基于组合权重-TOPSIS法的灌区节水评价

【目的】探究灌区节水水平评价方法,查找山东省不同灌区类型节水短板。【方法】围绕管理节水、工程节水、农业节水3个方面构建灌区节水评价指标体系,采用层次分析法和熵权法确定组合权重,基于组合权重和TOPSIS法分别对山东省14处代表灌区节水水平进行综合评价与排序。【结果】采用主、客观赋权的组合权重为管理节水0.370 1,工程节水0.489 8,农艺节水0.140 1;采用组合权重和TOPSIS法的评价排序基本一致,节水水平均表现为引黄灌区>引河灌区>水库灌区。【结论】灌区灌溉效益能否充分发挥是影响不同类型灌区的核心问题,其中工程节水仍是当前灌区节水水平的主要影响因素;山东省灌区在节水考核制度建设落实、执行水价合理性、灌区测墒灌溉普及率方面普遍存在节水短板;基于组合权重等比例换算为百分制应用于灌区节水自评价是可行的。     

基于PCA和GRA-TOPSIS相耦合的灌区用水效率评价模型构建与应用

【目的】对灌区用水效率进行科学合理的综合评价,为灌区改造建设提供决策依据。【方法】从灌区用水水平、工程状况、管理水平和灌溉技术水平等方面建立了评价指标体系,在此基础上,构建了PCA和GRA-TOPSIS相耦合综合评价模型,以内蒙古引黄灌区5个大型灌区为例进行验证。【结果】PCA和GRA-TOPSIS相耦合法与GRA-TOPSIS法对各评价灌区的综合评价排序完全一致、与FMA法对各评价灌区的综合评价排序位次基本一致,表明评价结果合理;3种评价方法所得评价值的极差分别为0.501、0.448、0.500,变异系数分别为0.699、0.450、0.921,PCA和GRA-TOPSIS相耦合法所得评价值的变异系数比其他2种方法大,更有利于直观地区分各灌区的灌溉用水效率水平,更适宜用于灌区灌溉用水效率等级划分;PCA与GRA-TOPSIS相耦合法所得各评价灌区综合评价值符合灌区实际,评价结果可靠。【结论】PCA与GRA-TOPSIS相耦合评价法适宜于灌区用水效率的综合评价。     

基于博弈论赋权的灌溉用水效率GRA—TOPSIS评价模型

在构建区域灌溉用水效率综合评价指标体系的基础上,运用博弈论(Game theory,GT)思想将层次分析法(Analytic hierarchy process,AHP)所得主观权重与改进熵值法(Improved entropy value method,IEVM)所得客观权重进行综合集成以获取组合权值,并将灰色关联分析(Gray relation analysis,GRA)与逼近理想解排序(Technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)相结合,以三江平原10个大型灌区为例进行验证,对区域灌溉用水效率作综合评价。采用Spearman等级相关系数检验灌溉水有效利用系数排序与GRA-TOPSIS法排序,得到的相关系数高达0.863,且GRA-TOPSIS法、GRA法、TOPSIS法对同一灌区综合排序的位次相差均不超过2,表明评价结果具有合理性和一致性;GRA-TOPSIS法所得综合值的极差为0.343,变异系数为0.267,均高于单独使用GRA法或TOPSIS法的极差与变异系数,更有利于对灌区灌溉用水效率进行辨识分区。此外,根据目标层与准则层排序差异度将灌区分为3类,辨识各灌区灌溉用水效率主控因子,对区域灌溉用水效率发展策略的制定具有参考价值。     

基于PSO-AHP与粗集理论组合赋权的灌溉用水效率评价

在构建灌区灌溉用水效率评价指标体系的基础上,依据线性加权思想将基于粒子群算法的层次分析法(PSO-AHP)和粗糙集理论所得的主客观权重组合以获取组合权值并用模糊综合评价法评价灌溉用水效率。用Spearman等级相关系数检验模糊综合评价法和灌溉水有效利用系数的评价结果,其相关系数达到0.833,且各灌区灌溉用水效率的排序位次均不超过2,证明了采用PSO-AHP与粗糙集理论进行组合赋权并用模糊综合评价法评价灌溉用水效率的合理性。进一步对比两种评价结果的极值和变异系数,模糊综合评价法的1.051和0.170均远大于灌溉水有效利用系数的0.048和0.035,更有利于评价等级的划分,表明文中所采用的评价方法相对于灌溉水有效利用系数在灌溉用水效率评价领域具有明显的优越性。     

