遼陽灌區節水配套改造工程迫切度評估

李信樵

(遼陽市水利事務服務中心，遼寧 遼陽 111000)

1 灌區概況

1) 基本狀況。遼陽灌區位于太子河中部的平原沿河地區，地處東經122°35′-123°41′，北緯40°42′-41°26′之間，屬于典型的中型自流灌區。灌區水源以葠窩水庫為主，引水總干為護城河，灌溉總面積185km2，共有黃泥洼鎮、劉二堡鎮、沙嶺鎮、望水臺街道及太子河區太子河鄉等七個鄉鎮和駐軍部隊農場收益[1-2]。

2) 骨干工程現狀。遼陽灌區骨干工程完建于1958年，有效灌溉面積衰減1.9萬畝。渠系工程有斗渠、支渠、分干和總干，全長515.74km，利用護城河建成的總干渠長13.69km；支渠6條，總長度49.85km；農渠432條，總長度345.6km；斗渠共71條，長106.6km。灌區骨干工程有各級閘、渠系建筑物104座，主要有跌水1座，渡槽3座，渠首攔河壩1座，渠首進水閘1座，分水閘73座，泄洪閘3座，倒虹吸3座，節制閘21座，橋46座。灌區的骨干工程經過四十多年的運行，大部分工程及其配套設施已嚴重老化失修[3-4]。

3) 田間配套工程。灌區已有涵基、過溝橋等基本能夠滿足正常運行要求，灌、排水渠溝整體齊全。然而，由于長期種植水稻作物和灌區作業路面年久失修，許多渠系道路仍有待進一步整修。另外，由于過流量的減小和灌溉歷時的增長，使得灌溉滲流量較大和農業灌溉效率低下，從而增大了農民的農田灌溉的難度嚴重影響著灌區的正常運行。在管理不善、等級偏低等多種因素影響下，末級渠系建筑物存在滲漏損失大、完好率低和工程破損等問題，這在很大程度上降低了灌區水利設施的功能作用[5]。

4) 防洪、排澇工程情況。遼陽灌區承泄河道以柳壕河及其支流南地溝、金溝、北地溝、干溝河、兵馬河、雞爪鉤等為主。中游二臺子的金溝和灌區上游區域的地勢較高，下游河水位較高且地勢低洼，分別靠自流排水和強排作用，排水站、排水閘和排水渠為主要防洪排澇工程。灌區現有裝機55臺，排水站10處，排水閘38座，整體上均能保持正常運行，排水能力基本能夠保持在35m3/s以上。

為了適應新階段農村經濟發展的需要，進一步提升優質水稻生產總體水平，就必須對灌區進行改造。由于建設投資有限，遼陽市農業發展部門應本著節水防滲、連片集中、重點突出以及注重實效的原則，將亟待解決改造的末級渠系以及在灌區發揮關鍵作用的項目列入改造范圍，重點對灌區配套不全的斗、農渠閘涵進行更新改造，同時為降低工程成本和提高農業綜合生產能力，在節水改造中盡可能的利用原有水利設施[6]。節水改造項目以渠首攔河壩工程為總體布局，渠道總干部分3400m，2700m，項目同時改造了渠系工程及渠系建筑物，主要包括6座小型進水閘、5座農橋和總干跌水一座。經過對遼陽灌區的一系列改造和建設實施，實現可持續發展和現代化水利的轉變，將渠系水利用系數提升至0.63，恢復水田600hm2[7-10]。

2 基于可拓評價法的迫切度分析

2.1 可拓評價法原理

1)定義物元。選取評價因子，將評價樣本N的特征定義為C，結合評價標準選用V反映其量值，由此可將評價對象構成三元有序組R，利用V、C、N計算矩陣R，表達式為：

R=(N,C,V)

(1)

在灌區節水改造迫切度評價中骨干工程、田間配套工程和防洪排澇工程的運行狀況為N，C、V為各參評指標及其數值。根據灌區運行實際情況和迫切度劃分原則將評價結果分為n個等級，標記為Nj(j=1,2,…,n)，其中Nj的特征向量Ci的取值范圍即為經典域，可利用Vji=[aji,bji]表征，由此構造的經典域可表示為：

(2)

式中：Nj為迫切度評價等級j；Ci為參評指標i；Vji為Nj的取值區間。

將不同評價等級下待評價樣本各特征值的取值區間構成集合P，則P的特征向量Ci的取值范圍即可構成節域，將其表示為Vpi=[api,bpi]，因此構造的節域物元Rp為：

(3)

式中：P為待評價樣本集；Vpi為節域。

2) 計算權重。綜合權重分別采用熵權法和AHP法計算，詳細的計算流程見文獻，利用下式確定綜合權重：

(4)

式中：waj、wbj為層次分析法和熵權法確定的各指標主、客觀權重；wj為確定的綜合權重。

3)確定關聯度。為了能夠定量的描述不相容問題考慮利用具體的函數值來計算，灌區節水改造迫切度評價各指標的關聯度為具體的數值，其計算式如下：

(5)

式中：Kj(vi)為j評價等級下指標i的關聯度；ρ(vi,Vpi)、ρ(vi,Vji)為經典域、節域與待評價物元值間的距。

各參評指標綜合權重和關聯度計算公式，確定各評價等級下待評價樣本的隸屬程度，表達式為：

(6)

式中：Kj(P)為待評價物元的綜合關聯度。根據下述計算式劃分待評價物元的等級，即：

(7)

2.2 構建評價指標體系

根據灌區節水灌溉目標要求和建設項目特點，遵循動態和靜態相結合、定量和定性相結合、可行性、互補性、科學性、有效性等原則，從運行管理、社會效益和灌溉工程3個方面選擇12個典型指標，以灌區可持續發展為目標，以骨干工程改造為重點建立迫切度評價體系，結合灌區運行實際情況和相關資料確定各評價指標初始值見表1。

表1 遼陽灌區節水改造迫切度評價體系及初始值

根據文獻資料和灌區運行情況，將評價等級劃分為Ⅰ-Ⅴ級5個標準，不同標準下各指標取值區間見表2。

表2 節水改造緊迫度評價等級

2.3 迫切度評價

各評價指標的主、客觀權重分別選用AHP法和熵權法計算，采用綜合權重計算公式確定最終的權重。為詳細說明該計算過程，選取一級指標為例，邀請灌區運行管理工程人員和相關專家，結合灌區運行情況對各指標進行打分，從而構造不同層面的判斷矩陣，見表3。從表3可知，工程方面為影響灌區節水改造的重要因素，其貢獻率達到0.672。

表3 一級指標判斷矩陣

同理，依據以上流程計算確定各二級指標權重，然后采用綜合權重公式確定最終的權重，見表4。

表4 二級指標主觀權重和綜合權重

灌區節水改造緊迫程度利用可拓評價法進行評估，結果見表5。結合各指標權重及其特征值大小，最終獲取遼陽灌區續建配套與節水改造緊迫度為4.6，處于非常緊迫和緊迫之間水平?？梢?，為了更加充分的利用有限的建設資金，最大限度的發揮節水改造項目的功能效應必須采取有效的工程措施，改變灌區運行現狀。

表5 節水改造緊迫度評價結果

3 結 論

對遼陽灌區續建配套與節水改造迫切度運用可拓評價法進行科學評價，采用SWOT法分析灌區面臨的威脅、機會和優劣勢。結合SWOT制定的發展戰略和灌區已面臨的緊迫程度，提出要及時改造灌區節水配套、加強內部人員相關培養、完善灌區管理機制和灌區內部工程等措施。