区域高效节水灌溉发展水平综合评价研究——以内蒙古自治区为例

李 俊

(乌兰察布市水利新技术推广试验站，内蒙古 乌兰察布 012000)

我国是一个人口大国，也是一个农业大国，但水资源短缺问题一直制约着我国农业社会经济的平稳健康发展。据分析预计，到2030年我国的农业缺水量将达500亿～700亿m3，而目前全国的灌溉水利用系数又仅仅只有0.5，因此大力发展高效节水灌溉技术迫在眉睫[1-4]。

一个地区的节水灌溉技术发展至什么水平对于其发挥的效益情况是不同的，要对节水灌溉技术效益进行估算就必须对其技术发展水平有一个准确掌握[5-6]；经过多年的发展和研究，已逐步探讨出一系列可用于节水灌溉技术发展水平评价的方法，如可变模糊理论[7]、集对分析法[8]、熵权模糊物元法[9]以及逼近理想评价法[10]等，上述理论发展的日趋成熟为清楚认识和评价区域的节水灌溉发展水平提供了理论支撑，但很多研究仅局限于一种理论，没有对比性，很难对节水灌溉发展水平有一个综合性的判断。因此，作者在总结和借鉴前人研究理论的基础上，对内蒙地区的高效节水灌溉发展情况进行了逼近理想评价法、可变模糊评价法以及集对评价法下的对比综合评价研究，以期能为该地区的节水灌溉科学发展及解决农业用水紧缺问题提供理论指导。

1 情况简介

内蒙地区主要的节水灌溉措施包括喷灌、滴灌、低压管灌以及渠道衬砌等，截至目前，该地区总灌溉面积约为370万hm2，有效灌溉面积达310万hm2，其中节水灌溉的面积为230万hm2，喷灌、滴灌、低压管灌以及渠道衬砌的灌溉面积占比分别为：19.7%、20%、23.4%、35.9%，如图1所示。近几年来，自治区政府加大了对于喷灌、膜下滴灌等高效节水技术的投入和改造，促进该地区农牧业水资源可以得到充分利用，缓解了地区水资源紧张问题。

图1 内蒙地区节水灌溉占比情况

2 区域节水发展水平评价指标体系及评价方法

2.1 评价指标体系的建立

评价指标的选择应具有实用、可比、代表以及易于量化等特性。利用德尔菲法对初选的指标进行重要性分析，最后确定了33项指标作为评价指标体系的指标层，系统层则分为工程节水、农艺节水以及管理节水，建立起包含目标层、系统层和指标层的综合评价体系，见表1。

表1 节水灌溉发展水平综合评价指标体系表

2.2 评价方法介绍

通过对多指标综合评级方法的多年研究，最常用的方法有：综合指数分析法、灰色关联度法、层次分析法、集对分析法等。文章拟采用逼近理想解法、可变模糊法以及集对分析法对内蒙地区的节水灌溉发展水平进行综合评价。

逼近理想解法，又称TOPSIS法或者优劣解距离法，依据评价对象值与理想化值贴近的远近程度进行排序，设定方案集M=(M1，M2

，Mm)，指标集表示为C=(C1，C2

，Cn)，形成多目标决策矩阵。

(1)

可变模糊评价法主要用于分析相对性和模糊性，包括相对隶属度、模糊可变集合以及差异函数等一系列核心概念，假设U为论域，u为论域U中的某一元素，A为论域U中的一个模糊子集，那么A的隶属函数uA可定义为：

(2)

非确定性系统问题分析经常用到集对分析理论，又称SPA法，具有明显的辩证性、完成性以及广泛性，融和了定性与定量的评价方法，假设A、B两个集合总共有N个特征联系，其中共有特性为S个，对立特性为P个，那么，两者的综合联系度为：

(3)

式中，F=N-S-P。根据三种方法计算分析结果，将节水灌溉发展水平分为差、较差、一般、较好以及好五个等级，各方法五个等级下对应值见表2。

表2 3种评价方法等级划分

3 综合评价结果分析

3.1 工程节水评价结果

通过分析计算得到了三种方法下工程节水的评价值如图2所示。从图2中可以得出：内蒙古地区的工程节水灌溉发展水平基本处于较差～一般(逼近理想解法为较差，可变模糊为一般，集对分析为较差)；从单个分析法可以得到：在研究区12个市盟中，逼近理想解法得到差、较差和一般结果分别为1个、8个、3个，呼和浩特、乌海、通辽三个地区的工程节水发展水平处于一般水平；可变模糊法得到的差、较差、一般的个数为0个、3个、9个，计算得到水平整体上好于逼近理想解法；集对法得到的差、较差、一般、较好水平的个数分别为1个、7个、1个、3个，且较好的三个市区也是呼和浩特、乌海、通辽。

图2 工程节水评价结果对比

3.2 农艺节水评价结果

不同分析方法得到的农艺节水灌溉发展水平评价值如图3所示。从图3中可以得到，三种方法计算得到的农艺节水灌溉总体水平均是较差水准，其中TOPSIS法得到3个差评、5个较差评、3个一般以及1个较好评价，3个较差评在包头、赤峰和阿拉善，一个较好评价在通辽市；VFT法得到了7个较差和5个一般评价；SPA法分析结果为3个差评、5个较差和4个一般，3个差评和TOPSIS法一致，均为包头、赤峰和阿拉善三个地区。

图3 农艺节水评价结果对比

3.3 管理节水评价结果

3种评价法对于管理灌溉发展水平的评价值如图4所示。从图4中可以得到：3种方法对于管理灌溉的评价均为一般；其中TOPSIS法得到了2个较差、5个一般、3个较好以及2个好评，2个好评集中在呼和浩特和通辽；VFT法得到了3个较差、7个一般以及2个较好，较好评价地区也为呼和浩特和通辽；SPA法得到了3个较差、5个一般、2个较好以及2个好评，这与TOPSIS法评价结果一致，且好评区也在呼和浩特和通辽。

图4 管理节水评价结果对比

3.4 综合评价结果

内蒙古各地区节水灌溉综合发展水平评价情况如图5所示。3种方法得到的评价结果均为较差水准；其中TOPSIS法得到了3个差评、6个较差以及3个一般，3个差评在包头和赤峰；VFT法得到了8个较差、4个一般；SAP法得到了2个差评、6个较差、2个一般和2个较好，2个差评也是在包头和赤峰，2个较好评价在呼和浩特和乌海。可见，内蒙古各地区的节水灌溉发展水平不太均衡，各地区发展情况差异较大，而且整体的发挥水平也处于较差水平，后期应加大城乡改革和农业技术投入，完善相关灌溉制度，协调区域的社会经济发展，才能在根本上促进节水灌溉技术的高效发挥。

图5 节水灌溉发展水平综合评价结果对比

4 结论

以内蒙古自治区为例，采用TOPSIS、VFT以及SPA三种方法对该地区的节水灌溉发展水平进行了综合对比分析评价，认为该地区的节水灌溉发展整体上仍然处于较差水平，且地区间发展不平衡；研究结果揭示了当地区域节水灌溉技术发展现状，对于内蒙各地区后期的节水灌溉技术重点发展和关注方向具有一定指导意义。