区域高效节水灌溉效应评价研究与实践_苗慧英
２０21 年第 1 期 水科学与工程技术 53
区域高效节水灌溉效应评价研究与实践
苗慧英，李月霞，徐国防，王罕博，陈文彬，刘长燕
（河北省水利科学研究院，石家庄 050051）
摘 要：从探讨高效节水灌溉的影响因素出发，筛选出高效节水灌溉效应评价指标体系的群体指标，建立了多层次高效节水灌溉效应评价指标体系；以模糊评价法为基础，综合运用专家评价法、Delphi 法、层次分析法等，建立高效节水灌溉专家决策层次模糊综合评价模型；并以河北省永清县为例进行实际评价与验证，以期为区域农业高效用水和节水管理提供技术支撑。
关键词：高效节水；灌溉效应；指标体系；模糊综合评价
中图分类号：S27 文献标识码：B 文章编号：1672-9900（2021）01-0053-05 DOI：10.19733/j.cnki.1672-9900.2021.01.17
Research and practice on evaluation of regional high-efficiency water- saving irrigation effects
MIAO Huiying，LI Yuexia，YU Guofang，WANG Hanbo，CHEN Wenbin，LIU Changyan
（Hebei Institute of Water Resources，Shijiazhuang 050051，China）
Abstract：This article starts from exploring the influencing factors of high-efficiency water-saving irrigation，screens out the group indicators of the high-efficiency water-saving irrigation effect evaluation index system，and establishes a multi-level high-efficiency water-saving irrigation effect evaluation index system.Based on fuzzy evaluation method，comprehensive use of expert evaluation method，Delphi method，analytic hierarchy process，etc.，establish a hierarchical fuzzy comprehensive evaluation model of expert decision-making for efficient water-saving irrigation.And this paper takes Yongqing County of Hebei Province as an example to carry out actual evaluation and verification，in order to provide technical support for regional agricultural high-efficiency water and water-saving management.
Key words：efficient water saving； irrigation effect； index system； fuzzy comprehensive evaluation
随着高效节水灌溉技术在农业灌溉中的应用， 区域节水灌溉规模、 技术水平和综合节水技术都在提高。 河北省高效节水灌溉事业也取得了显著效果， 毋庸置疑， 高效节水灌溉在大幅度提高了水的利用效率的同时，引发了农业生产方式的变革，改变了传统的农田水利建设方式，提高了土地利用率，也改变了传统的劳作方式，大幅度降低了作业成本，提高了劳动生产率。 然而，随着工作的不断开展与深入，高效节水灌溉对区域水环境、社会、经济效应的影响及影响程度的评价问题也日益得到人们的关注。
1 高效节水灌溉主要影响因素
水资源作为自然资源，本身具备其自然属性，又
由于它已成为国民经济建设的主要资产及在人民生
活中的重要地位， 它同时又具备了其经济属性和社会属性。 相应的，对人们从事的高效节水灌溉，其主要影响因素也不外乎自然（资源环境）、经济和社会这三大因素。
1.1 社会因素
社会政策因素反映了某一时期公众和国家对高效节水灌溉的重视程度和支持力度， 同时也反映了某一区域民众的社会承受力。 政府重视程度高，当地百姓参与热情高，高效节水灌溉就会获得大发展。 近年来，特别是2011年中央一号文件《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》以来，由于各级政府高度重视，把节水灌溉“作为一项革命性措施”来抓， 中央和地方一系列政策措施出台和不断加大投入， 我国节水灌溉、 特别是高效节水灌溉发展进入前所
未有的快车道。 民众获得实实在在的利益，参与兴建工程的积极性高，节水灌溉得到了迅猛发展；相反如果政府不重视，百姓得不到收益，积极性不高，节水灌溉的发展就会受到影响。
1.2 技术经济因素
发展高效节水灌溉的主要目的是提高水资源的利用率和利用效益， 技术经济因素是影响各种效益发挥的主要因素， 也能充分反映一个地区或业主建设高效节水灌溉的承受能力， 因此在建设高效节水灌溉工程时，就必须考虑经济和技术的影响。
程 况
1.3 资源环境因素 度
