黃雅麗

(固鎮(zhèn)縣水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，安徽 固鎮(zhèn) 233700)

0 引 言

在保障我國(guó)糧食產(chǎn)量和灌區(qū)正常運(yùn)行方面高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田水利工程建設(shè)發(fā)揮著巨大作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)糧食產(chǎn)量自灌區(qū)已超過(guò)75%以上，而高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田水利工程建設(shè)與灌區(qū)的高效運(yùn)行密切相關(guān)。另外，對(duì)于高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田水利的運(yùn)行管理各地政府的重視程度不夠，從而使得無(wú)法正常發(fā)揮其應(yīng)有的功能效應(yīng)，這就要求加強(qiáng)對(duì)農(nóng)田水利的科學(xué)管理[1]。為充分發(fā)揮高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田水利的功能效益，對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)水治理績(jī)效選用合適的方法評(píng)價(jià)，對(duì)于提升農(nóng)田水利治理績(jī)效具有積極。

當(dāng)前，針對(duì)農(nóng)田水利工程治理績(jī)效國(guó)內(nèi)學(xué)者比較常用的方法為ANP評(píng)價(jià)法，如周曉平、楊斌等以小農(nóng)水工程為例，運(yùn)用ANP法科學(xué)評(píng)價(jià)了其治理績(jī)效，并認(rèn)為確定指標(biāo)權(quán)重時(shí)該方法表現(xiàn)出較強(qiáng)實(shí)適用性與準(zhǔn)確性，可為提升小農(nóng)水管理水平和建設(shè)質(zhì)量提供保障。采用SD軟件實(shí)現(xiàn)ANP法的運(yùn)算處理時(shí)，該過(guò)程較為復(fù)雜且評(píng)判誤差較大，主觀性判斷對(duì)權(quán)重的計(jì)算影響較大[2-5]。鑒于此，文章將ANP法和Fuzzy法相耦合構(gòu)建農(nóng)水績(jī)效評(píng)價(jià)模型，運(yùn)用Matlab軟件和SD軟件實(shí)現(xiàn)了治理績(jī)效的科學(xué)評(píng)價(jià)，在很大程度上降低了傳統(tǒng)方法的運(yùn)算量，保證了農(nóng)田水利治理績(jī)效評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和客觀性。

1 ANF-Fuzzy評(píng)價(jià)法

1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

為了能夠較為全面、客觀的體現(xiàn)農(nóng)田水利工程的治理狀況必須構(gòu)建系統(tǒng)完善的評(píng)價(jià)體系，因此參評(píng)指標(biāo)的選取應(yīng)遵循以下原則：

1)科學(xué)性原則。農(nóng)水治理績(jī)效評(píng)估指標(biāo)要信息量豐富、代表性好、可比性強(qiáng)且滿足獨(dú)立性要求。

2)統(tǒng)籌兼顧原則。選擇的參評(píng)因子要覆蓋生態(tài)環(huán)境可持續(xù)性、社會(huì)影響、工程效率等多個(gè)方面，評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)能夠體現(xiàn)與農(nóng)水治理密切相關(guān)的內(nèi)容，統(tǒng)籌兼顧農(nóng)田水利的各個(gè)方面構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)體系。

3)系統(tǒng)性原則。為保證治理績(jī)效評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況選取可以自成系統(tǒng)的評(píng)估體系，體現(xiàn)農(nóng)田水利治理的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程及其特點(diǎn)。

當(dāng)前，由于還未形成普遍適用的農(nóng)水治理績(jī)效評(píng)價(jià)體系和標(biāo)準(zhǔn)，文章結(jié)合蚌埠市固鎮(zhèn)縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點(diǎn)和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田水利建設(shè)實(shí)際情況，綜合考慮理論計(jì)算法、專家咨詢法和頻率統(tǒng)計(jì)法等，從生態(tài)環(huán)境、社會(huì)影響和工程效率3個(gè)層面選擇12個(gè)代表性評(píng)價(jià)因子，構(gòu)建適用于當(dāng)?shù)氐目?jī)效評(píng)估體系，如表1所示。

表1 蚌埠市固鎮(zhèn)縣農(nóng)水治理績(jī)效評(píng)價(jià)體系

1.2 績(jī)效評(píng)價(jià)方法

將Fuzzy評(píng)價(jià)法與ANP網(wǎng)絡(luò)分析法相耦合的ANP-Fuzzy法，可以實(shí)現(xiàn)量化處理各項(xiàng)參評(píng)指標(biāo)值，同時(shí)能夠比較客觀的反映不同要素間的邏輯關(guān)系，更好的揭示農(nóng)水治理績(jī)效各要素間的相互關(guān)系，保證農(nóng)水治理績(jī)效評(píng)價(jià)的客觀準(zhǔn)確性。運(yùn)用ANP-Fuzzy法評(píng)價(jià)農(nóng)水治理績(jī)效的基本流程為：

