辽阳灌区节水配套改造工程迫切度评估

李信樵

(辽阳市水利事务服务中心，辽宁 辽阳 111000)

1 灌区概况

1) 基本状况。辽阳灌区位于太子河中部的平原沿河地区，地处东经122°35′-123°41′，北纬40°42′-41°26′之间，属于典型的中型自流灌区。灌区水源以葠窝水库为主，引水总干为护城河，灌溉总面积185km2，共有黄泥洼镇、刘二堡镇、沙岭镇、望水台街道及太子河区太子河乡等七个乡镇和驻军部队农场收益[1-2]。

2) 骨干工程现状。辽阳灌区骨干工程完建于1958年，有效灌溉面积衰减1.9万亩。渠系工程有斗渠、支渠、分干和总干，全长515.74km，利用护城河建成的总干渠长13.69km；支渠6条，总长度49.85km；农渠432条，总长度345.6km；斗渠共71条，长106.6km。灌区骨干工程有各级闸、渠系建筑物104座，主要有跌水1座，渡槽3座，渠首拦河坝1座，渠首进水闸1座，分水闸73座，泄洪闸3座，倒虹吸3座，节制闸21座，桥46座。灌区的骨干工程经过四十多年的运行，大部分工程及其配套设施已严重老化失修[3-4]。

3) 田间配套工程。灌区已有涵基、过沟桥等基本能够满足正常运行要求，灌、排水渠沟整体齐全。然而，由于长期种植水稻作物和灌区作业路面年久失修，许多渠系道路仍有待进一步整修。另外，由于过流量的减小和灌溉历时的增长，使得灌溉渗流量较大和农业灌溉效率低下，从而增大了农民的农田灌溉的难度严重影响着灌区的正常运行。在管理不善、等级偏低等多种因素影响下，末级渠系建筑物存在渗漏损失大、完好率低和工程破损等问题，这在很大程度上降低了灌区水利设施的功能作用[5]。

4) 防洪、排涝工程情况。辽阳灌区承泄河道以柳壕河及其支流南地沟、金沟、北地沟、干沟河、兵马河、鸡爪钩等为主。中游二台子的金沟和灌区上游区域的地势较高，下游河水位较高且地势低洼，分别靠自流排水和强排作用，排水站、排水闸和排水渠为主要防洪排涝工程。灌区现有装机55台，排水站10处，排水闸38座，整体上均能保持正常运行，排水能力基本能够保持在35m3/s以上。

为了适应新阶段农村经济发展的需要，进一步提升优质水稻生产总体水平，就必须对灌区进行改造。由于建设投资有限，辽阳市农业发展部门应本着节水防渗、连片集中、重点突出以及注重实效的原则，将亟待解决改造的末级渠系以及在灌区发挥关键作用的项目列入改造范围，重点对灌区配套不全的斗、农渠闸涵进行更新改造，同时为降低工程成本和提高农业综合生产能力，在节水改造中尽可能的利用原有水利设施[6]。节水改造项目以渠首拦河坝工程为总体布局，渠道总干部分3400m，2700m，项目同时改造了渠系工程及渠系建筑物，主要包括6座小型进水闸、5座农桥和总干跌水一座。经过对辽阳灌区的一系列改造和建设实施，实现可持续发展和现代化水利的转变，将渠系水利用系数提升至0.63，恢复水田600hm2[7-10]。

2 基于可拓评价法的迫切度分析

2.1 可拓评价法原理

1)定义物元。选取评价因子，将评价样本N的特征定义为C，结合评价标准选用V反映其量值，由此可将评价对象构成三元有序组R，利用V、C、N计算矩阵R，表达式为：

R=(N,C,V)

(1)

在灌区节水改造迫切度评价中骨干工程、田间配套工程和防洪排涝工程的运行状况为N，C、V为各参评指标及其数值。根据灌区运行实际情况和迫切度划分原则将评价结果分为n个等级，标记为Nj(j=1,2,…,n)，其中Nj的特征向量Ci的取值范围即为经典域，可利用Vji=[aji,bji]表征，由此构造的经典域可表示为：

(2)

式中：Nj为迫切度评价等级j；Ci为参评指标i；Vji为Nj的取值区间。

将不同评价等级下待评价样本各特征值的取值区间构成集合P，则P的特征向量Ci的取值范围即可构成节域，将其表示为Vpi=[api,bpi]，因此构造的节域物元Rp为：

(3)

式中：P为待评价样本集；Vpi为节域。

2) 计算权重。综合权重分别采用熵权法和AHP法计算，详细的计算流程见文献，利用下式确定综合权重：

(4)

式中：waj、wbj为层次分析法和熵权法确定的各指标主、客观权重；wj为确定的综合权重。

3)确定关联度。为了能够定量的描述不相容问题考虑利用具体的函数值来计算，灌区节水改造迫切度评价各指标的关联度为具体的数值，其计算式如下：

(5)

式中：Kj(vi)为j评价等级下指标i的关联度；ρ(vi,Vpi)、ρ(vi,Vji)为经典域、节域与待评价物元值间的距。

各参评指标综合权重和关联度计算公式，确定各评价等级下待评价样本的隶属程度，表达式为：

(6)

式中：Kj(P)为待评价物元的综合关联度。根据下述计算式划分待评价物元的等级，即：

(7)

2.2 构建评价指标体系

根据灌区节水灌溉目标要求和建设项目特点，遵循动态和静态相结合、定量和定性相结合、可行性、互补性、科学性、有效性等原则，从运行管理、社会效益和灌溉工程3个方面选择12个典型指标，以灌区可持续发展为目标，以骨干工程改造为重点建立迫切度评价体系，结合灌区运行实际情况和相关资料确定各评价指标初始值见表1。

表1 辽阳灌区节水改造迫切度评价体系及初始值

根据文献资料和灌区运行情况，将评价等级划分为Ⅰ-Ⅴ级5个标准，不同标准下各指标取值区间见表2。

表2 节水改造紧迫度评价等级

2.3 迫切度评价

各评价指标的主、客观权重分别选用AHP法和熵权法计算，采用综合权重计算公式确定最终的权重。为详细说明该计算过程，选取一级指标为例，邀请灌区运行管理工程人员和相关专家，结合灌区运行情况对各指标进行打分，从而构造不同层面的判断矩阵，见表3。从表3可知，工程方面为影响灌区节水改造的重要因素，其贡献率达到0.672。

表3 一级指标判断矩阵

同理，依据以上流程计算确定各二级指标权重，然后采用综合权重公式确定最终的权重，见表4。

表4 二级指标主观权重和综合权重

灌区节水改造紧迫程度利用可拓评价法进行评估，结果见表5。结合各指标权重及其特征值大小，最终获取辽阳灌区续建配套与节水改造紧迫度为4.6，处于非常紧迫和紧迫之间水平。可见，为了更加充分的利用有限的建设资金，最大限度的发挥节水改造项目的功能效应必须采取有效的工程措施，改变灌区运行现状。

表5 节水改造紧迫度评价结果

3 结 论

对辽阳灌区续建配套与节水改造迫切度运用可拓评价法进行科学评价，采用SWOT法分析灌区面临的威胁、机会和优劣势。结合SWOT制定的发展战略和灌区已面临的紧迫程度，提出要及时改造灌区节水配套、加强内部人员相关培养、完善灌区管理机制和灌区内部工程等措施。