灌區高質量發展判斷準則與評價指標研究

楊盛贇，王 潔，彭亞敏，陳 菁，陳 丹

（1. 河海大學農業科學與工程學院，江蘇 南京 211100； 2. 江蘇省農村水利科技發展中心，江蘇 南京 210029）

0 引 言

黨的十九大報告指出我國經濟已經由高速增長階段轉向了高質量的發展階段，意味著中國已經步入高質量發展的新時期，高質量發展階段比高速增長階段有更高的要求。灌區作為保障我國糧食安全的主戰場，是維系糧食安全、水資源健康、區域生態平衡的重要紐帶，服務于經濟社會發展和生態文明建設，為鄉村振興、農業現代化提供重要基礎。推進其高質量發展是新時期水利高質量發展的重要環節，也是新時期社會高質量發展對灌區提出的新要求。

2021 年3 月中央發布了《國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035 年遠景目標綱要》，提出推進大中型灌區節水改造和精細化管理，建設節水灌溉骨干工程的重要任務，并把“供水灌溉”作為國家水網骨干工程的重點內容之一，對大中型灌區進行綜合改造勢在必行。因此亟需明確符合新時期要求的高質量灌區內涵，為進一步做好灌區工作提供科學指南，這也是科學評價灌區綜合水平的重要前提。

發展是圍繞解決矛盾展開的，不同時期、不同階段的不同矛盾和問題產生動態的發展任務與目標，在習近平總書記“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的治水思路引導下，近年來灌區的研究和建設產生了新特點、新變化。王超等［1］在節水減污方面提出灌區水資源與灌區發展具有現代性、發展性和協調性的生態節水型灌區建設思路。白美健等［2］分析南方灌區特點結合灌區現代化內涵，提出南方灌區現代化新的工程布局思路和想法。王璞如［3］提出從分水監管、綜合生產能力、水解約和管理改革四個類別構建現代化灌區高質量發展指標體系，并以韓墩灌區為例進行闡述。韓振中［4］通過分析灌區當前存在的發展不平衡不充分問題，提出了實現“四個轉變”、制定發展指南、推進智慧灌區建設、統籌“兩手發力”、強化科技創新和示范引領等灌區現代化發展對策措施。此外，一些學者對高質量發展內涵從不同領域做了解讀，田秋生［5］認為，高質量發展是一種發展理念、發展方式、發展戰略。趙劍波等［6］認為高質量發展是發展觀念的轉變、增長模式的轉型以及對民生水平的關注。左其亭［7］依據社會和諧穩定、經濟有序增長、資源安全供給、生態健康宜居和文化先進引領“五準則”闡述了黃河流域高質量發展水平。

從目前對灌區發展和高質量發展的有關研究可見，符合新時期發展理念的高質量灌區內涵的挖掘和討論還不充分不全面，高質量發展概念與灌區的結合研究較少。且大部分研究停留在概念、理論層次，對灌區高質量水平劃分和界定的研究較少，不能整體性、層次化反映灌區狀態。隨著社會進步、技術創新，對灌區社會、經濟、文化、生態等多領域協調發展的需求進一步增加，現有研究缺乏結合灌區實際問題和新時期灌區發展的高標準對高質量灌區進行概念、內涵的深度挖掘。在明確灌區高質量發展內涵的基礎上，為科學、定量、定性評估當前大型灌區的高質量水平，精準定位灌區高質量發展限制因素，達到補全短板目的，解決灌區發展不平衡、不充分問題，需要圍繞高質量灌區內涵構建一套評價體系，對灌區高質量發展水平進行等級劃分和綜合發展水平評價，目前常用的灌區綜合水平評價方法包括TOPSIS綜合分析、模糊綜合評價法、集對多元分析、投影尋蹤法等［8-11］。

綜上，本文首先通過高質量灌區理念的分析解讀提出灌區高質量發展內涵，以此為判斷準則，建立灌區高質量水平綜合評價體系，確定衡量尺度和客觀標準，利用G1-熵權法確定各指標權重，結合單指標量化-多指標分析-多準則集成（SMI-P）模型進行綜合評價，以此衡量灌區高質量水平，為高質量灌區建設提供參考依據。

