雪宝，汤骅*，程泉，俞靖，刘洪光，张志远

▪水土资源与环境▪

基于熵权TOPSIS法的灌溉用水效率评价

雪宝1,2，汤骅1,2*，程泉3，俞靖4，刘洪光1,2，张志远3

（1.石河子大学 水利建筑工程学院，新疆 石河子 832000；2.现代节水灌溉兵团重点实验室，新疆 石河子 832000；3.新疆生产建设兵团第二师水文水资源管理中心，新疆 铁门关 841000；4.奇台县水利管理总站，新疆 昌吉 831800）

【目的】对灌区灌溉用水效率进行评价，为灌区节水改造提供科学依据。【方法】通过构建灌溉用水效率综合评价指标体系，基于熵权TOPSIS法对2017—2020年新疆兵团第二师6个灌区的灌溉用水效率进行评价。【结果】熵权TOPSIS法的评价结果与灌区实际情况相符，评价结果排序与灌溉水有效利用系数排序、AHP—模糊综合评价结果排序均具有显著相关性，且熵权TOPSIS法相比AHP—模糊综合评价法的变异系数更大，更有利于灌区灌溉用水效率的等级划分；根据灌区各评价指标等级与灌溉用水效率综合评价等级之间的差异，确定了灌溉用水效率的主控因素。【结论】基于熵权TOPSIS法的灌溉用水效率评价具有可行性，灌区在节水改造建设的同时，应确定合理的灌溉制度，提高灌溉用水效率，建设现代化高效节水灌区。

灌溉；用水效率；指标体系；熵权；TOPSIS评价

0 引 言

【研究意义】新疆地处西北内陆干旱地区，水资源匮乏，农业用水量占新疆总用水量的90%以上[1]。新疆南部的经济发展主要依靠绿洲灌溉农业，但不合理的水资源开采和粗放用水导致用水矛盾加剧[2]。对灌区灌溉用水效率进行评价，科学评估灌区发展中存在的问题，进而提出针对性的改进措施，是当前南疆建设高效节水灌区，保障水资源可持续利用，推动区域灌溉农业可持续发展的重要举措。

【研究进展】国内外学者在灌区灌溉用水效率评价方面已开展了诸多研究。Angus等[3]和Condon等[4]通过探究作物在特定时段内的CO2吸收量与蒸散量的比例来分析灌溉用水效率；范习超等[5]从灌区工程节水、田间节水、用水管理、水资源保护及用水效益等5个方面建立了用水效率评价指标体系，计算了灌区综合节水指数，并对河南4个灌区进行了用水效率评价；李绍飞等[6]建立了适用于全国灌溉用水效率评价指标体系和指标分级标准，并基于AHP（层次分析法）—模糊综合评价法对我国西北、华北和东北部分灌区开展了用水效率评价；梁静溪等[7]运用方法集和DEA（数据包络）模型、张泽的等[8]采用粒子群算法当中的层次分析法和粗集理论、刘东等[9]基于博弈论赋权的GRA—TOPSIS（灰色关联法—逼近理想解理论）评价模型，分别对黑龙江省灌区进行了灌溉用水效率评价，并探究了影响灌区发展的主控因素；李浩鑫等[10]基于主成分分析和Copula函数对长江流域部分灌区进行了评价；黄永江等[11-12]基于集对分析法与可变模糊理论相结合、主成分分析与GRA-TOPSIS相结合的方法，对内蒙古河套灌区、引黄灌区进行了灌溉用水效率评价；冯峰等[13]利用流向跟踪法确定了评价指标体系，利用多重组合赋权的模糊综合评价模型对引黄灌区进行了用水效率评价；焦勇等[14]运用基于信息熵的可变模糊评价模型对新疆农业用水效率进行了评价。【切入点】以往研究开展灌溉用水效率评价的区域主要集中于我国内陆水资源充沛的长江、黄河流域及东北地区，而对新疆典型干旱区的灌区用水效率评价较少。熵权TOPSIS法[15-18]既能客观确定指标权重，又具有在综合评价时不受样本规律和指标限制的优势。

