永舒榆灌区水生态文明建设水平评价研究

冯璐璐

(吉林省水文水资源局四平分局，吉林 四平 136000)



永舒榆灌区水生态文明建设水平评价研究

冯璐璐

(吉林省水文水资源局四平分局，吉林 四平 136000)

当前水生态文明建设上升到国家发展战略的高度，成为了水利发展的主旋律。在分析了水生态文明灌区的相关理念的基础上，查阅相关规划资料，从资源节约、生产高效、生态自然、环境优美、意识文明5个方面建立了水生态文明灌区的评价指标，并提出利用层次分析法确定指标权重，利用综合指数评价法计算评价结果。永舒榆灌区是吉林省的大型灌区，第二松花江贯穿其中，水资源丰富、水生态文明建设条件较好，对其进行评价，可进一步分析灌区建管的优缺点，并给出具体措施，进一步提升灌区水生态文明建设水平。

水生态文明；指标体系；层次分析法；综合指数评价；永舒榆灌区

灌区水生态文明建设是生态文明建设的重要内容，是实现美丽乡村的基础，是推进水生态文明城市建设的重要保障，也是实现水利现代化的关键环节。为满足水利部关于水生态文明建设的要求，把生态文明理念与绿色可持续发展理念融入灌区农业及水利等资源的开发、利用、治理、配置、节约、保护的各方面，以及灌区规划、建管的各个环节，可以通过设置一系列的指标，衡量灌区建设水生态文明建设的程度，并可对“十三五”期间灌区建设发展做出规划调整，对推进灌区高效、生态、健康、可持续发展，实现灌区经济、社会与生态效益的最大化提出切实可行的规划方向。

1　水生态文明灌区相关理念

1.1建设目的

水生态文明灌区强调灌区是“生产系统与生命系统相融合”的统一系统，在强化其生产功能与生产效率的同时，重视生产、生命、资源、环境系统的和谐。建设目标为灌区用水总量得到有效控制，用水效率和效益显著提高；科学合理的灌区水土资源配置格局和灌排工程布局形成，灌区防洪排涝保安能力、灌溉供水保障能力、抗旱减灾能力、水土资源承载能力等显著增强；灌区水资源保护与沟渠生态治理效果明显，生态脆弱区水生态得到有效修复；灌区管理体制与运行机制基本理顺，水生态文明理念深入人心[1]。

1.2建设内容

水生态文明灌区建设的主要内容包括灌区水土资源高效利用、灌排沟渠生态修复与生态工程建设、灌区水环境保护与治理、灌区水景观与水文化建设、灌区现代化管理制度建设等。

1.3基本特征

一是资源节约，在灌区开展续建配套和节水改造、普及资源节约意识和推广资源高效利用技术，在灌区规划、设计、建设和管理过程的各环节注重对水土资源和能源的节约与高效利用。

二是生产高效，灌区在重视生产功能的同时，按照高产出、低消耗的发展目标，注重提高生产效率，使综合效益达到最大化。

三是生态自然，灌区水利工程建设与生态环境保护相协调，生态工程或近自然工法得到应用，灌区生态系统得到恢复并保持动态平衡，水土流失和水环境得到有效治理，农业面源污染得到有效控制，生物多样性得到恢复和保护。

四是环境优美，灌区内环境整洁，灌排沟渠及河道保洁情况良好，水利工程及其建筑物与周围环境相协调，具有一定的景观美学价值，体现地方水文化特点。

五是意识文明，资源节约意识得到广泛普及，水生态文明理念深入人心，灌区农户在灌区规划、设计、建设和管理等方面的参与程度高且满意度高[2]。

2　水生态文明灌区建设评价指标构建

2.1指标构建原则

灌区水生态文明建设判别指标应立足于中国国情，既要反映水生态自然属性，又要考虑水生态的服务功能，同时立足于水生态的现状，考量灌区建设发展趋势。评价指标的选取既是开展灌区水生态文明建设水平评价的基础，又是评价体系构建的核心内容之一。评价指标是对评判对象从某一方面或多方面做出优劣评定的基础[3]。指标体系是否科学合理，直接关系到评价结果的准确性。水生态文明灌区评价指标体系的构建遵循独立性、系统性、科学性、易量化等原则。

2.2指标体系构建

水生态文明灌区的评价指标从资源节约、生产高效、生态自然、环境优美、意识文明等5个方面出发，按照构建原则，参考灌区现代化规划、市水利现代化规划、市“十三五”水利发展规划等规划构建的指标体系[4]，建立了水生态文明灌区的评价指标体系，包含5个一级指标，18个二级指标，见表1所示。

