梁文娟,朱記偉,張永進(jìn),劉 杰

(1.西安理工大學(xué) 省部共建西北旱區(qū)生態(tài)水利國家重點實驗室， 陜西 西安 710048；2.陜西高校新型智庫生態(tài)水利與可持續(xù)發(fā)展研究中心， 陜西 西安 710048；3.西安理工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院， 陜西 西安 710048；4.陜西省江河水庫工作中心， 陜西 西安 710018)

我國水利工程管理正經(jīng)歷從粗放式到規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化、信息化的過程[1]。2003年11月，水利部頒布《水利標(biāo)準(zhǔn)化工作管理辦法》，規(guī)范和加強(qiáng)水利標(biāo)準(zhǔn)化工作；2019年全國水利工作會議提出水利工作重點轉(zhuǎn)向“水利工程補(bǔ)短板、水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”，推進(jìn)水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理成為水利工程運行管理的中長期任務(wù)[2]。小型水庫作為保障區(qū)域國民經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展和服務(wù)民生的重要基礎(chǔ)設(shè)施和物質(zhì)載體[3]，具有規(guī)模小、數(shù)量多、分布廣特點，且重建輕管問題較為嚴(yán)重。安全、高效、標(biāo)準(zhǔn)化的運行管理十分必要，在具體實踐中，適時地進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化評價，有針對性地提出對策意見，對摸清小型水庫運行管理現(xiàn)狀，提高標(biāo)準(zhǔn)化管理水平具有重要意義。

小型水庫運行管理是專指庫容大于10 萬m3，小于1 000 萬m3的水庫從完成設(shè)計、施工，經(jīng)過竣工驗收合格，正式投入運行管理階段以后的關(guān)于大壩安全管理、水庫興利調(diào)度運用、洪水控制管理、水電站運行、水庫泥沙淤積監(jiān)測與調(diào)度、水質(zhì)監(jiān)測、庫區(qū)水域開發(fā)管理和保護(hù)等一系列管理活動[4]。目前，針對水庫運行管理、標(biāo)準(zhǔn)化、評價有一些研究。水利部將水庫工程管理考核標(biāo)準(zhǔn)劃分為組織、安全、運行、經(jīng)濟(jì)管理四大類34個具體項目，浙江、江西等省在水利部考核標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際出臺了大中型和小型水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理評價標(biāo)準(zhǔn)，并以千分制扣分原則進(jìn)行賦分考核。劉華[5]從組織管理、工作事項、操作流程、制度管理、應(yīng)急管理、現(xiàn)場管理和信息化管理方面分析總結(jié)水庫工程標(biāo)準(zhǔn)化管理工作。孫濤[6]從大壩安全監(jiān)測、維修養(yǎng)護(hù)和運行管理3個方面構(gòu)建遞階層次評價體系評價水庫安全運行水平。周志維等[7]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，構(gòu)建了包含管理基礎(chǔ)、安全管理、運行管理、維養(yǎng)管理和保障管理的水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理評估模型。Wu等[8]利用集對分析法和主成分分析法構(gòu)建風(fēng)險評估模型，用于評價水利工程的社會穩(wěn)定風(fēng)險。Rafique等[9]利用水資源評價與規(guī)劃系統(tǒng)，構(gòu)建包含可靠性、恢復(fù)力、脆弱性因素的評價模型，對Tarbela水庫水利發(fā)電、灌溉供水及防洪影響進(jìn)行評價。但是沒有學(xué)者基于系統(tǒng)思維及管理學(xué)理論對小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化管理范圍進(jìn)行界定，已有的評價方法大多采用層次分析法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等研究方法，尚不能有效規(guī)避研究方法主觀性太強(qiáng)或計算難度太大等弊端，無法科學(xué)評價小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化程度。

綜上，本文通過分析小型水庫運行管理模式，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化評價指標(biāo)體系，建立基于AHP-物元可拓評價模型，并以官務(wù)水庫為例進(jìn)行驗證，為小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化評價及后續(xù)建設(shè)提供依據(jù)。

1 小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化評價指標(biāo)體系構(gòu)建

1.1 小型水庫運行管理模式

小型水庫運行管理要素包括管理組織、保障措施、管理對象、管理內(nèi)容、管理目標(biāo)，這些要素之間依據(jù)一定的關(guān)系和相互作用形成了小型水庫運行管理的模式[10]，即小型水庫管理單位通過一系列的保障措施管理小型水庫運行管理對象以實現(xiàn)管理目標(biāo)，該模式的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 小型水庫運行管理模式結(jié)構(gòu)圖

