喀左縣水利現(xiàn)代化后評價研究

季秀霞

(朝陽市喀左縣水利局，遼寧 朝陽 122300)

0 引 言

水利工程投產運行一定時期后，客觀的、科學的系統(tǒng)性評價項目規(guī)劃設計、具體實施、可行性研究、項目目標、立項決策、前期準備及運行效益等為項目后評價的主要內容[1]。后評價的主要目的是掌握水利項目的運行狀況和完成情況，同時對工程決策是否正確、項目達到規(guī)劃目標和預期效益的程度、工程是否成功等給出科學評判，并為后期的工程建設和項目設計提供指導[2-3]。本文根據(jù)后評價工程實踐和現(xiàn)代化內涵特征，借鑒相關方法和文獻資料，將PAC-LINMAP模型和目標評價體系結合，對喀左縣中期規(guī)劃的水利項目進行客觀、科學的綜合評價。

1 PCA-LINMAP耦合模型

將多維度線性LINMAP與主成分PCA法相結合構造耦合模型，其基本原理是利用PCA法和樣本數(shù)據(jù)獲取可以體現(xiàn)樣本優(yōu)劣序對及差異的主成分，然后在LINMAP模型中輸入樣本優(yōu)劣序對，從而獲取各要素權重[4-6]。

1.1 PCA模型原理

將多維數(shù)據(jù)利用主成分析法降維處理，從而選擇相互獨立的幾個主成分替代多個參數(shù)，通過對初始數(shù)據(jù)的組合確定各主成分值，該方法能夠客觀、準確的反映水利現(xiàn)代化后評價各因子間的非線性復雜關系。設定p、n為隨機變量和參評樣本數(shù)，從而構造p×n階矩陣X，其表達式為：

(1)

式中：xij為變量j在評價樣本i中的數(shù)值；

采用標準化公式對各因子初始值進行處理，從而構造標準矩陣Z，采用文獻提出的公式求解樣本Z的相關矩陣和p維特征值(λ1,λ2,…,λp)，其中γ1,γ2,…,γp為對應于正交向量。定義水利現(xiàn)代化后評價主成分為貢獻率>85%的指標，則主成分i的評價值計算式為：Y=γ1iZ1+γ2iZ2+…+γpiZp。

1.2 LINMAP模型原理

將依據(jù)si值大小獲取的排序結果主觀偏好的偏好排序為LINMAP模型的基本理念，然后利用wj值確定最終的權重。設(Zij)n×p為p維變量關于n個樣本的決策矩陣，采用理想點加權歐幾里德距離平方si替代決策人最偏好樣本到空間中任一樣本點zi1,γi2,…,γip的距離，其計算式為：

(2)

式中：wj為評價因子j的權重平方，通過求解LMNMAP模型的約束極值條件確定權重平方wj值，其數(shù)學公式為：

(3)

2 實證分析

水利現(xiàn)代化后評價是一項內涵豐富、系統(tǒng)復雜的龐大工程，其根本目標是實現(xiàn)生態(tài)、經濟、社會與水資源的協(xié)調可持續(xù)發(fā)展，現(xiàn)代化水平不僅決定著城鎮(zhèn)生活質量和區(qū)域發(fā)展水平，而且與防洪安全、生態(tài)環(huán)境及自然條件等因素密切相關。為保障水利工程生態(tài)、經濟、社會效益和區(qū)域水利現(xiàn)代化的基本建成，喀左縣編制了2015-2030年水利現(xiàn)代化規(guī)劃。隨著氣候條件和水情市情的變化，對原規(guī)劃提出了更高的要求。為了更加科學的評價喀左縣2017-2018年水利工程建設管理水平，采用上述評價方法系統(tǒng)、客觀地評估了該區(qū)域水利現(xiàn)代化狀況[7-8]。

2.1 水利現(xiàn)代化后評價體系

不同區(qū)域的農業(yè)發(fā)展狀況和水利工程建設水平存在較大差異，為了保證后評價體系更具廣泛性和普遍適用性，遵循可行性、公認性、代表性、科學性、創(chuàng)新與傳統(tǒng)相結合等原則，盡可能的選取能夠體現(xiàn)水利設施運行狀況、水利現(xiàn)代化目標要求的指標[9-10]。根據(jù)喀左縣水利現(xiàn)代化規(guī)劃和水利建設實際情況，參考相關研究資料選擇22項典型指標如表1所示。

水利現(xiàn)代化建設目標要求受不同時期的經濟條件、歷史環(huán)境、科學技術等因素的影響，因此它屬于動態(tài)的演變過程，其現(xiàn)代化標準和進程也有所不同。為了能夠更好的銜接中期規(guī)劃發(fā)展與水利現(xiàn)代化評價之間的關系，將目標實現(xiàn)程度劃分為差、中、良、優(yōu)四個標準，所對應的評分依次為0-60、60-70、70-85、85-100。