1 高質量灌區內涵與評價

1.1 高質量灌區理念與內涵

1.1.1 高質量灌區理念

灌區是依靠自然環境提供的土壤、水、光和熱等資源，通過人工調控手段主動改善生產環境的半人工生態系統，是我國重要公益性基礎設施，集社會、資源、經濟、環境等多系統于一體，具有灌溉、排水、供水、防洪除澇、水土保持等功能。灌區高質量發展強調復合系統的平衡、高水平發展，對各系統提出更全面的要求，轉變傳統經濟主導發展的思路，追求灌區發展的協調性、持續性、綠色性、公平性、先進性新理念。

（1）協調性:灌區高質量發展的協調性一方面體現在矛盾協調。受城市化快速發展和人口壓力影響，社會對糧食高質高量保障的需求與水資源緊缺的現狀之間的矛盾日漸突出，實現水-能源-糧食紐帶關系與協同安全保障，找到水安全、能源安全、糧食安全的平衡點，要求優化灌溉結構，提高灌溉水利用系數，挖掘節水潛力，推進灌區高效生產發展； 協調性另一方面體現在經濟與社會文化的共同繁榮之間的協調。在建設、保護灌區工程的基礎上結合灌區文化景觀改善鄉村人居環境，整合灌區各類文化資源，進一步發展水文化向GCP（文化產品總值）轉化［12］。

（2）持續性:灌區高質量發展要求灌區建設從大力推進工程建設的數量和面積到更加注重灌區提質增效的可持續性方向轉變。灌區可持續性的關鍵問題在于提高工程安全與建設標準，高標準完成灌得上、排得出、降得下任務。一方面解決“灌得上”存在的骨干工程與田間設施不配套、末級渠道防滲措施不足、灌區工程老化嚴重使用壽命低等問題，對灌區工程進行長期有效的維護管理； 另一方面解決“排得出、降得下”問題，完善防災減災體系，改善田間排澇除水條件，整治疏挖排水河道，拆除阻水障礙，加固提高河道堤防，提高易澇地區排水標準。以此提升工程的長久運行和安全保障能力，實現灌區生產的可持續性。

（3）綠色性:構建灌區綠色發展觀是我國綠色發展理念下對灌區高質量發展的必然要求，灌區的綠色發展模式是以環境友好、資源節約的方式推動灌區經濟、社會、生態發展，包含防治農業水污染、保護水土資源環境、提高生物多樣性、建設優質人居環境等多層需求，減少污染排放，避免過度取水，加強生態補償。綠色發展的實現需要結合先進生產力對灌區生態進行保護、修復和改善，做好水土資源規劃，提高水土資源利用效率，實現山水林田村統一規劃，保障生產和生態形成良性循環。

（4）公平性:灌區運行管理的公平性不同于工程指標等剛性約束指標，效果難以通過量化明顯區別，因此長期以來用水管理的公平性沒有引起足夠重視。公平、精準的灌區管理和優質的輸配水服務直接影響農民的積極性和幸福感，與灌區監管能力和服務水平密不可分。灌區高質量發展要求構建一套科學規范化的管理體系規范管理公平。其中，灌區的用水計量、工程觀測設施完善是影響水費計收、供水可靠等多方面的基礎支撐。健全的管理制度和有力的執行保障是資源管理、責任落實、強化監管的基礎，高質量灌溉服務應建立健全專管與群管相結合的管理體系和運行機制，利用政府和市場、水利行業共同發力，推進灌區發展［4］。

（5）先進性:灌溉制度優化、高效節水技術、自動化控制、農業組織化程度、非常規水源利用等領域科學問題和關鍵核心技術的創新和突破是深挖高標準農田建設、灌區節水改造和現代化改造潛力，實現灌區高質量發展的根本支撐。灌區的高質量發展離不開先進的技術裝備支撐和現代化管理手段引領，創新技術與產品的融合、研究成果的轉化與推廣可以驅動灌區實現自動化監控系統、信息化管理系統、智能決策系統一體化建設。

