阜蒙縣小型農田水利工程治理績效評價

甄永權

(阜新市阜蒙縣水利事務服務中心，遼寧 阜新 123135)

小型農田水利工程為保障我國糧食產量與灌區正常運行的重要基礎設施，其中灌區產糧約占我國糧食總量的75%以上，而小型農田水利建設在很大程度上決定了灌區的高效運行。小型農田水利工程因存在施工難度低、工程投資少、建設規模小、分布范圍廣等特點，也可稱為“小農水”工程，且施工和設計過程中普遍存在重視程度低的情況。同時，針對小型農田水利工程各地政府的管理力度不夠，由此大大降低了其功能效應，為了充分發揮小型農田水利應有的效益應加強其運行管理能力。實踐表明，將區域小農水治理績效運用科學的方法進行評價，為提升小型農田水利治理績效和保證灌區正常運行的重要前提。

目前，對于小農水治理績效的評價ANP法逐漸引起國內學者的關注，周曉平、楊斌等以小型農田水利工程為例，將其治理績效水平運用ANP法進行科學分析，并提出該方法計算各參評因子權重時具有良好適用性和可行性，可為提升灌區運行管理水平和小農水除險加固整治提供決策依據。SD軟件為傳統ANP法的常用處理工具，實例分析時該過程涉及的環節多、運算過程復雜，且主觀隨意性對ANP法權重計算的影響較大。因此，文章將Fuzzy法與ANP法相耦合建立小型農田水利治理績效評價模型，為了實現高效、快速的預測分析引入Matlab軟件和SD軟件，從而大大降低了傳統AHP法的運算量[1-2]。

1 評價指標體系構建

小型農田水利治理績效評價指標的選擇應符合一定的原則，從而保證評價體系能夠系統、全面的體現農田水利的運行管理現狀，具體如下：

1)統籌兼顧原則：參評因子的選取應盡可能的覆蓋小型農田水利的生態環境可持續性、工程效率、社會影響等多方面內容，評價因子要與工程治理績效密切相關，綜合考慮農田水利的各個環節構建綜合性評判體系。

2)科學性原則：小型農田水利治理績效評價體系要選取信息量豐富、可比性強、代表性好且相互獨立的要素。

3)系統性原則：為了可以系統、全面的提升農田水利運行管理現狀，應依據當地工程實際狀況選取自成系統的評判體系，同時反映小型農田水利現狀存在的問題、未來變化特征和發展趨勢等，符合系統性和動態性原則。

目前，尚未形成統一、完善的農田水利治理績效評估體系和方法，結合阜蒙縣農業經濟發展特點和小農水建設實際情況，依據專家咨詢法、理論統計法、頻率統計法和相關文獻資料，最終選取生態環境、工程效率和社會影響3個一級指標和12項二級指標，構建適用于該地區的小型農田水利治理績效評價體系[3-7]，見表1。

表1 阜蒙縣小型農田水利治理績效評價體系

2 ANP-Fuzzy方法

ANP-Fuzzy法屬于一種耦合了Fuzzy評價法和ANP網絡分析法的綜合評價法，該方法可以客觀描述不同參評要素間的相互關系，同時可量化各項評價因子值，比較準確的揭示小型農田水利治理績效各指標間的邏輯關系，從而確保評價結果的可靠性和精準度。采用ANP-Fuzzy法評價小型農田水利的流程如下：

1)結合小型農田水利治理績效評估體系和ANP法基本原理，評判不同參評要素間的邏輯關系，按照梯階層次結構建立治理績效評估體系。

2)通過對ANP法加權超矩陣的運算處理，獲取各項參評因子的初始權重，設Bi(i=1，2，3……m)、Bij(j=1，2，3……n)為ANP綜合評價體系中的一級和二級指標，依據專家意見判別兩兩要素間的相互關系，按照1-9標度準則構造判斷矩陣，經一系列轉換處理后形成特征向量，經一致性檢驗獲取滿足科學合理性要求的局部權重Wij。