资源因素是影响高效节水灌溉发展的又一主要因素，如果某一区域水资源缺乏，水土资源不平衡， 当地的节水热情就高； 反之如果某一区域水资源相对丰富，就会心存“近水楼台先得月”之感，缺乏工作热情；环境日益受到国家、社会的重视，环境是否改善也就成为影响高效节水灌溉发展的主要因素。
图1 高效节水灌溉效应综合评价指标体系
3 模糊综合评价模型的构建［3］
3.1 模糊综合评价模型［3］
建立模糊综合评价模型的具体步骤和方法如下： V＝［低，较低，中等，较高，高］ U=（u1，u2，u3，u4，u5）=A·R=（a1，a2，…，an）·
2 高效节水灌溉效应评价指标体系［1］ ! $
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高效节水灌溉的三大影响因素决定了高效节
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（1）
水灌溉效应的表现形式也主要体现在这三个方面： 社会效应、经济效应和环境效应。 因此，对高效节水灌溉效应进行综合评价，指标体系的建立应从各个侧面全面完整地反映出评价对象的各个主要影响因素。
为此， 本研究首先选择具有代表性的在建和已
建高效节水灌溉工程项目， 深入调查了解工程从方
式中 V为反映高效节水灌溉效应高低的评语集；U 为综合评判结果，m=5，ui（i＝1，2…，m）为被评价的高效节水灌溉各属性特征综合反映的高效节水灌溉效应对评语集中评语的隶属程度值； A为由各评价指标所占权重组成的权重集，A＝［a1，a2， …，an］；R为由各评价指标相对于各评语的隶属度组成的隶属度集，即模糊评判矩阵：
案确定到规划设计及运行管理各阶段的经验做法和 ! $
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存在问题， 从中分析高效节水灌溉工程实施和正常
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运行的各种主客观影响因素；其次，广泛征求咨询从
事高效节水灌溉的专家、行政领导、一线生产人员和灌区管理人员及农民的意见和建议， 并借鉴已有研究成果，在此基础上，经过多次反复修改补充与完善， 初步建立高效节水灌溉效应综合评价指标体系［4］。为避免初选指标间可能存在的相互包含、 交叉、重叠，或关联度较强等情况，采用Delphi法对初选的指标体系进行了进一步检验与修正，以获得覆盖全面、代表性强、相互独立、实用简约的评价指标体系，如图1。
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# n1 n2 nm &
a1，a2，a3为各评价指标权重；r11，r12， …，rmn为各评价指标相对于各评语的隶属度；m为评语等级数；n为 评价指标个数。
模型中， 各指标权重和隶属度的确定是模糊综合评判的关键。 权重的确定可采用特尔菲法与层次分析相结合的方法［3］，而隶属度则视指标的定性与定量化，采取不同的方法分别计算、确定［3］。 将所确定的权重集和隶属度矩阵代入式（1），即得高效节水灌溉效应模糊综合评价结果。
3.2 指标权重的确定［3］［5］
模型中， 各指标权重采用特尔菲法与层次分析相结合的方法确定，即聘请一批专家打分，然后将专家的意见统计集中，作为确定权重的依据。 其方法步骤如下：
（1） 构造各个层次的判断矩阵。
（2） 发放征询意见表，为各层元素赋值定量。
（3） 将专家意见统计集中，采用四分位法进行统计分析，并将分析结果反馈给各位专家，同时进行下一轮的专家打分；如此反复，直到判断矩阵的标度值收敛为止。
（4） 确定各层指标的相对权重及多层并合的总
权重。
根据各层判断矩阵， 采用方根法计算各层指标相对于上一层指标的权重， 然后各层相关指标相对权重的乘积即为多层并合的各评价指标相对于高效节水灌溉效应评价的总权重，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 模糊评判矩阵R的确定
3.3.1 各单因素隶属度的确定
定量指标隶属度的确定：采用升、降半梯形函数
的方法确定。
定性指标隶属度的确定： 运用模糊统计的方法
进行确定。
3.3.2 总评判矩阵
将各定量指标的隶属度与定性指标的隶属度值
汇总，形成总评价矩阵R，即
评语集V=［差、较差、中等、较好、好］中各级别的隶
属程度。
4 模糊综合评价实例验证
4.1 典型区域选取
本次选取河北省永清县进行实例验证。
永清县是资源型缺水的地区， 水资源总量多年平均为8969万m3，人均水源量233m3，远远低于国际公认的人均占有量500m3的“极度缺水标准”。 同时， 农业是永清县的用水大户， 农业灌溉用水量占到了全县总用水量的70%以上，而且全部是利用地下水， 加剧了对水资源的过度开发利用， 局部地下水集中开采，地下水位下降，生态环境的压力也越来越大。
为缓解水源供需矛盾，永清县以农业科技为支撑，发展高效节水农业。 依托优越的区位优势，国家政策的支撑， 较强的经济实力， 以及农民强烈的意愿， 永清县近年来高效节水灌溉得以大力发展，特别是设施农业迅速蓬勃发展， 成为农业增效、农民增收的主要途径，为高效节水灌溉提供了平台。 目前，全县10万余亩设施蔬菜均采用了高效节水灌溉技术， 并且， 在设施农业、规模化种植业中， 形成了以微灌、喷灌为主、管灌为辅的高效节水灌溉格局； 在大田作物中，形成了以低压管道节水为主，喷灌、微灌为辅的高效节水灌溉格局。 基于此，本次选取永清县作为典型区域，对该县实施高效节水灌溉的效应进行评价， 其代表性、影响力和示范带动效应均是较强的。
4.2 永清县高效节水灌溉效应评价
4.2.1 指标权重的确定
