峪金河灌区节水灌溉综合效应探析

，

(陕西省地下水管理监测局，陕西 西安 710003)

节水灌溉效果评价过程中会遇到许多不确定信息和模糊信息，评价难度较大，评价结果经常会带有较强的主观性。运用模糊决策理论评价法能够较好地避免这一问题。它的评价程序一般分为三步：首先根据被评灌区的情况和基本信息建立评价指标体系，该体系包括选择评价指标、指标分级标准及系数赋值；其次，应用专家综合评判法与模糊决策法，分析建立评价模型；最后，收集整理分析特被评灌区节水灌溉相关资料，进行节水灌溉效果综合评价，并根据评价结果指导类似地区节水灌溉建设。

1 节水灌溉项目概况

合阳县峪金河灌区位于县境西北部16 km，灌区范围为大峪河以东，徐水沟以西，灌区南北长12.5 km，东西宽11.2 km，总面积140 km2，总体呈狭长状。

灌区涉及合阳县金峪镇、王村镇、甘井镇、城关街道办共49个村，总土地面积17.58万亩，设施灌溉面积5.30万亩，有效灌溉面积4.09万亩。灌区总人口6.73万人，农业人口6.05万人。经过多年运行，由于道路交通基建和村镇发展占地等原因，使灌区面积减小。灌区现状设施灌溉面积5.3万亩，有效灌溉面积4.09万亩。

本次节水灌溉项目主要建设内容为：改造干渠8.91 km，其中明渠段6.70 km(新建钢管输水)，隧洞段2.21 km(断面过流部分抹面，洞口封堵)，改造渠系建筑物53座(其中路涵19座、检查井6个，退水闸1个，斗门4个，节制闸及分门8座，量水堰5座，维修加固隧洞10座2 212 m)、新建管理站房1座100 m2、新增水保土保工程1项、新增自动化、信息化各一项。

项目建成后预计改善灌溉面积1.83万亩，恢复灌溉面积2.26万亩。新增(恢复)面积小麦增产量为50 kg/亩，玉米增产量为20 kg/亩，经济作物量为30 kg/亩，秋杂增产量为40 kg/亩，按灌溉效益分摊系数0.4计算，参考2015年农产品影子价格，水利灌溉效益增加400.82万元。

2 节水灌溉综合效应评价指标体系

2.1 评价体系指标选取及确定

节水灌溉效果评价指标有很多，由于峪金河灌区及所在地区合阳县有关农业、水利资料的缺乏，本次评价采用了所能够得到或计算出来的比较重要的指标，共7个。

1)节水灌溉面积占总灌溉面积比例是指在整个灌区的有效灌溉面积中，节水灌溉面积所占的比例。参照陕西省和渭南地区的实际情况，结合《节水灌溉技术规范》有关标准进行确定，峪金河灌区节水灌溉面积2.42万亩，占总灌溉面积4.09亩的比例为59%，相对全国水平来说较高。

2)节水灌溉工程利用程度是考量节水灌溉工程建成之后发挥作用的大小，例如每个作物生长周期内工程的运转天数，渠道输水量占灌溉总量的比例等等。根据对全国节水灌溉工程的调研情况及峪金河灌区节水灌溉工程的状况进行确定。

3)灌溉水利用系数 ，该系数为田间灌溉水利用系数和渠系水利用系数之积。对一般灌区来说，该系数的取值区间为0.4～0.8，经分析计算峪金河灌区灌溉水利用系数为0.62。

4)水分生产率是指单位水量生产出作物的重量，反映了节水灌溉工程的产出效率。目前全国平均水平约为1.0 kg/m3左右，这一指标的范围定为0.8～2.0 kg/m3。经分析计算峪金河灌区水分生产率0.93 kg/m3。

5)工程寿命即工程设施的使用年限。一般来说，衬砌式钢筋混凝土渠道使用寿命最高，管道输水设施寿命较短，田间微滴灌设施多为塑料制品，使用周期最短。峪金河灌区工程设计使用年限为20年。

6)经济效益费用比(EBCR) 该参数是指在项目计算周期内，项目逐年效益的现值之和与逐年使用管理维护费用的现值之和的比值，它是评价项目经济合理与否的重要指标。当EBCR≥1.0时，该项目在经济上是合理的。经计算该节灌工程经济内部收益为8.71%，经济效益费用比为1.06。

7)投资回收年限指工程建成后，用其自身的收益收回全部投资所需的年数，是各年累计现金流入和累计现金流出相等所需的时间。显然，节水灌溉工程的回收年限与工程措施的投资、运行、管理和维护以及服务对象的经济效益相关。峪金河灌区节水灌溉工程投资回收年限为5.17 a。

