杨盛贇,王 洁,彭亚敏,陈 菁,陈 丹
(1. 河海大学农业科学与工程学院,江苏 南京 211100;
2. 江苏省农村水利科技发展中心,江苏 南京 210029)
党的十九大报告指出我国经济已经由高速增长阶段转向了高质量的发展阶段,意味着中国已经步入高质量发展的新时期,高质量发展阶段比高速增长阶段有更高的要求。灌区作为保障我国粮食安全的主战场,是维系粮食安全、水资源健康、区域生态平衡的重要纽带,服务于经济社会发展和生态文明建设,为乡村振兴、农业现代化提供重要基础。推进其高质量发展是新时期水利高质量发展的重要环节,也是新时期社会高质量发展对灌区提出的新要求。
2021 年3 月中央发布了《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》,提出推进大中型灌区节水改造和精细化管理,建设节水灌溉骨干工程的重要任务,并把“供水灌溉”作为国家水网骨干工程的重点内容之一,对大中型灌区进行综合改造势在必行。因此亟需明确符合新时期要求的高质量灌区内涵,为进一步做好灌区工作提供科学指南,这也是科学评价灌区综合水平的重要前提。
发展是围绕解决矛盾展开的,不同时期、不同阶段的不同矛盾和问题产生动态的发展任务与目标,在***总书记“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路引导下,近年来灌区的研究和建设产生了新特点、新变化。王超等[1]在节水减污方面提出灌区水资源与灌区发展具有现代性、发展性和协调性的生态节水型灌区建设思路。白美健等[2]分析南方灌区特点结合灌区现代化内涵,提出南方灌区现代化新的工程布局思路和想法。王璞如[3]提出从分水监管、综合生产能力、水解约和管理改革四个类别构建现代化灌区高质量发展指标体系,并以韩墩灌区为例进行阐述。韩振中[4]通过分析灌区当前存在的发展不平衡不充分问题,提出了实现“四个转变”、制定发展指南、推进智慧灌区建设、统筹“两手发力”、强化科技创新和示范引领等灌区现代化发展对策措施。此外,一些学者对高质量发展内涵从不同领域做了解读,田秋生[5]认为,高质量发展是一种发展理念、发展方式、发展战略。赵剑波等[6]认为高质量发展是发展观念的转变、增长模式的转型以及对民生水平的关注。左其亭[7]依据社会和谐稳定、经济有序增长、资源安全供给、生态健康宜居和文化先进引领“五准则”阐述了黄河流域高质量发展水平。
从目前对灌区发展和高质量发展的有关研究可见,符合新时期发展理念的高质量灌区内涵的挖掘和讨论还不充分不全面,高质量发展概念与灌区的结合研究较少。且大部分研究停留在概念、理论层次,对灌区高质量水平划分和界定的研究较少,不能整体性、层次化反映灌区状态。随着社会进步、技术创新,对灌区社会、经济、文化、生态等多领域协调发展的需求进一步增加,现有研究缺乏结合灌区实际问题和新时期灌区发展的高标准对高质量灌区进行概念、内涵的深度挖掘。在明确灌区高质量发展内涵的基础上,为科学、定量、定性评估当前大型灌区的高质量水平,精准定位灌区高质量发展限制因素,达到补全短板目的,解决灌区发展不平衡、不充分问题,需要围绕高质量灌区内涵构建一套评价体系,对灌区高质量发展水平进行等级划分和综合发展水平评价,目前常用的灌区综合水平评价方法包括TOPSIS综合分析、模糊综合评价法、集对多元分析、投影寻踪法等[8-11]。
综上,本文首先通过高质量灌区理念的分析解读提出灌区高质量发展内涵,以此为判断准则,建立灌区高质量水平综合评价体系,确定衡量尺度和客观标准,利用G1-熵权法确定各指标权重,结合单指标量化-多指标分析-多准则集成(SMI-P)模型进行综合评价,以此衡量灌区高质量水平,为高质量灌区建设提供参考依据。
1.1 高质量灌区理念与内涵
1.1.1 高质量灌区理念
灌区是依靠自然环境提供的土壤、水、光和热等资源,通过人工调控手段主动改善生产环境的半人工生态系统,是我国重要公益性基础设施,集社会、资源、经济、环境等多系统于一体,具有灌溉、排水、供水、防洪除涝、水土保持等功能。灌区高质量发展强调复合系统的平衡、高水平发展,对各系统提出更全面的要求,转变传统经济主导发展的思路,追求灌区发展的协调性、持续性、绿色性、公平性、先进性新理念。