小型水庫運行管理組織包括管理責(zé)任主體、政府監(jiān)督管理主體和社會服務(wù)主體[11]。其中管理責(zé)任主體包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)人民政府、農(nóng)村集體經(jīng)濟(jì)組織等；政府監(jiān)督管理主體包括省級水行政主管部門、縣(市)水行政主管部門等；社會服務(wù)主體包括具有考核評價能力的技術(shù)支撐單位。標(biāo)準(zhǔn)化評價中的管理組織應(yīng)以管理責(zé)任主體的組織管理為主，按照“科學(xué)、合理、健全”的要求，對小型水庫管理責(zé)任主體單位的管理體制機(jī)制方面做出程序化要求。

運行管理保障措施[12]是小型水庫運行管理過程中管理責(zé)任主體為保證管理組織順暢、管理內(nèi)容明確，所使用的工具、方法的總和。主要包括管理責(zé)任主體年度自檢和考核，制定獎懲制度，實現(xiàn)信息化管理，建設(shè)健全的管理設(shè)施。

運行管理對象是針對小型水庫水工建筑物及其配套設(shè)施的管理，要明確管理對象的管理保護(hù)范圍和職責(zé)范圍。

運行管理內(nèi)容[13]作為小型水庫運行管理的重點環(huán)節(jié)，是指管理流程、內(nèi)容、技術(shù)部分，主要包括運行管理、安全管理和環(huán)境保護(hù)。

運行管理目標(biāo)是在保障水庫安全運行前提下，保護(hù)水庫生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)水庫高效運行、高質(zhì)量發(fā)展。

1.2 小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)體系構(gòu)建

在明確小型水庫運行管理的概念、主體、對象、主要內(nèi)容及保障措施后，通過文獻(xiàn)研究、實地調(diào)查、專家訪談的方法，基于系統(tǒng)思維及管理學(xué)理論，遵循標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化進(jìn)行管理范圍界定，從組織管理、安全管理、運行管理、環(huán)境保護(hù)以及保障措施五個方面對管理對象標(biāo)準(zhǔn)化管理范圍進(jìn)行界定，得出小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化評價的指標(biāo)，確定了標(biāo)準(zhǔn)化三級評價體系，指標(biāo)層中各指標(biāo)及其內(nèi)涵如表1所示。

2 小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化評價模型

2.1 指標(biāo)相對權(quán)重確定

指標(biāo)權(quán)重的確定方法大體可概括為主觀定權(quán)法、客觀定權(quán)法和組合定權(quán)法三種，本文利用層次分析法(AHP)，將定性與定量分析相結(jié)合，在主觀經(jīng)驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的加工提煉得出小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化評價指標(biāo)權(quán)重。在構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先構(gòu)造判斷矩陣，然后求取判斷矩陣的最大特征值和對應(yīng)的特征向量，再對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗，檢驗通過后，對求得的特征向量做歸一化處理[14]，得到該準(zhǔn)則下各個指標(biāo)的權(quán)重。

表1 小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)體系及其內(nèi)涵

根據(jù)以上權(quán)重求取過程，邀請小型水庫運行管理單位、水利主管部門、高校等該領(lǐng)域20位專家對小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)重要性進(jìn)行打分，并運用層次分析法，剔除其中無效數(shù)據(jù)，得出權(quán)重結(jié)果如表2所示。

表2 小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)權(quán)重

2.2 基于物元可拓模型的標(biāo)準(zhǔn)化評價

物元分析法由我國學(xué)者蔡文于20世紀(jì)80年代首次提出，用于從定性和定量的角度解決矛盾問題，適用于多因子評價[15]。物元分析法先依據(jù)某些客觀標(biāo)準(zhǔn)確定評價指標(biāo)的經(jīng)典域，再根據(jù)模型計算出來的各個指標(biāo)(或綜合指標(biāo))關(guān)于各個評價等級的關(guān)聯(lián)度大小進(jìn)行歸等定級，提高了等級判定的客觀性和科學(xué)性。目前，物元可拓模型已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水庫水環(huán)境治理[16]、大壩安全[17]、和水庫防洪調(diào)度[18]等的評價。小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化評價包括組織管理、安全管理、運行管理、環(huán)境保護(hù)和保障措施五個方面，每個指標(biāo)均對評價結(jié)果產(chǎn)生影響且存在差異，可以看成一個不相容問題，利用可拓學(xué)可以充分結(jié)合定性及定量指標(biāo)，準(zhǔn)確描述小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化各評價指標(biāo)相互影響和作用的拓展過程。由物元對小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化評價的基本特征進(jìn)行描述，三元組R=(Z，C，V)表示“事物、特征、量值”。引入物元，構(gòu)建評價模型，步驟如下：

