雷 薇，張 超，王永濤，周琴慧，劉 瀏

(1.貴州省水利科學(xué)研究院, 貴陽(yáng) 550002; 2.貴州飛翔環(huán)保工程有限公司, 貴陽(yáng) 550002)

貴州大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目實(shí)施已有十余年，大型灌區(qū)數(shù)量共有10個(gè)，灌區(qū)規(guī)模在2萬(wàn)hm2左右，分布在貴州省3個(gè)自治州4個(gè)地級(jí)市中的39個(gè)縣，并且都已列入全國(guó)大型灌區(qū)建設(shè)規(guī)劃[1]。貴州大型灌區(qū)的特點(diǎn)具有：分布在喀斯特山區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)分散，沒(méi)有形成集中連片；大型灌區(qū)由相鄰較連片的小型灌區(qū)打捆規(guī)劃，以此爭(zhēng)取中央和地方財(cái)政的支撐；灌區(qū)水源類(lèi)型多樣化，以蓄水和自流灌區(qū)為主；由于山高坡陡，工程選址和建設(shè)困難；地方財(cái)政不力，水費(fèi)征收困難，缺乏管護(hù)資金等。續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目實(shí)施以來(lái)，灌區(qū)得到很大的改善，修復(fù)年久失修的骨干工程，提高渠系和灌溉水利用系數(shù)，大力推廣節(jié)水灌溉工程措施，提高當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)水平，改善生態(tài)環(huán)境狀況。為了總結(jié)項(xiàng)目前期工作經(jīng)驗(yàn)，改善實(shí)施措施，加強(qiáng)今后的發(fā)展力度，需要對(duì)項(xiàng)目產(chǎn)生的綜合效益進(jìn)行評(píng)價(jià)，而綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是評(píng)價(jià)的前提和關(guān)鍵。因此，研究一套適合貴州大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，是大型灌區(qū)發(fā)展的必需。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建原則

對(duì)某一事物進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，建立指標(biāo)體系是評(píng)價(jià)工作的基礎(chǔ)。工程項(xiàng)目的建立，是否達(dá)到當(dāng)初項(xiàng)目規(guī)劃時(shí)的期望，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)及生態(tài)保護(hù)是否產(chǎn)生效益，需要用具體的指標(biāo)來(lái)表征其效益特性。因此，指標(biāo)的選擇是否科學(xué)合理，對(duì)分析對(duì)象常有舉足輕重的作用。

(1)科學(xué)性與可行性。灌區(qū)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)立足于現(xiàn)有的基礎(chǔ)和條件，能較好地反映灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造產(chǎn)生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展的效益特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)。評(píng)價(jià)指標(biāo)含義要明確，數(shù)據(jù)要真實(shí)、規(guī)范、一致，資料收集要簡(jiǎn)便易行。

(2)系統(tǒng)性與層次性。在灌區(qū)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)劃分上，要形成目標(biāo)明確、層次分明、相互銜接的有機(jī)整體，又要從不同方面反映問(wèn)題，做到系統(tǒng)性與層次性相結(jié)合。

(3)代表性與差異性。指標(biāo)應(yīng)具有代表性，能很好地反映灌區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展方面的特性。指標(biāo)間也應(yīng)具有明顯的差異性，也就是具有可比性。

(4)動(dòng)態(tài)性與靜態(tài)性。貴州灌區(qū)建設(shè)已有十多年，是一個(gè)歷史、動(dòng)態(tài)發(fā)展的過(guò)程，需要選取能反映其動(dòng)態(tài)性的指標(biāo)。而靜態(tài)性體現(xiàn)在灌區(qū)的某一時(shí)間現(xiàn)狀評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)指標(biāo)既要能夠反映現(xiàn)實(shí)，又要能夠反映其發(fā)展歷程。

(5)定性與定量結(jié)合性。灌區(qū)效益由多重因素組成，這些因素有定量化的，也有定性化的。因此，指標(biāo)體系應(yīng)盡量選擇可量化的指標(biāo)，難以量化的重要指標(biāo)必須采用定性描述指標(biāo)。