1.1.2 高質量灌區內涵

灌區高質量發展是基于灌區發展階段主要需求和矛盾變化形成的新的灌區發展目標路徑，灌區高質量發展核心理念對于高質量灌區建設具有引領作用，是建立高質量灌區評價體系的基本遵循。協調性理念引導下，應建設資源均衡配置，綜合效益最大化、經濟、社會、文化協同發展的節水高效、文化自信的高質量灌區；遵循持續性發展理念，要求提高工程建設與安全標準，建設灌排設施體系和防災減災體系健全的工程完善、運行安全的高質量灌區；遵循綠色性理念，對高質量灌區提出保護、修復和改善灌區環境的生態良好要求；實現公平性原則，高質量灌區應結合現代化經營理念與社會化服務體系，實現精準計量、規范監管，提高供排水服務質量的管理科學內涵。先進性原則指導灌區各維度高水平一體化發展，形成先進設備管理、先進理念指導、先進科技創新的高質量灌區。

基于此，本文將高質量灌區定義為適應新時期對灌區發展標準化、智慧化、多樣化趨勢，利用先進的科學技術和現代化理念，驅動系統之間同步、聯動發展，具有協調、持續、綠色、公平、先進性，建設形成的工程完善、運行安全、管理科學、節水高效、生態良好、文化自信的灌區（見圖1）。

圖1 高質量灌區概念圖Fig.1 Schematic diagram of the high-quality irrigation district

1.2 高質量發展評價體系

1.2.1 評價指標體系

基于上述對灌區高質量發展內涵的理解，參考相關文獻研究成果，并結合新時期灌區發展需求，遵循科學性、代表性、可行性、差異性等原則，考慮數據可獲得性，保留強相關性，剔除難以獲取、重復性指標，結合大型灌區實際，本文確定骨干灌排設施完好率、斗口及以上灌溉用水計量率、防洪堤防達標率等19 個指標作為高質量灌區的評價指標（見表1），構建以工程完善、運行安全、管理科學、節水高效、生態良好、文化自信為判斷準則的灌區高質量水平綜合評價體系。

表1 指標體系Tab.1 Indicator system

1.2.2 等級判斷標準

目前尚無灌區高質量水平評價統一標準，本文在查閱大量資料基礎上，參考聯合國糧農組織所推薦的灌區綜合評價指南［13］以及全國各地灌區管理辦法及行業標準，咨詢相關專家意見，將灌區高質量水平劃分為Ⅰ到Ⅴ級共5 個等級，分別代表高、較高、中、較低、低水平（見表2），為相關研究提供參考。

表2 灌區高質量發展等級判斷與劃分標準Tab.2 Criteria for grading the quality development of irrigation districts

1.3 綜合評價方法與步驟

為對大型灌區高質量水平進行定量分析評價，在以上篩選得到的評價指標體系基礎上，本文先利用G1-熵權法對各指標進行綜合賦權，再利用左其亭等［14］提出的“單指標量化-多指標綜合-多準則集成（SMI-P）”方法進行綜合評價（見圖2）。

圖2 綜合評價步驟Fig.2 Integrated evaluation steps

（1）確定評價指標的權重:評價體系中研究對象具有多指標、多層次特點，指標數據序列差異性較大，不宜單獨采用主觀權重或客觀權重進行計算，本文采用G1-熵權法確定主、客觀權重。序關系法（G1）是郭亞軍等［15］提出的一種主觀賦權法，該方法和層次分析法（AHP）同樣依賴專家專業判斷和個人經驗，但增加了相鄰指標間重要性程度比值。序關系法賦權的具體步驟和計算公式本文不再贅述，參見文獻［14］。熵權法是一種主要根據指標間的關聯和差異程度以及指標信息載量大小來確定指標權重的客觀賦權方法，在保留專家主觀決策的同時尊重原始數據的賦權客觀性，確定出各指標的組合權重。該組合權重法確定權重能很大程度上降低主觀因素的干擾，同時又避免單純客觀法確定權重與指標的實際重要程度不符的情況，能夠真實地代表評價指標權重。熵權法普遍應用于評價中，具體步驟參見文獻［16］。

（2）綜合評價:基于以上篩選得到的評價指標體系，結合各項指標綜合賦權權重，利用SMI-P 方法進行綜合評價。相關參數設置如表3所示。

表3 評價指標標準值與特征值參數Tab.3 Criteria and eigenvalue parameters for evaluation indicators

2 應用實例

2.1 研究區域概況

以江蘇省某大型灌區為研究實例。研究區域總控制面積為860 km2，灌區現有耕地面積79.97 萬畝，人均耕地1.49 畝，設計灌溉面積76.97 萬畝，現狀有效灌溉面積55.94 萬畝。灌區水源主要引用洪澤湖水和攔蓄回歸水，共有總干渠1 條、支渠11條、斗渠270條、排水骨干河道6條、大中溝428條。

