馮璐璐

(吉林省水文水資源局四平分局，吉林 四平 136000)

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永舒榆灌區(qū)水生態(tài)文明建設(shè)水平評價(jià)研究

馮璐璐

(吉林省水文水資源局四平分局，吉林 四平 136000)

當(dāng)前水生態(tài)文明建設(shè)上升到國家發(fā)展戰(zhàn)略的高度，成為了水利發(fā)展的主旋律。在分析了水生態(tài)文明灌區(qū)的相關(guān)理念的基礎(chǔ)上，查閱相關(guān)規(guī)劃資料，從資源節(jié)約、生產(chǎn)高效、生態(tài)自然、環(huán)境優(yōu)美、意識文明5個(gè)方面建立了水生態(tài)文明灌區(qū)的評價(jià)指標(biāo)，并提出利用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，利用綜合指數(shù)評價(jià)法計(jì)算評價(jià)結(jié)果。永舒榆灌區(qū)是吉林省的大型灌區(qū)，第二松花江貫穿其中，水資源豐富、水生態(tài)文明建設(shè)條件較好，對其進(jìn)行評價(jià)，可進(jìn)一步分析灌區(qū)建管的優(yōu)缺點(diǎn)，并給出具體措施，進(jìn)一步提升灌區(qū)水生態(tài)文明建設(shè)水平。

水生態(tài)文明；指標(biāo)體系；層次分析法；綜合指數(shù)評價(jià)；永舒榆灌區(qū)

灌區(qū)水生態(tài)文明建設(shè)是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)美麗鄉(xiāng)村的基礎(chǔ)，是推進(jìn)水生態(tài)文明城市建設(shè)的重要保障，也是實(shí)現(xiàn)水利現(xiàn)代化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為滿足水利部關(guān)于水生態(tài)文明建設(shè)的要求，把生態(tài)文明理念與綠色可持續(xù)發(fā)展理念融入灌區(qū)農(nóng)業(yè)及水利等資源的開發(fā)、利用、治理、配置、節(jié)約、保護(hù)的各方面，以及灌區(qū)規(guī)劃、建管的各個(gè)環(huán)節(jié)，可以通過設(shè)置一系列的指標(biāo)，衡量灌區(qū)建設(shè)水生態(tài)文明建設(shè)的程度，并可對“十三五”期間灌區(qū)建設(shè)發(fā)展做出規(guī)劃調(diào)整，對推進(jìn)灌區(qū)高效、生態(tài)、健康、可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與生態(tài)效益的最大化提出切實(shí)可行的規(guī)劃方向。

1　水生態(tài)文明灌區(qū)相關(guān)理念

1.1建設(shè)目的

水生態(tài)文明灌區(qū)強(qiáng)調(diào)灌區(qū)是“生產(chǎn)系統(tǒng)與生命系統(tǒng)相融合”的統(tǒng)一系統(tǒng)，在強(qiáng)化其生產(chǎn)功能與生產(chǎn)效率的同時(shí)，重視生產(chǎn)、生命、資源、環(huán)境系統(tǒng)的和諧。建設(shè)目標(biāo)為灌區(qū)用水總量得到有效控制，用水效率和效益顯著提高；科學(xué)合理的灌區(qū)水土資源配置格局和灌排工程布局形成，灌區(qū)防洪排澇保安能力、灌溉供水保障能力、抗旱減災(zāi)能力、水土資源承載能力等顯著增強(qiáng)；灌區(qū)水資源保護(hù)與溝渠生態(tài)治理效果明顯，生態(tài)脆弱區(qū)水生態(tài)得到有效修復(fù)；灌區(qū)管理體制與運(yùn)行機(jī)制基本理順，水生態(tài)文明理念深入人心[1]。

1.2建設(shè)內(nèi)容

水生態(tài)文明灌區(qū)建設(shè)的主要內(nèi)容包括灌區(qū)水土資源高效利用、灌排溝渠生態(tài)修復(fù)與生態(tài)工程建設(shè)、灌區(qū)水環(huán)境保護(hù)與治理、灌區(qū)水景觀與水文化建設(shè)、灌區(qū)現(xiàn)代化管理制度建設(shè)等。