熵权模糊物元模型在节水灌溉综合效益评价的应用

针对以往节水灌溉综合效益评价中多采用简单的多指标综合评价的不足,运用熵权法来确定评价指标的权重,建立基于熵权的物元可拓模型对灌区节水灌溉综合效益进行评价,分别从节水灌溉的社会效益、经济效益和生态效益3个方面入手,构建评价指标综合体系.并以吉安市的田南灌区、谷口灌区、银湾桥灌区和南车灌区共4个灌区为实例进行评价,结果显示:银湾桥灌区的节水灌溉综合效益级别为“一般”,田南灌区的节水灌溉综合效益级别向“一般”级别转化,谷口灌区的节水灌溉综合效益级别向“较好”级别转化,而南车灌区的节水灌溉综合效益级别向“好”级别转化,采用灵敏度分析方法进一步验证评价结果的稳定,所得评价结果科学可靠.说明熵权物元分析法在节水灌溉综合效益评价中具有一定的应用价值.     

漳河灌区节水改造综合效益评价

近20年来,漳河灌区节水改造工程成效显著,全面系统地评价灌区节水改造效果可为提高灌区管理水平及用水效率提供科学依据。基于漳河灌区2000-2013年的工程建设及运行数据,选择灌区的作物种植、节水效益、运行管理及经济效益4个要素的11项评价指标,利用改进熵值法评价灌区节水改造综合效益。评价结果表明,灌区在多年节水改造作用下,综合效益在前11年处于上升阶段,后3年处于下降阶段。通过比较灌区综合评价排序与准则层评价排序,得到灌区综合效益的主控因素为作物种植结构、节水效益、经济效益。     

基于改进模糊综合评价模型的节水灌溉效益评价北大核心

传统模糊综合评价模型无法切合实际的评价灌区的节水灌溉效益,提出基于改进模糊综合评价模型,通过指定的权向量矩阵隶属度相乘可以得出某个评价对象从整体对评价等级的隶属度。将其应用于宜昌东风渠灌区中的枝江地区乡镇节水灌溉效益的评价。根据该隶属度的大小确定被评价对象的优劣等级,从而得出评价结果。     

基于改进模糊综合评价模型的节水灌溉效益评价

传统模糊综合评价模型无法切合实际的评价灌区的节水灌溉效益,提出基于改进模糊综合评价模型,通过指定的权向量矩阵隶属度相乘可以得出某个评价对象从整体对评价等级的隶属度。将其应用于宜昌东风渠灌区中的枝江地区乡镇节水灌溉效益的评价。根据该隶属度的大小确定被评价对象的优劣等级,从而得出评价结果。     

基于熵权的模糊物元法在农业用水效率评价中的应用

通过构建包括节水技术投入在内的农业用水评价指标体系,采用熵权法,结合模糊物元法对原始数据进行处理,并在此基础上引入欧氏贴近度,得到各年份农业用水效率的综合评价以及优劣次序。对江苏省历年农业用水效率评价结果表明,基于熵权的模糊物元法能更加客观地确定权重,其评价结果具有一定合理性。研究结果及相关建议有助于江苏省由"用水大户"向"节水大户"转型。     

基于熵权的TOPSIS模型在右江灌区节水改造效益综合评价中的应用

针对大型灌区节水改造项目效益评价多属性、多指标的特点,提出了一种改进的TOPSIS评价方法.为了避免权重确定的主观性,引入信息熵来计算各评价指标的权重,建立了基于熵权的综合评价模型,并将该方法应用于广西壮族自治区百色市右江灌区节水改造项目效益评价中.结果表明,该模型计算简单方便,结果合理.     

基于AHP-熵权法的农业节水技术综合效益评价

AHP法和熵权法分别被广泛应用于农业节水灌溉技术综合评价中,AHP法注重主观经验,熵权法注重客观规律。为此,将两种方法相结合用于评价农业节水灌溉技术综合效益,从经济、生态、社会3个效益维度构建了农业节水灌溉技术综合效益评价指标体系,用MatLab软件计算由AHP-熵权法确定的综合权重值,应用线性加权法实现不同节水灌溉技术的综合效益测度。结果表明:评价中的3种节水灌溉技术综合效益测度值为膜下滴灌+暗管排水技术(0.665)膜下滴灌(0.566)传统漫灌技术(0. 324);膜下滴灌+暗管排水技术不仅增加玉米产量以及农民收入贡献率,而且有助于解决实验基地存在的干旱缺水、土壤盐碱化等生态环境问题;采用AHP-熵权法能够选出综合效益最佳的农业节水灌溉技术。     

