界亳河灌区节水配套改造工程迫切程度评估研究

代晓燕

(安徽省界首市水利局，安徽 界首 236500)

我国水资源总量丰富，具有28000亿m3，占到世界水资源总量的7%，但是我国人均水资源量仅为2100m3，为世界人均水资源量水平的1/4左右[1-3]。同时，水资源分布存在较大的地区差异和时间差异，使得水资源难以得到合理配置[4-5]。改革开放以来，随着我国工业和农业的快速发展，城镇化水平的不断提高，加大了对水资源的需求。然而，我国水资源存在污染严重、水质恶化、农业用水浪费严重等问题，大大降低了水资源的使用效率。

在这种背景下，对灌区进行节水配套改造、提高水资源利用效率，就显得尤为重要了。为正确分析灌区节水改造迫切程度，给政府部门决策提供科学的依据，本文以界亳河灌区为研究对象，对节水配套改造迫切性进行分析，以期为界亳河灌区节水配套改造工程提供参考。

1 工程迫切程度评价指标体系

1.1 指标选取原则及方法

指标体系是对界亳河灌区节水配套改造工程迫切程度评价的前提和基础，关系到评价结果的客观性和正确性。因此，在对指标进行选取时，必须遵循以下原则。

(1)科学性原则：选取的指标要概念清晰明确，其能够客观、准确的反映出评价对象的特点，能够理论与实践相结合，即理论上合理，实践中能够反映现状与未来发展趋势。

(2)代表性原则：由于影响节水配套改造工程的因素比较多，其中很多指标之间存在涵义重叠。为了保持选取指标的独立性，应当尽量选取具有一定代表性和典型性的指标。

(3)可行性原则：选取的指标应当注意其是否具有可行性，是否与界亳河灌区实际相符合，指标数据是否能够获取，既要考虑选取评价指标数据获取的难易程度，也要考虑指标的可信度。

(4)系统性原则：界亳河灌区节水配套改造工程迫切程度评价是1个系统过程，因此，指标的选取也要考虑能够全面、系统的反映出界亳河灌区的工程现状，指标之间能够形成1个系统的整体[6]。

目前，构建指标体系的方法较多，如专家调查法、文献研究法、相关系数法、熵值法等[7-8]。为了实际操作简单，本文拟采用文献研究法对指标进行初步的识别，在此基础上，结合界亳河灌区实际情况对指标进行删减；最后，采用专家调研法对指标体系进行完善，形成界亳河灌区节水配套改造工程迫切程度评价指标体系。

1.2 构建评价指标体系及说明

根据上文的原则及方法，构建出评价指标体系，见表1。

表1 界亳河灌区节水配套改造工程迫切程度评价指标体系

1.3 指标的分级及处理

根据前人研究成果，结合界亳河灌区节水配套改造工程特点，确定指标分级标准，本文将指标分级设为5个等级，具体见表2。

表2 评价指标分级情况

界亳河灌区节水配套改造工程迫切程度评价为多属性决策，由于各指标的属性不同，度量单位不同，表示的含义也不同，所以必须对指标进行处理。本文拟采用作差法对指标进行正向化处理，其公式如下：

逆向指标：xij=max{xij}-xij

(1)

正向指标：xij=max|xij-k|-|xij-k|

(2)

同时，本文采用均值法对数据进行无量纲话处理，其计算公式如下：

(3)

2 灌区节水配套改造工程迫切程度评估模型

2.1 基于博弈论的指标权重确定方法

(4)

W表示综合权重向量。寻找最优向量可表示为对ai进行优化，而优化的目的是使得W与Wi之间的离差最小。因此，可得：

(5)

根据微分性质，求得最优化一阶倒数条件，即：

(6)

(7)

将计算结果带入线性组合权重公式，可求出权重W。

2.2 基于蚁群投影追踪理论的评估模型

蚁群投影追踪算法是利用蚁群算法来解决投影追踪的优化问题，其评价步骤如下：

假设各指标的样本集为xij，其中i=1，2，…n；j=1，2，…m。

(1)第一步，对数据进行预处理。处理公式如下：

(8)

(2)第二步，线性投影。设αi为m维单位向量，则j投影特征值为：

(9)