1.3基本特征

一是資源節(jié)約，在灌區(qū)開展續(xù)建配套和節(jié)水改造、普及資源節(jié)約意識和推廣資源高效利用技術(shù)，在灌區(qū)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理過程的各環(huán)節(jié)注重對水土資源和能源的節(jié)約與高效利用。

二是生產(chǎn)高效，灌區(qū)在重視生產(chǎn)功能的同時(shí)，按照高產(chǎn)出、低消耗的發(fā)展目標(biāo)，注重提高生產(chǎn)效率，使綜合效益達(dá)到最大化。

三是生態(tài)自然，灌區(qū)水利工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)，生態(tài)工程或近自然工法得到應(yīng)用，灌區(qū)生態(tài)系統(tǒng)得到恢復(fù)并保持動(dòng)態(tài)平衡，水土流失和水環(huán)境得到有效治理，農(nóng)業(yè)面源污染得到有效控制，生物多樣性得到恢復(fù)和保護(hù)。

四是環(huán)境優(yōu)美，灌區(qū)內(nèi)環(huán)境整潔，灌排溝渠及河道保潔情況良好，水利工程及其建筑物與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，具有一定的景觀美學(xué)價(jià)值，體現(xiàn)地方水文化特點(diǎn)。

五是意識文明，資源節(jié)約意識得到廣泛普及，水生態(tài)文明理念深入人心，灌區(qū)農(nóng)戶在灌區(qū)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理等方面的參與程度高且滿意度高[2]。

2　水生態(tài)文明灌區(qū)建設(shè)評價(jià)指標(biāo)構(gòu)建

2.1指標(biāo)構(gòu)建原則

灌區(qū)水生態(tài)文明建設(shè)判別指標(biāo)應(yīng)立足于中國國情，既要反映水生態(tài)自然屬性，又要考慮水生態(tài)的服務(wù)功能，同時(shí)立足于水生態(tài)的現(xiàn)狀，考量灌區(qū)建設(shè)發(fā)展趨勢。評價(jià)指標(biāo)的選取既是開展灌區(qū)水生態(tài)文明建設(shè)水平評價(jià)的基礎(chǔ)，又是評價(jià)體系構(gòu)建的核心內(nèi)容之一。評價(jià)指標(biāo)是對評判對象從某一方面或多方面做出優(yōu)劣評定的基礎(chǔ)[3]。指標(biāo)體系是否科學(xué)合理，直接關(guān)系到評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。水生態(tài)文明灌區(qū)評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建遵循獨(dú)立性、系統(tǒng)性、科學(xué)性、易量化等原則。

2.2指標(biāo)體系構(gòu)建

水生態(tài)文明灌區(qū)的評價(jià)指標(biāo)從資源節(jié)約、生產(chǎn)高效、生態(tài)自然、環(huán)境優(yōu)美、意識文明等5個(gè)方面出發(fā)，按照構(gòu)建原則，參考灌區(qū)現(xiàn)代化規(guī)劃、市水利現(xiàn)代化規(guī)劃、市“十三五”水利發(fā)展規(guī)劃等規(guī)劃構(gòu)建的指標(biāo)體系[4]，建立了水生態(tài)文明灌區(qū)的評價(jià)指標(biāo)體系，包含5個(gè)一級指標(biāo)，18個(gè)二級指標(biāo)，見表1所示。

2.3指標(biāo)評級標(biāo)準(zhǔn)

在建立了評價(jià)指標(biāo)體系之后，設(shè)定合理的指標(biāo)評級標(biāo)準(zhǔn)對水生態(tài)文明灌區(qū)的評價(jià)至關(guān)重要。通過查詢文獻(xiàn)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等確定評級標(biāo)準(zhǔn)，將指標(biāo)分為“優(yōu)、良、中、合格、不合格”5個(gè)等級，具體見表2。

表1　水生態(tài)文明灌區(qū)評價(jià)指標(biāo)體系

表2　水生態(tài)文明灌區(qū)指標(biāo)評級標(biāo)準(zhǔn)

