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陕北旱区高效节水灌溉综合效益评价方法探讨——以吴起县为例

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  • 用途: 硕士毕业论文 Master Thesis
  • 作者:上海论文网
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  • 论文字数:38566
  • 论文编号:
  • 日期:2025-04-19
  • 来源:上海论文网

农学论文哪里有?本文通过查阅文献、规范、标准等,结合陕北沟壑区地势起伏、沟壑纵横、降水少且不匀、年际气候变化较大的特点,以及吴起县在该高效节水灌溉项目实施前后的对水的利用程度的变化,农业现代化程度等的提升效果,对节水灌溉工程在实施后所产生的效益进行综合的评价研究,验证不同权值确定方法及综合评价方法的适用情况和推广价值。

1绪论

1.2 国内外研究现状

20世纪70年代至今,我国节水灌溉行业逐步发展壮大,节水灌溉效益评价也随之发展。以往人们着重于经济效益评价,重视经济合理性,技术可行性。但是随着社会发展,对于资源,生态环境,可持续发展重视提升,这就推动了社会-经济-生态-管理—工程-资源-可持续发展的综合效益评价。

1.2.1 评价指标体系的研究现状

指标是可以用来衡量事物某方面特征情况的概念和相应数值的组合,分析各指标相互关系,将各项指标按目标构造层次结构就构成了指标体系,即评价指标体系是一个能够反映事物各方面特征的有机整体[16]。但在指标体系中,要能够正确地反映农业节水的意义和节水项目实施效果的实现程度的同时,还要避免指标之间涵义上相互重叠的问题[17]。多按照“科学性原则”、“目的性原则”、“层次性原则”、“可操作性原则”、“全面性原则”、“统一性原则”、“系统性原则”、“可比性原则”等确定节灌工程的评价指标体系[18]。

USDA确定了7个指标:水量损失、管网造价与能耗、灌水可能对作物产生的损害等,搭建了灌溉系统评价指标体系[19]。Charles M.Burt等确立了包括灌水均匀度、灌溉水质、地表可能产生的径流、超常压力损失等指标,并将其作为灌溉系统建立之后的综合评价时的指标,通过综合评价可以促使灌溉系统更好地运行,推动其管理质量提升[20]。Malano H认为对于灌区综合评价问题,应当是项目运行—生态环境—粮食—财务的总体评价[21]。世界银行结合灌区运行、管理、服务发展情况,投资及其投资取得的效果等建立了灌区综合评价指标体系。联合国粮农小组推荐的一套评价指标包括灌区系统运行状况评价、经济效益评价、生产效率及环境评价。2005年,印度政府对印度西部马哈拉施特拉邦地区的灌溉工程从系统运行、农业产量、财务状况、环境问题、社会影响等多方面做了综合评估[22]。A. Araya研究了堪萨斯州西南部不同土壤类型下灌溉制度对作物产量、作物水分生产力(CWP)和经济性能的影响进行了评估[23]。 

3 评价指标体系的建立

3.1 确定评价指标体系的原则及步骤

指标是用于评估或描述评价对象的某种特征的标准尺度,评价指标体系是由这些指标所组成的具有层次结构的系统。高质量的评价指标体系是得出公正合理的多指标综合评价的前提。指标体系首先要保证指标足够全面且各指标含义无重复,其次要有针对性地能客观地反映事物的本质属性。确定的体系合理程度,对评价结果是否符合客观事实至关重要。

3.1.1 评价指标体系建立的原则

评价高效节水灌溉工程的综合效益是对项目规划设计,施工建设及管理成效的系统评估。构建评价指标体系需要考虑评价对象实际情况,从经济性、可持续性等各个方向,以及目标层,系统层,指标层等多层次着手,同时也应当借鉴国内外相关研究,深入分析项目特色。现有的灌区综合评价指标体系构建原则主要包括全面性,科学性,简便性,独立性,主导性,层次性,目的性,可操作性,针对性,系统性,实用性,可比性,典型性,互斥、有机结合,定量与定性结合,动静态结合原则等。