2.2 權重的確定

2.2.1 主觀權重

結合區(qū)域規(guī)劃和喀左縣水利實際情況構建的評價體系，與區(qū)域水利發(fā)展布局和總體目標具有良好的對應性，因此該評價體系存在主觀性和前瞻性。本文采用專家打分法和喀左縣水利運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)，經適當調整確定各因子主觀權重如表2所示。

表1 水利現(xiàn)代化后評價體系及其說明

表2 水利現(xiàn)代化后評價指標主觀權重

2.2.2 客觀權重

為了更加系統(tǒng)、客觀的反映喀左縣水利發(fā)展情況，對2014-2018年研究區(qū)水利現(xiàn)狀利用PCALINMAP法分析，從而確定各評價因子客觀權重。為簡要說明其運算過程選取水資源供給與效率水平X2為例，運用以上方法求解萬元工業(yè)增加x6、萬元GDP用水量x5、供水保證率x4客觀權重，各因子實測值如表3所示。

表3 喀左縣2014-2018年X2體系指標值

步驟一：從表3可以看出，成本型指標有x5、x6，因此在標準化前需要對這兩項指標進行正向處理，由此構造初始評判矩陣R如下：

步驟二：水利現(xiàn)代化后評價貢獻率和特征值利用SPSS19.0軟件計算，結果見表4。顯然，第一主成分涵蓋了總變異的91.185%，特征值為2.716，所以表征水資源供給與效率的要素為該第一主成分。

表4 主成分貢獻率及特征值

步驟三：采用主成分評價數(shù)據(jù)(表5)和決策矩陣確定有序對集，評價結果與初始數(shù)據(jù)保持高度的一致性。

表5 主成分評價數(shù)據(jù)

步驟四：將LINMAP模型輸入標準化數(shù)據(jù)和有序對集，最大、最小化問題利用LINGO11.0模塊求解，計算確定的x4、x5、x6各因子客觀權重為0.3986、0.3073、0.2941。同理，將其它各因子客觀權重利用PCA-LINMAP法求解，見表2。由于連續(xù)5a水資源管理達標率、水域面積率未發(fā)生改變，即未變化程度為90%和100%，因此這兩項要素的客觀權重仍然選取為初始權重。

2.2.3 綜合權重

根據(jù)水利現(xiàn)代化規(guī)劃和喀左縣水利發(fā)展要求獲取的各因子主觀權重，滿足系統(tǒng)性和科學性要求，而在實際現(xiàn)狀基礎上利用PAC-LINMAP法獲取的權重具有較強客觀性。所以，為更加準確的揭示喀左縣水利現(xiàn)代化真實水平以及更加切實的推動水利工程建設，將以上兩種方法獲取的主、客觀權重相耦合作為綜合權重。在水利工程建設中防洪減災功能占據(jù)著重要地位，因此賦予主、客觀權重為70%和30%；喀左縣水資源較為豐富且農業(yè)灌溉水平總體良好，所以水資源供給與效率指標的主、客觀權重為50%和50%；根據(jù)水生態(tài)系統(tǒng)變化特征和河湖健康狀況，取該因子主、客觀權重為70%和30%；為了能夠最大限度的提升農業(yè)生產力，設定農田水利保證能力主、客觀權重為50%和50%；由于發(fā)展保障能力和水管理能力受喀左縣經濟發(fā)展狀況的制約，所以設定因子值主客觀權重為60%和40%。綜上分析，經適當調整確定各因子綜合權重，見表2。

2.3 綜合得分

依據(jù)2018年喀左縣水利現(xiàn)代化規(guī)劃要求和確定的各評價因子綜合權重，利用文中相關公式確定綜合評分如表6所示。研究表明，改進的PCA-LINMAP具有操作簡單、運算效率高等優(yōu)點，能夠直觀的體現(xiàn)區(qū)域水利設施管理、運行狀況，為水利現(xiàn)代化評價和提供區(qū)域水利規(guī)劃設計提供一種新的方法。

表6 水利現(xiàn)代化各評價指標及六大體系綜合得分

3 結 論

喀左縣中期規(guī)劃的水利項目現(xiàn)代化綜合評分為88.61，超過目標值要求的85.00分，可見規(guī)劃項目發(fā)揮了顯著的成效且相對實現(xiàn)程度較高，基本能夠達到目標要求。結合預期目標和評價結果存在一定的偏差，得住如下結論：

1)為確保區(qū)域防洪除澇安全應加快險工患段的治理，加大防洪除澇建設投入力度切實改善區(qū)域防洪滯后的現(xiàn)狀。在保證防洪安全的情況下，仍需要進一步提升農村河道治理率和水土流失治理率，加強生態(tài)防護和制定科學的治理方案。

2)人才結構達標率、投入政策到位率和基層管理服務水平仍存在一定的缺陷，為有效控制工程投資和避免出現(xiàn)工程變更，要提升項目管理科學化水平和確保高質量設計。

3)新時期城市化發(fā)展和傳統(tǒng)的水利工程之間存在不協(xié)調現(xiàn)狀，對此應轉變水利規(guī)劃思路協(xié)調各系統(tǒng)之間的健康發(fā)展，不斷豐富設計理念和工程設計方法。