2 體系構(gòu)建的過(guò)程及方法

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建過(guò)程

灌區(qū)效益指標(biāo)體系的構(gòu)建過(guò)程，主要分為兩大步驟----指標(biāo)選取和指標(biāo)賦權(quán)。指標(biāo)構(gòu)建過(guò)程首先是收集灌區(qū)資料，通過(guò)專(zhuān)家咨詢(xún)法選取評(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)所選指標(biāo)的定性和定量特性賦分，然后分別運(yùn)用主觀賦權(quán)法、客觀賦權(quán)法和綜合賦權(quán)法，給指標(biāo)賦權(quán)，最后形成評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(見(jiàn)圖1)。

圖1 灌區(qū)綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建過(guò)程圖

2.2 指標(biāo)選取

指標(biāo)選取指用每一個(gè)向量x來(lái)表示各系統(tǒng)的現(xiàn)狀，各個(gè)向量按照所在層次位置構(gòu)成評(píng)價(jià)系統(tǒng)的狀況指標(biāo)體系。具體是根據(jù)指標(biāo)選取原則、效益評(píng)價(jià)目標(biāo)及灌區(qū)效益的特征，設(shè)計(jì)出效益指標(biāo)調(diào)查表。采用專(zhuān)家咨詢(xún)法，向?qū)＜野l(fā)函、征求意見(jiàn)。通過(guò)對(duì)專(zhuān)家評(píng)選結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理，確定一套較為科學(xué)合理的灌區(qū)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

2.3 數(shù)值預(yù)處理

指標(biāo)數(shù)值預(yù)處理就是將數(shù)據(jù)無(wú)量綱化。指標(biāo)代表評(píng)價(jià)內(nèi)容的各個(gè)方面，所以指標(biāo)數(shù)值的量綱和量級(jí)各有不同，對(duì)于綜合評(píng)價(jià)帶來(lái)了不便，如果不對(duì)數(shù)值進(jìn)行一致化處理，將使評(píng)價(jià)結(jié)果缺乏可靠性。指標(biāo)的無(wú)量綱化，是通過(guò)數(shù)學(xué)變換來(lái)消除原始指標(biāo)量綱和量級(jí)影響的方法。現(xiàn)有的處理方法有：標(biāo)準(zhǔn)化處理法、極值處理法、線(xiàn)性比例法、歸一化處理法、向量規(guī)范法、功效系數(shù)法。這6種無(wú)量綱化方法采用線(xiàn)性變換形式，保留原有數(shù)據(jù)的信息上具有許多優(yōu)良性質(zhì)[2]。

2.4 指標(biāo)權(quán)重的確定

指標(biāo)權(quán)重的系數(shù)確定法分為三大類(lèi)：基于“功能驅(qū)動(dòng)”原理的賦權(quán)法、基于“差異驅(qū)動(dòng)”原理的賦權(quán)法、綜合集成賦權(quán)法[2]。主觀賦權(quán)法包括AHP法、G1-法、G1-法等?？陀^賦權(quán)法包括均方差法、熵值法、“拉開(kāi)檔次”法等。綜合集成賦權(quán)法有3種基本方法：“加法”集成法、“乘法”集成法、改進(jìn)型的“拉開(kāi)檔次”法。

(1)AHP法[3]。層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是美國(guó)著名的運(yùn)籌學(xué)家T L Satty等人在20世紀(jì)70年代提出的一種定性與定量分析相結(jié)合的多準(zhǔn)則決策方法。該方法的特點(diǎn)，是在對(duì)復(fù)雜決策問(wèn)題的本質(zhì)、影響因素以及內(nèi)在關(guān)系等進(jìn)行深入分析之后，構(gòu)建一個(gè)層次結(jié)構(gòu)模型，然后利用較少的定量信息，把決策的思維過(guò)程數(shù)學(xué)化，從而為求解多目標(biāo)、多準(zhǔn)則或無(wú)結(jié)構(gòu)特性的復(fù)雜決策問(wèn)題，提供一種簡(jiǎn)單的決策方法。AHP法分析步驟：構(gòu)造層次分析結(jié)構(gòu)----構(gòu)造判斷矩陣----層次單排序----層次單排序一致性檢驗(yàn)----層次總排序----層次總排序一致性檢驗(yàn)。