5 评价模型构建

5.1 基于密切值法的高效节水灌溉综合效益评价

5.1.1 密切值法原理

密切值法是多目标决策中的一种优选方法,原理简单易于理解,操作容易,适用于高效节水灌溉综合效益评价这类典型的多目标多属性决策问题。其基本原理是:对正负向评价指标进行规范化处理,然后找出样本数据中“最优点”、“最劣点”,并使用欧氏距离的方程来估测各样本点与“最优点”、“最劣点”的亲疏,即密切程度,以此来确定各评价单元的优劣。

根据上述步骤计算得出密切值,比较各评价对象与优劣点间亲疏偏离程度,密切值越小,与最优点越近,最劣点越远,综合效益越高,排序得出各年等级。密切值及排序结果如表5-1所示。

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密切值越小,表明与最优点越近,与最劣点越远,其综合效益越高,反之,密切值越大,表明离最劣点越近,与最优点越远,其综合效益越低。根据表5-1的计算结果,按照密切值大小进行排序,得出排序为Ⅴ<2015<Ⅳ<2016<2017<Ⅲ<2018<2019<2020<2021<Ⅱ<Ⅰ。综上,应用密切值法模型求得2015—2021年的排序等级为:2015年综合效益评价等级为Ⅳ级、2016、2017综合效益评价等级为Ⅲ级,2018—2021年综合效益评价等级为Ⅱ级。这说明该高效节水灌溉项目发挥效益情况逐年提高,符合实际情况。

5.2 基于秩和比法的高效节水灌溉项目综合效益评价

5.2.1 秩和比法原理

秩和比法(RSR法)是以各评价指标的平均秩次作为基本单位,对评价对象进行评价的一种综合评价方法[74]。其基本原理是将指标按照正负向分别进行排序来计算秩次,继而得出秩和比,最后通过回归分析,从而对评价对象做出综合评价对评价指标排秩,以秩的平均值为评价标准,对照概率单位得出评分结果。秩和比法优势在于其对指标的选择无特殊要求,适用于各种评价对象综合能力强。劣势则是该方法反映的是整体的秩次的差距,由指标值得出的秩次失去了部分原始数据信息。

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6 结论与建议

6.1 结论

水资源短缺问题日益严重,农业用水矛盾加剧,高效节水灌溉技术的发展是必然趋势,对高效节水灌溉项目进行综合效益评价对于推动农业现代化发展是关键一步。本文搭建了一套较为完善的高效节水灌溉综合效益评价指标体系,并以吴起县为例,采用主观、客观及综合集成赋权法赋权,运用密切值法,秩和比法,粒子群算法优化BP神经网络法和随机森林模型等四种方法进行高效节水灌溉项目综合效益评价,并对多模型评价结果比较和验证,了解各模型优缺点及适用情况。

(1)对于评价指标体系的建立问题,在选取指标时,既要考虑评价对象特征,又要考虑评价目的。高效节水灌溉项目综合效益是一个综合性问题,需要考虑社会影响、经济效益、环境友好情况及技术创新等各个方面,因此不光要全面地收集现有指标,分析指标间相互关系及其可操作情况,还要考虑动态性,对指标进行补充、剔除、替换与整合。结合陕北旱区高效节水灌溉项目多为较小规模、措施多包含机井、集雨灌溉的特点,分析其效益发挥中的影响因素,建立了一套较为完善的评价指标体系。指标体系内包含七个一级指标,20个定量指标和8个定性指标组成的28个二级指标,是经济—社会—生态—工程—资源—管理—可持续的完善的系统。经过对吴起县2015—2017年度高效节水灌溉项目的效益评估,认为该指标体系适应度和可信度较高。

(2)参考国内外标准与技术规范和相关文献,结合灌区基本水平,将评价标准划分为Ⅰ——Ⅴ五个等级,其中Ⅰ级为最高等级即效益最好,Ⅴ为最低等级,以此为依据对评价对象进行评估。通过对吴起县三年建设项目的评估结果来看,搭建的指标分级标准符合实际,较为准确和实用。

参考文献(略)

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