大渡口灌區(qū)節(jié)水改造工程效果評價(jià)

鄢 瓊

（淮安市水利勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司安徽分公司，安徽 合肥 230601）

大渡口鎮(zhèn)地處安徽省東至縣，位于其最北端[1]，東邊與牛頭山鎮(zhèn)相接，南邊與勝利鎮(zhèn)接壤，西邊與北邊都靠近長江，總面積約為108 km2。

大渡口灌區(qū)位于東至縣大渡口鎮(zhèn)境內(nèi)，隸屬于沿江圩區(qū)，有著約為129.5 km2的灌區(qū)面積，灌溉區(qū)域涉及18個(gè)行政村，涉及村民7.3萬人，其中農(nóng)業(yè)從業(yè)人員2.26萬人。大渡口灌區(qū)內(nèi)共有約8953萬hm2的耕種土地，耕地率達(dá)69.1%，其中純圩區(qū)7540萬hm2、丘陵圩區(qū)1793萬hm2。根據(jù)灌區(qū)地形的相對高低，從西往東依次將灌區(qū)分高中低3個(gè)片區(qū)，排澇和灌溉水系共用。灌區(qū)現(xiàn)有主要對外排灌站共4座，分別是楊墩站、北閘站、新河口站和龍家咀站；主要配套控制涵閘6座。灌區(qū)內(nèi)溝渠縱橫交錯(cuò)，水系較為發(fā)達(dá)，主要干溝共有6條，分別為天河道、腰堤溝、東風(fēng)河、北閘溝、聯(lián)圩二溝和三八溝。

大渡口灌區(qū)建成以后經(jīng)過多次整修，其設(shè)備老化與資金投入不協(xié)調(diào)的問題尚未得到徹底的解決，仍然存在以下主要問題：①排水溝淤積嚴(yán)重，排水不暢，面上雨水不能及時(shí)匯聚到排澇站，影響排澇站排水效益的正常發(fā)揮；②楊墩提水站已損毀，大旱期江水較低時(shí)無法引水灌溉；③楊墩灌溉站提水入圩后，在中字溝與東風(fēng)河交叉口處缺少節(jié)制功能；④東埂地下涵管的止水橡皮老化較為嚴(yán)重，存在著漏水現(xiàn)象。

為了切實(shí)改善農(nóng)民的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高水資源利用效率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對大渡口灌區(qū)進(jìn)行了節(jié)水配套改進(jìn)工程的建設(shè)，新建楊墩灌溉站、楊墩節(jié)制閘、秧余節(jié)制閘，并對新河進(jìn)行清淤疏浚。

為了評價(jià)該節(jié)水配套改進(jìn)工程對問題的解決效果，本文基于改進(jìn)后的層次分析法，即多目標(biāo)模糊層次分析法（FAHP），從經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境2個(gè)方面全方位地對安徽省東至縣大渡口灌區(qū)節(jié)水配套改進(jìn)工程進(jìn)行評價(jià)，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 綜合評價(jià)方法概述

1.1 綜合評價(jià)模型

綜合評價(jià)模型是整體地評價(jià)多屬性體系結(jié)構(gòu)及其影響因素變化的數(shù)量描述方法，包括人文、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等多種影響因素，利用此模型得到的評價(jià)結(jié)果是對被評價(jià)事務(wù)一般水平或趨勢的抽象程度的數(shù)量描述[2]。綜合評價(jià)模型按照分析方法的不同可以細(xì)分為有無分析、對比分析、層次分析等，它們各自適用于不同的情境。

1.2 多目標(biāo)模糊層次分析法

多目標(biāo)模糊層次分析法（FAHP）是對現(xiàn)有傳統(tǒng)層次分析法的一種拓展，它可以同時(shí)從定性和定量2個(gè)方面綜合分析各種影響指標(biāo)[3]。由于大渡口灌區(qū)節(jié)水配套改進(jìn)工程是一個(gè)由多種因素共同影響的復(fù)雜系統(tǒng)，因此本文結(jié)合該治理工程的具體情況，并基于FAHP法對工程效果進(jìn)行評價(jià)，合理選擇各種影響因子，并基于多項(xiàng)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)核算[4]和專家判斷的方法確定其權(quán)重，從而使得到的評價(jià)結(jié)果更加科學(xué)、合理、可信。

2 FAHP評價(jià)模型構(gòu)建和應(yīng)用

2.1 遞階層次結(jié)構(gòu)體系

由于大渡口節(jié)水配套改進(jìn)工程實(shí)施效果后評價(jià)涉及社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境等各種因素，所以FAHP評價(jià)模型將上述定性指標(biāo)定量化，從定性和定量2個(gè)方面評價(jià)其改進(jìn)效果。

結(jié)合工程的具體情況，建立起遞階層次結(jié)構(gòu)體系[5]，它包括4個(gè)階層：目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、子準(zhǔn)則層、指標(biāo)層。其中，目標(biāo)層用來評價(jià)綜合治理工程實(shí)施效果的好壞，得到工程實(shí)施的成功度；準(zhǔn)則層用來反映目標(biāo)層的實(shí)際情況，子準(zhǔn)則層用來支撐準(zhǔn)則層；指標(biāo)層囊括各個(gè)評價(jià)指標(biāo)。