3)標準化處理權重矩陣Wij，經ANP法轉換處理獲取極限矩陣W+，采用公式(1)可計算得到各參評因子權重，在i趨于無窮大的條件下，各指標權重即為矩陣W+的列向量，其數學表達式為：

(1)

4)運用模糊線性法處理評估體系中的二級指標，依據該運算結果可形成一級指標評判矩陣如下：

(2)

式中，fij為隸屬于某個等級時被考核二級指標Bij的次數，rij為相對隸屬度。

5)結合小型農田水利治理績效的一級評價指標值及其權重矩陣形成總評價向量Pi，設治理績效評判等級有t個，則總評價向量表達式為：

(pi1，pi2，…，pij)

(3)

6)根據總體評價矩陣及其一級指標權重，利用下式獲取小型農田水利治理績效的綜合評價向量，依據評價標準輸出最終的評價等級，即：

Q=W·P=(q1，q2，…，qt)

(4)

3 實例應用

3.1 區域概況

阜蒙縣地處遼寧省西北部，東與新民、黑山、彰武接壤，南與義縣、北寧相連，西與北票毗鄰，北靠內蒙古奈曼旗、庫倫旗，其地理位置為E41°44′-42°34′、N121°01′-122°26′之間。阜蒙縣土地資源豐富，總土地面積6245.1km2，其中耕地面積25.46萬hm2，占總面積的40.77%，農村人均占有耕地0.398 hm2，居全省第一位，土地面積優勢突出；園田面積1807hm2，占總面積的0.29%；林地面積15.64萬hm2，森林覆蓋率為25.04%，近年來退耕還林、還草、栽植果樹效果顯著；現有5.24萬hm2牧草地逐步在改造，發展速度較快，占總面積的8.38%；其它用地面積15.94萬hm2，占總面積的25.52%。

該區域為北溫帶大陸性季風氣候，氣候特點為冬春少雨干旱、夏秋多雨炎熱、四季分明、光照充足，平均氣溫7.2℃，太陽輻射量138.5kJ/cm2，平均降水量500mm。年內降水分配極不均衡，其中5-9月降水為425mm，占全年的85%，日照時數2865.5h。縣域地勢東部平洼，中部多丘陵、低山，北部丘陵，南部低山，西北以丘陵、低山為主，境內海拔最低、最高點為45.8m和831.4m，按成因將地貌形態大致分為堆積、剝蝕和構造三類，土壤類型以褐土、棕壤土、草甸土、水稻土和風沙土為主。阜蒙縣物產資源豐富，森林覆蓋率較高，農作物主要有花生、大豆、高粱、小雜糧、谷子、玉米和薯類；樹種有杏、棗、榆、楊、柳、柏、松、梨等174種，礦產資源有膨潤土、石灰石、硅石、鐵、煤炭等。由于特殊的地形地貌、氣候環境和歷史條件，加之灌溉用水效率低和區域水資源量少等原因，使得阜蒙縣農田有效灌溉面積呈不斷下降趨勢；另外，現有的小型農田水利設施比較落后，農田覆蓋率和灌區用水效率的減少，對滿足農作物生長需水量、促進農業結構調整和農民創收等產生不利影響，不利于現代化農業建設和當地農業經濟發展。

為了從根本上解決以上問題，水利發展“十三五”期間，全縣在原有5.31萬hm2灌溉面積的基礎上，建設節水灌溉面積1.33萬hm2，其中：新增1萬hm2；非節水灌溉面積改造為節水灌溉面積3333hm2。使阜蒙縣水澆地面積在“十三五”期末達到了4.98萬hm2，非水澆地3333hm2，實現了農村人口人均0.07hm2水澆地的目標。1萬hm2水澆地全部為節水灌溉，其中：渠道防滲灌溉面積3273hm2，移動、半固定噴灌面積3613hm2，管灌面積1400hm2，微噴灌面積1713hm2。新建水源工程1690處，其中：塘壩4座，方塘63座，建攔河引水工程11處，打機電井1552眼，灌溉站24座，自流引水工程14處，潛流22處。非節水灌溉面積改造為節水灌溉面積3333hm2中，渠道防滲灌溉面積740hm2，移動、半固定噴灌面積1353hm2，管灌面積620hm2，微、噴灌面積620hm2。全縣農業發展以綠色農業、現代農業、經濟農業為主功方向，建設農業產業化基地為導向，通過農田水利基本建設，在很大程度上提升了農機化綜合水平，經過多年的建設改造形成了較為完善的農業科技服務體系和灌排系統。

