一种灌区节水改造综合效益的评价指标体系和评价方法技术

本发明专利技术公开了一种灌区节水改造综合效益的评价指标体系和评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、依据灌区输配水系统节水改造优化的实际项目，以现行的技术标准和理论研究成果为基础，确定能够反映灌区节水改造综合效益的五个一级指标作为准则层，并下设十二个二级指标，构建评价指标体系：步骤b、根据评价指标，确定各评价指标的量值范围评价标准；步骤c、采用投影寻踪方法，对灌区节水改造综合效益进行评价。本发明专利技术评价指标体系和评价方法，能够对灌区节水改造综合效益进行全面、整体的评价，从而能客观、准确地反映某一灌区的节水改造综合效益水平。

【技术实现步骤摘要】
一种灌区节水改造综合效益的评价指标体系和评价方法
本专利技术涉及灌区节水改造综合效益的评价
，尤其涉及一种灌区节水改造综合效益的评价指标体系和评价方法，属于水利工程

技术介绍
水资源作为人类赖以生存和发展的主要资源之一，其地位很是重要。而灌区对于农业水利的重要性也就得以凸显。但我国的灌区多建于上世纪50年代，经历长时间运行，灌区普遍出现田间配套设施损坏、渠系防渗衬砌率低以及灌区运行管理体制落后等严重问题，造成灌溉水利用效率低下、建设标准低、运行安全差、工程不配套，效益发挥差、水资源短缺，供水能力不足、灌区管理体制僵化等问题。为了改善农业生产条件，提高农业的生产能力，促进农民增收和农村经济发展，保障国家粮食安全，需要制定一套合理、全面、通用的灌区节水改造综合效益的评价指标体系。因此，提出一种改进的技术方案以解决上述问题就显得迫在眉睫。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种灌区节水改造综合效益的评价指标体系，建立一个客观、准确的灌区节水改造综合效益评价方法。本专利技术公开了一种灌区节水改造综合效益的评价指标体系和评价方法，包括以下步骤：步骤a、依据灌区输配水系统节水改造优化的实际项目，以现行的技术标准和理论研究成果为基础，确定能够反映灌区节水改造综合效益的五个一级指标作为准则层，并下设十二个二级指标，构建评价指标体系；步骤b、根据评价指标，确定各评价指标的量值范围评价标准；步骤c、采用投影寻踪方法，对灌区节水改造综合效益进行评价。所述步骤a具体包括：五个一级指标依次为社会效益性指标、经济效益性指标、工程效益性指标、管理效益性指标、生态效益性指标，二级指标包括灌溉保证率、粮食单位面积产量、粮食作物水分生产率、灌溉水利用系数、渠系水利用系数、渠道防渗率、渠道占地率、混凝土衬砌造价效益费比、万亩面积员工人数、水费征收率、混凝土衬砌负效益、节水量。所述步骤b具体包括：将灌区综合节水改造效益划分为极好、较好、一般、极差四个等级，各评价指标的量值范围如下表所示：。所述步骤c具体包括：（1）样本数据归一化为统一各指标值的变化范围，排除各指标值的量纲的干扰，优化之前要通过归一化处理数据。对于数值越大越好、以及越小越好的指标分别采用下式处理：式中：m为样本的数量；n为指标数量；xij为归一化的指标特征序列值；（2）计算评价结果将高维数据通过投影方式转换到低维空间，便于进行数据构造分析，将归一化的指标特征值xij（i=1，…，m）按单位长度向量a=（a1，a2，…，an）进行一维特征投影：式中：Z(i)为线性投影的特征值；a为单位长度向量；构造投影指标函数：式中：SZ为投影值Z(i)的标准差，DZ为投影值Z(i)的局部密度，即：式中：局部密度的窗口半径K=0.1SZ；不同的投影方向反映的就是高维数据信息的不同数据结构特征，由此可知，可采用优化最大化问题的方法，求解投影指标函数Q(a)的极值，即最佳投影方向，优化目标函数为：约束条件为：优化后得到投影向量a，故可将w=（a12，a22，…，an2）作为各评价指标的权重，灌区节水改造效益综合评价构建如下式：。本专利技术的有益效果：本专利技术评价指标体系和评价方法，能够对灌区节水改造综合效益进行全面、整体的评价，从而能客观、准确地反映某一灌区的节水改造综合效益水平。附图说明图1为本专利技术的框架图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术。应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。本专利技术公开了一种灌区节水改造综合效益的评价指标体系和评价方法，包括以下步骤：步骤a、依据灌区输配水系统节水改造优化的实际项目，以现行的技术标准和理论研究成果为基础，确定能够反映灌区节水改造综合效益的五个一级指标作为准则层，并下设十二个二级指标，构建评价指标体系；步骤b、根据评价指标，确定各评价指标的量值范围评价标准；步骤c、采用投影寻踪方法，对灌区节水改造综合效益进行评价。步骤a具体包括：五个一级指标依次为社会效益性指标、经济效益性指标、工程效益性指标、管理效益性指标、生态效益性指标，二级指标包括灌溉保证率、粮食单位面积产量、粮食作物水分生产率、灌溉水利用系数、渠系水利用系数、渠道防渗率、渠道占地率、混凝土衬砌造价效益费比、万亩面积员工人数、水费征收率、混凝土衬砌负效益、节水量。步骤b具体包括：将灌区综合节水改造效益划分为极好、较好、一般、极差四个等级，各评价指标的量值范围如下表所示：。步骤c具体包括：（1）样本数据归一化为统一各指标值的变化范围，排除各指标值的量纲的干扰，优化之前要通过归一化处理数据。对于数值越大越好、以及越小越好的指标分别采用下式处理：式中：m为样本的数量；n为指标数量；xij为归一化的指标特征序列值；（2）计算评价结果将高维数据通过投影方式转换到低维空间，便于进行数据构造分析，将归一化的指标特征值xij（i=1，…，m）按单位长度向量a=（a1，a2，…，an）进行一维特征投影：式中：Z(i)为线性投影的特征值；a为单位长度向量；构造投影指标函数：式中：SZ为投影值Z(i)的标准差，DZ为投影值Z(i)的局部密度，即：式中：局部密度的窗口半径K=0.1SZ；不同的投影方向反映的就是高维数据信息的不同数据结构特征，由此可知，可采用优化最大化问题的方法，求解投影指标函数Q(a)的极值，即最佳投影方向，优化目标函数为：约束条件为：优化后得到投影向量a，故可将w=（a12，a22，…，an2）作为各评价指标的权重，灌区节水改造效益综合评价构建如下式：。下面具体举例说明本专利技术：1.根据黑龙江省灌区节水改造目标及建设管理特点与现状，确定能够反映灌区节水改造现状的五个一级指标作为准则层，并下设十二个二级指标，构成黑龙江省倭肯河灌区、江东灌区、清河灌区情、幸福灌区节水改造评价“五大指标”，具体包括：社会效益性指标、经济效益性指标、工程效益性指标、管理效益性指标、生态效益性指标。以上五大指标体系为一级指标，结合黑龙江省灌区节水改造实际情况，将每个一级指标体系分解为二级指标，具体包括：灌溉保证率、粮食单位面积产量、粮食作物水分生产率、灌溉水利用系数、渠系水利用系数、渠道防渗率、渠道占地率、混凝土衬砌造价效益费比、万亩面积员工人数、水费征收率、混凝土衬砌负效益、节水量，力求全面、系统、科学、客观的反映灌区节水改造情况。2.计算四个灌区节水改造指标，如下表所示：。3.在此基础上，采用投影寻踪方法对灌区节水改造综合效益进行评价，具体包括：（1）样本数据归一化为统一各指标值的变化范围，排除各指标值的量纲的干扰，利用归一化公式对表2样本矩阵进行归一化处理。得出如下矩阵：（2）计算评价结果求解归一化后样本序列的优化投影方向的方法很多，本研究仍采用优化算法解决高维全局寻优问题。得到最佳投影方向为：a=（0.54，0.48，0.52，0.45）。各个等级临界一维投影值为w=（3.45，2.64，1.86，1.02，0.00）。使用投影寻踪求解后对应的灌区节水改造评价结果如下表所示：微观评价结果越大，代表改造效果越好。根据微观评价结果，将四个灌区改造效益划按照四个宏观等级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。由上表可知，清河灌区评价结果为2.84，评价等级为Ⅰ级极好；幸福灌区评价结果为2.68，评价本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灌区节水改造综合效益的评价指标体系和评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、依据灌区输配水系统节水改造优化的实际项目，以现行的技术标准和理论研究成果为基础，确定能够反映灌区节水改造综合效益的五个一级指标作为准则层，并下设十二个二级指标，构建评价指标体系；步骤b、根据评价指标，确定各评价指标的量值范围评价标准；步骤c、采用投影寻踪方法，对灌区节水改造综合效益进行评价。