2.4層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重

為了準(zhǔn)確地描述評價(jià)指標(biāo)對灌區(qū)水生態(tài)文明建設(shè)水平整體評價(jià)的重要程度，需用一定的數(shù)值來定量地描述各個(gè)指標(biāo)的重要性，即“權(quán)重”。目前確定權(quán)重的方法很多，主要有專家咨詢法、德爾菲法、層次分析法等主觀權(quán)重確定方法，以及主成分分析法、因子分析法等客觀賦值法。綜合比較而言，層次分析法(AHP法)很好地規(guī)避了定性問題的不可量化，對決策目標(biāo)評價(jià)時(shí)以單一因素作為衡量指標(biāo)等弊端。

采用層次分析法進(jìn)行指標(biāo)權(quán)重的確定，可按以下步驟進(jìn)行。

(1)建立遞階層次結(jié)構(gòu)。把研究問題按特定的目標(biāo)、準(zhǔn)則和約束等分解成各個(gè)組成因素，把這些因素按屬性的不同分層排列，形成一個(gè)自上而下的遞階層次。同一層次的因素對下一層次的因素起支配作用，同時(shí)它又受上一層次因素的支配。

(2)構(gòu)造判斷矩陣。判斷矩陣表示針對上一層次某因素，本層次與之相關(guān)的各因素之間的相對重要性。各因素之間的相對重要性通過兩兩比較，運(yùn)用“1～9”比較標(biāo)度法(9位標(biāo)度法)對重要性判斷結(jié)果進(jìn)行量化。兩個(gè)因素同等重要定為1，一個(gè)比另一個(gè)稍微重要定為3，一個(gè)比另一個(gè)明顯重要定為5，一個(gè)比另一個(gè)強(qiáng)烈重要定為7，一個(gè)比另一個(gè)極端重要定為9，2、4、6、8為區(qū)間中值。

(3)層次單排序及其一致性檢驗(yàn)。層次單排序是指根據(jù)判斷矩陣計(jì)算出對于上一層次某因素，本層次與之相關(guān)的各因素的相對重要性權(quán)值，實(shí)際上是計(jì)算判斷矩陣的最大特征值λmax及其所對應(yīng)的歸一化特征向量W的問題。首先，計(jì)算判斷矩陣的最大特征值λmax，然后求出滿足AΩ=λmaxΩ的歸一化特征向量Ω，歸一化特征向量Ω=(?1，?2，…?n)T的各個(gè)分量值就是本層次各因素針對上一層次某因素的相對重要性權(quán)值，即單排序權(quán)重。

計(jì)算出的權(quán)向量不一定可用，通常的判斷矩陣是不一致的。因此，需要對已經(jīng)求出的判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，以確定是否可行。檢驗(yàn)采用式(1)、式(2)：

(1)

(2)

式中：CR為判斷矩陣的隨機(jī)一致性比率；N為判斷矩陣的階數(shù)；CI為判斷矩陣一般一致性指標(biāo)。RI為斷矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，本評價(jià)模型最高只用到5階矩陣，當(dāng)n=1,2，RI=0；當(dāng)n=3，RI=0.58；當(dāng)n=4，RI=0.90；當(dāng)n=5，RI=1.12。

(4)層次總排序及其一致性檢驗(yàn)

將最底層各因素的權(quán)重依次乘以上一層受控因素的相對權(quán)重，從而形成各因素對于總目標(biāo)的絕對權(quán)重，絕對權(quán)重是指標(biāo)層對于準(zhǔn)則層的權(quán)重與準(zhǔn)則層對于目標(biāo)層的權(quán)重的累積值。層次總排序也須要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。權(quán)重計(jì)算結(jié)果見表1所示[5]。

2.5灌區(qū)水生態(tài)效應(yīng)指標(biāo)評價(jià)

綜合指數(shù)評價(jià)法屬于常規(guī)的多指標(biāo)綜合評價(jià)法，通過實(shí)測、估算和調(diào)查等獲得各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的現(xiàn)狀值，量化后按一定的模型加權(quán)合成計(jì)算出評價(jià)綜合值即水生態(tài)文明評價(jià)數(shù)值，最后根據(jù)水生態(tài)文明評價(jià)數(shù)值的分級數(shù)值范圍，確定灌區(qū)的水生態(tài)文明等級。具體步驟如下。