基于农田灌溉系统水能关系的农业节水管理分区研究——以上海为例

【目的】对不同类型的农业灌溉区域进行节水的节能潜力分析并开展相关管理对策探讨。【方法】根据上海农业灌溉系统水资源消耗与能源消耗特征,构建了农业节水管理分区指标体系,采用Ward系统聚类法对上海镇域尺度上的农业灌溉区域进行聚类分析,通过实证研究将上海农业灌溉区域分为4类,并讨论了具有针对性的节水与节能管理对策。【结果】(1)增加水利基础设施建设投入在提升农业用水效率的同时,需兼顾农业灌溉系统的能源利用效率,以提升区域农业灌溉系统的综合效益;(2)在上海当前节水管理水平和区域水资源利用条件下,小规模分散型农业灌溉模式向规模化灌溉方式转变,对提升区域农业用水效率与用能效率的效果并不明显;(3)针对分散型小规模农业灌区实施用水与用能的价格激励机制是实现农业用水效率与用能效率共同提升的一项有益尝试;(4)针对灌溉用水与用能等生产成本占总生产成本比重较小的规模化大型农场,为提高生产经营者的灌溉节水节能意识与动力,应加强农业水总量控制与定额管理,并利用水价的市场调节作用,激励其用水效率与用能效率的共同提升。【结论】基于农田灌溉系统用水与用能关系综合分析的农业节水分区研究,可以为上海及其他平原河网地区农业灌溉系统节水与节能综合效益提升提供科学的管理建议。     

灌区用水效率与效益评价——以天津市里自沽灌区为例

以天津市宝坻区里自沽大型灌区的基本资料为基础.选取灌溉水利用系数、渠系水利用系数、田间水利用系数、灌溉水生产效率、耕地有效灌溉率、节水灌溉工程面积率6个指标,构建了模糊综合评价模型,对影响灌区用水综合效益的因素进行了分析.结果表明,2004-2008年,里自沽大型灌区综合评价指数分别为3.299、3.423、3.624、3.679、3.687整体上呈现明显的上升趋势,其用水效率状况处于较好阶段.利用模糊综合评价法,对灌区用水效率与效益进行了评价.结果表明,工程状况与管理水平对于灌区用水系数的影响较显著.必须加大灌区节水改造以及灌区管理体制改革力度,进一步提高农业灌溉水的利用效率和效益,促进水资源的可持续发展.     

农田节水减污系统效果评价的熵权TOPSIS法

针对农田节水减污系统具有多属性、多指标的特点,选择总氮、氨氮、硝态氮、总磷、可溶磷等5项特征指标作为评价因子,引入熵值法来确定各评价指标的权重,建立了基于熵权的TOPSIS农田节水减污系统进行综合减污能力评价模型,并将该模型应用于桂林市青狮潭灌区及广西灌溉试验中心站农田节水减污系统进行减污能力的评价。应用结果表明:该模型计算简便、结果科学合理,为广西农业面源污染的削减与水肥高效利用提供理论和实践依据。     

基于熵权—正态云模型的农业用水效率评价

为科学评价农业用水效率,从用水情况、节水情况、种植结构和用水效益4个方面构建了农业用水评价指标体系,依据划分出的考核等级与标准,构建了基于正态云模型的农业用水效率评价模型。本模型利用熵权法确定客观权重,运用X条件云发生器确定各指标隶属度,最后利用加权平均法获得综合评价等级。选取安徽省2010-2017年评价指标数据进行评价,得到安徽省2010-2013年农业用水效率综合评价等级低于中等水平,2014年超过中等水平,并在2017年达到峰值。综合评价等级总体呈现上升趋势,与实际情况相吻合,表明该模型具有可行性。     