2.3指标评级标准

在建立了评价指标体系之后，设定合理的指标评级标准对水生态文明灌区的评价至关重要。通过查询文献、规范、标准等确定评级标准，将指标分为“优、良、中、合格、不合格”5个等级，具体见表2。

表1　水生态文明灌区评价指标体系

表2　水生态文明灌区指标评级标准

2.4层次分析法确定指标权重

为了准确地描述评价指标对灌区水生态文明建设水平整体评价的重要程度，需用一定的数值来定量地描述各个指标的重要性，即“权重”。目前确定权重的方法很多，主要有专家咨询法、德尔菲法、层次分析法等主观权重确定方法，以及主成分分析法、因子分析法等客观赋值法。综合比较而言，层次分析法(AHP法)很好地规避了定性问题的不可量化，对决策目标评价时以单一因素作为衡量指标等弊端。

采用层次分析法进行指标权重的确定，可按以下步骤进行。

(1)建立递阶层次结构。把研究问题按特定的目标、准则和约束等分解成各个组成因素，把这些因素按属性的不同分层排列，形成一个自上而下的递阶层次。同一层次的因素对下一层次的因素起支配作用，同时它又受上一层次因素的支配。

(2)构造判断矩阵。判断矩阵表示针对上一层次某因素，本层次与之相关的各因素之间的相对重要性。各因素之间的相对重要性通过两两比较，运用“1～9”比较标度法(9位标度法)对重要性判断结果进行量化。两个因素同等重要定为1，一个比另一个稍微重要定为3，一个比另一个明显重要定为5，一个比另一个强烈重要定为7，一个比另一个极端重要定为9，2、4、6、8为区间中值。

(3)层次单排序及其一致性检验。层次单排序是指根据判断矩阵计算出对于上一层次某因素，本层次与之相关的各因素的相对重要性权值，实际上是计算判断矩阵的最大特征值λmax及其所对应的归一化特征向量W的问题。首先，计算判断矩阵的最大特征值λmax，然后求出满足AΩ=λmaxΩ的归一化特征向量Ω，归一化特征向量Ω=(ϖ1，ϖ2，…ϖn)T的各个分量值就是本层次各因素针对上一层次某因素的相对重要性权值，即单排序权重。

计算出的权向量不一定可用，通常的判断矩阵是不一致的。因此，需要对已经求出的判断矩阵进行一致性检验，以确定是否可行。检验采用式(1)、式(2)：

(1)

(2)

式中：CR为判断矩阵的随机一致性比率；N为判断矩阵的阶数；CI为判断矩阵一般一致性指标。RI为断矩阵的平均随机一致性指标，本评价模型最高只用到5阶矩阵，当n=1,2，RI=0；当n=3，RI=0.58；当n=4，RI=0.90；当n=5，RI=1.12。

(4)层次总排序及其一致性检验

将最底层各因素的权重依次乘以上一层受控因素的相对权重，从而形成各因素对于总目标的绝对权重，绝对权重是指标层对于准则层的权重与准则层对于目标层的权重的累积值。层次总排序也须要进行一致性检验。权重计算结果见表1所示[5]。

2.5灌区水生态效应指标评价

综合指数评价法属于常规的多指标综合评价法，通过实测、估算和调查等获得各个评价指标的现状值，量化后按一定的模型加权合成计算出评价综合值即水生态文明评价数值，最后根据水生态文明评价数值的分级数值范围，确定灌区的水生态文明等级。具体步骤如下。

步骤一：查阅规范、文献、资料等确定各个指标的评级标准。

步骤二：运用层次分析法确定各个评价指标的权重。

步骤三：确定各个评价指标的现状值。

步骤四：将各个评价指标的现状值无量纲化，将指标评级标准“优、良、中、合格、不合格”分别赋值“5、4、3、2、1”。

步骤五：计算灌区水生态文明评价数值，即

(3)

式中：E为水生态文明评价数值，表征灌区的水生态文明状况；n为评价指标的阶数；λi为各个评价指标的无量纲化值；ϖi为各个评价指标的权重。

步骤六：根据水生态文明评价数值确定灌区水生态文明等级，以定量评价结果为依据可将灌区分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级三类，相应的判断标准具体如下。

(1)灌区评价结果大于4的灌区为Ⅰ级灌区，该级灌区达到水生态文明灌区的标准。

(2)灌区评价结果3～4的灌区为Ⅱ级灌区，该级灌区基本达到了水生态文明灌区的标准。Ⅱ级灌区的建设、管理等方面基本满足了水生态文明灌区的要求，但仍存在薄弱环节，有待于完善。

(3)灌区评价结果小于3的灌区为Ⅲ级灌区，该型灌区没有达到水生态文明灌区的标准。Ⅲ级灌区的灌区建设、管理等方面没有达到水生态文明灌区的要求，需要针对其薄弱环节，选择合适的规划、设计和建设方法创建水生态文明灌区。