! $ 采用4.2节中权重的确定方法与所确定的各指标
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权重值，即权重集A：
A =［0.0576，0.0582，0.0399，0.0264，0.012 6，0.0638，
3.4 模糊综合评价结果
将权重集A与以上隶属度集R点积，即得高效节
水灌溉效应模糊综合评判结果：
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 评判矩阵R的确定
! $ 定性指标的隶属度：采用模糊统计的方法，聘请
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=（u1，u2，u3，u4，u5）
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高效节水灌溉领域的专家， 分别对国家对高效节水灌溉的重视程度、对项目建设的认可度、对促进区域农业经济发展的影响程度、对产业结构调整的影响、
式中 u1，u2，u3，u4，u5即为高效节水灌溉效应相对于 环境意识、节水意识、对地下水质、水量的影响、改善
56 苗慧英，等：区域高效节水灌溉效应评价研究与实践
２０21 年第 1 期
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水利服务组织建设情况等12个指标进行打分。 打分
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将定性指标与定量指标的隶属度汇总， 得到总隶属度集，即总评判矩阵R，包括管灌的总评判矩阵R管、喷灌的总评判矩阵R喷、微灌的总评判矩阵R微：
0
4.2.3 综合评价结果
将权重集与以上评判矩阵R管、R喷、R微集点积，并
归一化处理后， 即得高效节水灌溉效应模糊综合评
0 0 判结果，如表5。
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表5 模糊综合评判结果
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0 0 灌溉形式 差 较差 中等 较好 好
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0 0 表5各项取值依次为管灌、喷灌、微灌的灌溉效应
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0 0 相对于评语集V=［差、较差、中等、较好、好］中各级别
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0 0 的隶属程度。 可看出，微灌的灌溉效应相对于“好”级
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0 0 别的隶属度最大，说明微灌的灌溉效应在永清县是最
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0 0 高的；管灌、喷灌的灌溉效应相对于“较好”级别的隶
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0 0 属度最大，说明这两种灌溉方式的灌溉效应相对较高。
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0 0 这一评价结果与永清县高效节水灌溉的实际运
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0 0 行效果是一致的：
0 0 永清县位于京津冀三角地带， 经济发展水平较
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0 0 高，该县是绿色蔬菜生产基地，而微灌多用于棚室及
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0 0 设施蔬菜种植与生产，产生的经济效益、社会效益、
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0 0 生态环境效益均较高 工程管理上实现了信息化管
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0 0 理，管理制度、基层服务组织也较健全，因而其评价
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0 0 等级达到了最高等级“好”。
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0 0 管灌和喷灌在永清县多用于大田作物 从评价
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0 0 结果看，两种工程均发挥着“较好”的效应，但管灌的
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0 0 效应略优于喷灌 这一点从评价结果数据管灌为 较
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0 0 好”等级0.4211，而喷灌为该等级的0.3778可看出。 究