2.2.1 確定經(jīng)典域、節(jié)域及待評價物元

小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化評價的經(jīng)典域物元矩陣可表示為：

(1)

式中：Roj稱為經(jīng)典域物元；Zoj表示所評價小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化的第j個評價等級(j=1，2，……m)；Coi表示第i個評價指標(biāo)(i=1，2，……n)；Voji為Zoj關(guān)于Coi的取值范圍，區(qū)間(aoji，boji)即為經(jīng)典域。

小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化評價節(jié)域物元矩陣表示為：

(2)

式中：Rp稱為節(jié)域物元；Z表示待評價指標(biāo)的所有等級；Vpi為Z關(guān)于特征Ci所有等級的取值范圍集合；區(qū)間(api,bpi)即為節(jié)域。

將小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化待評價物元矩陣表示為：

(3)

式中：Z0為評價指標(biāo)；Vi為Z0關(guān)于Ci的特征值實際數(shù)據(jù)。

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)研究及小型水庫特征，本文將小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化評價指標(biāo)分為“差、較差、中、較好、好”五個等級。定性指標(biāo)的特征值用數(shù)值0～1表示各項標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)的完善程度及落實情況，具體參考水利部頒布的《水利標(biāo)準(zhǔn)化工作管理辦法》進(jìn)行評分，將定性指標(biāo)的五個等級評價區(qū)間劃分為[0.0，0.2]、(0.2，0.4]、(0.4，0.6]、(0.6，0.8]、(0.8，1.0]；待評價定量指標(biāo)的經(jīng)典域和節(jié)域的確定是在參考文獻(xiàn)[19]基礎(chǔ)上，結(jié)合小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化過程中各指標(biāo)的實現(xiàn)難易程度，經(jīng)過專家咨詢得出。最終可得小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化評價指標(biāo)的經(jīng)典域及節(jié)域。

2.2.2 計算關(guān)聯(lián)度

小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化評價指標(biāo)關(guān)聯(lián)度函數(shù)的定義為：

Kj(Vi)=

(4)

(5)

(6)

式(4)表示第i個指標(biāo)與第j個等級的關(guān)聯(lián)度，式(5)表示Vi與經(jīng)典域的距離，式(6)表示Vi與節(jié)域的距離。Kj(Vi)越大說明該指標(biāo)相對于該等級的隸屬度越大，若Kj(Vi)=maxKj(Vi)，則評價對象Vi隸屬于等級j。

2.2.3 計算綜合關(guān)聯(lián)度并確定評價等級

待評價對象關(guān)于某一等級的綜合關(guān)聯(lián)度為：

(7)

式中：Wj表示各評價指標(biāo)的權(quán)重；Kj(W0)為考慮各指標(biāo)權(quán)重的綜合關(guān)聯(lián)度；Kj(Vi)為待評價對象的第i個指標(biāo)關(guān)于水平等級j的單指標(biāo)關(guān)聯(lián)度。對評價體系準(zhǔn)則層和目標(biāo)層中指標(biāo)的評價等級進(jìn)行逐層計算。

若Kji=max[Kj(Vi)]，j=1,2,…m，則待評價對象第i指標(biāo)屬于小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化評價等級j。

若Kji=max[Kj(W0)]，j=1,2,…m，則待評價對象屬于小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化評價等級j。

關(guān)聯(lián)度數(shù)值K(V)在實數(shù)軸上的大小表征了待評價對象隸屬于小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化評價某一標(biāo)準(zhǔn)級別的程度。若Kj(Vi)<-1，說明該指標(biāo)的評價結(jié)果不屬于此等級，又不具備達(dá)到此等級的條件；若-1≤Kj(Vi)<0 ，說明評價指標(biāo)雖不屬于此等級，但具有達(dá)到此等級的趨勢；若0≤Kj(Vi)<1，說明評價指標(biāo)屬于此等級，且數(shù)值愈大，愈接近標(biāo)準(zhǔn)上限；若Kj(Vi)≥1 ，表示評價指標(biāo)超過等級上限，數(shù)值愈大，開發(fā)潛力愈大。