結合現有評判標準和上述阜蒙縣的農田水利建設情況，選用適用于正態分布數據集的標準差分級法，將小農水治理績效評價體系劃分為Ⅰ-Ⅴ級，各等級劃分情況見表2。

3.2 ANP法確定權重

根據阜蒙縣近3年小型農田水利建設相關資料，提取治理績效各參評因子初始數據，結合ANP模型基本原理和專家意見對各項因子打分，從而建立權重計算模型和判斷矩陣。受文章篇幅限制僅列出了一級指標工程效率B1的判斷矩陣，見表3-表4。

表2 阜蒙縣農田水利治理績效分級情況

表3 一級指標判斷矩陣

表4 工程效率B1判斷矩陣

通過一致性檢驗所有評價指標確保農田水利治理績效評價的合理性，運用SD軟件和ANP法獲取相應的極限矩陣，見表5，各指標權重即為相應的列向量。然后將阜蒙縣小型農田水利治理績效評價體系的一級指標權重W利用SD軟件求解，結果為：W=(0.500，0.250，0.250)；同理，按照相同的方法和流程獲取工程效率子系統下屬的二級指標權重為：W1=(0.135，0.042，0.102，0.195)；社會影響子系統下屬的二級指標權重為：W2=(0.133，0.097，0.072，0.056)；生態環境可持續性子系統下屬的二級指標權重為：W3=(0.051，0.057，0.024，0.035)。

表5 農田水利工程ANP極限矩陣

續表5 農田水利工程ANP極限矩陣

3.3 Fuzzy法確定工程治理績效等級

為了保證小型農田水利治理績效各指標評價的公正性和客觀性，邀請熟悉當地農田水利建設情況的9位專家參與評分，這9位專家來自不同文化等級、職業和年齡段。各項評估等級與參評因子相對應，統計整理專家評定情況，匯總隸屬于不同等級的頻次見表6。

表6 評估等級出現頻次歸總表

根據模糊線性變換法和Matlab軟件，利用文中所述公式構造各二級指標評判矩陣，充分考慮專家意見和農田水利建設實際情況確定治理績效評價矩陣Rjt，因此工程效率方面農田水利治理績效評價矩陣如式(5)。然后利用模糊數學法和已獲取的各指標權重，確定該子系統對應的評價向量：B11=(0.062，0.177，0.234，0，0)。

(5)

按照相同的流程和方法，可依次獲取生態環境可持續性和社會影響子系統的評價向量，見表7。

表7 阜蒙縣農田水利治理最終評價

從表7可以看出，工程效率子系統達到一般等級，而生態環境可持續性和社會影響子系統達到較好等級。由此表明，阜蒙縣農田水利治理大大提升了工程效率，對提升農田水利施工質量和設計水平等具有積極作用，為充分發揮研究區農田水利應用的功能效應提供了重要保障。

4 結 論

區域農田水利工程治理績效在很大程度上決定了其農產品產量及農業產值，隨著農田水利建設投資的不斷增加，當前亟需形成一套符合當地實際情況、評價客觀公眾且操作簡便的績效評價體系。文章在詳細分析Fuzzy法和ANP法基本原理的基礎上，將二者有機結合用于農田水利的治理績效評價，并以阜蒙縣農田水利工程為例驗證了該方法的科學合理性。結果表明，ANP-Fuzzy法可以較為客觀、全面的反映農田水利運行管理情況，可為灌區節水改造和區域農田水利治理績效評估提供一種新的途徑。