所示，利用公式對各因子的影響權(quán)重進行分析后，對權(quán)重的一致性進行分析，一般來說CR值<0.1時，則證明得到的權(quán)重可以達到一致性檢驗要求，如果權(quán)重達不到一致性要求，需要對構(gòu)造二元判斷矩陣進行重新調(diào)查和分析，并重新對權(quán)重進行確定。經(jīng)過計算CR=0.0076<0.1，因此判斷矩陣一致性較高，可以作為判斷矩陣。灌區(qū)評價指標(biāo)A～B判斷矩陣如表1所示。

4.2 層次總排序的評價結(jié)果

利用同一層次中所有層次單排序結(jié)果對上一層次而言該層次所有因素的重要性的權(quán)重值，B層相對于A層總排序為矩陣A權(quán)值。由于所有的判斷矩陣都屬于一致性矩陣，因此層次排序結(jié)果一致性良好，評價指標(biāo)權(quán)重分配量W為：

經(jīng)過分析，判斷矩陣一致性良好，因此層次總排序計算結(jié)果一致性良好，按照評價標(biāo)準(zhǔn)計算各層指標(biāo)的評價等級，然后計算出單因素評判矩陣，利用模糊評價法評測灌區(qū)節(jié)水潛力，進行評判分析后W總=4.34億m3，

W總為灌區(qū)總節(jié)水潛力。根據(jù)綜合評判結(jié)果進行分析，灌區(qū)節(jié)水潛力還處在中級發(fā)展中，水庫灌區(qū)還有比較大的節(jié)水潛力有待挖掘。

5 灌區(qū)實際節(jié)水潛力

該灌區(qū)蒸發(fā)量比較大，地區(qū)主要農(nóng)作物為水稻，對灌溉的需求比較高，由于該地區(qū)處在引灌區(qū)的下游，用水保證率不高，再加上河水中含沙量比較大，在使用管灌、噴灌和微灌等節(jié)水措施進行灌溉時會受到比較大的限制。適用于節(jié)水工程的措施主要包括田間工程改造、渠道防滲、井渠雙灌等，而對于井灌區(qū)域，可以使用管灌、微灌、噴灌等節(jié)水措施進行節(jié)水。

對于節(jié)水潛力居中的灌區(qū)，可以按照取水方式選擇相應(yīng)的節(jié)水措施。例如飲水灌區(qū)可以使用田間工程改造、渠道防滲等，提水灌區(qū)和蓄水掛起可以采用渠道防滲的措施進行措施，并結(jié)合具體情況適當(dāng)推廣管灌、微灌和噴灌等。現(xiàn)狀用水定額只有2750m3/hm2，只能達到作物關(guān)鍵生育期水利量要求，不過這些灌區(qū)的總灌溉面積比較大，采取相應(yīng)的節(jié)水措施后節(jié)水量依然客觀，經(jīng)過分析后發(fā)現(xiàn)，根據(jù)該地區(qū)當(dāng)前的節(jié)水灌溉技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，灌區(qū)的總節(jié)水潛力為4～4.5億m3，節(jié)水潛力比較大。和使用層析法得到分析結(jié)果基本一致，證明使用層析法對灌區(qū)節(jié)水潛力進行分析具有較高的可靠性，可以根據(jù)層析結(jié)果對灌區(qū)進行節(jié)水改造。

6 結(jié)語

綜上所述，本文以實際灌區(qū)為例，對灌區(qū)節(jié)水潛力進行了評價和分析，并構(gòu)建了指標(biāo)評價體系，根據(jù)評價標(biāo)準(zhǔn)計算分析了各層的評價指標(biāo)，得出了單因素判斷矩陣，分析了灌區(qū)節(jié)水潛力。根據(jù)最終的綜合評判結(jié)果可以看出，該灌區(qū)的節(jié)水潛力還比較大，和灌區(qū)實際情況相吻合，可以將水庫灌區(qū)的潛力狀況真實地反映出來。實踐證明，使用層次分析法可以有效地判斷灌區(qū)節(jié)水潛力，結(jié)果可靠性高，分析方法簡單，可以作為灌區(qū)節(jié)水改造的參考依據(jù)。

參考文獻

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作者簡介：張曉麗（1981-），女，吉林松原人，中國電建集團昆明勘測設(shè)計研究院有限公司工程師，碩士，研究方向：水利規(guī)劃與水資源配置。

（責(zé)任編輯：小 燕）