辽宁省辽阳灌区综合效益评价

裴 兴

(辽阳市常安水利工程管理服务有限公司，辽宁 辽阳 111000)

1 研究方法

本文利用社会-经济-生态系统相耦合的方法建立适用于辽宁省的灌区效益评估体系，为解决各项参评因子的随机性和不确定性问题，采用模糊数学法建立定量评估模型，该模型可将定性问题实现定量评价，由此实现多要素复杂问题的综合性准确处理。

1.1 评价指标体系

灌区节水改造是一项集合了管理、农艺和水利措施的复杂工程，而不仅仅为单一的某项技术的应用，所以相应的效益评价标准应为一个系统完善的体系[1-5]。本文充分考虑环境、经济和社会各系统间的复杂关系，通过对灌区初始数据的调查和分析选取若干个单项评价指标，遵循科学性、适用性、针对性和简洁性等原则构建梯阶层次评价体系如表1。将该评价体系用于某一具体灌区时，应结合当地实际状况选取合适的评价指标，引入个性化要素构成适用于当地的综合评估体系。

表1 辽宁省灌区节水改造效益评估体系

1.2 模糊综合评价模型

设灌区综合效益评语集为V={v1,v2,…,vm}，即每一项参评因子所对应的评价等级有m种，结合模糊数学原理构造单要素效益评估模型如式(1)、式(2)所示：

B=A·R

(1)

(2)

式中：A、R为灌区高效节水效益各参评因子的权重及其评价矩阵；B为模糊数学法获取的灌区综合效益评估等级；定义高效节水效益评语集为V={v1,v2,v3,v4,v5}，效益评价标准划分为5个等级，评价值隶属于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级的程度利用B={b1,b2,b3,b4,b5}表征，其数值大小即为隶属度；n为参评因子个数；ai为效益评价因子i的权值；rij为参评因子i隶属于评价等级j的程度。

根据单要素评估模型和高效节水效益双层指标体系，采用下式作为双层体系效益评估模型，如式(3)所示：

(3)

式中：Rk为反映系统层各要素评估值的变换矩阵,k=1，2，3；Ak为高效节水效益评估体系中准则层各要素的权重集；Rk1～Rkkn为不同评价等级上各参评要素的模糊评价值,kn为第k个子系统的评价指标数。为更加直观的比较分析，定义Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个等级的效益评分区间P分别为90～100、75～90、60～75、30～60、0～30，最终利用公式D=B·P确定高效节水效益水平，按照优属度大小判定灌区综合效益等级。

2 实例应用

2.1 灌区概况

辽阳灌区位于太子河中部的平原沿河地区，地处东经122°35′～123°41′，北纬40°42′～41°26′之间，属于典型的中型自流灌区。灌区水源以葠窝水库为主，引水总干为护城河，灌溉总面积为18 500 hm2，共有黄泥洼镇、刘二堡镇、沙岭镇、望水台街道及太子河区太子河乡等七个乡镇街道和驻军部队农场受益。灌区属于大陆性季风气候区，多年平均降水量为分别727.2 mm，年内分配不均，降水最大和最小时段分别为7月、1月，其中全年的71.3%降水集中于6—9月份，多年平均蒸发量为1449.3 mm，年均温度7.8 ℃。辽阳灌区为冲击平原，地形自东北向西南呈倾斜趋势，西南低、东北高，地势平坦低洼，土地肥沃。辽阳灌区骨干工程完建于1958年，原设计灌溉面积为10 000 hm2，有效灌溉面积为8000 hm2，目前实际灌溉面积为6667 hm2，有效灌溉面积衰减1267 hm2。渠系工程有斗渠、支渠、分干和总干，全长515.74 km，利用护城河建成的总干渠长13.69 km；支渠6条，总长度49.85 km；农渠432条，总长度345.60 km；斗渠共71条，长106.60 km。灌区骨干工程有桥46座，各级闸、渠系建筑物106座，包括跌水1座，渡槽3座，渠首拦河坝1座，渠首进水闸1座，分水闸73座，泄洪闸3座，倒虹吸3座，节制闸21座。灌区的骨干工程经过四十多年的运行，大部分工程及其配套设施已年久失修严重老化[3]。

2.2 评价要素的选取

考虑到数据的准确性和可获取性，结合辽宁省灌区效益评估体系和辽阳灌区实际运行状况，最终选取经济内部收益率、受益区农业增产效益、灌区用水效率与输配水能力、单方农业节水投资、农村生活质量改善程度、促进经济发展作用、符合农业现代化要求程度、符合区域农业发展要求程度、改善水体质量、对水资源持续利用影响及生态用水量增加率等11项评价要素，利用模糊数学法评价灌区高效节水综合效益。

2.3 AHP法确定权重

针对各项评价要素的权重运用专家打分法分配，将2019年辽阳灌区高效节水效益按照以上11个指标的实际状况分析。邀请12名熟悉工程现场情况的专业技术人员、高级工程师参与评价，统计整理各项指标打分情况，如表2。

表2 辽阳灌区节水改造项目调查统计值

续表2

2.4 结果分析

将表2中的调查统计数据除以12得到第二层各指标的评价值，结果如下：

最终利用模糊数学法可获取灌区综合效益评分D=B·P=74.06，按照最大隶属原则可认为该灌区综合效益达到“较好”等级。从表2可知，参评的11项因子中，在最后两级的评分中仅有符合区域农业发展要求程度这一要素，而其它各参评要素评分均处于前3个等级，因此该灌区高效节水效益总体处于较好水平。根据辽阳灌区实际建设情况，近几年灌区节水配套改造总投资1654.86万元，为灌区节水改造工作的开展提供了足够的资金支持，建设内容有完善设施管理、渠系建筑物续建改造及干渠疏浚衬砌等，其节水综合效益较为显著。项目的实施显著提升了灌区干渠以下农、斗、支渠的综合用水系数，灌溉水有效利用率显著高于辽宁省平均水平；较项目实施前农药、化肥的施用量大大减少，这对改善灌区生态环境和农业生产条件发挥着巨大作用。总体而言，灌区节水效率和综合效益达到较好水平，评价结果能够客观、准确的反映灌区的实际运行情况，可为其它灌区节水改造及其效益评价提供一定参考。

3 结 论

本文从生态、社会与经济效益3个方面选取能够反映灌区运行状况的典型指标，运用模糊数学法和专家评分法对辽阳灌区综合效益进行科学评估，有效避免了单一方法存在的片面性。构建的综合评估体系，基本涵盖灌区效益的各个方面，获取的评价结果比较客观准确，可为其它灌区适宜节水技术推广和综合效益评价提供参考。但评价结果仍在一定程度上受专家主观性影响，未来还需进一步完善评估体系和权重计算方法。