趙文琦，孫棟元，周 敏，惠 磊，張發(fā)榮，徐寶山，崔艷強，馬亞麗，盛彩紅

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)水利水電工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省疏勒河流域水資源利用中心，甘肅 玉門 735211)

現(xiàn)代化灌區(qū)是應(yīng)用先進理念、先進科技、先進工藝、先進設(shè)備建設(shè)管理灌區(qū)，是通過現(xiàn)代管理制度、合理的水利布局、先進的澆灌技術(shù)、配套的水利設(shè)施、先進的用水理念，形成新型灌區(qū)系統(tǒng)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)與水利的和諧發(fā)展[1- 2]。通過現(xiàn)代灌區(qū)建設(shè)能夠提高水資源利用率、能夠增強對環(huán)境的控制力，能夠達到灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展，提高灌區(qū)經(jīng)濟和社會發(fā)展的水平，實現(xiàn)灌區(qū)防災(zāi)減災(zāi)有力、灌排設(shè)施完備、工程運行可靠、灌溉服務(wù)高效、生態(tài)環(huán)境健康，經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)文明健康可持續(xù)發(fā)展[2- 7]。不同學(xué)者針對現(xiàn)代灌區(qū)內(nèi)涵、建設(shè)狀況、管理、評價指標(biāo)體系以及升級改造等方面開展了相關(guān)研究，取得了一定成果。李君[8]等探討了物聯(lián)網(wǎng)和云平臺在現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)中的應(yīng)用；金漢林、陳曉芳、張平輝、葉坦、高占義等對都江堰灌區(qū)、塔西河、陜西省寶雞峽、石津灌區(qū)等現(xiàn)代化灌區(qū)和大型灌區(qū)現(xiàn)代化改造方面進行了探討和論述[9- 17]。而韓振中、許欣然、劉巧元、王璞如、李盧祎等從安全保障、工程建設(shè)、信息化管理與服務(wù)，效益與效率等方面，構(gòu)建了現(xiàn)代化灌區(qū)評價指標(biāo)體系，對現(xiàn)代化灌區(qū)方面進行了評價[18- 24]。盡管不同學(xué)者針對現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)評價進行了一定研究，但結(jié)合新時期灌區(qū)建設(shè)新要求和特點方面進行評價研究仍然相對欠缺，仍需要進一步探索與研究，尤其針對干旱內(nèi)陸河流域現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)方面仍然比較薄弱。本文在前述研究基礎(chǔ)上，以干旱疏勒河流域為研究區(qū)，結(jié)合流域?qū)嶋H情況，采用層次分析法，構(gòu)建了由水源保障體系、工程體系、信息化體系、生態(tài)文明體系和管理體系5個方面39個評價因子組成的疏勒河流域現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)評價指標(biāo)體系，并確定了指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)權(quán)重和綜合評價方法，為疏勒河流域現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)情況做出科學(xué)評價，為大型灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)和發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和參考。

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

疏勒河流域灌區(qū)位于河西走廊西端，屬于河西內(nèi)陸區(qū)灌區(qū)之一。流域主要灌區(qū)有昌馬灌區(qū)，雙塔水庫灌區(qū)和花海灌區(qū)。疏勒河灌區(qū)是甘肅省最大的自流灌區(qū)，位于國家“一帶一路”倡議的重要節(jié)點，是全省主要的灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)和糧食產(chǎn)區(qū)，也是農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)條件良好、工業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的重要經(jīng)濟區(qū)，更是河西走廊西端的主要生態(tài)屏障區(qū)[6，25]。

1.2 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)主要有《甘肅省水資源公報》《甘肅水利統(tǒng)計年鑒》等數(shù)據(jù)以及疏勒河流域水資源利用中心收集有關(guān)數(shù)據(jù)。

2 研究方法

本研究采用層次分析法和專家打分法[24]。根據(jù)層次分析法的原理、過程和方法，構(gòu)建判斷矩陣，計算特征向量和特征值，完成一致性檢驗，并計算各因素權(quán)重和綜合權(quán)重。采用專家打分法對建立各層次指標(biāo)進行綜合打分，完成層次分析法構(gòu)造矩陣。

3 現(xiàn)代化灌區(qū)評價指標(biāo)構(gòu)建

3.1 指標(biāo)體系

根據(jù)現(xiàn)代化灌區(qū)的特點和內(nèi)涵以及參考現(xiàn)代化灌區(qū)相關(guān)文獻[2- 7，15- 25]，結(jié)合疏勒河流域灌區(qū)實際情況，體現(xiàn)新時代現(xiàn)代化灌區(qū)特點，從水源保障體系、工程體系、信息化體系、生態(tài)文明體系、管理體系5個方面建立現(xiàn)代化灌區(qū)評價指標(biāo)體系，詳見表1。

