石羊河流域高效节水灌溉项目综合效果评价

薛 媛，牛最荣，张 芮，赵 霞，黄 珍

(甘肃农业大学水利水电工程学院，甘肃 兰州 730070)

石羊河水系位于河西内陆河流域最东端，河流补给来源为山区大气降水和高山冰雪融水，产流面积1.11万km2，多年平均径流量15.037亿m3。南部祁连山高寒半干旱湿润区：海拔2000～5000m，年降水量300～600mm，年蒸发量700～1200mm，干旱指数1～4；中部走廊平原温凉干旱区：海拔1500～2000m，年降水量150～300mm，年蒸发量1300～2000mm，干旱指数4～15；北部温暖干旱区：包括民勤全部，古浪北部，武威东北部，金昌市龙首山以北等地域，海拔1300～1500m，年降水量小于150mm，民勤北部接近腾格里沙漠边缘地带，年降水量50mm，年蒸发量2000～2600mm，干旱指数15～25[1]。

高效节水灌溉是指根据当地供水条件和作物的需水规律，充分高效地利用灌溉用水，达到作物的技术经济性、社会效益、生态效益的最优值[2]。近几年，各级政府高度重视农业水利建设工作，不断加大节水灌溉建设财政和政策支持力度，投入了大量财力、物力和人力发展高效节水农业。高效节水灌溉项目的实施提高了水资源利用效率与效益，在带来经济效益的同时也产生了越来越重要的社会效益和生态环境效益，因此对高效节水灌溉项目的综合效果进行评价具有非常重要的现实意义[3]。2013—2016年在石羊河流域共实施了将近150万亩国家级高效节水灌溉项目，对这些项目在基础建设、工作实施与工作成效3个维度进行基于层次分析法的模糊综合评价。目的是了解这些高效节水灌溉项目现状，对项目实施效果进行评估，发现高效节水灌溉工程建设和运行管理中存在的主要问题，提出今后高效节水灌溉发展应关注的重点方向、对策和建议，为水行政主管部门制定政策等提供参考。

1 评价指标体系

在已有研究工作的基础上，结合相关的多学科知识，坚持可行性、系统性、导向性和前瞻性原则，从项目规划与实施、政策制定与效果、工程质量与效益、项目运行管理与可持续性等4个方面构建了高效节水灌溉综合效果评价体系[4- 8]。该体系包括1个目标层，4个准则层及19个相关的指标层，具体指标构成见表1。

2 模糊层次分析

2.1 指标集和评价集

对项目综合效果评价体系建立目标层、准则层和指标层。准则层分为4个，则准则层的评价集为Ci，即：Ci={项目规划与实施C1，政策制定与效果C2，工程质量与效益C3，项目运行管理与可持续性C4}。

表1 高效节水灌溉项目综合效果评价指标

指标层指标集：Pj={P1，P2，…，Pi}，j=1，2，…，19。当评价目标是项目规划与实施C1时，按照项目规划与实施4个因素，即评价因子集合为{P1，P2，P3，P4}；当评价目标是政策制定与效果C2时，按照政策制定与效果4个因素，即评价因子集合为{P5，P6，P7，P8}；当评价目标是工程质量与效益C3时，按照工程质量与效益7个因素，即评价因子集合为{P9，P10，P11，P12，P13，P14，P15}；当评价目标是项目运行管理与可持续性C4时，按照项目规划与实施4个因素，即评价因子集合为{P16，P17，P18，P19}。

设指标层单个因素的等级集合为：T={Y1，Y2，…，Ym}，其中，Y1，Y2，…，Ym为m个评价等级。结合实际情况将高效节水灌溉项目综合效果评价等级划分为5级，即评价集取为：Tm={Y1(I级：很好)，Y2(II级：较好)，Y3(III级：一般)，Y4(IV级：较差)，Y5(V级：很差)}。即为“很好、较好、一般、较差、很差”5种等级的标准，见表2。

2.2 确定权重

评价采用层次分析法来确定评价过程中的权数分配。根据对客观实际的模糊判断，对每一层次的相对重要性给出定量的表示，再利用数学方法确定全部元素相对重要性次序的权系数。

在咨询有关专家的基础上，根据1-9标度法，将各项元素的重要性进行两两比较后构造各层判断矩阵，即指标P1～P4对准则层C1的判断矩阵、指标P5～P8对准则层C2的判断矩阵、指标P9～P15对准则层C3的判断矩阵、指标P14～P19对准则层C4的判断矩阵。求各判断矩阵的特征向量，并进行归一化处理，可求得指标层权重集WPi；用同样的方法，构造准则层判断矩阵再求ACT的特征向量并做归一化处理，可确定准则层权重集WC。最终构造出高效节水灌溉项目综合效果评价体系权重，见表3。

表3 高效节水灌溉项目综合效果评价体系权重

2.3 模糊综合评价

根据指标层的指标集Pj和评价标准集Tm，得到指标隶属度矩阵Rn。对项目综合效果评价体系中进行指标层对准则层和准则层对目标层的评价。指标层对准则层的模糊评价为：Ci=WPi·Rn，准则层对目标层的模糊评价为：Y=WC·C。根据隶属度最大原则，选取Y1，Y2，Y3，Y4，Y5中最大值对应的评价集元素作为最终评价结果。

表2 项目综合效果评价等级划分标准

备注：*表示农药、化肥使用降低量。

3 项目综合效果评估

按照水源类型(地表水、地下水)、工程类型(管灌、喷灌、滴管等)抽取61个项目进行调查，采取与当地工作人员座谈、入户调查、现场实地调查、咨询专家、查阅水行政主管部门有关抽查项目资料等方式获取信息，完成调查问卷，获取相关数据，结合表2所示项目综合效果评价等级划分标准，最终得出项目评价指标隶属度表，见表4。

表4 项目评价指标隶属度

在确定权重和隶属度的基础上，对准则层和目标层进行模糊计算，得到评价结果，见表5。

4 结果分析

(1)根据表4，项目综合效果评价中P1，P3，P4，P5，P6，P14指标的级别为Ⅰ级(很好)，特别是建设规划(P1)指标有93.4%的调查项目评价为Ⅰ级；P11指标的级别为Ⅲ级(一般)；其余指标的级别为Ⅱ级(较好)。对于P5，P10，P11，P14，P15指标仍有部分调查项目评价级别为Ⅴ级(很差)，说明对于部分项目在这些指标方面存在薄弱环节，需要改进。

表5 准则层和目标层模糊评价结果

(2)准则层中项目规划与实施项(C1)的级别为Ⅰ级(很好)、政策制定与效果(C2)、工程质量与效益(C3)、项目运行管理与可持续性(C4)的等级均为Ⅱ级(较好)，说明石羊河流域高效节水灌溉项目在准则层4个方面均有满意表现。

(3)项目综合效果评价结果为Ⅰ级(很好)。

5 结语

(1)采用综合模糊评价模型基本上可以真实的反映高效节水灌溉项目的综合效果，可用于其他高效节水项目评价，需结合实际做适当的调整。

(2)以石羊河流域高效节水项目为例，进行模糊综合评价得出其综合效果评价等级为较好，但某些指标仍需改进，为高效节水灌溉项目决策管理指出了方向。