灌區節水潛力分析中層析分析法模糊評價的應用

摘要：文章以實際工程為例，對層析分析法在灌區節水潛力分析中的應用進行了探討，建立了節水潛力分析評價模型。研究表明，使用層析法進行分析后證明該地區水庫灌區有比較大的節水潛力，這一結果和灌區實際結果相符，達到了評估要求，具有較高的推廣應用價值。

關鍵詞：灌區節水；節水潛力；層析分析法；模糊評價；節水灌溉 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV213 文章編號：1009-2374（2016）36-0159-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.36.079

隨著我國社會經濟的快速發展，城市化進程和工業化進程不斷加快，對水資源的需求量越來越大，水資源短缺已經成為一項世界性危機，尤其是干旱地區的水資源短缺問題已經成為了制約地區環境、社會、經濟的發展的重要因素。為了緩解水資源矛盾，合理配置水資源，需要運用現代化的分析方法對灌區節水潛力進行分析，根據分析結果制定相應的節水措施。

1 案例介紹

某灌區總灌溉面積為45.51×103m2，年降水量少，水量蒸發嚴重。根據灌區灌溉面積可以將取水方式分為引水灌區、蓄水灌區、純井灌區、提水灌區，其中引水灌區的有效灌溉面積占總灌溉面積的58%，是節水灌溉的重點區域。本文以此工程為例，使用層析法對灌區的節水潛力進行了分析。

2 灌區存在的問題

灌區所處地區雨水量少，年平均降雨量不到200mm，蒸發強烈，水資源相對比較匱乏。隨著地區經濟的不斷發展，河道水量分配指標有所降低。特別是近年來河道上游地區降水量有所降低，水資源供求矛盾日漸突出，水資源短缺的問題日趨嚴峻，嚴重制約了地區經濟的發展，總的來說該灌區主要存在以下五個方面的問題：（1）用水結構缺乏合理性。灌區產業用水結構分配不合理，農村用水量占到了總用水量的90%，水資源利用效率不高，農業用水結構缺乏合理性；（2）水資源供求矛盾比較大，存在比較嚴重的水資源浪費情況。在地區經濟的不斷發展下，人們對生存環境、用水量的需求越來越高，受投資水平的影響，灌區節水改造和配套規模普遍比較小，對水資源利用的有效性造成了影響，灌溉水的利用率只有0.38，而現狀渠系水資源的利用系數為0.47，存在比較嚴重的水資源浪費情況；（3）水土資源開發過度，水生態環境惡化。由于灌溉水源比較單一，對河道水依賴比較大，而對地下水的開發和利用只占到了水資源總利用率的7.2%，地下水位升高，導致農田土壤鹽漬嚴重，需要對其進行治理；（4）水利基礎設施薄弱。在修建的渠系建筑物還不夠完善，并且經過多年的持續運行出現了非常嚴重的老化情況，各種配套建筑物的損壞率已經達到51.5%，由于資金的影響，公田水利配套工程建設較慢，渠道襯砌率低于20%；（5）灌區管理體制無法適應市場經濟的要求。當前灌區還沒有建立一套完善的管理機制，再加上通訊技術、量水等技術比較落后，無法滿足市場經濟發展對灌區的要求，灌區當前的農業用水水費價格比較低，只有成本的50%～78%，一定程度上對節水灌溉技術的推廣造成了影響。

3 層析分析法介紹

當前在進行區域農業節水潛力進行分析時，常規的分析方法主要是以灌溉水利用系數為評價指標，但是這種方法在水資源開發管理方面的適用性不高。層次分析法指的是將決策問題的相關因素分解成準則、目標、方案等層次，并在該基礎上使用定量分析和定性分析相結合的方法對目標進行決策分析。通過利用層析分析法可以將一些復雜的問題簡單化，特別適合用于對一些復雜問題進行定量分析，可以將半定量問題、半定性問題轉變成定量計算的問題，使評估結果更具科學性。而模糊綜合評價法是一種綜合考慮多種影響因素后作出的指標評價方法。

4 層析分析法在灌區節水潛力分析中的應用

根據灌區水資源利用率、水土資源情況、灌區種植結構、工程情況、灌區管理現狀、作物產出、生態環境效應等進行評價和分析，分析灌區節水潛力改造程度。

4.1 確定指標權重

W指的是權向量，此向量對各因子的某個因素的影響權重進行了體現。

本灌區評價體系層次結構如圖1所示，利用公式對各因子的影響權重進行分析后，對權重的一致性進行分析，一般來說CR值<0.1時，則證明得到的權重可以達到一致性檢驗要求，如果權重達不到一致性要求，需要對構造二元判斷矩陣進行重新調查和分析，并重新對權重進行確定。經過計算CR=0.0076<0.1，因此判斷矩陣一致性較高，可以作為判斷矩陣。灌區評價指標A～B判斷矩陣如表1所示。

4.2 層次總排序的評價結果

利用同一層次中所有層次單排序結果對上一層次而言該層次所有因素的重要性的權重值，B層相對于A層總排序為矩陣A權值。由于所有的判斷矩陣都屬于一致性矩陣，因此層次排序結果一致性良好，評價指標權重分配量W為：

經過分析，判斷矩陣一致性良好，因此層次總排序計算結果一致性良好，按照評價標準計算各層指標的評價等級，然后計算出單因素評判矩陣，利用模糊評價法評測灌區節水潛力，進行評判分析后W總=4.34億m3，

W總為灌區總節水潛力。根據綜合評判結果進行分析，灌區節水潛力還處在中級發展中，水庫灌區還有比較大的節水潛力有待挖掘。

5 灌區實際節水潛力

該灌區蒸發量比較大，地區主要農作物為水稻，對灌溉的需求比較高，由于該地區處在引灌區的下游，用水保證率不高，再加上河水中含沙量比較大，在使用管灌、噴灌和微灌等節水措施進行灌溉時會受到比較大的限制。適用于節水工程的措施主要包括田間工程改造、渠道防滲、井渠雙灌等，而對于井灌區域，可以使用管灌、微灌、噴灌等節水措施進行節水。

對于節水潛力居中的灌區，可以按照取水方式選擇相應的節水措施。例如飲水灌區可以使用田間工程改造、渠道防滲等，提水灌區和蓄水掛起可以采用渠道防滲的措施進行措施，并結合具體情況適當推廣管灌、微灌和噴灌等。現狀用水定額只有2750m3/hm2，只能達到作物關鍵生育期水利量要求，不過這些灌區的總灌溉面積比較大，采取相應的節水措施后節水量依然客觀，經過分析后發現，根據該地區當前的節水灌溉技術標準，灌區的總節水潛力為4～4.5億m3，節水潛力比較大。和使用層析法得到分析結果基本一致，證明使用層析法對灌區節水潛力進行分析具有較高的可靠性，可以根據層析結果對灌區進行節水改造。

6 結語

綜上所述，本文以實際灌區為例，對灌區節水潛力進行了評價和分析，并構建了指標評價體系，根據評價標準計算分析了各層的評價指標，得出了單因素判斷矩陣，分析了灌區節水潛力。根據最終的綜合評判結果可以看出，該灌區的節水潛力還比較大，和灌區實際情況相吻合，可以將水庫灌區的潛力狀況真實地反映出來。實踐證明，使用層次分析法可以有效地判斷灌區節水潛力，結果可靠性高，分析方法簡單，可以作為灌區節水改造的參考依據。

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作者簡介：張曉麗（1981-），女，吉林松原人，中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司工程師，碩士，研究方向：水利規劃與水資源配置。

（責任編輯：小 燕）