苗慧英，李月霞，徐國防，王罕博，陳文彬，劉長燕

（河北省水利科學(xué)研究院，石家莊050051）

隨著高效節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)業(yè)灌溉中的應(yīng)用，區(qū)域節(jié)水灌溉規(guī)模、 技術(shù)水平和綜合節(jié)水技術(shù)都在提高。河北省高效節(jié)水灌溉事業(yè)也取得了顯著效果，毋庸置疑， 高效節(jié)水灌溉在大幅度提高了水的利用效率的同時，引發(fā)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的變革，改變了傳統(tǒng)的農(nóng)田水利建設(shè)方式，提高了土地利用率，也改變了傳統(tǒng)的勞作方式，大幅度降低了作業(yè)成本，提高了勞動生產(chǎn)率。 然而，隨著工作的不斷開展與深入，高效節(jié)水灌溉對區(qū)域水環(huán)境、社會、經(jīng)濟效應(yīng)的影響及影響程度的評價問題也日益得到人們的關(guān)注。

1 高效節(jié)水灌溉主要影響因素

水資源作為自然資源，本身具備其自然屬性，又由于它已成為國民經(jīng)濟建設(shè)的主要資產(chǎn)及在人民生活中的重要地位， 它同時又具備了其經(jīng)濟屬性和社會屬性。 相應(yīng)的，對人們從事的高效節(jié)水灌溉，其主要影響因素也不外乎自然（資源環(huán)境）、經(jīng)濟和社會這三大因素。

1.1 社會因素

社會政策因素反映了某一時期公眾和國家對高效節(jié)水灌溉的重視程度和支持力度， 同時也反映了某一區(qū)域民眾的社會承受力。政府重視程度高，當?shù)匕傩諈⑴c熱情高，高效節(jié)水灌溉就會獲得大發(fā)展。近年來，特別是2011年中央一號文件《中共中央國務(wù)院關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》以來，由于各級政府高度重視，把節(jié)水灌溉“作為一項革命性措施”來抓，中央和地方一系列政策措施出臺和不斷加大投入，我國節(jié)水灌溉、 特別是高效節(jié)水灌溉發(fā)展進入前所未有的快車道。民眾獲得實實在在的利益，參與興建工程的積極性高，節(jié)水灌溉得到了迅猛發(fā)展；相反如果政府不重視，百姓得不到收益，積極性不高，節(jié)水灌溉的發(fā)展就會受到影響。

1.2 技術(shù)經(jīng)濟因素

發(fā)展高效節(jié)水灌溉的主要目的是提高水資源的利用率和利用效益， 技術(shù)經(jīng)濟因素是影響各種效益發(fā)揮的主要因素， 也能充分反映一個地區(qū)或業(yè)主建設(shè)高效節(jié)水灌溉的承受能力， 因此在建設(shè)高效節(jié)水灌溉工程時，就必須考慮經(jīng)濟和技術(shù)的影響。

1.3 資源環(huán)境因素

資源因素是影響高效節(jié)水灌溉發(fā)展的又一主要因素，如果某一區(qū)域水資源缺乏，水土資源不平衡，當?shù)氐墓?jié)水熱情就高； 反之如果某一區(qū)域水資源相對豐富，就會心存“近水樓臺先得月”之感，缺乏工作熱情；環(huán)境日益受到國家、社會的重視，環(huán)境是否改善也就成為影響高效節(jié)水灌溉發(fā)展的主要因素。

2 高效節(jié)水灌溉效應(yīng)評價指標體系［1］

高效節(jié)水灌溉的三大影響因素決定了高效節(jié)水灌溉效應(yīng)的表現(xiàn)形式也主要體現(xiàn)在這三個方面：社會效應(yīng)、經(jīng)濟效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)。 因此，對高效節(jié)水灌溉效應(yīng)進行綜合評價，指標體系的建立應(yīng)從各個側(cè)面全面完整地反映出評價對象的各個主要影響因素。

為此， 本研究首先選擇具有代表性的在建和已建高效節(jié)水灌溉工程項目， 深入調(diào)查了解工程從方案確定到規(guī)劃設(shè)計及運行管理各階段的經(jīng)驗做法和存在問題， 從中分析高效節(jié)水灌溉工程實施和正常運行的各種主客觀影響因素；其次，廣泛征求咨詢從事高效節(jié)水灌溉的專家、行政領(lǐng)導(dǎo)、一線生產(chǎn)人員和灌區(qū)管理人員及農(nóng)民的意見和建議， 并借鑒已有研究成果，在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過多次反復(fù)修改補充與完善，初步建立高效節(jié)水灌溉效應(yīng)綜合評價指標體系［4］。為避免初選指標間可能存在的相互包含、 交叉、重疊，或關(guān)聯(lián)度較強等情況，采用Delphi法對初選的指標體系進行了進一步檢驗與修正，以獲得覆蓋全面、代表性強、相互獨立、實用簡約的評價指標體系，如圖1。