表1 現(xiàn)代化灌區(qū)評價指標(biāo)

(續(xù)表)

3.2 指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)

通過對于現(xiàn)代化灌區(qū)改造和建設(shè)情況建立評價標(biāo)準(zhǔn)，劃分為5個等級：Ⅰ(全面實現(xiàn))、Ⅱ(中等實現(xiàn))、Ⅲ(基本實現(xiàn))、Ⅳ(部分實現(xiàn))和Ⅴ(未實現(xiàn))，見表2。同時對所有評價指標(biāo)進行分級，詳見表3。

表2 現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)評價標(biāo)準(zhǔn)

表3 評價指標(biāo)分級

4 計算結(jié)果與分析

4.1 評價指標(biāo)權(quán)重確定

采用層次分析法對各個指標(biāo)進行權(quán)重值進行確定，分析其中的比較值，并根據(jù)表(3)的評價指標(biāo)與分級標(biāo)準(zhǔn)，對指標(biāo)層進行比較并作出判斷，并進行分析計算出相應(yīng)結(jié)果，并運用層次總排序計算出C層對于A層的權(quán)重值(Wi)[20]，見表4。

表4 C層對A層的權(quán)重值Wi

4.2 綜合評價指數(shù)的分析計算

根據(jù)指標(biāo)層(C)各指標(biāo)的實際值，在指標(biāo)分級表3中查得相應(yīng)的指標(biāo)分級值(Ri)，同時從表4中查得各指標(biāo)的權(quán)重值(Wi)，把指標(biāo)值中的分級值與各個權(quán)重值相乘在求和，可求得目標(biāo)層(A)的分級值YT，即：YT=∑RiWi，綜合計算結(jié)果見表5。

4.3 評價結(jié)果

疏勒河流域現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)綜合評價結(jié)果見表5。由表5可知，綜合評價結(jié)果為2.4006，根據(jù)分級標(biāo)準(zhǔn)判斷介于部分實現(xiàn)和基本實現(xiàn)之間，通過取整判斷疏勒河流域現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)處于部分實現(xiàn)階段，這與疏勒河流域?qū)嶋H情況基本吻合。5個方面排序呈現(xiàn)：信息化體系(0.9147)>水源保障體系(0.6478)>管理體系(0.4760)>工程體系(0.1958)>生態(tài)文明體系(0.1663)。說明信息化建設(shè)在疏勒河流域現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)中至關(guān)重要，要不斷加強流域立體感知體系、智能應(yīng)用體系、自動控制體系、主動服務(wù)體系、支撐保障體系的信息化和智能化建設(shè)，加快灌區(qū)現(xiàn)代化程度。其次是水源保障體系、管理體系、工程體系，最小為生態(tài)文明體系，以上作為現(xiàn)代化灌區(qū)重要組成部分，它們發(fā)揮各自重要輔助作用。從指標(biāo)層面而言，39個評價指標(biāo)中，立體感知體系建設(shè)程度(0.1932)、信息化綜合系統(tǒng)建設(shè)程度(0.1872)、智能應(yīng)用體系建設(shè)程度(0.1530)、水資源總量(0.1428)和供水保障率(0.1208)5個指標(biāo)對流域現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)影響最大，而水文化建設(shè)水平(0.0120)、輸配水工程完好率(0.0125)、農(nóng)業(yè)水價綜合改革程度(0.0128)、農(nóng)業(yè)面源污染治理率(0.0128)和突發(fā)水污染事故應(yīng)急處置能力(0.0140)5個對流域現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)影響最小，其他指標(biāo)都介于這兩類之間。

表5 疏勒河流域現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)綜合評價指標(biāo)權(quán)重

5 結(jié)論

流域現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)評價體系是一個多層次、多系統(tǒng)、多目標(biāo)、多要素、多維度的綜合系統(tǒng)，需要綜合統(tǒng)籌考慮新時期智慧水利和數(shù)字孿生流域建設(shè)的相關(guān)要素,從而為新時期水利現(xiàn)代化建設(shè)和灌區(qū)信息化建設(shè)提供可借鑒方法與思路，為現(xiàn)代化關(guān)鍵建設(shè)評價提供技術(shù)參考。隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)要體現(xiàn)信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、智慧化、自動化、立體化等內(nèi)容，覆蓋范圍更廣、涉及內(nèi)容更多，需要多學(xué)科交叉融合研究，其發(fā)展目標(biāo)、建設(shè)內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、評價指標(biāo)體系。