大型灌区运行状况综合评价指标体系与评价方法研究 ——以汾河灌区为例

论文摘要

本文在查阅国内外大量相关文献资料的基础上,结合山西省汾河灌区实际,采用理论研究与实证研究相结合的技术路线,对大型灌区运行状况评价指标体系和评价方法进行了综合评价研究,主要研究成果为：（1）针对我国大型灌区实际,建立了一套大型灌区运行状况综合评价的指标体系。该指标体系包括灌区生产效率、灌区经济效益、社会效益、灌区工程状况、生态环境、灌区管理水平、系统运行状况与灌区可持续性发展等8大类一级指标；该一级指标进一步分成31个二级指标；其中定量指标23个,定性指标8个；该指标体系可以从不同侧面对灌区整体的运行状况进行全面的评价；研究分析了指标的无量纲化方法,定性指标采用集值统计原理确定其量化值,定量指标采用对数型功效系数法确定其量化值。（2）针对目前灌区评价中常用的主观赋权法和客观赋权法存在的缺陷,本文主观赋权法采用G1法、G2法,客观赋权法采用离差最大化法,对主观赋权法采用综合线性集成,将集成后的权重与离差最大化确定的权重,采用博弈论法将两组权重集化、融合,综合赋权。在实际应用中,可根据实际需要以及不同的评价指导思想,选择相应的综合权重确定方法。（3）在对目前已有的评价方法分析的基础上,提出了大型灌区运行状况的动态评价和静态评价二种思路,动态评价法选用“密切值法”、“灰色关联法”和“支持向量机”方法,静态评价法选用“拉开档次-集对”的综合评价方法。（4）在动态评价方面,为了掌握大型灌区在多年的运行状况变化情况,运用“密切值法”与“灰色关联法”对山西省汾河灌区2001年-2004年的运行状况进行了动态评价研究,结果表明,“密切值法”“灰色关联法”可以对单个灌区连续多年的运行状况进行有效的动态区分评价,且计算量较少,有实际应用价值。密切值法评价结果为2003年、2004年汾河灌区运行状况为良好,2002年为中等,2001年较差。灰色关联法评价结果为2004年度运行状况等级为良好,在2001年、2002年和2003年度运行状况为中等,两种评价结果大体相差不大,说明本文制定的指标评估标准是客观的,本文运用的两种综合评估方法用于灌区运行状况综合评价是可行的。为了进一步验证灌区运行状况运行水平的综合等级,采用“支持向量机”方法进行动态评价。支持向量机作为一种新的统计学习方法,具有小样本学习、学习效率高和推广性好等优点,通过对汾河灌区2001-2004年的灌区运行状况进行动态综合评价,评价结果为2001年运行状况较差,2002年运行状况为中等,2003年和2004年运行状况为良好,结果表明该评价方法具有全面、科学和合理的优点。（5）应用“拉开档次-集对”方法对汾河灌区运行状况进行静态评价。该方法在计算过程中通过采用拉开档次客观赋权,并建立集对模型,既保证了指标权重取值的科学合理性,还保证了评价结果的易于区分性；不仅可以对灌区运行状况的总体优劣情况进行评价,也可以对灌区不同层次指标进行区分评价,从而可以对灌区进行全面、系统、详细的评价。（6）通过以上不同评价方法的综合评估,诊断出了灌区存在的问题,对汾河灌区可持续发展进行了对策研究,并提出了改进措施：汾河灌区应调整农业种植结构,提高灌溉综合效益；采用先进的节水灌溉技术,提高灌溉水利用系数；对老化破损的渠道继续进行更新改造,发挥资源性效益；控制地下水开量,使灌区有良好的生态环境效益：加强灌区信息化建设,促进水价与水费管理等方面改革。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.1.1 大型灌区水资源开发利用现状
• 1.1.2 大型灌区在我国农业发展中的重要作用
• 1.1.3 开展大型灌区运行状况综合评价研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究内容和技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 2 大型灌区运行状况评估指标体系的建立
• 2.1 汾河灌区概况
• 2.1.1 汾河灌区自然地理情况
• 2.1.2 气象条件
• 2.2 建立评估指标体系的原则和方法
• 2.2.1 建立评估指标体系的原则
• 2.2.2 建立灌区运行状况评估指标体系的方法
• 2.3 建立大型灌区运行状况评估指标体系
• 2.4 大型灌区运行状况评估指标的定义
• 2.5 大型灌区运行状况综合评估指标分级标准
• 2.6 评估指标的无量纲化
• 2.6.1 定量指标无量纲化
• 2.6.2 定性指标无量纲化
• 3 指标体系权重的确定
• 3.1 指标权重确定方法
• 3.2 离差最大化法确定指标权重
• 3.2.1 离差最大化法确定权重的步骤
• 3.2.2 离差最大化确定权重实例应用
• 3.3 基于G1-法确定指标权重
• 3.3.1 基本概念及基本思想
• 3.3.2 G1-法确定权重的步骤
• 3.3.3 G1-法确定权重应用实例
• 3.4 基于G2-法确定指标权重
• 3.4.1 点赋值的情形
• 3.4.2 区间赋值的情形
• 3.4.3 G2法确定权重应用实例
• 3.5 确定指标综合权重
• 3.5.1 将G1法、G2法确定的权重线性综合集成
• 3.5.2 博弈论法综合权重集成
• 3.6 本章小结
• 4 大型灌区运行状况动态评价
• 4.1 基于密切值法的大型灌区运行状况综合评价
• 4.1.1 密切值法原理
• 4.1.2 建立评价单元指标矩阵
• 4.1.3 有量纲矩阵模型的规范化
• 4.1.4 最优点、最劣点的选取
• 4.1.5 计算密切值
• 4.1.6 实证研究
• 4.2 基于灰色关联法的大型灌区运行状况综合评价
• 4.2.1 灰色关联法原理
• 4.2.2 灰色关联法综合评估模型
• 4.2.3 实证研究
• 4.3 基于支持向量机的大型灌区运行状况综合评价
• 4.3.1 支持向量机概述
• 4.3.2 最优分类面
• 4.3.3 支持向量机实现工具
• 4.3.4 实证研究
• 4.4 本章小结
• 5 "拉开档次-集对"法的灌区运行状况综合评价
• 5.1 "拉开档次-集对"法的综合评价模型
• 5.2 实证研究
• 5.3 本章小结
• 6 灌区存在问题及对策研究
• 6.1 汾河灌区存在的主要问题
• 6.2 对策研究
• 7 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录