步驟一：查閱規(guī)范、文獻(xiàn)、資料等確定各個(gè)指標(biāo)的評級標(biāo)準(zhǔn)。

步驟二：運(yùn)用層次分析法確定各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

步驟三：確定各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的現(xiàn)狀值。

步驟四：將各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的現(xiàn)狀值無量綱化，將指標(biāo)評級標(biāo)準(zhǔn)“優(yōu)、良、中、合格、不合格”分別賦值“5、4、3、2、1”。

步驟五：計(jì)算灌區(qū)水生態(tài)文明評價(jià)數(shù)值，即

(3)

式中：E為水生態(tài)文明評價(jià)數(shù)值，表征灌區(qū)的水生態(tài)文明狀況；n為評價(jià)指標(biāo)的階數(shù)；λi為各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的無量綱化值；?i為各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

步驟六：根據(jù)水生態(tài)文明評價(jià)數(shù)值確定灌區(qū)水生態(tài)文明等級，以定量評價(jià)結(jié)果為依據(jù)可將灌區(qū)分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級三類，相應(yīng)的判斷標(biāo)準(zhǔn)具體如下。

(1)灌區(qū)評價(jià)結(jié)果大于4的灌區(qū)為Ⅰ級灌區(qū)，該級灌區(qū)達(dá)到水生態(tài)文明灌區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。

(2)灌區(qū)評價(jià)結(jié)果3～4的灌區(qū)為Ⅱ級灌區(qū)，該級灌區(qū)基本達(dá)到了水生態(tài)文明灌區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。Ⅱ級灌區(qū)的建設(shè)、管理等方面基本滿足了水生態(tài)文明灌區(qū)的要求，但仍存在薄弱環(huán)節(jié)，有待于完善。

(3)灌區(qū)評價(jià)結(jié)果小于3的灌區(qū)為Ⅲ級灌區(qū)，該型灌區(qū)沒有達(dá)到水生態(tài)文明灌區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。Ⅲ級灌區(qū)的灌區(qū)建設(shè)、管理等方面沒有達(dá)到水生態(tài)文明灌區(qū)的要求，需要針對其薄弱環(huán)節(jié)，選擇合適的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)方法創(chuàng)建水生態(tài)文明灌區(qū)。

3　案例分析

選取吉林省永舒榆灌區(qū)進(jìn)行水生態(tài)文明建設(shè)水平的評價(jià)研究。永舒榆灌區(qū)為大型灌區(qū)，位于吉林省中部，屬第二松花江流域，是吉林省唯一的無壩自流引水大型灌區(qū)，設(shè)計(jì)灌溉面積2.41萬hm2。區(qū)界南起龍?zhí)秴^(qū)烏拉街鎮(zhèn)萬屯哨口，北與榆樹市秀水毗鄰，西界第二松花江右岸，東至7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的臺地邊緣。境內(nèi)有第二松花江穿過，水量充沛，地勢平坦，土質(zhì)肥沃，氣候溫和。2010年至今陸續(xù)開展灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程，如今灌區(qū)建設(shè)已煥然一新。正值“十三五”開局之年，對其水生態(tài)文明建設(shè)水平進(jìn)行評價(jià)，有利于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，指明方向，進(jìn)一步提高灌區(qū)建設(shè)與管理水平[6]。

根據(jù)灌區(qū)建設(shè)規(guī)劃報(bào)告、灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃、統(tǒng)計(jì)年鑒、水資源公報(bào)、灌區(qū)管理單位年報(bào)及現(xiàn)場調(diào)研等，確定永舒榆灌區(qū)水生態(tài)文明建設(shè)管理水平現(xiàn)狀如表2所示。