2.2 评价指标赋值

评价指标确定之后，还要根据其不同类型对其属性值采用不同的方式进行无量纲化处理，然后进行量化评估。具体来说就按照百分制原则，对上述各项指标进行打分，划分等别。第一等别为91～100分，第二等别为71～90分，第三等别为51～70分，第四等别为31～50分，第五等别为0～30分。赋值结果见表1。

表1 评价指标赋值表

2.3 指标权重的确定

在确定了评价指标之后，根据每个指标的重要程度进行排序并赋予相应权重。本次采用模糊赋权法确定指标权重。该法的优点就是能够最大程度的降低评价过程中产生的的主观性，进而客观的评价不同层次不同类别指标的信息。

1)重要性定性排序。就是把指标之间按照重要程度经过两两比较，列出一个矩阵，给评价指标体系中的因子按重要性进行定性排序。

把评价指标体系集中在一起视为一个集合V=(v1,v2,...,vm,)，在vx与vy之间作重要性的二元比较，并以fkl表示比较结果。

如果vx比vy重要，则取fxy=1,fyx=0；

如果vy比vx重要，则取fxy=0,fyx=1；

如果vx与vy同样重要，则取fkl=flk=0.5；

而且：0≤fxy,fyx≤1,fxy+fyx=1,fxx=fyy=0.5。

则一致性标度矩阵为：

2)因素集中权重定量确定。根据矩阵F，按最重要、次重要、…、最不重要的顺序，依次记以序号1、2、…、m，将因素集对重要性按F给出的定性排序作二元比较，则得因素集对重要性的有序二元比较矩阵为：

上述矩阵满足条件：0≤gik≤1，gik+ gki=1，gkk=gii=0.5这里，gik为因素ci对ck就重要性作二元比较时，因素ci对ck的重要性定量标度；gki为因素ck对ci就重要性作二元比较时，因素ck对ci的重要性定量标度；i，k：排序下标，i，k=1,2，…，m；序号根据矩阵F各行和数由大到小的次序排列。

(1)

3 节水灌溉效果评价

设决策论域V是一个效果函数，对评价起影响作用的指标集合为：

μ={μ,μ,...,μ}，可得论域函数的m个指标值的单列矩阵：

权重与指标矩阵相乘就可以得到节水灌溉效果评价的分值：

P即是最终的节水灌溉效果评价分数，根据表2找出P值得所在区间即得出灌区的评价效果水平。

表2 灌区节水灌溉效果评价等级标准表

4 节水灌溉实例分析

现以峪金河灌区为例进行节水灌溉效果综合评价。灌区经济主要以农业生产为主，主要生产小麦，玉米，苹果、秋杂等粮经作物。目前粮经作物种植比例为7:3，复种指数117%，其中小麦49%，玉米34%，苹果22%，其它12%，见表3。采用的节水灌溉措施主要有：渠道防渗工程措施、作物关键需水期补灌，以及结合当地土壤条件采用的沟灌技术。

表3 现状年种植比例表

4.1 构建一致性标度矩阵

首先对这上述7个评价指标设置因素集V=(v1,v2,...,v7)，在vx与vy间作重要性二元比较，以fxy表示重要性排序指标标度。根据因素集构成其重要性的二元对比一致性标度矩阵为：

x，y=1，2，…，7

4.2 构建指标权重矩阵

重要性定性排序一致性标度矩阵F各行和数由大到小的排列，由此得出指标重要程度：经济效益费用比>节水灌溉工程利用程度>水分生产率>工程实用寿命>利用系数>节水灌溉面积占总灌溉面积比例>回收年限。

因素集对重要性的有序二元比较矩阵为：

(gxy) x，y=1，2，…，7

根据式1经计算可以得到指标权重矩阵：W=(0.27 0.22 0.18 0.14 0.09 0.06 0.04)

权重与指标矩阵相乘得：P=71.86。对比表2中的评价标准，可见该灌区节水灌溉效果良好。

5 结语

针对渭南市合阳县峪金河灌区节水灌溉项目的特点，确定了相应的评价指标因子，对各指标分析打分并进行无量纲化处理，确定了各级指标的权重，并运用模糊决策法建立节水灌溉效果评价数学模型，主、客观相结合对该项目进行效果评价。评价结果跟灌区的实际情况相符合。因此该节水灌溉效果评价方法客观、合理，对节水灌溉效果综合评价有一定的参考作用。