首先，將研究對(duì)象看做一個(gè)系統(tǒng)，把研究的問(wèn)題分解為各個(gè)元素，再把這些元素按屬性不同分成若干組，以形成不同層次。層次一般為三層：目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層(指標(biāo)層) ，上層支配下層元素，這種自上而下的支配關(guān)系形成了一個(gè)遞階層次。上下層次之間元素的隸屬關(guān)系就被確定后，使用1～9的比例標(biāo)度表示：針對(duì)準(zhǔn)則Ck，兩個(gè)元素ai和aj的重要度(AHP)。此時(shí)，需要專(zhuān)家和分析者根據(jù)各指標(biāo)的性質(zhì)和相對(duì)關(guān)系，通過(guò)兩兩比較其相對(duì)重要性，得到判斷矩陣：

(1)

式中：A表示判斷矩陣；aij表示i行j列的指標(biāo)值。

然后計(jì)算在準(zhǔn)則層下，n個(gè)元素a1，a2，…，an排序權(quán)重的計(jì)算問(wèn)題，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。對(duì)于a1，a2，…，an通過(guò)兩兩比較得到判斷矩陣A，解特征根問(wèn)題：

Aω=λmaxω

(2)

所得到的ω經(jīng)正規(guī)化后作為元素a1，a2，…，an，在準(zhǔn)則層下排序權(quán)重，這種方法稱(chēng)排序權(quán)向量計(jì)算的特征根方法。最后依次沿遞階層次結(jié)構(gòu)由上而下逐層計(jì)算，即可計(jì)算出最低層因素相對(duì)于最高層(總目標(biāo))的相對(duì)重要性或相對(duì)優(yōu)劣的排序值，即層次總排序。并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

(2)熵值法[2]。熵值法(Entropy Method)是一種根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)觀測(cè)值所提供的信息量的大小確定指標(biāo)權(quán)數(shù)的方法。其步驟為：計(jì)算評(píng)價(jià)對(duì)象的特征比重----求熵值----計(jì)算指標(biāo)的差異性系數(shù)----確定權(quán)數(shù)。熵值公式為：

(3)

式中：pij為在j項(xiàng)指標(biāo)下，第i個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象的特征比重；k為i/lnn；n為被評(píng)價(jià)對(duì)象的數(shù)量；j為指標(biāo)數(shù)量。

(3)基于博弈論綜合集成賦權(quán)法。該方法的原理是運(yùn)用博弈論的方法根據(jù)主觀權(quán)重和客觀權(quán)重得出綜合權(quán)重值，其基本思想是在不同的權(quán)重之間尋找一致或妥協(xié)，即極小化可能的權(quán)重跟各個(gè)基本權(quán)重之間的偏差(王書(shū)吉，2009年)[4]。記m個(gè)權(quán)重向量WT[WTi=(wi1,wi2,…,wm)]的線(xiàn)性組合為：

(4)

(5)

上面模型是一組包含有多個(gè)目標(biāo)函數(shù)的交叉規(guī)劃模型，求解該模型能夠獲得一個(gè)跟多種權(quán)重賦值方法在整體意義上相協(xié)調(diào)、均衡一致的綜合權(quán)重結(jié)果。根據(jù)矩陣的微分性質(zhì)，可得出式(5)最優(yōu)化的一階導(dǎo)數(shù)條件為：

(6)

式(6)對(duì)應(yīng)下面的線(xiàn)性方程組：

運(yùn)用Matlab軟件求WjWTi，其命令為WjW′.，再求其逆矩陣為inv(WjWTj)，最后用WjWTj乘逆矩陣得出am，即綜合集成權(quán)重。