步驟一：依據(jù)農(nóng)水治理績(jī)效評(píng)估體系和ANP法基本原理，考慮不同要素間的相互關(guān)系和治理工程實(shí)際情況構(gòu)建績(jī)效評(píng)估體系結(jié)構(gòu)。

步驟二：通過(guò)對(duì)加權(quán)超矩陣的構(gòu)造及其運(yùn)算處理獲取各參評(píng)要素的ANP權(quán)重，設(shè)ANP綜合評(píng)估體系中的一級(jí)指標(biāo)為Bi(i=1，2，3……m)、二級(jí)指標(biāo)為Bij(j=1，2，3……n)，其中i=1,2,…m；j=1,2,…n。然后兩兩分析各參評(píng)要素之間的邏輯關(guān)系和相對(duì)重要度，依據(jù)標(biāo)度準(zhǔn)則構(gòu)造判斷矩陣，經(jīng)一系列的運(yùn)算處理獲取滿足一致性檢驗(yàn)的特征向量和局部權(quán)重Wij。

步驟三：標(biāo)準(zhǔn)化處理局部權(quán)重矩陣Wij，經(jīng)ANP法轉(zhuǎn)換運(yùn)算得到極限矩陣W+，然后利用公式(1)生成各參評(píng)因子權(quán)重，在i趨于無(wú)窮大的條件下，參評(píng)指標(biāo)權(quán)重即為矩陣W+的列向量，即：

(1)

步驟四：采用模糊線性法處理評(píng)估體系中各二級(jí)指標(biāo)，結(jié)合運(yùn)算結(jié)果構(gòu)造各一級(jí)指標(biāo)評(píng)判矩陣為：

(2)

式中，fij為被考核為某個(gè)等級(jí)時(shí)二級(jí)指標(biāo)Bij的次數(shù)，rij為相對(duì)從屬系數(shù)。

步驟五：依據(jù)農(nóng)水治理績(jī)效一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)及權(quán)重值構(gòu)造總體評(píng)價(jià)向量Pi，設(shè)治理績(jī)效評(píng)價(jià)等級(jí)有t個(gè)，則利用下式構(gòu)造總向量：

(3)

步驟六：結(jié)合治理績(jī)效總體評(píng)價(jià)矩陣和一級(jí)指標(biāo)權(quán)重，利用公式(3)得到農(nóng)水績(jī)效評(píng)價(jià)的最終向量，按照設(shè)定的評(píng)價(jià)等級(jí)輸出最終的評(píng)價(jià)結(jié)論。

Q=W×P-(q1,q2,…qt)

(4)

2 實(shí)例分析

2.1 區(qū)域概況

固鎮(zhèn)縣位于淮河中游北岸，地處安徽省東北部，其位置為E33°00′10″-33°30′10″、N117°2′42″-117°35′57″之間，全縣總面積1360km2，其中耕地面積7.13萬(wàn)hm2。該區(qū)域?yàn)闇嘏瘞c亞熱帶過(guò)渡區(qū)，氣候特點(diǎn)為四季分明、冬春少雨干旱、夏秋多雨炎熱、光照充足，平均氣溫14.7℃，年均蒸發(fā)量1510.2mm，平均降水量871mm。年內(nèi)降水分配極不均衡，其中6-8月夏季降水為473.8mm，占全年的54.4%，日照時(shí)數(shù)2056.5h，平均風(fēng)速1.6m/s。研究區(qū)地勢(shì)平坦低洼，海拔高程為15.0-22.0m，按地形大致分為沿河洼地、河道占地、平原湖地和崗坡地4類，土壤類型以棕壤土、潮土和砂僵黑土為主。固鎮(zhèn)縣物產(chǎn)資源豐富，糧多、地多、飼草多，盛產(chǎn)花生、玉米、小麥、山芋和大豆等，屬全省重要的畜禽、棉、油、糧、林產(chǎn)區(qū)，現(xiàn)已形成以林果、羊肉、牛肉、肉雞、蔬菜、花生、棉花等大產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化體系[6-7]。

固鎮(zhèn)縣為全省基本農(nóng)田保護(hù)和糧食安全生產(chǎn)先進(jìn)縣，一方面受特殊的氣候環(huán)境、地理位置和歷史條件等因素影響，加之有限的農(nóng)業(yè)水資源和較低的灌溉水利用率使得農(nóng)田有效灌溉面積逐年減少；另一方面現(xiàn)有農(nóng)水基礎(chǔ)設(shè)施較為落后，灌溉水利用率和農(nóng)田覆蓋率的減少，對(duì)確保農(nóng)作物生長(zhǎng)需水量帶來(lái)較大威脅，不利于農(nóng)民創(chuàng)收和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，同時(shí)嚴(yán)重制約著當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)建設(shè)[8-10]。