3 實例應(yīng)用

3.1 官務(wù)水庫概況

陜西省寶雞市扶風(fēng)縣官務(wù)水庫位于渭河水系漆水河二級支流七星河中游法門鎮(zhèn)官務(wù)村，是一座以供水為主，兼顧防洪、灌溉等綜合效益的Ⅳ等小(Ⅰ)型均質(zhì)土壩水庫，由陜西省水務(wù)集團(tuán)扶風(fēng)縣供水有限公司官務(wù)水庫管理站負(fù)責(zé)運行管理。水庫壩高27.24 m，總庫容464 萬m3。自2014年被鑒定為優(yōu)質(zhì)水源以來，積極推行水環(huán)境綜合整治工程，建設(shè)工程措施、綠化措施、視頻監(jiān)控設(shè)施及警示牌等，使庫區(qū)一級、二級水源保護(hù)區(qū)內(nèi)的污染得到有效杜絕，形成了良好的生態(tài)圈，從而實現(xiàn)保護(hù)水源，保障了縣城供水安全以及區(qū)域水資源可持續(xù)的效益。

3.2 評價流程

官務(wù)水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化評價分為評價準(zhǔn)備階段、評價實施階段、結(jié)果反饋三個階段。

(1) 評價準(zhǔn)備階段。由評價機(jī)構(gòu)確定評價時間、評價方案并向官務(wù)水庫管理站發(fā)出評價函。這一階段對于評價流程是否能順利推進(jìn)有著至關(guān)重要的作用。

(2) 評價實施階段。官務(wù)水庫管理站自收到評價函后，根據(jù)評價通知要求，組織內(nèi)部進(jìn)行全面自查，形成自查報告，并提交相應(yīng)的支撐材料，評價機(jī)構(gòu)根據(jù)收到的自評報告，針對內(nèi)容及支撐材料，結(jié)合評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)研，確保數(shù)據(jù)真實可靠，并邀請10位行業(yè)相關(guān)專家，組成評價小組，由其根據(jù)評價方案對各項指標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行客觀打分，給出專家意見。實施階段是獲取評價數(shù)據(jù)和意見階段，也是體現(xiàn)小型水庫運行管理評價科學(xué)性、客觀性、公正性的重要階段。

(3) 結(jié)果反饋階段。綜合評價完成后，根據(jù)評價小組評分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，結(jié)合專家意見完成評價報告，在此基礎(chǔ)上對評價過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)反饋，對亮點進(jìn)行推廣，以達(dá)到問題預(yù)防、持續(xù)改進(jìn)、經(jīng)驗交流的目的。

3.3 綜合評價

邀請10位行業(yè)專家結(jié)合2020年10月官務(wù)水庫實際資料及調(diào)研情況進(jìn)行打分，以C4和C19指標(biāo)為例，進(jìn)行分析測算。

官務(wù)水庫專設(shè)有管理站，上級管理單位定期對站上4名管理人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，水庫安全責(zé)任人明確，且都參加了年度小型水庫“三個責(zé)任人”“三個重點環(huán)節(jié)”網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)，10位專家結(jié)合實際情況進(jìn)行打分，除去最高分和最低分后取平均值，得到C4指標(biāo)的分值為0.95；使用GIS軟件測量出官務(wù)水庫保護(hù)區(qū)內(nèi)植被覆蓋情況，經(jīng)計算得植被覆蓋率為0.82。最終得出各指標(biāo)的特征值矩陣p=(0.73，0.83，0.71，0.95，0.34，0.73，0.12，0.67，0.56，0.97，0.86，0.87，0.63，0.87，0.73，0.73，0.85，0.78，0.82，0.32，0.89，0.54，0.36，0.39，0.86)T，通過計算關(guān)聯(lián)度得出各指標(biāo)評價等級為P=(較好，好，較好，好，較差，較好，差，較好，中，好，好，好，較好，好，較好，較好，中，較好，較好，中，好，中，較差，較差，好)T。

結(jié)合指標(biāo)權(quán)重計算準(zhǔn)則層各標(biāo)準(zhǔn)化的評價等級關(guān)聯(lián)度，匯總結(jié)果如表3所示。

