摘 要:本文針對六安地區(qū)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目應(yīng)用滿意度進行評估,采用文獻資料法從經(jīng)濟效益、社會效益及環(huán)境效益3個維度對項目滿意度評價指標進行識別,建立了一套全面、合理、準確的農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目應(yīng)用滿意度評價體系。采用G1法及熵權(quán)法確定各指標主客觀權(quán)重,并基于乘積法確定綜合權(quán)重,利用模糊綜合評價法對農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目進行綜合評價,根據(jù)評價結(jié)果對六安地區(qū)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目進行分析與優(yōu)化。該評價方法可以客觀反映農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目應(yīng)用滿意度,對該地區(qū)的類似項目有一定的借鑒意義。
關(guān)鍵詞:高效節(jié)水概況;組合賦權(quán);模糊綜合評價;滿意度分析
中圖分類號:S 275 文獻標志碼:A
隨著人口增長及社會農(nóng)產(chǎn)品需求量增加,傳統(tǒng)的灌溉方式難以滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求。同時,我國水資源短缺問題較嚴重,人均水資源占有量僅為2200m3,遠低于世界人均水資源占有量的25%,年缺水量高達60億m3,水資源短缺問題嚴重制約了我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展[1]。面對水資源短缺問題,國家在水資源治理方面投入了大量的人力與物力,修建了一大批水利設(shè)施,例如南水北調(diào)工程、三峽水利樞紐、引江濟淮工程及淮河入海水道工程等,有效地緩解了部分地區(qū)水資源短缺問題,水資源的利用率得到了顯著提高,促進了經(jīng)濟、社會、生態(tài)、環(huán)境等方面的發(fā)展。然而,水利項目建設(shè)過程中往往會對當?shù)鼐用竦纳罴吧a(chǎn)造成影響,分析水利工程項目滿意度,對有效提高水利工程建設(shè)速度和保障工程的順利運行具有重要意義[2-3]。
本文采用組合賦權(quán)與模糊綜合評價方法,以淠史杭灌區(qū)的六安地區(qū)某農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目為例,從經(jīng)濟效益、社會效益及環(huán)境效益3個維度,根據(jù)淠史杭灌區(qū)的實際情況,共選取了12個具體指標,建立了六安地區(qū)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目應(yīng)用滿意度評價體系,對農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目展開評價。
1 研究區(qū)概況
淠史杭灌區(qū)介于115.50E~117.68E,30.99N~32.56N,是淠河、史河、杭埠河3個毗鄰灌區(qū)的總稱,位于安徽省中西部和河南省的中南部,地處大別山余脈的丘陵地帶,控制面積13130km2,設(shè)計灌溉面積73.3萬hm2,是我國三個特大型灌區(qū)之一。淠史杭灌區(qū)是以防洪、灌溉為主,兼有水力發(fā)電、城市供水、航運和水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合功能的特大型水利工程,是新中國成立后興建的全國最大灌區(qū)[4]。
六安市位于安徽省西部,水資源相對豐富,但分布不均,部分地區(qū)存在灌溉水源不足的問題。為提高農(nóng)業(yè)灌溉效率,減少水資源浪費,2020年六安市開始實施高效節(jié)水灌溉示范項目,具體內(nèi)容主要包括節(jié)水灌溉系統(tǒng)、水源工程、田間工程及農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)推廣和培訓。
2 評價指標體系的構(gòu)建
2.1 評價指標識別
本次農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目應(yīng)用滿意度評價從經(jīng)濟效益、社會效益及環(huán)境效益3個維度展開,對農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目評價方法進行研究與分析,采用文獻資料法在“知網(wǎng)”、“萬方”、“ScienceDirect”、“SpringerLink”、“ProQuest”等國內(nèi)外數(shù)據(jù)庫中,以“高效節(jié)水灌溉”、“節(jié)水灌溉項目”、“評價方法”、“滿意度評價”、“efficient water saving”、“water saving irrigation project”、“evaluation method”、“satisfaction evaluation”等為關(guān)鍵詞展開高頻詞匯識別,獲得與農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目評價方法相關(guān)的文獻4000余篇,去除相關(guān)性較低、重復性高及出版時間較久的文獻后,獲得高相關(guān)度的文獻150余篇,總結(jié)歸納后共選擇出12個具體指標[5]。
