遼陽(yáng)灌區(qū)節(jié)水配套改造工程迫切度評(píng)估

李信樵

(遼陽(yáng)市水利事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 遼陽(yáng) 111000)

1 灌區(qū)概況

1) 基本狀況。遼陽(yáng)灌區(qū)位于太子河中部的平原沿河地區(qū)，地處東經(jīng)122°35′-123°41′，北緯40°42′-41°26′之間，屬于典型的中型自流灌區(qū)。灌區(qū)水源以葠窩水庫(kù)為主，引水總干為護(hù)城河，灌溉總面積185km2，共有黃泥洼鎮(zhèn)、劉二堡鎮(zhèn)、沙嶺鎮(zhèn)、望水臺(tái)街道及太子河區(qū)太子河鄉(xiāng)等七個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和駐軍部隊(duì)農(nóng)場(chǎng)收益[1-2]。

2) 骨干工程現(xiàn)狀。遼陽(yáng)灌區(qū)骨干工程完建于1958年，有效灌溉面積衰減1.9萬(wàn)畝。渠系工程有斗渠、支渠、分干和總干，全長(zhǎng)515.74km，利用護(hù)城河建成的總干渠長(zhǎng)13.69km；支渠6條，總長(zhǎng)度49.85km；農(nóng)渠432條，總長(zhǎng)度345.6km；斗渠共71條，長(zhǎng)106.6km。灌區(qū)骨干工程有各級(jí)閘、渠系建筑物104座，主要有跌水1座，渡槽3座，渠首攔河壩1座，渠首進(jìn)水閘1座，分水閘73座，泄洪閘3座，倒虹吸3座，節(jié)制閘21座，橋46座。灌區(qū)的骨干工程經(jīng)過(guò)四十多年的運(yùn)行，大部分工程及其配套設(shè)施已嚴(yán)重老化失修[3-4]。

3) 田間配套工程。灌區(qū)已有涵基、過(guò)溝橋等基本能夠滿足正常運(yùn)行要求，灌、排水渠溝整體齊全。然而，由于長(zhǎng)期種植水稻作物和灌區(qū)作業(yè)路面年久失修，許多渠系道路仍有待進(jìn)一步整修。另外，由于過(guò)流量的減小和灌溉歷時(shí)的增長(zhǎng)，使得灌溉滲流量較大和農(nóng)業(yè)灌溉效率低下，從而增大了農(nóng)民的農(nóng)田灌溉的難度嚴(yán)重影響著灌區(qū)的正常運(yùn)行。在管理不善、等級(jí)偏低等多種因素影響下，末級(jí)渠系建筑物存在滲漏損失大、完好率低和工程破損等問(wèn)題，這在很大程度上降低了灌區(qū)水利設(shè)施的功能作用[5]。

4) 防洪、排澇工程情況。遼陽(yáng)灌區(qū)承泄河道以柳壕河及其支流南地溝、金溝、北地溝、干溝河、兵馬河、雞爪鉤等為主。中游二臺(tái)子的金溝和灌區(qū)上游區(qū)域的地勢(shì)較高，下游河水位較高且地勢(shì)低洼，分別靠自流排水和強(qiáng)排作用，排水站、排水閘和排水渠為主要防洪排澇工程。灌區(qū)現(xiàn)有裝機(jī)55臺(tái)，排水站10處，排水閘38座，整體上均能保持正常運(yùn)行，排水能力基本能夠保持在35m3/s以上。

為了適應(yīng)新階段農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，進(jìn)一步提升優(yōu)質(zhì)水稻生產(chǎn)總體水平，就必須對(duì)灌區(qū)進(jìn)行改造。由于建設(shè)投資有限，遼陽(yáng)市農(nóng)業(yè)發(fā)展部門應(yīng)本著節(jié)水防滲、連片集中、重點(diǎn)突出以及注重實(shí)效的原則，將亟待解決改造的末級(jí)渠系以及在灌區(qū)發(fā)揮關(guān)鍵作用的項(xiàng)目列入改造范圍，重點(diǎn)對(duì)灌區(qū)配套不全的斗、農(nóng)渠閘涵進(jìn)行更新改造，同時(shí)為降低工程成本和提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，在節(jié)水改造中盡可能的利用原有水利設(shè)施[6]。節(jié)水改造項(xiàng)目以渠首攔河壩工程為總體布局，渠道總干部分3400m，2700m，項(xiàng)目同時(shí)改造了渠系工程及渠系建筑物，主要包括6座小型進(jìn)水閘、5座農(nóng)橋和總干跌水一座。經(jīng)過(guò)對(duì)遼陽(yáng)灌區(qū)的一系列改造和建設(shè)實(shí)施，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和現(xiàn)代化水利的轉(zhuǎn)變，將渠系水利用系數(shù)提升至0.63，恢復(fù)水田600hm2[7-10]。

2 基于可拓評(píng)價(jià)法的迫切度分析

2.1 可拓評(píng)價(jià)法原理

1)定義物元。選取評(píng)價(jià)因子，將評(píng)價(jià)樣本N的特征定義為C，結(jié)合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)選用V反映其量值，由此可將評(píng)價(jià)對(duì)象構(gòu)成三元有序組R，利用V、C、N計(jì)算矩陣R，表達(dá)式為：

R=(N,C,V)

(1)

在灌區(qū)節(jié)水改造迫切度評(píng)價(jià)中骨干工程、田間配套工程和防洪排澇工程的運(yùn)行狀況為N，C、V為各參評(píng)指標(biāo)及其數(shù)值。根據(jù)灌區(qū)運(yùn)行實(shí)際情況和迫切度劃分原則將評(píng)價(jià)結(jié)果分為n個(gè)等級(jí)，標(biāo)記為Nj(j=1,2,…,n)，其中Nj的特征向量Ci的取值范圍即為經(jīng)典域，可利用Vji=[aji,bji]表征，由此構(gòu)造的經(jīng)典域可表示為：