【拟解决的关键问题】鉴于此，本研究以新疆典型干旱型灌区——新疆生产建设兵团第二师的灌区为例，应用熵权TOPSIS法对灌溉用水效率进行评价，基于评价结果论证熵权TOPSIS法在灌溉用水效率评价方面的合理性及可靠性，进而分析灌区灌溉用水效率的主控因素及灌区未来发展方向。本研究结果可为新疆干旱灌区的节水改造建设提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

新疆生产建设兵团第二师（以下简称兵团第二师）位于天山南麓，塔里木盆地东部（84°52′—89°30′N，37°40′—42°20′E），属暖温带大陆性干旱气候，蒸发强烈，年平均气温为11.4 ℃，年平均降水量为58.6 mm。兵团第二师共有3个大型灌区（十八团渠灌区、博斯腾灌区和塔里木灌区）和3个中型灌区（米兰灌区、且末灌区和38团灌区），灌区分布如图1所示，灌区详细信息见表1。

图1 灌区分布

表1 灌区基本信息

1.2 研究方法

1.2.1 评价指标体系及分级标准

为保证灌区灌溉用水效率的客观、准确评价，本研究从灌溉用水综合效率的内涵出发，在自然条件、工程技术、管理水平、生态环境以及农业经济5个维度上考虑灌区用水效率评价[19]。借鉴范习超等[5]、Dale等[20]的指标筛选方法，指标入选的原则为：典型性，可控性，可测性，敏感性，可预测性，响应性，稳定性，整体性，按照该原则对指标进行初步筛选。初步筛选出的指标与灌区实际情况相结合进行复筛，考虑气候和当地灌溉农业的突出问题，咨询当地专家，同时参照类似灌区的已有研究成果[12,21]，最终建立了包括用水指标、工程概况、管理水平、土壤环境及种植结构5个方面的灌溉用水效率评价指标体系。指标体系及各指标的内涵见表2。

表2 灌溉用水效率评价指标体系

注 “+”表示正向指标，“-”表示负向指标。

依据《节水灌溉工程技术标准》（GB/50363—2018），参考节水型灌区建设目标，结合兵团第二师灌区的实际发展情况，同时参照李绍飞等[6]、黄永江等[12]提出的全国大中型灌区评价指标等级划分标准，构建了兵团第二师包括低、较低、中等、较高和高的5级评价指标分级标准，用以确定灌区评价指标等级并构建模糊隶属矩阵，进行模糊综合评价，详见表3。

表3 灌溉用水效率评价指标分级标准

1.2.2 熵权TOPSIS法

熵权法是一种根据评价指标所反馈的信息量来客观确定评价指标权重的方法，熵值越小权重越大。TOPSIS法是一种逼近理想解的排序法，通过对正负理想解及距离进行求解，得到相对贴近度，然后依据值的大小进行优劣排序[16]。本研究运用熵权TOPSIS法进行综合评价研究[17-18]，具体步骤如下：

2）将指标数据进行标准化处理：

正向指标：

负向指标：

4）计算各指标的信息熵（E）：

5）确定各指标的权重（W）：

7）利用TOPSIS法确定正理想解（Z+）和负理想解（Z-），具体如下：

8）计算评价指标与正、负理想解的距离：

式中：D+表示第个指标与正理想解Z+的距离，D-表示第个指标与负理想解Z-的距离。

相对贴近度表示所评价对象与理想状态的差距，其值介于0～1之间。灌溉用水效率等级根据贴近度可划分为5个级别[23]，详见表4。

表4 灌溉用水效率评价的相对贴近度分级标准

1.2.3 AHP—模糊综合评价法

AHP—模糊综合评价法是通过层次分析法确定各评价指标的权重，根据指标原始值与分级标准来构建模糊隶属矩阵，将权重向量和隶属矩阵进行合成运算即可得到综合评价值[6,24]。