【技术特征摘要】
1.一种灌区节水改造综合效益的评价指标体系和评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、依据灌区输配水系统节水改造优化的实际项目，以现行的技术标准和理论研究成果为基础，确定能够反映灌区节水改造综合效益的五个一级指标作为准则层，并下设十二个二级指标，构建评价指标体系；步骤b、根据评价指标，确定各评价指标的量值范围评价标准；步骤c、采用投影寻踪方法，对灌区节水改造综合效益进行评价。2.根据权利要求1所述的一种灌区节水改造综合效益的评价指标体系和评价方法，其特征在于，所述步骤a具体包括：五个一级指标依次为社会效益性指标、经济效益性指标、工程效益性指标、管理效益性指标、生态效益性指标，二级指标包括灌溉保证率、粮食单位面积产量、粮食作物水分生产率、灌溉水利用系数、渠系水利用系数、渠道防渗率、渠道占地率、混凝土衬砌造价效益费比、万亩面积员工人数、水费征收率、混凝土衬砌负效益、节水量。3.根据权利要求1所述的一种灌区节水改造综合效益的评价指标体系和评价方法，其特征在于，所述步骤b具体包括：将灌区综合节水改造效益划分为极好、较好、一般、极差四个等级，各评价指标的量值范围如下表所示...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡宇祥，
申请(专利权)人：吉林农业科技学院，
类型：发明
国别省市：吉林,22