2.2 指標(biāo)確定

何照青[6]以新疆渭干河灌區(qū)為例，運(yùn)用層次分析法評價(jià)了該項(xiàng)目實(shí)施后的綜合效益；為了從各個(gè)方面評價(jià)大塬節(jié)灌區(qū)渠道節(jié)水改造工程效果，劉文娟等人[7]建立了包含國民經(jīng)濟(jì)在內(nèi)的綜合評價(jià)系統(tǒng)，為灌區(qū)運(yùn)行管理提供了一定啟發(fā)；李斌[8]基于動(dòng)水法則對灌溉水有效系數(shù)進(jìn)行了率定，并對汾西灌區(qū)節(jié)水改造工程效益進(jìn)行了評價(jià)分析，認(rèn)為該工程使灌溉水的利用效率得到很大提升，在一定程度上保護(hù)了水資源并改善了灌區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境。

結(jié)合上述評價(jià)體系構(gòu)建過程中選取的各類指標(biāo)，圍繞大渡口節(jié)水配套改進(jìn)工程的特性，從社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境2個(gè)方面建立工程效果評價(jià)模型。該模型的子準(zhǔn)則層C從7個(gè)方面共21項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行解析，包含13項(xiàng)生態(tài)環(huán)境指標(biāo)和8項(xiàng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)的具體含義及相關(guān)說明詳見表1。

表1 各指標(biāo)含義及說明

2.3 模型計(jì)算分析

2.3.1 判斷矩陣一致性檢驗(yàn)

利用專家評價(jià)法[9]，邀請不同專業(yè)和領(lǐng)域的專家對各指標(biāo)進(jìn)行打分評估。為了考慮判斷矩陣的代表性，根據(jù)打分結(jié)果，構(gòu)造1～9標(biāo)度分值的判斷矩陣，即：

式中：A為判斷矩陣；ω為相對重要性權(quán)重。

利用下式，計(jì)算各判斷矩陣的一致性。

式中：C.I為一致性指標(biāo)，小于0.1時(shí)，可以認(rèn)為判斷矩陣具有較高一致性，否則就要對A進(jìn)行修正；λmax為判斷矩陣A的最大特征根；n為特征根總數(shù)。

利用上述計(jì)算公式，可以得到各層一致性計(jì)算結(jié)果，詳見表2。

表2 各層判斷矩陣名稱及一致性計(jì)算結(jié)果

通過表2可以得到，各指標(biāo)層兩兩之間的判斷矩陣一致性的計(jì)算結(jié)果均小于0.1，因此認(rèn)為指標(biāo)層之間的一致性很高，評價(jià)模型是滿足要求的。

2.3.2 層次總排序

根據(jù)上一節(jié)的一致性計(jì)算結(jié)果，分別計(jì)算出各層各指標(biāo)權(quán)重及總權(quán)重排序，并對D層的指標(biāo)進(jìn)行總排序，結(jié)果詳見表3。

表3 各指標(biāo)權(quán)重及總排序

根據(jù)表3的計(jì)算及排序結(jié)果，可以得到指標(biāo)層D的總權(quán)重向量矩陣為W=（0.1172，0.0565，0.0723，0.0633，0.0364，0.0478，0.0424，0.0232，0.0451，0.0202，0.0301，0.0814，0.0546，0.0314，0.0221，0.0181，0.0526，0.0705，0.0394，0.0521，0.0236），此向量矩陣用于后續(xù)綜合指標(biāo)的推算。

2.3.3 各單因素隸屬度

在綜合評價(jià)過程中，還需要對各評價(jià)指標(biāo)的單因素隸屬度進(jìn)行確定。本文通過專家評價(jià)法來構(gòu)建評價(jià)矩陣和評語集，并將不同評語集與隸屬度一一對應(yīng)，即V={v1（1.0），v2（0.8），v3（0.5），v4（0.2），v5（0.0）}的隸屬度分別對應(yīng)著{（很好），（較好），（好），（一般），（較差）}的評價(jià)結(jié)果。在此，邀請了6名專家對指標(biāo)隸屬度進(jìn)行了打分，其打分結(jié)果詳見表4。

表4 各專家打分結(jié)果

由表4可知，通過專家評價(jià)法的計(jì)算結(jié)果，可以得到各單因素的隸屬度。

2.3.4 綜合指標(biāo)的推求及評價(jià)結(jié)果

前文已經(jīng)計(jì)算得到了總權(quán)重向量矩陣和隸屬度矩陣，可以通過下式來計(jì)算評價(jià)結(jié)果：

式中：W為權(quán)向量；R為由n個(gè)評價(jià)方案值構(gòu)成的總評價(jià)矩陣；b j為第j個(gè)評價(jià)方案的綜合評價(jià)值。

利用上述計(jì)算公式，可以得到評價(jià)結(jié)果B=0.852，因此可以認(rèn)為大渡口灌區(qū)的節(jié)水配套改進(jìn)工程取得了較好的實(shí)施效果，說明改進(jìn)是成功的。

3 結(jié)論

本文聚焦于大渡口灌區(qū)節(jié)水配套改進(jìn)工程，分析工程現(xiàn)存問題及整治措施，并對工程實(shí)施效果進(jìn)行了評價(jià)，主要結(jié)論包括：從生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)2個(gè)方面選取21項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)建了FAHP模型，檢驗(yàn)了判斷矩陣的一致性，計(jì)算出各指標(biāo)權(quán)重并對D層指標(biāo)進(jìn)行總排序，計(jì)算D層總權(quán)重向量矩陣，利用專家評價(jià)法計(jì)算各單因素隸屬度，最終求得綜合指標(biāo)結(jié)果B=0.852，說明大渡口灌區(qū)節(jié)水配套改進(jìn)工程取得了較好的實(shí)施效果，改進(jìn)是成功的。