1.2.4 数据来源

本研究所涉及的数据主要来源于实地调研统计和兵团第二师基层水管站、兵团第二师水利局、兵团水利局所提供的数据。将部分数据与水资源公报和统计年鉴数据进行了对比，确保了数据的真实性和可靠性，最终得到评价指标数据集，见表5。

表5 2017—2020年各灌区评价指标数据集

2 结果与分析

2.1 指标权重

灌溉用水效率评价指标权重见表6。节水灌溉面积比例、水价到位程度、渠道防渗率、单位面积灌溉用水量及灌区建筑工程配套率的权重较高，可见这些指标对灌溉用水效率的评价结果影响较大。

2.2 灌溉用水效率评价

表6 灌溉用水效率评价指标权重

表7 灌溉用水效率评价结果

2017—2020年灌溉用水效率变化趋势如图2所示。博斯腾灌区2018年用水效率迅速提升，这与博斯腾灌区在该年推行的高效节水型示范灌区建设等措施有关。2019—2020年，随着灌区改造措施的不断完善，灌溉用水效率处于稳定上升趋势。十八团渠灌区2018年灌溉用水效率增长相对缓慢，这是由于该灌区实行节水改造建设相比博斯腾灌区滞后，灌区改造措施于2019—2020年开始逐步实施并发挥作用；塔里木灌区用水效率增长稳定，主要是由于近年来灌区加强了渠系防渗的改造建设，并尝试通过调整水价来增强农户节水意识；米兰、且末及38团灌区的用水效率均低于大型灌区，这是由于3个中型灌区规模小，政府投入资金少，灌区发展缓慢。2018年米兰灌区用水效率明显高于且末和38团灌区，这是由于2018年米兰灌区在实行工程改造建设的同时推行了水权转化试点项目，积极完善水权交易管理制度，用水效率得到了提升。

2.3 评价结果对比分析

将2017—2020年熵权TOPSIS法的评价结果与常规的AHP—模糊综合评价法的评价结果进行对比，如表8所示。2种方法的评价结果排序差别较小，均不超过1个位次。利用SPSS进行Spearman等级相关系数检验，得到2017—2020年2种方法评价结果之间的相关系数分别为0.956、0.932、0.955和0.984。可见，熵权TOPSIS法与AHP—模糊综合评价法的结果具有高度的一致性，即熵权TOPSIS法对灌溉用水效率的评价结果稳定、可靠。

图2 2017—2020年灌溉用水效率变化趋势

灌溉水有效利用系数是反映灌区灌溉用水水平、管理水平的重要指标，可反映灌溉用水效率水平。通过表5中A1和A2指标计算得到灌溉水有效利用系数，结果如表8所示。各灌区灌溉水有效利用系数排序结果与2种综合评价方法的排序结果相差极小，通过Spearman等级相关系数检验，2017—2020年灌溉水有效利用系数排序和熵权TOPSIS法排序的相关系数分别为0.943、0.943、1.000和0.943，与AHP—模糊综合评价法排序的相关系数分别为0.829、0.943、0.943和0.943。可见，灌溉水有效利用系数排序结果与熵权TOPSIS法排序结果的相关性更高，表明熵权TOPSIS法相比AHP—模糊综合评价法更具优越性，更能反映灌区建设发展及用水管理水平。

2017—2020年，熵权TOPSIS法评价结果的变异系数分别为0.437、0.457、0.323和0.263，AHP—模糊综合评价法的结果变异系数分别为0.218、0.174、0.128和0.108。熵权TOPSIS法的评价结果变异系数更大，说明评价值离散程度更大，辨识度更高，这更有利于直观区分灌区用水效率水平，更适用于灌区用水效率等级划分。

