遼寧省遼陽灌區綜合效益評價

裴 興

(遼陽市常安水利工程管理服務有限公司，遼寧 遼陽 111000)

1 研究方法

本文利用社會-經濟-生態系統相耦合的方法建立適用于遼寧省的灌區效益評估體系，為解決各項參評因子的隨機性和不確定性問題，采用模糊數學法建立定量評估模型，該模型可將定性問題實現定量評價，由此實現多要素復雜問題的綜合性準確處理。

1.1 評價指標體系

灌區節水改造是一項集合了管理、農藝和水利措施的復雜工程，而不僅僅為單一的某項技術的應用，所以相應的效益評價標準應為一個系統完善的體系[1-5]。本文充分考慮環境、經濟和社會各系統間的復雜關系，通過對灌區初始數據的調查和分析選取若干個單項評價指標，遵循科學性、適用性、針對性和簡潔性等原則構建梯階層次評價體系如表1。將該評價體系用于某一具體灌區時，應結合當地實際狀況選取合適的評價指標，引入個性化要素構成適用于當地的綜合評估體系。

表1 遼寧省灌區節水改造效益評估體系

1.2 模糊綜合評價模型

設灌區綜合效益評語集為V={v1,v2,…,vm}，即每一項參評因子所對應的評價等級有m種，結合模糊數學原理構造單要素效益評估模型如式(1)、式(2)所示：

B=A·R

(1)

(2)

式中：A、R為灌區高效節水效益各參評因子的權重及其評價矩陣；B為模糊數學法獲取的灌區綜合效益評估等級；定義高效節水效益評語集為V={v1,v2,v3,v4,v5}，效益評價標準劃分為5個等級，評價值隸屬于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級的程度利用B={b1,b2,b3,b4,b5}表征，其數值大小即為隸屬度；n為參評因子個數；ai為效益評價因子i的權值；rij為參評因子i隸屬于評價等級j的程度。

根據單要素評估模型和高效節水效益雙層指標體系，采用下式作為雙層體系效益評估模型，如式(3)所示：

(3)

式中：Rk為反映系統層各要素評估值的變換矩陣,k=1，2，3；Ak為高效節水效益評估體系中準則層各要素的權重集；Rk1～Rkkn為不同評價等級上各參評要素的模糊評價值,kn為第k個子系統的評價指標數。為更加直觀的比較分析，定義Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五個等級的效益評分區間P分別為90～100、75～90、60～75、30～60、0～30，最終利用公式D=B·P確定高效節水效益水平，按照優屬度大小判定灌區綜合效益等級。

2 實例應用

2.1 灌區概況

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，灌溉總面積為18 500 hm2，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街道和駐軍部隊農場受益。灌區屬于大陸性季風氣候區，多年平均降水量為分別727.2 mm，年內分配不均，降水最大和最小時段分別為7月、1月，其中全年的71.3%降水集中于6—9月份，多年平均蒸發量為1449.3 mm，年均溫度7.8 ℃。遼陽灌區為沖擊平原，地形自東北向西南呈傾斜趨勢，西南低、東北高，地勢平坦低洼，土地肥沃。遼陽灌區骨干工程完建于1958年，原設計灌溉面積為10 000 hm2，有效灌溉面積為8000 hm2，目前實際灌溉面積為6667 hm2，有效灌溉面積衰減1267 hm2。渠系工程有斗渠、支渠、分干和總干，全長515.74 km，利用護城河建成的總干渠長13.69 km；支渠6條，總長度49.85 km；農渠432條，總長度345.60 km；斗渠共71條，長106.60 km。灌區骨干工程有橋46座，各級閘、渠系建筑物106座，包括跌水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。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年久失修嚴重老化[3]。

2.2 評價要素的選取

考慮到數據的準確性和可獲取性，結合遼寧省灌區效益評估體系和遼陽灌區實際運行狀況，最終選取經濟內部收益率、受益區農業增產效益、灌區用水效率與輸配水能力、單方農業節水投資、農村生活質量改善程度、促進經濟發展作用、符合農業現代化要求程度、符合區域農業發展要求程度、改善水體質量、對水資源持續利用影響及生態用水量增加率等11項評價要素，利用模糊數學法評價灌區高效節水綜合效益。

2.3 AHP法確定權重

針對各項評價要素的權重運用專家打分法分配，將2019年遼陽灌區高效節水效益按照以上11個指標的實際狀況分析。邀請12名熟悉工程現場情況的專業技術人員、高級工程師參與評價，統計整理各項指標打分情況，如表2。

表2 遼陽灌區節水改造項目調查統計值

續表2

2.4 結果分析

將表2中的調查統計數據除以12得到第二層各指標的評價值，結果如下：

最終利用模糊數學法可獲取灌區綜合效益評分D=B·P=74.06，按照最大隸屬原則可認為該灌區綜合效益達到“較好”等級。從表2可知，參評的11項因子中，在最后兩級的評分中僅有符合區域農業發展要求程度這一要素，而其它各參評要素評分均處于前3個等級，因此該灌區高效節水效益總體處于較好水平。根據遼陽灌區實際建設情況，近幾年灌區節水配套改造總投資1654.86萬元，為灌區節水改造工作的開展提供了足夠的資金支持，建設內容有完善設施管理、渠系建筑物續建改造及干渠疏浚襯砌等，其節水綜合效益較為顯著。項目的實施顯著提升了灌區干渠以下農、斗、支渠的綜合用水系數，灌溉水有效利用率顯著高于遼寧省平均水平；較項目實施前農藥、化肥的施用量大大減少，這對改善灌區生態環境和農業生產條件發揮著巨大作用。總體而言，灌區節水效率和綜合效益達到較好水平，評價結果能夠客觀、準確的反映灌區的實際運行情況，可為其它灌區節水改造及其效益評價提供一定參考。

3 結 論

本文從生態、社會與經濟效益3個方面選取能夠反映灌區運行狀況的典型指標，運用模糊數學法和專家評分法對遼陽灌區綜合效益進行科學評估，有效避免了單一方法存在的片面性。構建的綜合評估體系，基本涵蓋灌區效益的各個方面，獲取的評價結果比較客觀準確，可為其它灌區適宜節水技術推廣和綜合效益評價提供參考。但評價結果仍在一定程度上受專家主觀性影響，未來還需進一步完善評估體系和權重計算方法。