(3)第三步，建立投影目标函数。

Qa=S(a)D(a)

(10)

式中，S(a)—类间距离；D(a)—类内密度。当类内密度越大时，分类就越显著。

(4)第四步，优化投影方向。将最优投影问题优化为下列问题：

maxQ(a)=S(a)D(a)

(11)

(5)第五步，综合评价。求出最佳的投影方向a*，得出投影值z*(i)，并于z*(j)进行比较，两者之间差距越小，说明i和j越趋向于一个等级。

3 界亳河灌区节水配套改造工程迫切程度评估

3.1 指标权重确定

采用上述方法计算界亳河灌区节水配套改造工程迫切程度指标权重，具体结果见表3。

表3 界亳河灌区节水配套改造工程迫切程度指标权重结果

根据表3可知，渠道完好率(B21)、水资源利用系数(B41)、灌溉保证率(B42)3项指标权重值均大于0.1，说明其是影响界亳河灌区节水配套改造工程的重要因素，根据实地调研可知该结果符合实际情况，说明基于博弈论的综合赋权法计算得出的权重较为准确，能够客观的反映出实际情况。

3.2 综合评估结果

采用蚁群投影追踪算法对界亳河灌区节水配套改造工程迫切程度进行评估，具体结果见表4。

表4 界亳河灌区节水配套改造工程迫切程度评估结果

根据上文的评价指标分级情况，可以看出界亳河灌区节水配套改造工程迫切程度评估结果为二级，即“一般紧迫”，这与界亳河灌区节水配套改造情况一致，说明该方法具有准确性和适用性。

3.3 改造措施

(1)工程措施方面：①对水源和渠首工程进行改造，更新老旧机电设备，提高供水能力和供水效率，对老化的建筑物、渠道等进行新建、整修或加固，增加引水建筑物，提高引水能力；②对输配水工程进行改造，尽量利用现有的输配水渠道，对渠道分布不合理的地方进行调整，充分考虑经济效益因素。同时，采用沥青材料、混凝土衬砌、浆砌石衬砌等方式对漏损渠道进行修补，降低渠道漏损消耗；③对田间工程进行改造，对于界亳河灌区内的土地不平整、灌溉技术落后、工程配套率不高等问题，可投入资金平整土地，引进喷灌、滴灌等先进灌溉技术，加固田间小型建筑、增多输排水渠道。

(2)管理措施方面：①界亳河灌区工程管理设施配套，包括明确灌区工程管理的范围，加强管理配套设施建设，如灌区管理信息化系统建设等；②推进灌区管理体制改革，灌区节水配套改造应当与管理体制改革并举，包括对管理机构进行改革，如“定岗定员”，明确工作人员职责，推行管养分离，制定长期的人才培养战略等，加强绩效考核，将工作人员收入与绩效挂钩，提高工作人员积极性；③对经营机制进行改革，包括改革水价方案，复核水价成本测算方法与结果，同时，水价改革必须科学、合理，保证农户的切身利益。

同时，除了工程措施与管理措施之外，界亳河灌区节水配套改造工程还需要政策支持措施和投入保障措施。政策支持措施需要当地政府各部门进行协调，制定政策支持措施并上报上一级政府主管部门批准；在投入保障措施方面，尽管界亳河灌区节水配套改造工程有上级政府的资金支持，但是仍需要建立稳定的投入机制才能保障改造工程的顺利实施，如引进社会资本参与、尝试初始水权有偿转换等方式拓宽资金来源渠道。

4 结语

目前，我国正在大力推行灌区节水配套改造，在这个背景下，为给政府部门决策提供依据，本文在对界亳河灌区进行深入调研的基础上，采用科学的方法对界亳河灌区节水配套改造工程的迫切程度进行了分析。同时，根据分析结果和实地调研情况，从工程措施、管理措施、政策支持措施以及投入保障措施4个方面提出了界亳河灌区节水配套改造措施，为界首市政府部门决策以及改造过程提供参考。本文为了便于计量，选取的评价指标主要是以定量指标为主，定性指标较少。应用时应重点考虑定性指标的选取，完善指标评价体系。