圖1 高效節(jié)水灌溉效應(yīng)綜合評價指標體系

3 模糊綜合評價模型的構(gòu)建［3］

3.1 模糊綜合評價模型［3］

建立模糊綜合評價模型的具體步驟和方法如下：

式中 V為反映高效節(jié)水灌溉效應(yīng)高低的評語集；U為綜合評判結(jié)果，m=5，ui（i＝1，2…，m）為被評價的高效節(jié)水灌溉各屬性特征綜合反映的高效節(jié)水灌溉效應(yīng)對評語集中評語的隸屬程度值； A為由各評價指標所占權(quán)重組成的權(quán)重集，A＝［a1，a2， …，an］；R為由各評價指標相對于各評語的隸屬度組成的隸屬度集，即模糊評判矩陣：

a1，a2，a3為各評價指標權(quán)重；r11，r12， …，rmn為各評價指標相對于各評語的隸屬度；m為評語等級數(shù)；n為評價指標個數(shù)。

模型中， 各指標權(quán)重和隸屬度的確定是模糊綜合評判的關(guān)鍵。 權(quán)重的確定可采用特爾菲法與層次分析相結(jié)合的方法［3］，而隸屬度則視指標的定性與定量化，采取不同的方法分別計算、確定［3］。 將所確定的權(quán)重集和隸屬度矩陣代入式（1），即得高效節(jié)水灌溉效應(yīng)模糊綜合評價結(jié)果。

3.2 指標權(quán)重的確定［3］［5］

模型中， 各指標權(quán)重采用特爾菲法與層次分析相結(jié)合的方法確定，即聘請一批專家打分，然后將專家的意見統(tǒng)計集中，作為確定權(quán)重的依據(jù)。其方法步驟如下：

（1）構(gòu)造各個層次的判斷矩陣。

（2）發(fā)放征詢意見表，為各層元素賦值定量。

（3）將專家意見統(tǒng)計集中，采用四分位法進行統(tǒng)計分析，并將分析結(jié)果反饋給各位專家，同時進行下一輪的專家打分；如此反復(fù)，直到判斷矩陣的標度值收斂為止。

（4）確定各層指標的相對權(quán)重及多層并合的總權(quán)重。

根據(jù)各層判斷矩陣， 采用方根法計算各層指標相對于上一層指標的權(quán)重， 然后各層相關(guān)指標相對權(quán)重的乘積即為多層并合的各評價指標相對于高效節(jié)水灌溉效應(yīng)評價的總權(quán)重，即

A =［0.0576，0.0582，0.0399，0.0264，0.0126，0.0638，0.0496，0.0357，0.0513，0.0484，0.0756，0.0521，0.0890，0.0338，0.0829，0.0810，0.0584，0.0236，0.0244，0.0359］

3.3 模糊評判矩陣R的確定

3.3.1 各單因素隸屬度的確定

定量指標隸屬度的確定：采用升、降半梯形函數(shù)的方法確定。

定性指標隸屬度的確定： 運用模糊統(tǒng)計的方法進行確定。

3.3.2 總評判矩陣

將各定量指標的隸屬度與定性指標的隸屬度值匯總，形成總評價矩陣R，即

3.4 模糊綜合評價結(jié)果

將權(quán)重集A與以上隸屬度集R點積，即得高效節(jié)水灌溉效應(yīng)模糊綜合評判結(jié)果：

式中 u1，u2，u3，u4，u5即為高效節(jié)水灌溉效應(yīng)相對于評語集V=［差、較差、中等、較好、好］中各級別的隸屬程度。

4 模糊綜合評價實例驗證

4.1 典型區(qū)域選取

本次選取河北省永清縣進行實例驗證。

永清縣是資源型缺水的地區(qū)， 水資源總量多年平均為8969萬m3，人均水源量233m3，遠遠低于國際公認的人均占有量500m3的“極度缺水標準”。 同時，農(nóng)業(yè)是永清縣的用水大戶， 農(nóng)業(yè)灌溉用水量占到了全縣總用水量的70%以上，而且全部是利用地下水，加劇了對水資源的過度開發(fā)利用， 局部地下水集中開采，地下水位下降，生態(tài)環(huán)境的壓力也越來越大。

為緩解水源供需矛盾，永清縣以農(nóng)業(yè)科技為支撐，發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)。 依托優(yōu)越的區(qū)位優(yōu)勢，國家政策的支撐，較強的經(jīng)濟實力，以及農(nóng)民強烈的意愿， 永清縣近年來高效節(jié)水灌溉得以大力發(fā)展，特別是設(shè)施農(nóng)業(yè)迅速蓬勃發(fā)展，成為農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的主要途徑，為高效節(jié)水灌溉提供了平臺。 目前，全縣10萬余畝設(shè)施蔬菜均采用了高效節(jié)水灌溉技術(shù)，并且，在設(shè)施農(nóng)業(yè)、規(guī)模化種植業(yè)中，形成了以微灌、噴灌為主、管灌為輔的高效節(jié)水灌溉格局；在大田作物中，形成了以低壓管道節(jié)水為主，噴灌、微灌為輔的高效節(jié)水灌溉格局。 基于此，本次選取永清縣作為典型區(qū)域，對該縣實施高效節(jié)水灌溉的效應(yīng)進行評價，其代表性、影響力和示范帶動效應(yīng)均是較強的。

