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云南省大型高效节水灌区综合效益评价

2019-05-21李俊漫张慧颖

水利规划与设计 2019年5期
关键词:节水效益灌溉

李俊漫,张慧颖,舒 心,徐 康

(云南农业大学水利学院,云南 昆明 650201)

20世纪90年代开始,由于资源和环境弊端愈渐显著以及可持续发展观念的提出,高效节水灌溉对经济、社会和生态的影响逐步开始引起学者重视,相应方面的综合影响评价研究也由此展开。虽然灌区高效节水综合效益评价研究获得了相应的成果,但通过剖析以往的研究我们能够发现,其中仍然存在以下三个缺点[1- 2]:①研究的侧重点太过片面,不能完全体现综合效益评价的意图。②选择指标的标准相对模糊,针对性不强。③没有针对云南省灌区提出合理的高效节水效益评价理论和体系。因此,针对以上不足,并依托某大型高效节水灌区,重点研究:①准确界定灌区高效节水综合效益。②恰当构建灌区高效节水效益评价体系。③完善灌区高效节水效益评价方法。

1 灌区综合效益模糊评价模型

根据生态-经济-社会耦合发展理论,综合效益选为经济、社会、生态效益。由于指标的各种模糊性和不确定性,评价方法采用模糊综合评价法,该方法实际上就是按照模糊数学中包含的隶属度理论将定性评价转化成定量评价的一种有效方法。

1.1 评价指标体系

高效节水灌溉效益评价指标体系是建立在大量的原始资料及调查、分析的基础上,由若干个单项评价指标组成评价指标体系,并能够反映出高效节水灌溉项目评价的各项目标要求[3]。表1是一个适用于云南省灌区相对完整的包括经济、社会和生态各个方面的高效节水效益评价指标体系[4- 8]。在评价某地灌区时,可根据各灌区的具体情况在这些指标中选取,并增加个性化指标,组成具体灌区的高效节水效益评价指标体系。

1.2 评价模型

设V={v1,v2,…,vm}为指标评语集,即评价每个指标所处级别的m种状态。根据模糊综合评价法,单层综合评价模型[9- 10]为:

B=A·R

(1)

(2)

式中,B—针对评价对象所计算的模糊综合评价结果;A—评价指标的权重;R—评价矩阵;定义评语集V={v1,v2,v3,v4,v5}为5个等级,则bj={b1,b2,b3,b4,b5}就是分别表示评价对象隶属于一级、二级、三级、四级和五级的程度,即隶属度。N—指标个数;ai—第i个指标的权重值;rij—第i个指标实际的状态分别处于第j个等级的隶属度。

按照表1中列出的两层指标体系,并结合以上单层综合评价模型,构建高效节水灌区综合效益评价双层模型如下:

B=A·R

(3)

(4)

表1 云南省灌区高效节水效益评价指标体系

式中,R1……R3—指层次间的变换矩阵,分别代表各个准则层的评价结果;A1……A3—指每个准则层中各指标的权重集;R11……R18;……;R31……R39—各指标在V上的隶属度集,它们分别是对指标层各要素指标状态的一个模糊评价。为了简化评价结果,定义评价等级得分区间P=(一级,二级,三级,四级,五级)T=(90,75,60,30,0)T,则最终评价得分定义为D=B·P,最后根据灌区的评价分数的高低来判别灌区的优劣。

2 实例分析

2.1 灌区概况

某高效节水灌区地处云南省西北、洱海以东和金沙江南岸的干热河谷地带,属金沙江水系。该灌区冬干夏湿,属于中亚热带、低纬度和高原季风气候区,其气候的典型特点是“酷热、干旱、少雨”,是全省有名的老旱区。灌区土壤肥沃,非常适宜高效经济作物生长。灌区水资源紧缺,因而高效节水是灌区发展的必然结果。近年来该县高效节水灌溉迅速开展,给其农村经济带来了很好的效益。该县高效节水发展规划报告(2012—2020年)规划面积1.82亿m2,规划范围覆盖全县的坝区和山区,规划根据水源类型、种植作物种类及高效节水灌溉方式,规划并分类做了6种具有代表型的典型设计。

2.2 评价指标体系的筛选

考虑到该灌区的实际情况及数据的限制选择下面11个指标[11- 12]。包括经济内部收益率、项目受益区农业增产效益、灌区输配水能力和用水效率、单方农业节水投资、农村生活质量改善程度、对促进区域经济发展的作用、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、对水资源持续利用的影响和生态用水量增加率。

2.3 权重确定

采用专家打分法确定各层次的权重,见表2括号中的数值。按照上述11个指标的实际状况,对该灌区一年以来的节水灌溉效益展开评价。评审人员对指标进行打分[13]。统计打分情况,参与打分的有12名专家,统计结果见表2。

2.4 评价结果

在下式中对第二层各指标的评价按表2中的数值除以12(12名专家)。

R1=(0.35,0.17,0.22,0.26)×

=(0.32,0.57,0.11,0,0)

表2 某节水灌溉项目评价调查结果统计

R2=(0.34,0.3,0.17,0.19)×

=(0.38,0.36,0.18,0.06,0.02)

R3=(0.31,0.19,0.5)×

=(0.15,0.3,0.55,0,0)

B=A·R=(0.33,0.3,0.37)×

=(0.28,0.41,0.29,0.02,0.01)

评价分数D=B·P=(0.28,0.41,0.29,0.02,0.01)×(90,75,60,30,0)T=73.95分。

73.95分代表该灌区高效节水综合效益较好[14- 15]。从表2中的数据可以看出,在11个评价指标中,只是符合区域农业发展要求程度这一个指标在最后两级中有得分,其它所有指标的得分都分布在前面3个等级内,故该灌区评价得分较高。结合实际情况可知,该灌区资金投入力度较大,总投资87723.57万元,经济净现值达到39791.08万元,经济效益费用比为1.46,使高效节水工作有足够的资金支持,从而能取得较好的节水效益。高效节水灌溉项目实施后,该灌区干渠以下渠系——支渠、斗渠和农渠的综合水利用系数已经达到0.9以上,远远高于全国平均水平。同时化肥、农药用量相比项目实施前明显减少,这对完成区域生态环境的可持续发展目标也起到了不可或缺的作用。该县的高效节水实施成效达到了全省领先水平,并得到了国家的充分肯定。由此说明,评价结果与实际情况相符,评价指标选取合理。

3 结语

本文选用模糊综合评价法对大型高效节水灌区展开综合效益评价的益处是既能解决指标的模糊性,又能从经济、社会、生态效益3个角度综合把握来实施效益评价,避免了传统评价的单一性。另外建立的评价指标体系涵盖面也比较广,克服了评价的片面性,因此进行的效益评价是相对全面可靠的,这对云南省灌区高效节水效益评价有着重要的意义。但尚存在专家主观因素对评价影响较大的问题,建议今后研究着手于改进评价方法。

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