大渡口灌区节水改造工程效果评价

鄢 琼

（淮安市水利勘测设计研究院有限公司安徽分公司，安徽 合肥 230601）

大渡口镇地处安徽省东至县，位于其最北端[1]，东边与牛头山镇相接，南边与胜利镇接壤，西边与北边都靠近长江，总面积约为108 km2。

大渡口灌区位于东至县大渡口镇境内，隶属于沿江圩区，有着约为129.5 km2的灌区面积，灌溉区域涉及18个行政村，涉及村民7.3万人，其中农业从业人员2.26万人。大渡口灌区内共有约8953万hm2的耕种土地，耕地率达69.1%，其中纯圩区7540万hm2、丘陵圩区1793万hm2。根据灌区地形的相对高低，从西往东依次将灌区分高中低3个片区，排涝和灌溉水系共用。灌区现有主要对外排灌站共4座，分别是杨墩站、北闸站、新河口站和龙家咀站；
主要配套控制涵闸6座。灌区内沟渠纵横交错，水系较为发达，主要干沟共有6条，分别为天河道、腰堤沟、东风河、北闸沟、联圩二沟和三八沟。

大渡口灌区建成以后经过多次整修，其设备老化与资金投入不协调的问题尚未得到彻底的解决，仍然存在以下主要问题：①排水沟淤积严重，排水不畅，面上雨水不能及时汇聚到排涝站，影响排涝站排水效益的正常发挥；
②杨墩提水站已损毁，大旱期江水较低时无法引水灌溉；
③杨墩灌溉站提水入圩后，在中字沟与东风河交叉口处缺少节制功能；
④东埂地下涵管的止水橡皮老化较为严重，存在着漏水现象。

为了切实改善农民的农业生产条件，提高水资源利用效率，促进农业经济的快速发展，对大渡口灌区进行了节水配套改进工程的建设，新建杨墩灌溉站、杨墩节制闸、秧余节制闸，并对新河进行清淤疏浚。

为了评价该节水配套改进工程对问题的解决效果，本文基于改进后的层次分析法，即多目标模糊层次分析法（FAHP），从经济社会与生态环境2个方面全方位地对安徽省东至县大渡口灌区节水配套改进工程进行评价，具有十分重要的现实意义。

1.1 综合评价模型

综合评价模型是整体地评价多属性体系结构及其影响因素变化的数量描述方法，包括人文、环境、经济等多种影响因素，利用此模型得到的评价结果是对被评价事务一般水平或趋势的抽象程度的数量描述[2]。综合评价模型按照分析方法的不同可以细分为有无分析、对比分析、层次分析等，它们各自适用于不同的情境。

1.2 多目标模糊层次分析法

多目标模糊层次分析法（FAHP）是对现有传统层次分析法的一种拓展，它可以同时从定性和定量2个方面综合分析各种影响指标[3]。由于大渡口灌区节水配套改进工程是一个由多种因素共同影响的复杂系统，因此本文结合该治理工程的具体情况，并基于FAHP法对工程效果进行评价，合理选择各种影响因子，并基于多项统计指标核算[4]和专家判断的方法确定其权重，从而使得到的评价结果更加科学、合理、可信。

2.1 递阶层次结构体系

由于大渡口节水配套改进工程实施效果后评价涉及社会经济、生态环境等各种因素，所以FAHP评价模型将上述定性指标定量化，从定性和定量2个方面评价其改进效果。

结合工程的具体情况，建立起递阶层次结构体系[5]，它包括4个阶层：目标层、准则层、子准则层、指标层。其中，目标层用来评价综合治理工程实施效果的好坏，得到工程实施的成功度；
准则层用来反映目标层的实际情况，子准则层用来支撑准则层；
指标层囊括各个评价指标。

2.2 指标确定

何照青[6]以新疆渭干河灌区为例，运用层次分析法评价了该项目实施后的综合效益；
为了从各个方面评价大塬节灌区渠道节水改造工程效果，刘文娟等人[7]建立了包含国民经济在内的综合评价系统，为灌区运行管理提供了一定启发；
李斌[8]基于动水法则对灌溉水有效系数进行了率定，并对汾西灌区节水改造工程效益进行了评价分析，认为该工程使灌溉水的利用效率得到很大提升，在一定程度上保护了水资源并改善了灌区内的生态环境。

结合上述评价体系构建过程中选取的各类指标，围绕大渡口节水配套改进工程的特性，从社会经济、生态环境2个方面建立工程效果评价模型。该模型的子准则层C从7个方面共21项指标进行解析，包含13项生态环境指标和8项社会经济指标，每个指标的具体含义及相关说明详见表1。

表1 各指标含义及说明

2.3 模型计算分析

2.3.1 判断矩阵一致性检验

利用专家评价法[9]，邀请不同专业和领域的专家对各指标进行打分评估。为了考虑判断矩阵的代表性，根据打分结果，构造1～9标度分值的判断矩阵，即：

式中：A为判断矩阵；
ω为相对重要性权重。

利用下式，计算各判断矩阵的一致性。

式中：C.I为一致性指标，小于0.1时，可以认为判断矩阵具有较高一致性，否则就要对A进行修正；
λmax为判断矩阵A的最大特征根；
n为特征根总数。

利用上述计算公式，可以得到各层一致性计算结果，详见表2。

表2 各层判断矩阵名称及一致性计算结果

通过表2可以得到，各指标层两两之间的判断矩阵一致性的计算结果均小于0.1，因此认为指标层之间的一致性很高，评价模型是满足要求的。

2.3.2 层次总排序

根据上一节的一致性计算结果，分别计算出各层各指标权重及总权重排序，并对D层的指标进行总排序，结果详见表3。

表3 各指标权重及总排序

根据表3的计算及排序结果，可以得到指标层D的总权重向量矩阵为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），此向量矩阵用于后续综合指标的推算。

2.3.3 各单因素隶属度

在综合评价过程中，还需要对各评价指标的单因素隶属度进行确定。本文通过专家评价法来构建评价矩阵和评语集，并将不同评语集与隶属度一一对应，即V={v1（1.0），v2（0.8），v3（0.5），v4（0.2），v5（0.0）}的隶属度分别对应着{（很好），（较好），（好），（一般），（较差）}的评价结果。在此，邀请了6名专家对指标隶属度进行了打分，其打分结果详见表4。

表4 各专家打分结果

由表4可知，通过专家评价法的计算结果，可以得到各单因素的隶属度。

2.3.4 综合指标的推求及评价结果

前文已经计算得到了总权重向量矩阵和隶属度矩阵，可以通过下式来计算评价结果：

式中：W为权向量；
R为由n个评价方案值构成的总评价矩阵；
b j为第j个评价方案的综合评价值。

利用上述计算公式，可以得到评价结果B=0.852，因此可以认为大渡口灌区的节水配套改进工程取得了较好的实施效果，说明改进是成功的。

本文聚焦于大渡口灌区节水配套改进工程，分析工程现存问题及整治措施，并对工程实施效果进行了评价，主要结论包括：从生态环境和社会经济2个方面选取21项指标构建了FAHP模型，检验了判断矩阵的一致性，计算出各指标权重并对D层指标进行总排序，计算D层总权重向量矩阵，利用专家评价法计算各单因素隶属度，最终求得综合指标结果B=0.852，说明大渡口灌区节水配套改进工程取得了较好的实施效果，改进是成功的。