4.2 永清縣高效節(jié)水灌溉效應(yīng)評價

4.2.1 指標權(quán)重的確定

采用4.2節(jié)中權(quán)重的確定方法與所確定的各指標權(quán)重值，即權(quán)重集A：

A =［0.0576，0.0582，0.0399，0.0264，0.012 6，0.0638，0.0496，0.0357，0.0513，0.0484，0.0756，0.0521，0.0890，0.0338，0.0829，0.0810，0.0584，0.0236，0.0244，0.0359］

4.2.2 評判矩陣R的確定

定性指標的隸屬度：采用模糊統(tǒng)計的方法，聘請高效節(jié)水灌溉領(lǐng)域的專家， 分別對國家對高效節(jié)水灌溉的重視程度、對項目建設(shè)的認可度、對促進區(qū)域農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的影響程度、對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響、環(huán)境意識、節(jié)水意識、對地下水質(zhì)、水量的影響、改善農(nóng)田小氣候、 高效節(jié)水灌溉工程運行管理的難易程度、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)用水信息管理體系建設(shè)情況、農(nóng)村基層水利服務(wù)組織建設(shè)情況等12個指標進行打分。 打分時并不要求給出具體分值，而是在5個評語級別“不重要、不太重要、一般、比較重要、非常重要”中選擇最合適的某一級別，使結(jié)果更加客觀公正。將各位專家對各指標的評語表分別進行匯總， 取其均值作為所求的隸屬度。

定量指標的隸屬度： 高效節(jié)水灌溉效應(yīng)評價中的定量指標， 采用模糊隸屬函數(shù)確定隸屬度。 按照4.3節(jié)中的方法，統(tǒng)計分析與各指標隸屬度計算有關(guān)的永清縣2016年統(tǒng)計數(shù)據(jù)、實際調(diào)查數(shù)據(jù)等，計算得出各指標的隸屬度值。

將定性指標與定量指標的隸屬度匯總， 得到總隸屬度集，即總評判矩陣R，包括管灌的總評判矩陣R管、噴灌的總評判矩陣R噴、微灌的總評判矩陣R微：

4.2.3 綜合評價結(jié)果

將權(quán)重集與以上評判矩陣R管、R噴、R微集點積，并歸一化處理后， 即得高效節(jié)水灌溉效應(yīng)模糊綜合評判結(jié)果，如表5。

表5 模糊綜合評判結(jié)果

表5各項取值依次為管灌、噴灌、微灌的灌溉效應(yīng)相對于評語集V=［差、較差、中等、較好、好］中各級別的隸屬程度。 可看出，微灌的灌溉效應(yīng)相對于“好”級別的隸屬度最大，說明微灌的灌溉效應(yīng)在永清縣是最高的；管灌、噴灌的灌溉效應(yīng)相對于“較好”級別的隸屬度最大，說明這兩種灌溉方式的灌溉效應(yīng)相對較高。

這一評價結(jié)果與永清縣高效節(jié)水灌溉的實際運行效果是一致的：

永清縣位于京津冀三角地帶， 經(jīng)濟發(fā)展水平較高，該縣是綠色蔬菜生產(chǎn)基地，而微灌多用于棚室及設(shè)施蔬菜種植與生產(chǎn)，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)環(huán)境效益均較高， 工程管理上實現(xiàn)了信息化管理，管理制度、基層服務(wù)組織也較健全，因而其評價等級達到了最高等級“好”。

管灌和噴灌在永清縣多用于大田作物， 從評價結(jié)果看，兩種工程均發(fā)揮著“較好”的效應(yīng)，但管灌的效應(yīng)略優(yōu)于噴灌，這一點從評價結(jié)果數(shù)據(jù)管灌為“較好”等級0.4211，而噴灌為該等級的0.3778可看出。究其原因，是因為管灌在節(jié)水、省時、省工的同時，輸水快、便于管理，更為百姓所接受和樂于使用；而噴灌由于受自然條件的影響較大，運行管理不便等原因，導(dǎo)致工程利用率較低，部分工程甚至廢棄不用。

綜合以上評價結(jié)果及實際情況的調(diào)查分析，可知評價結(jié)果與項目區(qū)實際情況相符， 評價結(jié)果是符合項目縣實際情況的，評價結(jié)果可信度強，對今后高效節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有極大的指導(dǎo)作用。

5 結(jié)語

高效節(jié)水灌溉代表了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。 隨著高效節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)業(yè)灌溉中的應(yīng)用實踐，高效節(jié)水灌溉實施效應(yīng)的評價問題被提出來。 為區(qū)域農(nóng)業(yè)高效用水和節(jié)水管理提供技術(shù)支撐， 需要對高效節(jié)水灌溉的節(jié)水效應(yīng)進行監(jiān)測、 測算和評價。 因此， 構(gòu)建基于田間節(jié)水技術(shù)的高效節(jié)水灌溉效應(yīng)評價指標體系是非常必要的。