灌区节水潜力分析中层析分析法模糊评价的应用

摘要：文章以实际工程为例，对层析分析法在灌区节水潜力分析中的应用进行了探讨，建立了节水潜力分析评价模型。研究表明，使用层析法进行分析后证明该地区水库灌区有比较大的节水潜力，这一结果和灌区实际结果相符，达到了评估要求，具有较高的推广应用价值。

关键词：灌区节水；节水潜力；层析分析法；模糊评价；节水灌溉 文献标识码：A

中图分类号：TV213 文章编号：1009-2374（2016）36-0159-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.36.079

随着我国社会经济的快速发展，城市化进程和工业化进程不断加快，对水资源的需求量越来越大，水资源短缺已经成为一项世界性危机，尤其是干旱地区的水资源短缺问题已经成为了制约地区环境、社会、经济的发展的重要因素。为了缓解水资源矛盾，合理配置水资源，需要运用现代化的分析方法对灌区节水潜力进行分析，根据分析结果制定相应的节水措施。

1 案例介绍

某灌区总灌溉面积为45.51×103m2，年降水量少，水量蒸发严重。根据灌区灌溉面积可以将取水方式分为引水灌区、蓄水灌区、纯井灌区、提水灌区，其中引水灌区的有效灌溉面积占总灌溉面积的58%，是节水灌溉的重点区域。本文以此工程为例，使用层析法对灌区的节水潜力进行了分析。

2 灌区存在的问题

灌区所处地区雨水量少，年平均降雨量不到200mm，蒸发强烈，水资源相对比较匮乏。随着地区经济的不断发展，河道水量分配指标有所降低。特别是近年来河道上游地区降水量有所降低，水资源供求矛盾日渐突出，水资源短缺的问题日趋严峻，严重制约了地区经济的发展，总的来说该灌区主要存在以下五个方面的问题：（1）用水结构缺乏合理性。灌区产业用水结构分配不合理，农村用水量占到了总用水量的90%，水资源利用效率不高，农业用水结构缺乏合理性；（2）水资源供求矛盾比较大，存在比较严重的水资源浪费情况。在地区经济的不断发展下，人们对生存环境、用水量的需求越来越高，受投资水平的影响，灌区节水改造和配套规模普遍比较小，对水资源利用的有效性造成了影响，灌溉水的利用率只有0.38，而现状渠系水资源的利用系数为0.47，存在比较严重的水资源浪费情况；（3）水土资源开发过度，水生态环境恶化。由于灌溉水源比较单一，对河道水依赖比较大，而对地下水的开发和利用只占到了水资源总利用率的7.2%，地下水位升高，导致农田土壤盐渍严重，需要对其进行治理；（4）水利基础设施薄弱。在修建的渠系建筑物还不够完善，并且经过多年的持续运行出现了非常严重的老化情况，各种配套建筑物的损坏率已经达到51.5%，由于资金的影响，公田水利配套工程建设较慢，渠道衬砌率低于20%；（5）灌区管理体制无法适应市场经济的要求。当前灌区还没有建立一套完善的管理机制，再加上通讯技术、量水等技术比较落后，无法满足市场经济发展对灌区的要求，灌区当前的农业用水水费价格比较低，只有成本的50%～78%，一定程度上对节水灌溉技术的推广造成了影响。

3 层析分析法介绍

当前在进行区域农业节水潜力进行分析时，常规的分析方法主要是以灌溉水利用系数为评价指标，但是这种方法在水资源开发管理方面的适用性不高。层次分析法指的是将决策问题的相关因素分解成准则、目标、方案等层次，并在该基础上使用定量分析和定性分析相结合的方法对目标进行决策分析。通过利用层析分析法可以将一些复杂的问题简单化，特别适合用于对一些复杂问题进行定量分析，可以将半定量问题、半定性问题转变成定量计算的问题，使评估结果更具科学性。而模糊综合评价法是一种综合考虑多种影响因素后作出的指标评价方法。

4 层析分析法在灌区节水潜力分析中的应用

根据灌区水资源利用率、水土资源情况、灌区种植结构、工程情况、灌区管理现状、作物产出、生态环境效应等进行评价和分析，分析灌区节水潜力改造程度。

4.1 确定指标权重

W指的是权向量，此向量对各因子的某个因素的影响权重进行了体现。

本灌区评价体系层次结构如图1所示，利用公式对各因子的影响权重进行分析后，对权重的一致性进行分析，一般来说CR值<0.1时，则证明得到的权重可以达到一致性检验要求，如果权重达不到一致性要求，需要对构造二元判断矩阵进行重新调查和分析，并重新对权重进行确定。经过计算CR=0.0076<0.1，因此判断矩阵一致性较高，可以作为判断矩阵。灌区评价指标A～B判断矩阵如表1所示。

4.2 层次总排序的评价结果

利用同一层次中所有层次单排序结果对上一层次而言该层次所有因素的重要性的权重值，B层相对于A层总排序为矩阵A权值。由于所有的判断矩阵都属于一致性矩阵，因此层次排序结果一致性良好，评价指标权重分配量W为：

经过分析，判断矩阵一致性良好，因此层次总排序计算结果一致性良好，按照评价标准计算各层指标的评价等级，然后计算出单因素评判矩阵，利用模糊评价法评测灌区节水潜力，进行评判分析后W总=4.34亿m3，

W总为灌区总节水潜力。根据综合评判结果进行分析，灌区节水潜力还处在中级发展中，水库灌区还有比较大的节水潜力有待挖掘。

5 灌区实际节水潜力

该灌区蒸发量比较大，地区主要农作物为水稻，对灌溉的需求比较高，由于该地区处在引灌区的下游，用水保证率不高，再加上河水中含沙量比较大，在使用管灌、喷灌和微灌等节水措施进行灌溉时会受到比较大的限制。适用于节水工程的措施主要包括田间工程改造、渠道防渗、井渠双灌等，而对于井灌区域，可以使用管灌、微灌、喷灌等节水措施进行节水。

对于节水潜力居中的灌区，可以按照取水方式选择相应的节水措施。例如饮水灌区可以使用田间工程改造、渠道防渗等，提水灌区和蓄水挂起可以采用渠道防渗的措施进行措施，并结合具体情况适当推广管灌、微灌和喷灌等。现状用水定额只有2750m3/hm2，只能达到作物关键生育期水利量要求，不过这些灌区的总灌溉面积比较大，采取相应的节水措施后节水量依然客观，经过分析后发现，根据该地区当前的节水灌溉技术标准，灌区的总节水潜力为4～4.5亿m3，节水潜力比较大。和使用层析法得到分析结果基本一致，证明使用层析法对灌区节水潜力进行分析具有较高的可靠性，可以根据层析结果对灌区进行节水改造。

6 结语

综上所述，本文以实际灌区为例，对灌区节水潜力进行了评价和分析，并构建了指标评价体系，根据评价标准计算分析了各层的评价指标，得出了单因素判断矩阵，分析了灌区节水潜力。根据最终的综合评判结果可以看出，该灌区的节水潜力还比较大，和灌区实际情况相吻合，可以将水库灌区的潜力状况真实地反映出来。实践证明，使用层次分析法可以有效地判断灌区节水潜力，结果可靠性高，分析方法简单，可以作为灌区节水改造的参考依据。

参考文献

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[2] 张义盼，崔远来，史伟达.农业灌溉节水潜力及回归 水利用研究进展[J].节水灌溉，2009，（5）.

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作者简介：张晓丽（1981-），女，吉林松原人，中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司工程师，硕士，研究方向：水利规划与水资源配置。

（责任编辑：小 燕）