(1)协调性:灌区高质量发展的协调性一方面体现在矛盾协调。受城市化快速发展和人口压力影响,社会对粮食高质高量保障的需求与水资源紧缺的现状之间的矛盾日渐突出,实现水-能源-粮食纽带关系与协同安全保障,找到水安全、能源安全、粮食安全的平衡点,要求优化灌溉结构,提高灌溉水利用系数,挖掘节水潜力,推进灌区高效生产发展;
协调性另一方面体现在经济与社会文化的共同繁荣之间的协调。在建设、保护灌区工程的基础上结合灌区文化景观改善乡村人居环境,整合灌区各类文化资源,进一步发展水文化向GCP(文化产品总值)转化[12]。
(2)持续性:灌区高质量发展要求灌区建设从大力推进工程建设的数量和面积到更加注重灌区提质增效的可持续性方向转变。灌区可持续性的关键问题在于提高工程安全与建设标准,高标准完成灌得上、排得出、降得下任务。一方面解决“灌得上”存在的骨干工程与田间设施不配套、末级渠道防渗措施不足、灌区工程老化严重使用寿命低等问题,对灌区工程进行长期有效的维护管理;
另一方面解决“排得出、降得下”问题,完善防灾减灾体系,改善田间排涝除水条件,整治疏挖排水河道,拆除阻水障碍,加固提高河道堤防,提高易涝地区排水标准。以此提升工程的长久运行和安全保障能力,实现灌区生产的可持续性。
(3)绿色性:构建灌区绿色发展观是我国绿色发展理念下对灌区高质量发展的必然要求,灌区的绿色发展模式是以环境友好、资源节约的方式推动灌区经济、社会、生态发展,包含防治农业水污染、保护水土资源环境、提高生物多样性、建设优质人居环境等多层需求,减少污染排放,避免过度取水,加强生态补偿。绿色发展的实现需要结合先进生产力对灌区生态进行保护、修复和改善,做好水土资源规划,提高水土资源利用效率,实现山水林田村统一规划,保障生产和生态形成良性循环。
(4)公平性:灌区运行管理的公平性不同于工程指标等刚性约束指标,效果难以通过量化明显区别,因此长期以来用水管理的公平性没有引起足够重视。公平、精准的灌区管理和优质的输配水服务直接影响农民的积极性和幸福感,与灌区监管能力和服务水平密不可分。灌区高质量发展要求构建一套科学规范化的管理体系规范管理公平。其中,灌区的用水计量、工程观测设施完善是影响水费计收、供水可靠等多方面的基础支撑。健全的管理制度和有力的执行保障是资源管理、责任落实、强化监管的基础,高质量灌溉服务应建立健全专管与群管相结合的管理体系和运行机制,利用政府和市场、水利行业共同发力,推进灌区发展[4]。
(5)先进性:灌溉制度优化、高效节水技术、自动化控制、农业组织化程度、非常规水源利用等领域科学问题和关键核心技术的创新和突破是深挖高标准农田建设、灌区节水改造和现代化改造潜力,实现灌区高质量发展的根本支撑。灌区的高质量发展离不开先进的技术装备支撑和现代化管理手段引领,创新技术与产品的融合、研究成果的转化与推广可以驱动灌区实现自动化监控系统、信息化管理系统、智能决策系统一体化建设。
1.1.2 高质量灌区内涵
灌区高质量发展是基于灌区发展阶段主要需求和矛盾变化形成的新的灌区发展目标路径,灌区高质量发展核心理念对于高质量灌区建设具有引领作用,是建立高质量灌区评价体系的基本遵循。协调性理念引导下,应建设资源均衡配置,综合效益最大化、经济、社会、文化协同发展的节水高效、文化自信的高质量灌区;
遵循持续性发展理念,要求提高工程建设与安全标准,建设灌排设施体系和防灾减灾体系健全的工程完善、运行安全的高质量灌区;
遵循绿色性理念,对高质量灌区提出保护、修复和改善灌区环境的生态良好要求;
实现公平性原则,高质量灌区应结合现代化经营理念与社会化服务体系,实现精准计量、规范监管,提高供排水服务质量的管理科学内涵。先进性原则指导灌区各维度高水平一体化发展,形成先进设备管理、先进理念指导、先进科技创新的高质量灌区。
基于此,本文将高质量灌区定义为适应新时期对灌区发展标准化、智慧化、多样化趋势,利用先进的科学技术和现代化理念,驱动系统之间同步、联动发展,具有协调、持续、绿色、公平、先进性,建设形成的工程完善、运行安全、管理科学、节水高效、生态良好、文化自信的灌区(见图1)。