3 貴州大型灌區(qū)實(shí)證分析

3.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

通過(guò)對(duì)貴州省10個(gè)大型灌區(qū)規(guī)劃資料、實(shí)施方案、總結(jié)報(bào)告等資料的收集，參考中國(guó)灌溉排水發(fā)展中心發(fā)布《大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目后評(píng)價(jià)指南》和王書(shū)吉[5,6]等學(xué)者的研究文獻(xiàn)，結(jié)合貴州省社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀，指標(biāo)選取遵循科學(xué)、實(shí)用、簡(jiǎn)明的原則，采用專(zhuān)家咨詢(xún)法，運(yùn)用指標(biāo)體系構(gòu)建過(guò)程，建立一套適合貴州省大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造綜合效益評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系(見(jiàn)圖2和表1)。

圖2 貴州大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3.2 指標(biāo)數(shù)據(jù)預(yù)處理

大型灌區(qū)綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)涉及灌區(qū)自身建設(shè)、管理和發(fā)展，灌區(qū)效益輻射區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)保護(hù)的全方面，因此，指標(biāo)有定性和定量?jī)煞N類(lèi)型。首先將貴州省大型灌區(qū)建設(shè)劃分為3個(gè)時(shí)期：2001-2005年“十五”期間，即項(xiàng)目開(kāi)始建設(shè)，并經(jīng)歷“十五”社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展期；2006-2011年“十一五”期間，即項(xiàng)目建設(shè)較成熟，并經(jīng)歷“十一五”社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展期；2012-2014年“十二五”期間，即項(xiàng)目啟動(dòng)后評(píng)價(jià)，并正在經(jīng)歷“十二五”社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展期，將2000年作為項(xiàng)目實(shí)施前評(píng)價(jià)基準(zhǔn)年，2005、2011、2014年作為灌區(qū)評(píng)價(jià)年份。定量指標(biāo)選取評(píng)價(jià)年份的總結(jié)數(shù)據(jù)的百分比賦分。定性指標(biāo)通過(guò)專(zhuān)家評(píng)分及集值統(tǒng)計(jì)[7]等方法賦分。

表1 貴州大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造綜合效益指標(biāo)定義與等級(jí)

3.3 計(jì)算過(guò)程及結(jié)果分析

指標(biāo)數(shù)據(jù)賦分以及無(wú)量綱化處理后，分別采用AHP法和熵值法對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得出主觀權(quán)重和客觀權(quán)重，再運(yùn)用基于博弈論的綜合集成賦權(quán)法將主觀權(quán)重和客觀權(quán)重，綜合賦權(quán)，得出結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2看出，AHP法計(jì)算得出指標(biāo)權(quán)重：灌溉體系完善程度>社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益>管理改革>生態(tài)環(huán)境效益>發(fā)展?jié)摿?。熵值法得出指?biāo)權(quán)重：發(fā)展?jié)摿?生態(tài)環(huán)境效益>灌溉體系完善程度>管理改革>社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益?；诓┺恼摰木C合集成賦權(quán)法得出指標(biāo)權(quán)重：灌溉體系完善程度>社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益>發(fā)展?jié)摿?管理改革>生態(tài)環(huán)境效益。AHP法主觀色彩強(qiáng)烈，體現(xiàn)專(zhuān)家及評(píng)分者的意愿，并且權(quán)重值差異較大。熵值法受限于指標(biāo)數(shù)據(jù)的獲取，并且這種數(shù)值沒(méi)有延續(xù)性，因此權(quán)重值偏小?；诓┺恼摰木C合集成賦權(quán)法，綜合主觀權(quán)重和客觀權(quán)重的優(yōu)缺點(diǎn)，認(rèn)為灌區(qū)的灌溉體系完善程度和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益是項(xiàng)目建設(shè)最重要的兩個(gè)方面，而發(fā)展?jié)摿?、管理改革、生態(tài)環(huán)境效益的重要程度次之，并且三者之間權(quán)重分值差距較小。