本文以選取該灌區2015、2018、2021年基礎數據，對研究區域灌區高質量發展進行綜合評價，原始數據來源于研究區的相關統計年鑒、灌區相關規劃、灌區地方標準和調研資料，部分缺失數據利用線性回歸進行插值。

2.2 評價結果分析

研究區實例2010、2016、2021 年評價計算結果見表4。從綜合評價結果來看，灌區整體高質量發展水平呈現明顯上升狀態，由2010 年的較低質量水平（IV 級）發展至2016 年的中等質量水平（Ⅲ級），2021 年提高到較高質量水平（II 級），這說明江蘇省水利“十二五”“十三五”“十四五”計劃的部署與一系列措施的成功實施取得明顯成效［17］。從上升幅度來看，2016 年以后，隨著農業現代化步伐加快，發展協調性、穩定性成為重要政策導向，灌區高質量發展水平大幅度上升，2021 年較2016 年五年間綜合評價結果提升了22.4%，灌區整體發展水平進一步提高。

表4 評價結果與等級Tab.4 Evaluation results and grades

由圖3 各準則層及綜合評價結果變化趨勢可見，6 大準則層均呈現穩步上升態勢。其中，工程完善指標發展水平最高且上升幅度較大，2021 年較2010 年增長了44.3%，主要原因可能是受益于2020 年完成的灌區續建配套和節水改造工程中加大了對灌排工程設施的建設、維護投入。2014年習近平總書記提出了“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”治水思路，把灌區節水需求提到一個新的高度，從表4可以看出，作為權重最高的節水高效指標（w節水=0.307）從2010 到2021 年增加了27.3%，灌區新時期發展過程中，節水高效的目標一直放在優先位置，在經歷一輪灌區節水改造后，節水高效指標持續保持在較高水平，今后推進灌排工程現代化改造，灌區節水潛力仍有挖掘空間，可以考慮形成覆蓋灌溉水源、田間工程和骨干灌排工程的全過程合力［18，19］。

圖3 不同評價年份評價結果變化趨勢Fig.3 Trends in evaluation results over different evaluation years

2016年以后管理高效、生態良好、文化自信指數顯著提高，在灌區基本物質建設得到保障和改善的同時，灌區人們對體現公平規范、擴大決策參與、改善人居環境提出更高的要求。但同時可以看出，文化自信指數依然處于較低水平，這需要進一步促進灌溉農業文化與農業產業的融合，激發民眾參與灌區文化建設與保護的熱情與需求，以文化產業帶動地區經濟社會發展，推進灌區歷史文化的保護與傳承，提升灌區居民和管理人員的幸福感。

受限于目前科技創新能力不強，工程設施更新改造不全面，土地集約利用程度較低等原因，灌區整體水平還未達到高質量發展標準，但可以預見，通過灌區續建配套和現代化改造的推進，補全灌區在信息化控制、規范化管理、文化價值理念傳播、綠色經濟發展等領域短板，灌區綜合水平將進一步提升，達到高質量發展水平。

3 結論與展望

（1）新時期背景下，高質量灌區核心理念是實現灌區發展的協調性、持續性、綠色性、公平性、先進性，解決灌區各系統存在的不平衡、不充分問題。用先進技術裝備和科學管理手段建設工程完善、運行安全、管理科學、節水高效、生態良好，文化自信的高質量灌區。

（2）采用G1-熵權法綜合確定權重，綜合SIM-P計算方法對研究實例2010、2016、2021 年灌區高質量水平進行分級和綜合評估，結果顯示該灌區高質量水平成明顯上升態勢，整體水平從2010 年的Ⅳ級上升至2021 年Ⅱ級水平，各項指標均有較大提升。評價結果與灌區實際情況相符，表明評價體系科學合理，能夠較好反映出灌區高質量發展水平，具有可行性。

（3）灌區系統復雜，本研究中部分指標受限于相關數據難以獲取未列入評價指標。此外，隨著創新驅動下的智慧型灌區進一步發展，高質量灌區概念和評判標準可能呈現出動態變化，需要采用新的指標或更新指標的內涵以適應灌區的發展。