石羊河流域高效節水灌溉項目綜合效果評價

薛 媛，牛最榮，張 芮，趙 霞，黃 珍

(甘肅農業大學水利水電工程學院，甘肅 蘭州 730070)

石羊河水系位于河西內陸河流域最東端，河流補給來源為山區大氣降水和高山冰雪融水，產流面積1.11萬km2，多年平均徑流量15.037億m3。南部祁連山高寒半干旱濕潤區：海拔2000～5000m，年降水量300～600mm，年蒸發量700～1200mm，干旱指數1～4；中部走廊平原溫涼干旱區：海拔1500～2000m，年降水量150～300mm，年蒸發量1300～2000mm，干旱指數4～15；北部溫暖干旱區：包括民勤全部，古浪北部，武威東北部，金昌市龍首山以北等地域，海拔1300～1500m，年降水量小于150mm，民勤北部接近騰格里沙漠邊緣地帶，年降水量50mm，年蒸發量2000～2600mm，干旱指數15～25[1]。

高效節水灌溉是指根據當地供水條件和作物的需水規律，充分高效地利用灌溉用水，達到作物的技術經濟性、社會效益、生態效益的最優值[2]。近幾年，各級政府高度重視農業水利建設工作，不斷加大節水灌溉建設財政和政策支持力度，投入了大量財力、物力和人力發展高效節水農業。高效節水灌溉項目的實施提高了水資源利用效率與效益，在帶來經濟效益的同時也產生了越來越重要的社會效益和生態環境效益，因此對高效節水灌溉項目的綜合效果進行評價具有非常重要的現實意義[3]。2013—2016年在石羊河流域共實施了將近150萬畝國家級高效節水灌溉項目，對這些項目在基礎建設、工作實施與工作成效3個維度進行基于層次分析法的模糊綜合評價。目的是了解這些高效節水灌溉項目現狀，對項目實施效果進行評估，發現高效節水灌溉工程建設和運行管理中存在的主要問題，提出今后高效節水灌溉發展應關注的重點方向、對策和建議，為水行政主管部門制定政策等提供參考。

1 評價指標體系

在已有研究工作的基礎上，結合相關的多學科知識，堅持可行性、系統性、導向性和前瞻性原則，從項目規劃與實施、政策制定與效果、工程質量與效益、項目運行管理與可持續性等4個方面構建了高效節水灌溉綜合效果評價體系[4- 8]。該體系包括1個目標層，4個準則層及19個相關的指標層，具體指標構成見表1。

2 模糊層次分析

2.1 指標集和評價集

對項目綜合效果評價體系建立目標層、準則層和指標層。準則層分為4個，則準則層的評價集為Ci，即：Ci={項目規劃與實施C1，政策制定與效果C2，工程質量與效益C3，項目運行管理與可持續性C4}。

表1 高效節水灌溉項目綜合效果評價指標

指標層指標集：Pj={P1，P2，…，Pi}，j=1，2，…，19。當評價目標是項目規劃與實施C1時，按照項目規劃與實施4個因素，即評價因子集合為{P1，P2，P3，P4}；當評價目標是政策制定與效果C2時，按照政策制定與效果4個因素，即評價因子集合為{P5，P6，P7，P8}；當評價目標是工程質量與效益C3時，按照工程質量與效益7個因素，即評價因子集合為{P9，P10，P11，P12，P13，P14，P15}；當評價目標是項目運行管理與可持續性C4時，按照項目規劃與實施4個因素，即評價因子集合為{P16，P17，P18，P19}。

設指標層單個因素的等級集合為：T={Y1，Y2，…，Ym}，其中，Y1，Y2，…，Ym為m個評價等級。結合實際情況將高效節水灌溉項目綜合效果評價等級劃分為5級，即評價集取為：Tm={Y1(I級：很好)，Y2(II級：較好)，Y3(III級：一般)，Y4(IV級：較差)，Y5(V級：很差)}。即為“很好、較好、一般、較差、很差”5種等級的標準，見表2。

2.2 確定權重

評價采用層次分析法來確定評價過程中的權數分配。根據對客觀實際的模糊判斷，對每一層次的相對重要性給出定量的表示，再利用數學方法確定全部元素相對重要性次序的權系數。

在咨詢有關專家的基礎上，根據1-9標度法，將各項元素的重要性進行兩兩比較后構造各層判斷矩陣，即指標P1～P4對準則層C1的判斷矩陣、指標P5～P8對準則層C2的判斷矩陣、指標P9～P15對準則層C3的判斷矩陣、指標P14～P19對準則層C4的判斷矩陣。求各判斷矩陣的特征向量，并進行歸一化處理，可求得指標層權重集WPi；用同樣的方法，構造準則層判斷矩陣再求ACT的特征向量并做歸一化處理，可確定準則層權重集WC。最終構造出高效節水灌溉項目綜合效果評價體系權重，見表3。

表3 高效節水灌溉項目綜合效果評價體系權重

2.3 模糊綜合評價

根據指標層的指標集Pj和評價標準集Tm，得到指標隸屬度矩陣Rn。對項目綜合效果評價體系中進行指標層對準則層和準則層對目標層的評價。指標層對準則層的模糊評價為：Ci=WPi·Rn，準則層對目標層的模糊評價為：Y=WC·C。根據隸屬度最大原則，選取Y1，Y2，Y3，Y4，Y5中最大值對應的評價集元素作為最終評價結果。

表2 項目綜合效果評價等級劃分標準

備注：*表示農藥、化肥使用降低量。

3 項目綜合效果評估

按照水源類型(地表水、地下水)、工程類型(管灌、噴灌、滴管等)抽取61個項目進行調查，采取與當地工作人員座談、入戶調查、現場實地調查、咨詢專家、查閱水行政主管部門有關抽查項目資料等方式獲取信息，完成調查問卷，獲取相關數據，結合表2所示項目綜合效果評價等級劃分標準，最終得出項目評價指標隸屬度表，見表4。

表4 項目評價指標隸屬度

在確定權重和隸屬度的基礎上，對準則層和目標層進行模糊計算，得到評價結果，見表5。

4 結果分析

(1)根據表4，項目綜合效果評價中P1，P3，P4，P5，P6，P14指標的級別為Ⅰ級(很好)，特別是建設規劃(P1)指標有93.4%的調查項目評價為Ⅰ級；P11指標的級別為Ⅲ級(一般)；其余指標的級別為Ⅱ級(較好)。對于P5，P10，P11，P14，P15指標仍有部分調查項目評價級別為Ⅴ級(很差)，說明對于部分項目在這些指標方面存在薄弱環節，需要改進。

表5 準則層和目標層模糊評價結果

(2)準則層中項目規劃與實施項(C1)的級別為Ⅰ級(很好)、政策制定與效果(C2)、工程質量與效益(C3)、項目運行管理與可持續性(C4)的等級均為Ⅱ級(較好)，說明石羊河流域高效節水灌溉項目在準則層4個方面均有滿意表現。

(3)項目綜合效果評價結果為Ⅰ級(很好)。

5 結語

(1)采用綜合模糊評價模型基本上可以真實的反映高效節水灌溉項目的綜合效果，可用于其他高效節水項目評價，需結合實際做適當的調整。

(2)以石羊河流域高效節水項目為例，進行模糊綜合評價得出其綜合效果評價等級為較好，但某些指標仍需改進，為高效節水灌溉項目決策管理指出了方向。