簡(jiǎn)介： 本文提出了用于節(jié)水灌溉方式優(yōu)化選擇的項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)方法。運(yùn)用層次分析理論和方法，建立了綜合考慮項(xiàng)目的國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、技術(shù)評(píng)價(jià)和社會(huì)評(píng)價(jià)以及內(nèi)部收益率、凈現(xiàn)值、效益費(fèi)用比、投資回收期、灌水均勻度、灌水強(qiáng)度、灌溉水利用率、節(jié)水灌溉方式的安全性、可靠性、地形適應(yīng)性、作物的適應(yīng)性、施工難易程度等因素的節(jié)水灌溉方式選擇的層次分析模型，闡述了綜合評(píng)價(jià)節(jié)水灌溉方式的總排序、單排序及其各影響因素權(quán)重的計(jì)算方法。
關(guān)鍵字：節(jié)水灌溉；優(yōu)化選擇；層次分析；綜合評(píng)價(jià)

1 節(jié)水灌溉方式的綜合評(píng)價(jià)

　　根據(jù)水利部1994年發(fā)布的《水利建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)規(guī)范》的規(guī)定，建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)應(yīng)進(jìn)行“財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)”和“國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)”。對(duì)節(jié)水灌溉項(xiàng)目灌水方式的選擇，可在“國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)”的基礎(chǔ)上，考慮“技術(shù)評(píng)價(jià)”和“社會(huì)評(píng)價(jià)”，即對(duì)節(jié)水灌溉項(xiàng)目進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。選擇經(jīng)濟(jì)合理可行、技術(shù)效果指標(biāo)優(yōu)良、社會(huì)效果好的節(jié)水灌溉項(xiàng)目。

　　1.1 項(xiàng)目國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo) 項(xiàng)目國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)為：經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率、經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值、經(jīng)濟(jì)效益費(fèi)用比、投資回收期。

　　1.2 項(xiàng)目技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo) 節(jié)水灌溉項(xiàng)目的技術(shù)指標(biāo)包括，灌水均勻度、灌水強(qiáng)度、灌溉水利用率。

　　1.3 項(xiàng)目社會(huì)評(píng)價(jià)指標(biāo) 節(jié)水灌溉項(xiàng)目的社會(huì)評(píng)價(jià)指標(biāo)包括，節(jié)水方式的安全性、可靠性、地形適應(yīng)性、作物的適應(yīng)性、農(nóng)民歡迎程度、施工難易程度等。

2 節(jié)水灌溉方式選擇的層次分析模型

　　節(jié)水灌溉方式的選擇受多種因素的影響。因此，僅從某一個(gè)角度、某一個(gè)指標(biāo)進(jìn)行選擇，往往具有片面性。層次分析法(簡(jiǎn)稱AHP法)，可以將不同層次、多個(gè)指標(biāo)綜合成一個(gè)無量綱的評(píng)判值，由此對(duì)各種節(jié)水灌溉方式進(jìn)行排序，從而選擇最優(yōu)的節(jié)水灌溉方式。

　　根據(jù)節(jié)水灌溉項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)的要求，建立其綜合評(píng)判的層次分析結(jié)果如圖1所示。由圖1采用兩級(jí)評(píng)判模型，計(jì)算其方案的總排序和單排序綜合效果評(píng)價(jià)值。

圖1 節(jié)水灌溉項(xiàng)目綜合評(píng)判層次結(jié)構(gòu)

2.1 目標(biāo)層(總排序)Z=M×S(1)

式中：Z為項(xiàng)目(方案)的綜合經(jīng)濟(jì)效果評(píng)判值；M為權(quán)重矩陣，M=(M1，M2，M3)；S為單因素矩陣，S=(E，T，H)^T.

2.2 準(zhǔn)則層(單排序)

　　(1)國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)值E=Mg×Ee(2)

式中：E為國(guó)民經(jīng)濟(jì)效果綜合評(píng)價(jià)值；Mg為國(guó)民經(jīng)濟(jì)指標(biāo)權(quán)重矩陣，Mg=(Mg1,Mg2,Mg3,Mg4);Ee為國(guó)民經(jīng)濟(jì)指標(biāo)矩陣，Ee=(E1,E2,E3,E4)^T.