表3 準(zhǔn)則層指標(biāo)評價等級關(guān)聯(lián)度表

3.4 結(jié)果分析

上述結(jié)果計算得出官務(wù)水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化對應(yīng)的5個等級綜合關(guān)聯(lián)度為(-0.568，-0.488，-0.335，-0.157，0.043)，根據(jù)最大值原理[20]，最終判定官務(wù)水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化水平為“好”，說明官務(wù)水庫總體標(biāo)準(zhǔn)化水平好，但在組織管理、安全管理、保障措施三個方面仍需進(jìn)一步努力。

(1) 組織管理水平處于“向好轉(zhuǎn)化”狀態(tài)。主要影響因素為官務(wù)水庫在經(jīng)費落實和經(jīng)費使用方面的成效較差，地方財政困難，水庫日常運行管理得不到財政支持，自身創(chuàng)收主要靠給自來水公司供水，農(nóng)業(yè)灌溉效益薄弱，無穩(wěn)定經(jīng)費來源。因此，政府需加強(qiáng)地方財政水利投資，保障經(jīng)費來源渠道，確保官務(wù)水庫有穩(wěn)定的管護(hù)資金來源，并及時足額到位，保證資金使用規(guī)范。

(2) 安全管理水平處于“向較好轉(zhuǎn)化”狀態(tài)。官務(wù)水庫2010年進(jìn)行除險加固后，截止調(diào)查日期已有近十年未進(jìn)行安全鑒定，不符合《水庫大壩安全鑒定辦法》定期安全鑒定制度。作為當(dāng)?shù)仫嬘盟吹?，官?wù)水庫在保障供水的同時，兼有防汛抗旱應(yīng)急救災(zāi)等良好作用，但水庫管理單位無安全鑒定專項經(jīng)費，未徹底消除安全隱患。此外，官務(wù)水庫管理站還應(yīng)加強(qiáng)水行政管理、安全監(jiān)測、應(yīng)急管理等能力，以提升水庫總體安全保障和對突發(fā)事件應(yīng)急處置能力。

(3) 運行管理、環(huán)境保護(hù)評價等級為“好”，優(yōu)勢明顯。官務(wù)水庫自2014年推行水環(huán)境綜合整治工程，2018年實施“河(湖)長制”以來，庫區(qū)一、二級保護(hù)區(qū)已劃界確權(quán)并設(shè)立樁界，庫區(qū)水質(zhì)安全得到保證，植被茂盛，栽設(shè)大量警示牌，環(huán)保宣傳效果明顯。水庫日常防汛調(diào)度計劃完備，工程檢查、觀測按照要求進(jìn)行，且操作運行規(guī)范，維修養(yǎng)護(hù)由扶風(fēng)縣水務(wù)局及自來水公司共同承擔(dān)，水庫運行管理與環(huán)境保護(hù)成效顯著。

(4) 保障措施評價等級處于“向較差轉(zhuǎn)化”狀態(tài)。合理的年度自檢考核是標(biāo)準(zhǔn)化工作推進(jìn)的重要抓手，通過考核評價可以檢驗標(biāo)準(zhǔn)化管理工作成效，但是官務(wù)水庫獎懲激勵不到位，年度自檢考核缺失，無法為標(biāo)準(zhǔn)化管理提供監(jiān)管保障。高效、實用的水庫信息化管理系統(tǒng)不僅可以提高水庫工程壽命周期、提高水利工程的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，還能為水資源管理提供有力保障，但官務(wù)水庫未建立信息化管理系統(tǒng)。因此，加強(qiáng)日常監(jiān)督和年度自檢考核，建立評價結(jié)果與補(bǔ)助資金安排、人員報酬掛鉤等競爭機(jī)制，推進(jìn)信息化管理平臺建設(shè)是提升官務(wù)水庫標(biāo)準(zhǔn)化水平的重點任務(wù)。

4 結(jié) 論

本文應(yīng)用系統(tǒng)思維及管理學(xué)原理，以小型水庫的運行管理標(biāo)準(zhǔn)化過程作為評價內(nèi)容，構(gòu)建包含組織管理標(biāo)準(zhǔn)化、安全管理標(biāo)準(zhǔn)化、運行管理標(biāo)準(zhǔn)化、環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化、保障措施標(biāo)準(zhǔn)化五部分的小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化評價體系。建立基于AHP-物元可拓法的小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化評價模型并以官務(wù)水庫為例進(jìn)行實例驗證，為小型水庫運行管理標(biāo)準(zhǔn)化后續(xù)建設(shè)提供依據(jù)，對促進(jìn)“水利工程補(bǔ)短板”、提高水利現(xiàn)代化水平、推動水利工程管理流程化方面具有重大意義。