图1 高质量灌区概念图Fig.1 Schematic diagram of the high-quality irrigation district
1.2 高质量发展评价体系
1.2.1 评价指标体系
基于上述对灌区高质量发展内涵的理解,参考相关文献研究成果,并结合新时期灌区发展需求,遵循科学性、代表性、可行性、差异性等原则,考虑数据可获得性,保留强相关性,剔除难以获取、重复性指标,结合大型灌区实际,本文确定骨干灌排设施完好率、斗口及以上灌溉用水计量率、防洪堤防达标率等19 个指标作为高质量灌区的评价指标(见表1),构建以工程完善、运行安全、管理科学、节水高效、生态良好、文化自信为判断准则的灌区高质量水平综合评价体系。

表1 指标体系Tab.1 Indicator system
1.2.2 等级判断标准
目前尚无灌区高质量水平评价统一标准,本文在查阅大量资料基础上,参考联合国粮农组织所推荐的灌区综合评价指南[13]以及全国各地灌区管理办法及行业标准,咨询相关专家意见,将灌区高质量水平划分为Ⅰ到Ⅴ级共5 个等级,分别代表高、较高、中、较低、低水平(见表2),为相关研究提供参考。

表2 灌区高质量发展等级判断与划分标准Tab.2 Criteria for grading the quality development of irrigation districts
1.3 综合评价方法与步骤
为对大型灌区高质量水平进行定量分析评价,在以上筛选得到的评价指标体系基础上,本文先利用G1-熵权法对各指标进行综合赋权,再利用左其亭等[14]提出的“单指标量化-多指标综合-多准则集成(SMI-P)”方法进行综合评价(见图2)。

图2 综合评价步骤Fig.2 Integrated evaluation steps
(1)确定评价指标的权重:评价体系中研究对象具有多指标、多层次特点,指标数据序列差异性较大,不宜单独采用主观权重或客观权重进行计算,本文采用G1-熵权法确定主、客观权重。序关系法(G1)是郭亚军等[15]提出的一种主观赋权法,该方法和层次分析法(AHP)同样依赖专家专业判断和个人经验,但增加了相邻指标间重要性程度比值。序关系法赋权的具体步骤和计算公式本文不再赘述,参见文献[14]。熵权法是一种主要根据指标间的关联和差异程度以及指标信息载量大小来确定指标权重的客观赋权方法,在保留专家主观决策的同时尊重原始数据的赋权客观性,确定出各指标的组合权重。该组合权重法确定权重能很大程度上降低主观因素的干扰,同时又避免单纯客观法确定权重与指标的实际重要程度不符的情况,能够真实地代表评价指标权重。熵权法普遍应用于评价中,具体步骤参见文献[16]。
(2)综合评价:基于以上筛选得到的评价指标体系,结合各项指标综合赋权权重,利用SMI-P 方法进行综合评价。相关参数设置如表3所示。