2.2 評價體系構(gòu)建
農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目以多個相互獨立的評價指標為基礎(chǔ),構(gòu)建綜合評價體系,從而達到全面評價的要求。因此,在系統(tǒng)分析和全面調(diào)查的前提下,從經(jīng)濟效益、社會效益及環(huán)境效益3個維度建立一套科學、合理且具有針對性的分級指標評價體系,見表1。
3 評價方法及模型
在準確識別農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目應(yīng)用滿意度評價指標的基礎(chǔ)上,采用G1法和熵權(quán)法確定各個指標的主客觀權(quán)重,同時為了使權(quán)重更準確、客觀,引入乘積法確定指標綜合權(quán)重。利用模糊綜合評價方法對農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目應(yīng)用滿意度進行評價得分,對最終的評價結(jié)果進行分析,并提出優(yōu)化改進措施[6]。
3.1 基于G1法的主觀權(quán)重
G1法是一種確定指標權(quán)重的方法,屬于層次分析法(AHP)的一種變體,對層次分析法進行簡化。在G1法中,不需要進行成對比較,而是直接通過分配權(quán)重的方式確定各方案的優(yōu)先級。G1法主要包括3個計算步驟。
3.1.1 確定指標重要性
根據(jù)評價目標,假設(shè)評價目標對應(yīng)m個評價因子,分別為x1、x2、…、xm,根據(jù)同一標準,對m個評價因子的重要性進行對比,根據(jù)對比結(jié)果按重要性情況進行排序,最重要的影響因子排名最前面,排序后的評價因子為x'1gt;x'2gt;x'3gt;…gt;x'm 。
3.1.2 重要性程度判斷
假設(shè)重新排序后相鄰的2個評價因子分別為x'k、x'k-1,根據(jù)排序結(jié)果,x'k的重要性要高于x'k-1,采用2個評價因子的比值作為二者重要性的度量,記作語氣算子rk。如公式(1)所示。
rk=xk/xk-1 (1)
一般來說,采用9級語氣算子評價各個因素間的重要關(guān)系,見表2。
3.1.3 因素權(quán)重計算
根據(jù)排序后各個因素的相鄰重要性比較結(jié)果,假設(shè)第i位專家的賦值為rki,取n位專家的平均值作為相鄰2個評價指標的語氣算子計算結(jié)果,并計算重要性最低的因素m的權(quán)重值,如公式(2)所示。根據(jù)相鄰重要性的比較結(jié)果,按公式(3)計算其余因素的權(quán)重。
(2)
wm-1=wm× (3)
式中:wm為重要性最低評價因子的權(quán)重值;為各因素語氣算子平均值。
3.2 基于熵權(quán)法的客觀權(quán)重
熵值法是一種基于信息熵概念的多準則決策方法,用于確定各因素的客觀權(quán)重,其主要優(yōu)勢在于不需要對指標進行主觀賦權(quán),而是通過數(shù)據(jù)本身的特征來計算指標權(quán)重,從而避免了主觀因素的干擾,使指標權(quán)重更具客觀性。
熵權(quán)法適用于評價指標較多且指標間差異性較大的決策問題,可以更客觀地反映各指標在評價體系中的作用與重要性。熵值法的具體計算步驟如下。1)構(gòu)造判斷矩陣并按公式(4)進行標準化處理。2)熵值計算。針對含有m個評價指標的集合,計算各指標的差異系數(shù)Qij及熵值Ei,如公式(5)~公式(6)所示。3)確定客觀權(quán)重。差異系數(shù)Qij越大,指標信息量越多,權(quán)重系數(shù)wi越大,各指標客觀權(quán)重按公式(7)計算。
(4)
式中:Xij為判斷矩陣第i行第j列元素值;為經(jīng)標準化后的第i行第j列元素值;Xmax及Xmin分別為樣本指標中的最大值及最小值。
(5)
(6)
(7)
3.3 乘積法確定綜合權(quán)重
為了使農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目應(yīng)用滿意度評價指標權(quán)重計算結(jié)果更具科學性,采用乘積法對主客觀權(quán)重進行加權(quán),減少主觀隨意性。根據(jù)G1法主觀權(quán)重w1i和熵權(quán)法客觀權(quán)重w2i計算結(jié)果,采用乘積法確定綜合權(quán)重值,如公式(8)所示。
(8)
式中:wi、w1i及w2i分別為滿意度評價指標的綜合權(quán)重、主觀權(quán)重及客觀權(quán)重;m為指標數(shù)量。
3.4 模糊綜合評價
模糊綜合評價是一種基于模糊數(shù)學理論的評價方法,通過模糊邏輯來處理評價過程中的不確定性和模糊性,對評價標準不明確或評價因素模糊的問題具有較強的適用性。模糊綜合評價法的具體計算步驟如下。
3.4.1 構(gòu)建因素集合
假設(shè)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目滿意度存在k個影響指標,基于博弈論組合確定綜合權(quán)重后,建立農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目滿意度指標的權(quán)重集合U,如公式(9)所示。
U=[u1,u2,…,ui,…,uk] (9)