永舒榆灌區(qū)資源節(jié)約評價(jià)指數(shù)為4.072，偏向于“良”；生產(chǎn)高效評價(jià)指數(shù)為4.486，處于“良-優(yōu)”之間；生態(tài)自然評價(jià)指數(shù)為4.020，偏向于“良”；環(huán)境優(yōu)美評價(jià)指數(shù)為2.715，處于“差-中”之間，意識文明評價(jià)指數(shù)為3.000，屬于“中”。永舒榆灌區(qū)水生態(tài)文明綜合評價(jià)指數(shù)為3.812，屬于Ⅱ級灌區(qū)，資源節(jié)約、生產(chǎn)高效和生態(tài)自然狀況好，說明近些年開展的續(xù)建配套與節(jié)水改造骨干工程成效顯著，而且生態(tài)環(huán)境得到極大改善。環(huán)境優(yōu)美和意識文明評價(jià)指數(shù)不高，主要原因在于重視工程建設(shè)，忽略了灌區(qū)的生態(tài)環(huán)境，較少考慮灌區(qū)干、支、斗、農(nóng)渠的系統(tǒng)治理，已建工程不能突顯工程建設(shè)的連片效益。

4　灌區(qū)水生態(tài)文明建設(shè)與發(fā)展建議

針對永舒榆灌區(qū)水生態(tài)文明建設(shè)與管理水平的評價(jià)結(jié)果，可在資源高效利用、灌區(qū)生態(tài)工程建設(shè)等方面有針對性地制定規(guī)劃方案，提高建設(shè)與發(fā)展水平。

在資源高效利用方面。針對當(dāng)前灌區(qū)建管存在的問題，須提高水的利用率，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)是根本出路，也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基本要求。從水源到形成作物產(chǎn)量要經(jīng)過三個(gè)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化：一是由降雨或灌溉進(jìn)入農(nóng)田轉(zhuǎn)化為土壤水分；二是農(nóng)作物吸收土壤內(nèi)的水分，將土壤水轉(zhuǎn)化為農(nóng)作物水分；三是通過農(nóng)作物復(fù)雜的生理過程形成作物產(chǎn)量。為減少各個(gè)環(huán)節(jié)中的無效損耗，必須建立農(nóng)藝節(jié)水、工程節(jié)水、生物節(jié)水和管理節(jié)水等綜合配套的節(jié)水技術(shù)體系。開展高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目，以對田、水、路、渠、林進(jìn)行綜合改造和配套，增加有效耕地面積，提高土地質(zhì)量。

在灌區(qū)生態(tài)工程建設(shè)方面。采用“節(jié)水—生態(tài)—景觀”型灌溉渠道建設(shè)模式，將橫向的渠道邊坡分為常水位以下區(qū)、水位變化區(qū)和安全超高水位以上區(qū)三個(gè)區(qū)，分別對應(yīng)“節(jié)水”“生態(tài)”“景觀”重點(diǎn)需求的工程模式?？梢赃M(jìn)行適當(dāng)?shù)囊r砌及邊坡硬質(zhì)化處理。為了增加生態(tài)景觀效果，可在縱向上設(shè)置踏步和生態(tài)帶。支渠以上渠道可采用黏土壓實(shí)方式，支渠以下可采用生態(tài)型防滲砌塊襯砌。

在灌區(qū)生態(tài)景觀建設(shè)方面，平原區(qū)應(yīng)全面做好“點(diǎn)”“線”“面”三方面的生態(tài)建設(shè)。“點(diǎn)”的建設(shè)主要考慮為渠系建筑物與周邊背景區(qū)域的景觀協(xié)調(diào)性建設(shè)；“線”的建設(shè)包括灌區(qū)范圍內(nèi)的渠道以及護(hù)岸林帶等生態(tài)建設(shè)；面”的建設(shè)為灌區(qū)農(nóng)田的景觀建設(shè)，可考慮秸稈的有效利用。

在水生態(tài)文明教育建設(shè)方面。灌區(qū)應(yīng)側(cè)重于加大對于資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)方面的教育，在灌區(qū)增加對于水土保持方面的宣傳、教育，鼓勵(lì)送知識、送科技到農(nóng)戶[7]，真正完善水生態(tài)文明建設(shè)的最后一公里。

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馮璐璐(1982-)，女，工程師，主要從事水文水資源測驗(yàn)、整編等方面的工作。

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2096-0506(2016)09-0067-05