基于综合集成赋权法的农田水利管护模式适用性评价研究

2018-08-29周应堂贾馥蔚

节水灌溉 2018年8期

周应堂，贾馥蔚

(南京农业大学工学院，南京 210031)

1 研究背景与文献回顾

农田水利是促进我国农业可持续发展、提高农村经济发展水平、改善农村生态环境的关键[1]。新中国成立以来，我国各级政府都投入了大量的精力进行农田水利基础设施建设，并且基本形成了低成本、高效益的农田水利基础设施建设管理体系。但是，长期以来地方政府往往只负责农田水利项目的申报和建设，而把农田水利设施的管护工作通过层层下压的方式交给村社进行集体管理，特别是在农户分户经营以后，该管护模式已经无法适应时代发展的要求，并且也导致很多地方农田水利设施“有人建，无人管”、损毁严重等问题，极大地降低了财政资金的使用效率，并影响了国家粮食生产安全和农业可持续发展。国家有关部门对当前我国农田水利设施管护中存在的问题高度重视，水利部2016年公布的《全国水利发展统计公报》表明，2016年我国对于农田水利建设与管护的投入为366.9亿元，相较于2015年的317.9亿元增加了49亿元，增幅达到15.4%。2017年由中共中央、国务院发布的“一号文件”明确指出要抓紧修复水毁灾损农田水利设施。

由于我国幅员辽阔，不同地区之间经济发展水平、政府财政能力、自然气候条件等存在很大的差异，因此不同地区农田水利设施适用的管护模式也不尽相同。农田水利设施的管护水平直接影响到农田水利设施的持续运行及其功能的持续发挥，对于改善地区农业生产条件，提高农业生产水平具有至关重要的作用。因此，对农田水利基础设施选用管护模式进行适应性研究具有重要的意义。

目前有关学者对农田水利基础设施管护问题已经进行了一些研究，且现有研究主要包括农田水利基础设施管护中存在的问题和对策研究以及研究不同农田水利基础设施管护模式特点及其适用条件等两个方面。

(1)农田水利基础设施管护存在问题及对策研究。师奕[2]认为农田水利设施老化严重、投入不足、农民保护意识淡薄以及管护主体缺失是河南省农田水利存在问题，并提出要完善农田水利管护机制，拓宽资金筹措渠道，提高农户积极参与意识；任贵州[3]认为农田水利设施管护技术欠缺，农户参与管护的激励机制欠缺，参与程序不规范是当前苏南农田水利设施管护中存在的问题，并认为落实管护主体、提高管护技术等措施可有效解决这些问题。黄征[4]认为苏南二镇面临管护主体单一、管护制度效率低下、专业管护队伍欠缺等问题，并提出要提高村民管护意愿、创新多元管护机制、多方筹措管护资金；董涛[5]认为从实际出发，分析当前农田水利存在问题的原因，并有针对性的采取优化措施，是提高农田水利设施管护效果的关键。

(2)农田水利基础设施管护模式特点适用条件研究。姜翔程等[6]通过对农田水利管护现状的分析，提出了三权分置条件下农田水利管护的几种模式，并对其适用条件进行了分析。刘恬[7]通过对潼南县现行的三种农田水利管护模式的对比分析，提出了三种管护模式各自的适用条件和优点。柳敏[8]通过对宜昌市和襄樊市现有的三种农田水利管护模式的调查分析，总结出了三种管护模式的特点和适用情况。伍柏树[9]认为实施符合不同地区农业生产发展要求的农田水利设施管护模式对于发展农业经济、提高粮食产量具有重要的作用。李夏珍[10]认为创新农田水利设计管护思路和方法，可以有效解决农田水利设计重建造、轻管护的难题。

可以发现，当前农田水利设施管护中存在较多的问题，而管护主体缺失、管护资金不足、村民参与意识弱等则是较为常见的几个问题。同时，已有关于农田水利基础设施适用性的研究普遍采用的是定性方法，其研究结果在实际应用中缺乏可操作性。为此本文通过定性与定量相结合的方式，首先通过文献调研和案例分析，归纳总结出几种农田水利设施管护模式；然后根据评价目标涮选相应的评价指标，选择合适的评价方法，并且构建了农田水利管护模式的适用性评价模型；最后，以M市为例进行具体的评价。本文研究结果可以为相关部门选择适用的管护模式提供参考，具有重要的现实意义。

2 农田水利设施模式确定

本文通过文献调研法和对已有案例的收集、整理、分析，总结归纳出如下4种常见的农田水利管护模式，如表1所示。

表1 农田水利设施管护模式

由于各个地方的经济、技术、社会以及环境等条件存在很大的差异，因此，不同地区的农田水利基础设施适宜采用的管护模式也有所不同。

3 评价指标体系构建

3.1 评价指标体系

一种管护方式是否适用于某一农田水利项目主要体现项目的经济效益和社会效益能否充分实现，项目运营管理中能否实现优化控制，各参与主体的责任及风险分配是否合理等方面。本文采用文献调研、案例分析、专家调查等方法，收集有关资料，并通过分析涮选，确定了如表2所示的农田水利管护模式适用性评价指标体系。

3.2 赋值方法及数据处理

对于二级指标中的定量指标(包括：D1,D4,D8,D12,D13)，直接进行定量描述。二级指标中的定性指标(包括：D2,D3,D5,D6,D7,D9,D10,D11,D14,D15)，主要通过邀请多位农田水利领域的专家进行打分。