為了從根本上解決以上問(wèn)題，年固鎮(zhèn)縣正式啟動(dòng)了高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田水利改造項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)的建設(shè)改造現(xiàn)已形成較為完善的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌排體系

文章選用適用于呈正態(tài)分布數(shù)據(jù)集的標(biāo)準(zhǔn)差分級(jí)法，依據(jù)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)將治理績(jī)效評(píng)價(jià)體系劃分為Ⅰ-Ⅴ級(jí)，各參評(píng)指標(biāo)的等級(jí)劃分如表2所示。

表2 固鎮(zhèn)縣農(nóng)水治理績(jī)效評(píng)價(jià)等級(jí)

2.2 AHP法確定權(quán)重

通過(guò)對(duì)近3a固鎮(zhèn)縣農(nóng)水治理工程各參評(píng)數(shù)據(jù)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，依據(jù)ANP法基本原理和專家對(duì)各指標(biāo)打分結(jié)果，構(gòu)造ANP法績(jī)效評(píng)價(jià)判斷矩陣，受文章篇幅限制僅列出了一級(jí)指標(biāo)工程效率B1的判斷矩陣，如表3、表4所示。

表3 工程程效率B1的判斷矩陣

表4 二級(jí)指標(biāo)的判斷矩陣

經(jīng)一致性檢驗(yàn)保證各參評(píng)因子權(quán)重滿足合理性要求，運(yùn)用ANP法和SD軟件構(gòu)造農(nóng)水治理績(jī)效極限矩陣如表5所示，各參評(píng)因子權(quán)重即為裂列向量。

表5 固鎮(zhèn)縣農(nóng)水治理ANP極限矩陣

將固鎮(zhèn)縣農(nóng)水治理績(jī)效評(píng)價(jià)體系中一級(jí)指標(biāo)權(quán)重W運(yùn)用SD軟件求解：W=(0.500，0.250，0.250)；同理，采用相同的方法獲取工程效率、社會(huì)影響、生態(tài)環(huán)境可持續(xù)性各二級(jí)指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算結(jié)果為：W1=(0.138，0.040，0.106，0.191)、W2=(0.130，0.096，0.075，0.057)，W3=(0.052，0.056，0.021，0.038)。

2.3 Fuzzy法評(píng)價(jià)等級(jí)

為確保農(nóng)水績(jī)效評(píng)價(jià)的公正性與客觀性，對(duì)當(dāng)?shù)馗邩?biāo)準(zhǔn)農(nóng)田水利工程邀請(qǐng)6位不同文化、不同職業(yè)、不同年齡段的專家打分，每個(gè)評(píng)估等級(jí)與各參評(píng)因子相對(duì)應(yīng)，統(tǒng)計(jì)整理專家評(píng)定結(jié)果確定每個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)出現(xiàn)的次數(shù)，如表6所示。

然后運(yùn)用模糊線性變換法和Matlab軟件構(gòu)造各參評(píng)因子評(píng)判矩陣，結(jié)合工程治理實(shí)際情況獲取績(jī)效評(píng)價(jià)矩陣Rjt，在工程效率方面農(nóng)水治理績(jī)效評(píng)估矩陣如式(5)，依據(jù)文中相關(guān)公式確定其評(píng)價(jià)向量為B11=(0.068，0.175，0.232，0，0)。

(5)

同理，對(duì)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)性和社會(huì)影響方面的治理績(jī)效運(yùn)用相同的方法評(píng)價(jià)，由此得到評(píng)價(jià)向量如表7所示。

表6 農(nóng)水績(jī)效評(píng)估等級(jí)出現(xiàn)次數(shù)

表7 農(nóng)水治理績(jī)效最終評(píng)價(jià)

從表7可知，按照最大隸屬度原則確定固鎮(zhèn)縣農(nóng)水治理工程效率評(píng)估達(dá)到“一般”等級(jí)，可見項(xiàng)目的實(shí)施顯著提升了工程效率、項(xiàng)目質(zhì)量和設(shè)計(jì)水平，在很大程度上促進(jìn)了高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田水利功能效益的發(fā)揮。

3 結(jié) 論

當(dāng)?shù)剞r(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量及農(nóng)業(yè)產(chǎn)值在很大程度上取決于高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田水利工程的運(yùn)行情況，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)水治理績(jī)效的科學(xué)評(píng)估就必須形成一套符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況、便于操作且客觀公正的評(píng)價(jià)方法。文章將Fuzzy法和ANP法相耦合提出了農(nóng)水治理績(jī)效綜合評(píng)價(jià)模型，并以實(shí)例工程驗(yàn)證了該方法的科學(xué)有效性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)評(píng)價(jià)結(jié)果與工程治理實(shí)際基本相符，可以較為系統(tǒng)全面的體現(xiàn)區(qū)域農(nóng)田水利整治的改善狀況。