4 結(jié) 語(yǔ)

貴州大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目，從2000年列入全國(guó)規(guī)劃，2001年開(kāi)始建設(shè)，到2010年底中央批復(fù)投資30 492萬(wàn)元。累計(jì)完成新建骨干渠道546 km，改造渠道2 953 km，提高渠系水利用系數(shù)到0.6，新增灌溉面積120.33 km2，恢復(fù)灌溉面積363.93 km2，改善灌溉面積303.13 km2，糧食單產(chǎn)由原 來(lái)的0.50～0.77kg/m2增至0.66～0.88kg/m2。今后，貴州大型灌區(qū)發(fā)展的方向：將進(jìn)一步加大投資力度，繼續(xù)完善骨干工程與田間工程的配比，擴(kuò)大節(jié)水工程的范圍，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和信息化管理，朝著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化方向發(fā)展。因此，總結(jié)項(xiàng)目前期工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)項(xiàng)目綜合效益進(jìn)行指標(biāo)體系的構(gòu)建研究，是以后項(xiàng)目評(píng)價(jià)和總結(jié)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。

本文采用現(xiàn)在主流的指標(biāo)體系研究方法，運(yùn)用專(zhuān)家咨詢(xún)法、AHP法、熵值法以及基于博弈論的綜合集成賦權(quán)法，通過(guò)SPSS、MATLAB等軟件計(jì)算，分別以主觀權(quán)重、客觀權(quán)重和綜合權(quán)重，體現(xiàn)貴州灌區(qū)綜合指標(biāo)權(quán)重。研究結(jié)果表明，在指標(biāo)選擇上首次在灌區(qū)評(píng)價(jià)上，加入“石漠化治理的貢獻(xiàn)程度”作為生態(tài)環(huán)境效益類(lèi)別子指標(biāo)，雖然指標(biāo)權(quán)重顯示不大，但也說(shuō)明灌區(qū)環(huán)境改善、人民群眾社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平提高，對(duì)貴州的石漠化治理是有利的。在指標(biāo)權(quán)重上，AHP法體現(xiàn)評(píng)分者的主觀意愿，權(quán)重較高；熵值法體現(xiàn)灌區(qū)建設(shè)各方面基數(shù)較低，權(quán)重也較低；基于博弈論的綜合集成賦權(quán)法，較好的平衡了主客觀的差異，較為合理的體現(xiàn)貴州灌區(qū)的現(xiàn)狀。在此研究的基礎(chǔ)上，研究出一套合適貴州大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目的綜合效益指標(biāo)體系，為今后的項(xiàng)目評(píng)價(jià)與發(fā)展提供科學(xué)有效的途徑。

[1] 雷 薇,張和喜,王 鵬.貴州大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策研究[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,2014,(7):48-51.

[2] 郭亞軍.綜合評(píng)價(jià)理論、方法及拓展[M].北京:科學(xué)出版社,2012.

[3] 杜 棟,龐慶華,吳 炎.現(xiàn)代綜合評(píng)價(jià)方法與案例精選[M].2版.北京:清華大學(xué)出版社,2008.

[4] 王書(shū)吉.大型灌區(qū)節(jié)水改造項(xiàng)目綜合后評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定及評(píng)價(jià)方法研究[D].西安:西安理工大學(xué),2009.

[5] 王書(shū)吉,費(fèi)良軍,雷雁斌,等.兩種綜合賦權(quán)法應(yīng)用于灌區(qū)節(jié)水改造效益評(píng)價(jià)的比較研究[J].水土保持通報(bào),2009,29(4):138-142.

[6] 韓振中,閆冠宇,劉云波,等.大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的研究[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,2002,(7):17-21.

[7] 羅曉芳.基于集值統(tǒng)計(jì)的模糊綜合評(píng)判及其應(yīng)用[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí),2005,35(9):42-47.