式中:ui為農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目滿意度評價指標,見表1;k為評價指標的數(shù)量。
3.4.2 確定評價集合
根據(jù)專家意見確定評價等級。建設(shè)將農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目滿意度分為p個等級,建立評價集合V,如公式(10)所示。
V=[v1,v2,…,vi,…,vp] (10)
式中:vi為農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目滿意度評價等級,可根據(jù)Likert評分法確定。
3.4.3 建立模糊關(guān)系
根據(jù)表1對擬農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目滿意度指標進行評分,建立得到各指標的模糊評價矩陣R,如公式(11)所示。
R=[rij]i×j" i∈[1,k],j∈[1,p] (11)
式中:rij為第i個評價指標第j個評價等級的模糊評價值。
將評價指標的權(quán)重集合U與相應(yīng)的模糊評價矩陣相乘,得到各個指標的模糊綜合評價向量E,如公式(12)所示。
E=U×R=[e1,e2,…,ei,…ep] (12)
式中:ei為各指標的模糊綜合評價值。
3.4.4 確定最終評價結(jié)果
取評價集合V中每個評價等級的均值作為評價集合R*,計算得到農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目滿意度的評價結(jié)果,如公式(13)所示。
F=E×R*;R*=[r1*,r2*,…,ri*,…,rp*] (13)
式中:ri*為評價集合V中每個評價等級的均值;F為農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目滿意度綜合評價結(jié)果。
4 農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目應(yīng)用滿意度分析
4.1 指標權(quán)重的確定
以六安地區(qū)某農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目為例對其應(yīng)用滿意度進行評價,首先根據(jù)G1法對各指標進行重要性排序,根據(jù)排序后的相鄰指標的重要性確定語氣算子,根據(jù)公式(2)~公式(3)確定各指標權(quán)重。邀請10位農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉行業(yè)專家,采用Likert5級評分法對該項目的主要指標進行賦分。Likert5級評分法將農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目滿意度等級劃分為5級,分別為I級(8~10分)、II級(6~8分)、III級(4~6分)、IV級(2~4分)、V級(0~2分),分別對應(yīng)滿意度高、較高、一般、較低、低。根據(jù)賦分結(jié)果,根據(jù)公式(4)~公式(7)確定熵權(quán)。農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目滿意度評價指標權(quán)重計算結(jié)果見表3。
4.2 模糊綜合評價結(jié)果與分析
在農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目滿意度評價指標權(quán)重計算的基礎(chǔ)上,采用模糊綜合評價法對項目滿意度進行評價。根據(jù)10位農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉行業(yè)專家的指標評價結(jié)果,得到各指標每個等級所對應(yīng)的評價人數(shù)分布,將每個等級的評價人數(shù)除以專家總?cè)藬?shù)即可得到對應(yīng)指標的評價矩陣,統(tǒng)計結(jié)果見表4。
根據(jù)表3各指標綜合權(quán)重計算結(jié)果及表4各指標評級矩陣,根據(jù)公式(12)計算得到經(jīng)濟效益指標的模糊綜合評價向量EA,如公式(14)所示。
(14)
同理,得到農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目的社會效益指標及環(huán)境效益指標的模糊綜合評價向量,EB=[0.2567,0.4349,0.2158,0.0484,0.0434],EC=[0.4207,0.4406,0.1062,0.0188,0.0138]。
取Likert5級評分法每個等級的平均值作為評價集合R*=[9,7,5,3,1],根據(jù)公式(14)計算得到準則層各指標模糊綜合評價得分。經(jīng)濟效益指標的模糊綜合評價得分如公式(15)所示。
(15)
同理,農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目的社會效益及環(huán)境效益模糊綜合評價得分分別為66.30及74.71。根據(jù)表3中各準則層指標權(quán)重,計算得到農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目的綜合評價結(jié)果,如公式(16)所示。
(16)