(2)

式中：Nj為迫切度評(píng)價(jià)等級(jí)j；Ci為參評(píng)指標(biāo)i；Vji為Nj的取值區(qū)間。

將不同評(píng)價(jià)等級(jí)下待評(píng)價(jià)樣本各特征值的取值區(qū)間構(gòu)成集合P，則P的特征向量Ci的取值范圍即可構(gòu)成節(jié)域，將其表示為Vpi=[api,bpi]，因此構(gòu)造的節(jié)域物元Rp為：

(3)

式中：P為待評(píng)價(jià)樣本集；Vpi為節(jié)域。

2) 計(jì)算權(quán)重。綜合權(quán)重分別采用熵權(quán)法和AHP法計(jì)算，詳細(xì)的計(jì)算流程見文獻(xiàn)，利用下式確定綜合權(quán)重：

(4)

式中：waj、wbj為層次分析法和熵權(quán)法確定的各指標(biāo)主、客觀權(quán)重；wj為確定的綜合權(quán)重。

3)確定關(guān)聯(lián)度。為了能夠定量的描述不相容問(wèn)題考慮利用具體的函數(shù)值來(lái)計(jì)算，灌區(qū)節(jié)水改造迫切度評(píng)價(jià)各指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度為具體的數(shù)值，其計(jì)算式如下：

(5)

式中：Kj(vi)為j評(píng)價(jià)等級(jí)下指標(biāo)i的關(guān)聯(lián)度；ρ(vi,Vpi)、ρ(vi,Vji)為經(jīng)典域、節(jié)域與待評(píng)價(jià)物元值間的距。

各參評(píng)指標(biāo)綜合權(quán)重和關(guān)聯(lián)度計(jì)算公式，確定各評(píng)價(jià)等級(jí)下待評(píng)價(jià)樣本的隸屬程度，表達(dá)式為：

(6)

式中：Kj(P)為待評(píng)價(jià)物元的綜合關(guān)聯(lián)度。根據(jù)下述計(jì)算式劃分待評(píng)價(jià)物元的等級(jí)，即：

(7)

2.2 構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)灌區(qū)節(jié)水灌溉目標(biāo)要求和建設(shè)項(xiàng)目特點(diǎn)，遵循動(dòng)態(tài)和靜態(tài)相結(jié)合、定量和定性相結(jié)合、可行性、互補(bǔ)性、科學(xué)性、有效性等原則，從運(yùn)行管理、社會(huì)效益和灌溉工程3個(gè)方面選擇12個(gè)典型指標(biāo)，以灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，以骨干工程改造為重點(diǎn)建立迫切度評(píng)價(jià)體系，結(jié)合灌區(qū)運(yùn)行實(shí)際情況和相關(guān)資料確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)初始值見表1。

表1 遼陽(yáng)灌區(qū)節(jié)水改造迫切度評(píng)價(jià)體系及初始值

根據(jù)文獻(xiàn)資料和灌區(qū)運(yùn)行情況，將評(píng)價(jià)等級(jí)劃分為Ⅰ-Ⅴ級(jí)5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，不同標(biāo)準(zhǔn)下各指標(biāo)取值區(qū)間見表2。

表2 節(jié)水改造緊迫度評(píng)價(jià)等級(jí)

2.3 迫切度評(píng)價(jià)

各評(píng)價(jià)指標(biāo)的主、客觀權(quán)重分別選用AHP法和熵權(quán)法計(jì)算，采用綜合權(quán)重計(jì)算公式確定最終的權(quán)重。為詳細(xì)說(shuō)明該計(jì)算過(guò)程，選取一級(jí)指標(biāo)為例，邀請(qǐng)灌區(qū)運(yùn)行管理工程人員和相關(guān)專家，結(jié)合灌區(qū)運(yùn)行情況對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行打分，從而構(gòu)造不同層面的判斷矩陣，見表3。從表3可知，工程方面為影響灌區(qū)節(jié)水改造的重要因素，其貢獻(xiàn)率達(dá)到0.672。

表3 一級(jí)指標(biāo)判斷矩陣

同理，依據(jù)以上流程計(jì)算確定各二級(jí)指標(biāo)權(quán)重，然后采用綜合權(quán)重公式確定最終的權(quán)重，見表4。

表4 二級(jí)指標(biāo)主觀權(quán)重和綜合權(quán)重

灌區(qū)節(jié)水改造緊迫程度利用可拓評(píng)價(jià)法進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果見表5。結(jié)合各指標(biāo)權(quán)重及其特征值大小，最終獲取遼陽(yáng)灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造緊迫度為4.6，處于非常緊迫和緊迫之間水平?？梢?，為了更加充分的利用有限的建設(shè)資金，最大限度的發(fā)揮節(jié)水改造項(xiàng)目的功能效應(yīng)必須采取有效的工程措施，改變灌區(qū)運(yùn)行現(xiàn)狀。

表5 節(jié)水改造緊迫度評(píng)價(jià)結(jié)果

3 結(jié) 論

對(duì)遼陽(yáng)灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造迫切度運(yùn)用可拓評(píng)價(jià)法進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，采用SWOT法分析灌區(qū)面臨的威脅、機(jī)會(huì)和優(yōu)劣勢(shì)。結(jié)合SWOT制定的發(fā)展戰(zhàn)略和灌區(qū)已面臨的緊迫程度，提出要及時(shí)改造灌區(qū)節(jié)水配套、加強(qiáng)內(nèi)部人員相關(guān)培養(yǎng)、完善灌區(qū)管理機(jī)制和灌區(qū)內(nèi)部工程等措施。