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0 0 其原因，是因为管灌在节水、省时、省工的同时，输水
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0 0 快、便于管理，更为百姓所接受和乐于使用；而喷灌
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0 0 由于受自然条件的影响较大，运行管理不便等原因，
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辣椒种植灌溉方式对比及灌溉制度设计分析
焦文娟
（水利部新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐 83000）
摘 要：在新疆部分地区辣椒种植已成为提高当地农民收入水平的重要途径，选取新疆塔城项目区地块为试验田，共设计 4 组不同灌溉方式，通过对比各灌溉方式下的辣椒生长指标、品质和产量等内容，确定了 DG2 为最佳；最后通过分析辣椒全生育期耗水规律，确定了该灌溉方式下的灌溉制度，可为该地区农作物种植灌溉提供一定技术参考。
关键词：辣椒种植；节水灌溉；膜下滴灌；覆膜管灌
中图分类号：S27 文献标识码：B 文章编号：1672-9900（2021）01-0057-04 DOI：10.19733/j.cnki.1672-9900.2021.01.18
Design of irrigation systems and irrigation methods comparison for pepper planting
JIAO Wenjuan
（Xinjiang Water Conservancy and Hydropower Survey and Design Institute，Ministry of Water Resources，Urumqi 83000，China）
Abstract：In some areas of Xinjiang，pepper planting has become an important way to improve the income level of local farmers. In this paper，a project area in Xinjiang was selected as the experimental field，and four groups of different irrigation methods were designed. By comparing the growth index，quality and yield of pepper under different irrigation methods，DG2 was determined as the best. Finally，the irrigation was determined by analyzing the law of water consumption in the whole growth period of pepper The irrigation system under irrigation mode can provide some technical reference for crop irrigation in this area.
Key words：pepper planting； water saving irrigation； drip irrigation under mulch； pipe irrigation with mulch
农业供给侧结构性改革在全国的推广对进一步优化我国的农业种植结构、 增加农民收入有重要意
义。 相比过去以大豆、玉米、小麦为主要种植作物的
种植模式，提高经济作物的种植面积、产量、质量等
［收稿日期］2020-07-26
［作者简介］焦文娟（1989—），女（汉族），山东平度人，工程师，主要从事农水灌溉方向研究。 E-mail：1461062162@qq.com
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导致工程利用率较低，部分工程甚至废弃不用。
综合以上评价结果及实际情况的调查分析，可知评价结果与项目区实际情况相符， 评价结果是符合项目县实际情况的，评价结果可信度强，对今后高效节水灌溉农业的发展具有极大的指导作用。
5 结语
高效节水灌溉代表了现代农业的发展方向。 随着高效节水灌溉技术在农业灌溉中的应用实践，高效节水灌溉实施效应的评价问题被提出来。 为区域农业高效用水和节水管理提供技术支撑， 需要对高效节水灌溉的节水效应进行监测、 测算和评价。 因
此， 构建基于田间节水技术的高效节水灌溉效应评
价指标体系是非常必要的。
参考文献：
［1］吴景社，陈艳，李立铮.节水型农业园区评价指标研究［J］.
中国水利，2013（11）：16-18.
［2］赵桂红，田纱纱.基于德尔菲法的机场停机坪安全指标筛
选研究［J］.中国民航大学学报，2008（6）：61-64.
［3］苗慧英，杨志娟.区域水资源价值模糊综合评价［J］.南水北
调与水利科技，2003（5）：17-19.
［4］吴景社，康绍忠，王景雷.节水灌溉综合效应评价指标的选
取与分级研究［J］.灌溉排水学报，2004（5）：17-19.
［5］翟治芬，王兰英.基于AHP 与Rough Set 的农业节水技术综
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（责任编辑：王艳肖）