根據(jù)計算結(jié)果,六安市某農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目的滿意度評價為7.070分,處于滿意度等級II級,滿意度較好。從準則層指標的評價結(jié)果來看,本項目環(huán)境效益的滿意度結(jié)果最高,為7.471分,其次為經(jīng)濟效益滿意度,最后為社會效益滿意度。從方案層指標的評價結(jié)果來看,區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展(B1)、農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施(B3)、水資源可持續(xù)(C3)、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境(C1)及農(nóng)業(yè)增產(chǎn)收益(A2)等指標對目標層的綜合權(quán)重較高,屬于影響農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目滿意度的主要因素。根據(jù)表4,主要因素中的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)收益(A2)及水資源可持續(xù)(C3)指標的評價等級集中于I級,滿意度好,說明通過農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目(例如滴管和噴灌措施)可以顯著提高農(nóng)作物的產(chǎn)量及品質(zhì),實現(xiàn)節(jié)水目標,緩解農(nóng)業(yè)用水緊張的難題,保障水資源的合理分配及使用,促進了水資源的可持續(xù)性。
主要指標中區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展(B1)、農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施(B3)及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境(C1)的評價等級集中于II級,滿意度較好,但仍存在改進空間??蓮囊韵路矫孢M行優(yōu)化與改進,首先,持續(xù)研發(fā)和推廣適應(yīng)當?shù)貧夂蚝屯寥罈l件的節(jié)水灌溉技術(shù),同時鼓勵采用智能灌溉系統(tǒng),利用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析提高灌溉的精準度和效率;適當調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),支持有樣化種植,提高農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的抗風險能力和經(jīng)濟效益。其次,加速灌區(qū)續(xù)建配套及現(xiàn)代化改造,提升農(nóng)村水利設(shè)施的覆蓋面及服務(wù)質(zhì)量,因地制宜地建設(shè)和改造輸配水渠(管)道、排水溝(管)道、泵站等,提高灌溉系統(tǒng)的效率和抗旱排澇能力。最后,當實施節(jié)水灌溉項目時,應(yīng)充分考慮對生態(tài)環(huán)境的影響,采取措施保護和改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。
5 結(jié)語
本文針對六安地區(qū)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目應(yīng)用滿意度評估,從經(jīng)濟、社會及環(huán)境效益3個維度對農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目滿意度評價指標進行識別,構(gòu)建了農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目滿意度評價體系。采用G1法及熵權(quán)法確定主客觀權(quán)重,并基于乘積法確定綜合權(quán)重,利用模糊綜合評價法對農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉項目進行綜合評價,根據(jù)評價結(jié)果對高效節(jié)水灌溉項目進行分析與優(yōu)化,進一步驗證了模型的合理性及可行性。
參考文獻
[1]孫葉,黃乾,王薇,等.設(shè)施農(nóng)業(yè)雨水集蓄利用方案綜合評價方法研究[J].農(nóng)學學報,2024,14(6):72-82.
[2]朱潔,劉學軍,蔣佳莉.基于FAHP法的寧夏現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)健康評價體系研究與實證[J].節(jié)水灌溉,2023(11):121-129.
[3]白雪.西北旱區(qū)高效節(jié)水灌溉綜合效益評價方法研究[D].西安:西安理工大學,2023.
[4]郭玲玲.參考作物蒸騰蒸發(fā)時空變化及其影響因素分析[J].智慧農(nóng)業(yè)導刊,2024,4(8):9-12.
[5]趙凡茹.新疆瑪納斯縣高效節(jié)水灌溉項目綜合效益分析[D].烏魯木齊:新疆農(nóng)業(yè)大學,2023.
[6]張雪潔,張芮,張梅花,等.基于模糊綜合分析法的豐樂河灌區(qū)高效節(jié)水改造效益評價[J].水利規(guī)劃與設(shè)計,2022(11):50-53.