3　案例分析

选取吉林省永舒榆灌区进行水生态文明建设水平的评价研究。永舒榆灌区为大型灌区，位于吉林省中部，属第二松花江流域，是吉林省唯一的无坝自流引水大型灌区，设计灌溉面积2.41万hm2。区界南起龙潭区乌拉街镇万屯哨口，北与榆树市秀水毗邻，西界第二松花江右岸，东至7个乡镇的台地边缘。境内有第二松花江穿过，水量充沛，地势平坦，土质肥沃，气候温和。2010年至今陆续开展灌区续建配套与节水改造工程，如今灌区建设已焕然一新。正值“十三五”开局之年，对其水生态文明建设水平进行评价，有利于总结经验，指明方向，进一步提高灌区建设与管理水平[6]。

根据灌区建设规划报告、灌区续建配套与节水改造规划、统计年鉴、水资源公报、灌区管理单位年报及现场调研等，确定永舒榆灌区水生态文明建设管理水平现状如表2所示。

永舒榆灌区资源节约评价指数为4.072，偏向于“良”；生产高效评价指数为4.486，处于“良-优”之间；生态自然评价指数为4.020，偏向于“良”；环境优美评价指数为2.715，处于“差-中”之间，意识文明评价指数为3.000，属于“中”。永舒榆灌区水生态文明综合评价指数为3.812，属于Ⅱ级灌区，资源节约、生产高效和生态自然状况好，说明近些年开展的续建配套与节水改造骨干工程成效显著，而且生态环境得到极大改善。环境优美和意识文明评价指数不高，主要原因在于重视工程建设，忽略了灌区的生态环境，较少考虑灌区干、支、斗、农渠的系统治理，已建工程不能突显工程建设的连片效益。

4　灌区水生态文明建设与发展建议

针对永舒榆灌区水生态文明建设与管理水平的评价结果，可在资源高效利用、灌区生态工程建设等方面有针对性地制定规划方案，提高建设与发展水平。

在资源高效利用方面。针对当前灌区建管存在的问题，须提高水的利用率，发展节水农业是根本出路，也是现代农业的基本要求。从水源到形成作物产量要经过三个环节转化：一是由降雨或灌溉进入农田转化为土壤水分；二是农作物吸收土壤内的水分，将土壤水转化为农作物水分；三是通过农作物复杂的生理过程形成作物产量。为减少各个环节中的无效损耗，必须建立农艺节水、工程节水、生物节水和管理节水等综合配套的节水技术体系。开展高标准农田建设项目，以对田、水、路、渠、林进行综合改造和配套，增加有效耕地面积，提高土地质量。

在灌区生态工程建设方面。采用“节水—生态—景观”型灌溉渠道建设模式，将横向的渠道边坡分为常水位以下区、水位变化区和安全超高水位以上区三个区，分别对应“节水”“生态”“景观”重点需求的工程模式。可以进行适当的衬砌及边坡硬质化处理。为了增加生态景观效果，可在纵向上设置踏步和生态带。支渠以上渠道可采用黏土压实方式，支渠以下可采用生态型防渗砌块衬砌。

在灌区生态景观建设方面，平原区应全面做好“点”“线”“面”三方面的生态建设。“点”的建设主要考虑为渠系建筑物与周边背景区域的景观协调性建设；“线”的建设包括灌区范围内的渠道以及护岸林带等生态建设；面”的建设为灌区农田的景观建设，可考虑秸秆的有效利用。

在水生态文明教育建设方面。灌区应侧重于加大对于资源节约、环境保护方面的教育，在灌区增加对于水土保持方面的宣传、教育，鼓励送知识、送科技到农户[7]，真正完善水生态文明建设的最后一公里。

[1]王丹.南昌市水生态文明建设评价研究[D].南昌:南昌大学,2015.

[2]左其亭,罗增良,马军霞.水生态文明建设理论体系研究[J].人民长江,2015,46(8):1-6.

[3]杨慧.东海县水生态文明建设的专项问题研究及应用[D].扬州:扬州大学,2015.

[4]崔淑芳,孙战勇，舒同庆，等.韩墩生态灌区建设初步研究[J].中国水利,2015(15):53-54.

[5]杨自厚.多目标决策方法[M].沈阳:东北大学出版社,2006.

[6]律晓旭.永舒榆灌区水资源利用分析及对策[J].水科学与工程技术,2015(6):8-10.

[7]常波,董青，赵玉红，等.水生态文明行为教育与实施路径探讨[J].水利经济,2016,34(3):62-65.

冯璐璐(1982-)，女，工程师，主要从事水文水资源测验、整编等方面的工作。

X820

A

2096-0506(2016)09-0067-05