表3 评价指标标准值与特征值参数Tab.3 Criteria and eigenvalue parameters for evaluation indicators
2.1 研究区域概况
以江苏省某大型灌区为研究实例。研究区域总控制面积为860 km2,灌区现有耕地面积79.97 万亩,人均耕地1.49 亩,设计灌溉面积76.97 万亩,现状有效灌溉面积55.94 万亩。灌区水源主要引用洪泽湖水和拦蓄回归水,共有总干渠1 条、支渠11条、斗渠270条、排水骨干河道6条、大中沟428条。
本文以选取该灌区2015、2018、2021年基础数据,对研究区域灌区高质量发展进行综合评价,原始数据来源于研究区的相关统计年鉴、灌区相关规划、灌区地方标准和调研资料,部分缺失数据利用线性回归进行插值。
2.2 评价结果分析
研究区实例2010、2016、2021 年评价计算结果见表4。从综合评价结果来看,灌区整体高质量发展水平呈现明显上升状态,由2010 年的较低质量水平(IV 级)发展至2016 年的中等质量水平(Ⅲ级),2021 年提高到较高质量水平(II 级),这说明江苏省水利“十二五”“十三五”“十四五”计划的部署与一系列措施的成功实施取得明显成效[17]。从上升幅度来看,2016 年以后,随着农业现代化步伐加快,发展协调性、稳定性成为重要政策导向,灌区高质量发展水平大幅度上升,2021 年较2016 年五年间综合评价结果提升了22.4%,灌区整体发展水平进一步提高。

表4 评价结果与等级Tab.4 Evaluation results and grades
由图3 各准则层及综合评价结果变化趋势可见,6 大准则层均呈现稳步上升态势。其中,工程完善指标发展水平最高且上升幅度较大,2021 年较2010 年增长了44.3%,主要原因可能是受益于2020 年完成的灌区续建配套和节水改造工程中加大了对灌排工程设施的建设、维护投入。2014年******提出了“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路,把灌区节水需求提到一个新的高度,从表4可以看出,作为权重最高的节水高效指标(w节水=0.307)从2010 到2021 年增加了27.3%,灌区新时期发展过程中,节水高效的目标一直放在优先位置,在经历一轮灌区节水改造后,节水高效指标持续保持在较高水平,今后推进灌排工程现代化改造,灌区节水潜力仍有挖掘空间,可以考虑形成覆盖灌溉水源、田间工程和骨干灌排工程的全过程合力[18,19]。

图3 不同评价年份评价结果变化趋势Fig.3 Trends in evaluation results over different evaluation years
2016年以后管理高效、生态良好、文化自信指数显著提高,在灌区基本物质建设得到保障和改善的同时,灌区人们对体现公平规范、扩大决策参与、改善人居环境提出更高的要求。但同时可以看出,文化自信指数依然处于较低水平,这需要进一步促进灌溉农业文化与农业产业的融合,激发民众参与灌区文化建设与保护的热情与需求,以文化产业带动地区经济社会发展,推进灌区历史文化的保护与传承,提升灌区居民和管理人员的幸福感。
受限于目前科技创新能力不强,工程设施更新改造不全面,土地集约利用程度较低等原因,灌区整体水平还未达到高质量发展标准,但可以预见,通过灌区续建配套和现代化改造的推进,补全灌区在信息化控制、规范化管理、文化价值理念传播、绿色经济发展等领域短板,灌区综合水平将进一步提升,达到高质量发展水平。
(1)新时期背景下,高质量灌区核心理念是实现灌区发展的协调性、持续性、绿色性、公平性、先进性,解决灌区各系统存在的不平衡、不充分问题。用先进技术装备和科学管理手段建设工程完善、运行安全、管理科学、节水高效、生态良好,文化自信的高质量灌区。
(2)采用G1-熵权法综合确定权重,综合SIM-P计算方法对研究实例2010、2016、2021 年灌区高质量水平进行分级和综合评估,结果显示该灌区高质量水平成明显上升态势,整体水平从2010 年的Ⅳ级上升至2021 年Ⅱ级水平,各项指标均有较大提升。评价结果与灌区实际情况相符,表明评价体系科学合理,能够较好反映出灌区高质量发展水平,具有可行性。
(3)灌区系统复杂,本研究中部分指标受限于相关数据难以获取未列入评价指标。此外,随着创新驱动下的智慧型灌区进一步发展,高质量灌区概念和评判标准可能呈现出动态变化,需要采用新的指标或更新指标的内涵以适应灌区的发展。
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