基于正交投影法改进TOPSIS模型的宁夏农业干旱风险评价

【目的】科学有效对宁夏农业进行干旱风险评价。【方法】基于自然灾害风险理论,利用宁夏5市气象和社会经济等方面的数据,从农业干旱危险性、暴露性、脆弱性和抗旱能力4方面选取32个评价指标构建宁夏农业干旱风险评估指标体系;通过主成分分析将指标简化为10个相互独立的主成分,采用熵权法确定主成分权重,并基于正交投影法改进TOPSIS模型,得出各主成分"垂面"距离Pi,依据Pi值越小风险越大的原则,对宁夏5个市的农业干旱风险进行评价。【结果】银川、石嘴山、吴忠、固原和中卫的主成分到正理想解的"垂面"距离Pi分别为0.045、0.035、0.037、0.026、0.033,农业干旱风险由高到低依次为固原中卫石嘴山吴忠银川,与雷达图法分析的近1949—2013年的实际旱情程度及空间分布较为一致,表明改进TOPSIS模型适用于宁夏农业干旱风险评价。【结论】为有效降低未来潜在的农业干旱风险,宁夏全区需树立"以水定结构、以水定面积、以水定产量"的农业灌溉用水管理理念,适当调整与优化作物种植结构,大力发展高效节水灌溉,加快建设库坝窖池井工程联调体系,按照"北部节水、中部调水、南部开源"的治水思路对水资源进行合理调配,同时加快旱情监测网络建设及抗旱服务体系建设。     

基于可变模糊集的区域节水灌溉发展水平评价研究

有效评价区域节水灌溉发展水平是制定区域节水灌溉规划的重要前提。针对现有区域节水灌溉发展水平评价方法不具有交互验证结果准确性的功能,结合熵权法和二元对比法进行主客观组合赋权,利用可变模糊集理论的矛盾性原理相互验证评价结果,用模糊数描述不确定信息,建立基于可变模糊集的区域节水灌溉发展水平评价模型。最后,结合陕西省节水灌溉水平进行算例分析,评价陕西省及各市、区节水灌溉发展水平并进行排序。评价结果表明该方法具有客观合理性和有效性,据此提出提升陕西省高效节水灌溉水平的政策建议。     

基于组合权重的灌区输水系统适宜性模糊物元模型

阐述了灌区输水系统适宜性的内涵,初探灌区输水系统的适宜性。以黑龙江省农垦红兴隆管理局蛤蟆通灌区、江川灌区及依兰县倭肯河灌区为研究对象,运用基于AHP-熵权法的模糊物元模型进行灌区输水系统适宜性评价。构建了灌区输水系统适宜性评价指标体系,采用层次分析法和熵权法相结合的方法确定各评价指标的权重。结果表明:输水渠道衬砌率是影响灌区输水系统适宜性的主要因素,进一步分析表明蛤蟆通灌区输水系统的适宜性为Ⅱ级,倭肯河灌区和江川灌区输水系统的适宜性为Ⅲ级。研究结果对今后灌区的建设以及节水改造具有重要的指导意义。     

基于逼近理想解法的汾河流域节水灌溉发展水平评价

区域性节水灌溉发展水平评价是一个多层次、多指标和多因素的综合评判过程。多指标综合评价是将反映研究对象不同属性的多个指标的信息综合起来,得到评价结果,由此反映评价对象的节水灌溉发展水平。本项目建立了以逼近理想解法(TOPSIS)为基础的评价模型,构建汾河流域节水灌溉发展水平综合评价指标体系,确定专题指标,选择了分属于专题指标的单项指标,应用熵权法和层次分析法确定单项指标权重,按照决策矩阵进行计算,得到相对贴进度即方案评价等级标准,并做出评价结果。结果表明:(1)本计算模型具有计算稳定性、可靠性。(2)汾河流域节水灌溉发展水平处于较低水平。     

基于SahysMod模型的节水条件下河套灌区水盐动态模拟

【目的】探明不同节水条件下河套灌区水盐动态的长期演化趋势,为河套灌区适宜节水规模及灌排管理提供数据支撑。【方法】以河套灌区为研究对象,综合考虑气象、水文地质、土壤、灌溉、作物等多因素的空间变异性,结合SahysMod分布式模型与GIS软件,基于2007—2012年和2013—2016年的实测数据对模型进行率定及验证,模拟不同情景方案下的水盐动态变化。【结果】在现有灌排条件下,年排水量呈先减小后逐渐稳定的趋势,年排水量平均值为5.31亿m³;灌区中上游耕地土壤盐分轻微减小,下游明显增加;综合考虑灌区节水与下游乌梁素海生态环境需水,灌区未来引水量在现有基础上最多可减少15%,最多可节约6.46亿m³水量;若田间灌溉量维持不变,渠系水利用系数(η)最多可提高17.6%;当总引水量的削减量相同时,田间灌溉量削减方案对提升灌区排盐能力效果较佳。因此,可优先考虑减少田间灌溉量,其次提高η。【结论】在灌区规模节水的同时,需综合考虑下游生态环境需求,结合灌区实际生态补水条件确定最佳用水管理方案。