3.3 评价指标权重的确定

农田水利设施管护模式的适用性评价作为一种多属性评价，其各评价指标权重的确定对于农田水利设施管护模式的确定具有重要的影响。为此，本文利用综合集成赋权法[11, 12]对各指标的权重进行确定，有利于精简计算过程，提高决策的科学性，要使用综合集成赋权法必须先要得到客观赋权权重以及主观赋权权重。

表2 农田水利基础设施管护模式适用性评价指标体系

ωk-1=rkωk(k=m,m-1,m-2,…,3,2,1)

(2)

rk的取值如表3所示。

表3 rk的取值

熵值法是建立在差异驱动原理基础上的赋权方法，主要用来表明被评价对象之间存在的差异。设aij(i=1,2,…,n; j=1,2,…,m)是指评价对象i的第j个指标所获得的评分，且满足：

k=1/lnn

(6)

gj=1-ej

(7)

式中：pij是指在第j个指标中，被评价对象i的比重；ej表示第j个指标的熵值；gj表示aj的差异性系数。

通过将G1法和熵值法相结合，可以有效避免由于专家的主观性或者评价方法本身的问题带来的偏差，从而使所得的权重更加符合实际。

ω=δω′+λω″

(9)

δ2+λ2=1

(10)

求解该模型可以得到：

式中：δ*、λ*表示最优解，将δ*、λ*代入到式(8)，就可以得到基于综合集成赋权法的指标权重。

再按照多属性决策分析方法进行计算，就可以得到各个评价对象的评价值di：

4 实例应用

M市某灌区地处东部平原地带，年降水量在1 030mm左右，夏季降水较多，占全年总降水量的54%，冬季降水量较少，只占全年总降水量的11%。该区有灌溉面积800hm2，农户952 户，人口3 027人，主要种植油菜、玉米、马铃薯等经济作物。该灌区2016年全年经济收入约为5 100万元，人均收入约为16 800 元，其中，农业收入在总收入中占有较大比例。该灌区灌溉用水主要来自于S水库，该水库总库容为783 万m3，该区已有农田水利设施包括泵站3座、干渠和支渠共236km，田间管网共计1 068km，田间配套设施共计498套。该灌区农田水利设施由当地管理局负责管护，由于水价过低，导致管理局财政困难，管护效果不佳。田间管网由村集体负责管护，不收取水费，管护经费不足，管护主体不明确，用水管理粗放，水资源利用效率低下。当前农田水利管护模式已无法适应该地区农业发展要求，为此需要选择合适的农田水利管护模式。

4.1 评价指标赋值

用水需求量D1、项目建设成本D2、项目管护成本D5、农户数量D12、灌溉面积D13等指标的确定主要是通过对实际工程数据的核算进行量化赋值；而项目建设运营风险D2、水费收取难易程度D3、预期经济效益D6、预期社会效益D7、当地经济发展水平D8、当地政府财政能力水平D9、政府意愿D10、农户意愿D11、气候条件D14、地形条件D15等指标则是邀请农田水利领域的专家结合该灌区的实际情况进行评分，再把所有的数据进行处理，得到评价矩阵如表4所示。

表4 评价矩阵赋值

4.2 评价指标权重

邀请各位专家按照相对重要性分别对各个指标进行排序。当采用G1对权重进行计算时，所得权重为：

ω′=(0.11,0.06,0.09,0.03,0.03,0.04,0.05,0.08,

0.08,0.07,0.13,0.06,0.11,0.05,0.02)

(14)

当采用熵值法计算权重时，所得权重为：

ω″=(0.07,0.09,0.12,0.01,0.14,0.05,0.02,0.08,

0.06,0.07,0.17,.08,0.04,0.03,0.05)

(15)

根据式(11)～式(13)，可以得到δ*=λ^，将ω′,ω″,δ*,λ*一起代入到式(8)可以得到：

ω=(0.09,0.07,0.10,0.02,0.09,0.05,0.04,0.08,

0.07,0.07m,0.15,0.07,0.08,0.04,0.03)

(16)

4.3 评价结果

根据式(16)分别计算出各种管护模式的评价值，如表5所示。

表5 M市某灌溉区农田水利项目管护模式适用性评价得分

根据研究结果可以发现d4>d2>d3>d1，也即当采用综合集成赋权法充分考虑主观和客观因素对M市农田水利项目管护模式进行适用性评价，得出PPP模式为最适宜M市农田水利基础设施的管护模式。

4.4 评价分析

在对农田水利基础设施管护模式进行适用性评价时，应当充分考虑农田水利设施所在地区的技术、经济、社会和环境等条件，因此需要采用科学的方法结合这4个方面对农田水利管护模式的适用性进行评价。本例采用综合集成赋权法，充分考虑客观事实以及专家的主观判断，并确定该农田水利项目条件下四种管护模式的综合评价值。结果显示，PPP模式是最适合该农田水利项目的管护模式。首先，由于该农田水利项目所在地区经济发展水平较高，人均收入达到16800元，经济发展是一个地区教育水平的晴雨表，当地居民的受教育程度相对较高，参与管护的意识相对较高，也较容易接受水价的适当调整。其次，该地区主要种植油菜、玉米、马铃薯等经济作物，且这些作物对灌溉用水需求量较大。最后，该灌区已有农田水利设施包括泵站3座、干渠和支渠共236 km，田间管网共1 068 km，田间配套设施498套，规模较大。综上，PPP模式最适合作为该农田水利项目的管护模式。在PPP模式下，项目公司可以充分发挥其专业优势和技术优势，有效提高该地农田水利设施利用效率以及水资源利用率，实现当地农业健康可持续发展。