　　(2)技術(shù)評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)值T=Mt×Tt(3)

式中：T為技術(shù)評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)值；Mt為技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重矩陣，Mt=(Mt1,Mt2,Mt3)；Tt為技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣，Tt=(T1,T2,T3)^T.

　　(3)社會(huì)評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)值H=Ms×Hs(4)

式中：H為社會(huì)評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)值；Ms為社會(huì)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重矩陣，Ms=(Ms1,Ms2,Ms3,Ms4,Ms5)；Hs為社會(huì)評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣，Hs=(H1,H2,H3,H4,H5)^T.

3 指標(biāo)權(quán)重的確定

　　3.1 構(gòu)造指標(biāo)比較判斷矩陣 選擇6～10名從事節(jié)水灌溉的專家組成專家組，各專家分別對(duì)同級(jí)指標(biāo)兩兩比較，構(gòu)造各層次判斷矩陣B={bij}n×n(不包括方案層).bij表示對(duì)于B而言，bi對(duì)bj的相對(duì)重要程度，一般bij取1，2，3……9及它們的倒數(shù)。其中bij=1，表示bi與bj同樣重要，且bij=1；bij=3，表示bi比bj重要一點(diǎn)，且bji=1/3；bij=5，表示bi比bj重要，且bji=1/5;bij=7，表示bi比bj重要的多，且bji=1/7；bij=9，表示bi比bj極端重要，且bji=1/9.

　　3.2 計(jì)算指標(biāo)權(quán)重值 按以下方法計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重值。

　　①計(jì)算判斷矩陣每一行元素的乘積Pi(i=1,2,……,n)(5)

　�、谟�(jì)算Pi的n次方根Dni(6)

　�、蹤�(quán)重計(jì)算。對(duì)向量Dni歸一化，即可得到其權(quán)重值(7)

　�、芤恢滦詸z驗(yàn)。判斷矩陣的偏差一致性指標(biāo)CICI=λmax-n/n-1(8)

式中：λmax為判斷矩陣的最大特征根。

隨機(jī)一致性比率CRCR=CI/RI(9)

式中：RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，可查有關(guān)表得出。CR<0.1時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性，否則應(yīng)對(duì)判斷矩陣進(jìn)行調(diào)整。

4 社會(huì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的獲得

　　節(jié)水灌溉項(xiàng)目的國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)和技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)都為量化指標(biāo)，均可通過計(jì)算獲得。社會(huì)評(píng)價(jià)指標(biāo)為定性指標(biāo)，對(duì)其各項(xiàng)指標(biāo)的量化值可通過模糊評(píng)判法獲得。具體方法為。請(qǐng)節(jié)水灌溉的專家(一般為6個(gè)以上)，對(duì)所給定的指標(biāo)按規(guī)定的評(píng)語進(jìn)行評(píng)判，由此計(jì)算指標(biāo)的隸屬度。

指標(biāo)評(píng)語集V={V1(很好)，V2(較好)，V3(一般)，V4(較差)，V5(很差)}

標(biāo)準(zhǔn)隸屬度集U=(1.0，0.8，0.5，0.2，0)

指標(biāo)隸屬度計(jì)算

依據(jù)N個(gè)專家對(duì)各個(gè)指標(biāo)不同節(jié)水灌溉方式所下的評(píng)語，按其標(biāo)準(zhǔn)隸屬度進(jìn)行平均，取平均隸屬度作為該指標(biāo)的隸屬度。

5 有關(guān)指標(biāo)的處理

　　節(jié)水灌溉項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)有些為正向指標(biāo)，如收益率、凈現(xiàn)值、效益費(fèi)用比、灌水均勻度、灌水強(qiáng)度、灌溉水利用率等，其指標(biāo)值越大越好；有些為負(fù)向指標(biāo)，如投資回收期，其指標(biāo)越小越好。另外有些指標(biāo)具有量綱。因此，在利用層次分析法求各節(jié)水灌溉方式的綜合評(píng)價(jià)值時(shí)，必須對(duì)負(fù)向指標(biāo)和有量綱指標(biāo)進(jìn)行技術(shù)處理。

　　5.1 指標(biāo)的規(guī)范化 指標(biāo)的規(guī)范化就是通過技術(shù)處理，消除指標(biāo)間數(shù)量級(jí)差異過大和具有量綱的指標(biāo)，使各指標(biāo)在同一層次中具有可比性。具體方法是對(duì)指標(biāo)進(jìn)行指數(shù)化處理，即用同一指標(biāo)數(shù)列中的最大值去除數(shù)列中的每一個(gè)指標(biāo)，得到的商即為規(guī)范化處理后的指標(biāo)值。用下式計(jì)算：Eii=Ei/Emax(10)

　　5.2 指標(biāo)的同趨勢(shì)化 指標(biāo)的同趨勢(shì)化就是將指標(biāo)通過整理變換，使所有指標(biāo)轉(zhuǎn)化為同一方向。在建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中統(tǒng)一規(guī)定指標(biāo)大者為優(yōu)(正向指標(biāo))，這就要對(duì)指標(biāo)小者為優(yōu)(負(fù)向指標(biāo))的指標(biāo)進(jìn)行處理。具體處理方法可采用指標(biāo)轉(zhuǎn)置的方法，即大小值和求補(bǔ)法，用下式計(jì)算處理后的指標(biāo)值：Eii=Emax+Emin-Ei(11)

式中：Eii為處理后的指標(biāo)值；Emax為指標(biāo)最大值；Emin為指標(biāo)最小值；Ei為原指標(biāo)值。

6 應(yīng)用舉例

　　某節(jié)水灌溉項(xiàng)目有管道灌溉、噴灌、滴灌、小管出流灌溉4個(gè)方案(分別為方案A、B、C、D)供選擇，對(duì)其國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、技術(shù)指標(biāo)計(jì)算、專家社會(huì)評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)判得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)見表1，下面用層次分析法選擇最優(yōu)節(jié)水灌溉方式。

　　6.1 指標(biāo)處理 對(duì)表1中指標(biāo)E1、E4、T1、T2作規(guī)范化處理；對(duì)指標(biāo)E��3作規(guī)范化和同趨勢(shì)化處理，處理后的結(jié)果見表2.

表1 各方案指標(biāo)值

表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)規(guī)范化、同趨勢(shì)化計(jì)算結(jié)果

　　6.2 各層指標(biāo)權(quán)重計(jì)算 選8個(gè)專家對(duì)指標(biāo)層和準(zhǔn)則層構(gòu)造權(quán)重判斷矩陣，按式(5)～(9)計(jì)算其總排序和單排序指標(biāo)權(quán)重和進(jìn)行判斷矩陣一致性檢驗(yàn)�？偱判蛑笜�(biāo)權(quán)重和判斷矩陣一致性檢驗(yàn)計(jì)算見表3，其余計(jì)算略。

　　6.3 綜合評(píng)判計(jì)算 由式(2)～(4)計(jì)算單層次指標(biāo)綜合值E、T、H；由式(1)計(jì)算各方案綜合評(píng)判值Z，結(jié)果見表4.

表3 準(zhǔn)則層權(quán)重判斷矩陣及權(quán)重計(jì)算

表4 各層次綜合評(píng)判值計(jì)算結(jié)果及總排序

7 結(jié)語

　　節(jié)水灌溉是今后農(nóng)業(yè)灌溉的發(fā)展方向。由于節(jié)水灌溉的方式較多，實(shí)際應(yīng)用中必然會(huì)遇到選擇一種或幾種節(jié)水灌溉方式，而選擇時(shí)必須綜合考慮諸多因素的影響，層次分析法是解決這類問題較為有效的方法。在本文中，綜合考慮了經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和社會(huì)3個(gè)大的因素以及各大要素中的小因素，使選擇的節(jié)水灌溉方式更為經(jīng)濟(jì)、可靠、合理。

參 考 文 獻(xiàn)：

　　[1] 羅金耀，陳大雕，王富慶，郭元裕。節(jié)水灌溉綜合評(píng)價(jià)理論與模型研究[J]。節(jié)水灌溉1998，(4)

　　[2] 姜啟源。數(shù)學(xué)模型[M]。北京：高等教育出版社。1996.6