表8 熵权TOPSIS法评价结果排序与对比

2.4 灌溉用水效率的主控因素

从灌溉用水效率评价结果可知，各灌区节水潜力较大，通过将表5中2020年评价指标的原始数据与表3中灌溉用水效率的评价指标分级标准相结合，得到各灌区评价指标所属等级，将指标所属等级与灌区2020年综合评价结果等级进行对比，找出评价指标等级与综合评价等级的差异，得到决定各灌区灌溉用水效率的主控因素[12]，结果详见表9。

表9 2020年评价指标等级与灌区综合评价等级对比

由表9可知，截至2020年，博斯腾灌区评价指标等级低于综合评价等级的主控因素有渠系水利用系数、单位面积灌溉用水量、渠道防渗率、水价到位程度及盐碱化土壤面积比例；十八团渠灌区和塔里木灌区主控因素同为单位面积灌溉用水量、水价到位程度及盐碱化土壤面积比例；米兰灌区、且末灌区及38团灌区的主控因素相同，均为单位面积灌溉用水量和盐碱化土壤面积比例。

3 讨 论

本研究的评价结果与灌区实际发展情况的吻合性较好，灌区规模越大，用水效率越高，这与李浩鑫等[10]研究结果相同，主要是由于灌区规模影响灌区财政拨款、节水改造项目推行顺序以及管理经费投入，从而影响灌区用水效率的提升。同时，评价结果与灌区作物种植结构和灌溉方式等基本信息具有较好的匹配性，说明所建立的评价指标体系具有较好的适用性和可行性，评价结果具有较强的可靠性。

2017—2020年，熵权TOPSIS法和AHP—模糊综合评价法的排序与灌溉水有效利用系数的排序均具有较强的相关性，熵权TOPSIS法排序相关性更高。同时，熵权TOPSIS法较AHP—模糊综合评价法的结果变异系数更大，更有利于灌溉用水效率的等级划分。

研究表明，AHP—模糊综合评价法可用于各影响因素间关系复杂、难以量化问题的综合评价分析，但评价过程复杂，评级结果受人为主观因素影响较大[24-25]。熵权TOPSIS法在确定指标权重时，是根据指标数据包含信息量的大小来确定指标权重，解决了层次分析法、综合指数法等方法在指标权重赋予时受人为因素影响较大的问题，也兼顾了TOPSIS法在综合评价时不受样本规律和指标限制的优势[17-18]，使评价结果能更加客观。

每个灌区的主控因素均包含单位面积灌溉用水量和盐碱化土壤面积比例。这是由于新疆南部土壤受盐碱胁迫严重，每年非生育期需通过大水漫灌进行压盐[26]，同时，在作物生育期需适当增大灌水定额达到淋洗作物根部土壤盐分的目的，以满足作物适宜的生长环境[27]。因此，今后各灌区在发展建设时，应通过科学研究确定适宜的非生育期及生育期灌溉水量，确保作物正常生长的同时提高用水效率，还应积极采取农业、工程、生物及化学等措施改良盐碱地[28]。

除上述措施外，博斯腾灌区灌溉用水效率高，今后在保持灌区平稳发展的同时，优先考虑提高渠道防渗率、渠系水利用系数以及调整水价；十八团渠灌区和塔里木灌区则在今后灌区全面建设发展的同时，应适当提高水价用以刺激农民节水意识；米兰灌区、且末灌区以及38团灌区，今后政府应积极出台相关政策，增大灌区改造资金投入，使灌区从用水水平、管理水平、工程状况及种植结构等方面得到全面提升。

本文所建立的评价指标体系和评价方法在兵团第二师6个灌区进行了应用，灌区地域和数量的不同是否会对熵权TOPSIS法与其他方法评价结果的一致性有影响，在今后的研究中还需进一步验证。

4 结 论

1）熵权TOPSIS法在进行灌溉用水效率评价时具有可行性。评价结果与灌区实际发展情况相吻合，评价结果排序与灌溉水有效利用系数排序、AHP—模糊综合评价法的结果排序均具有较强的相关性；熵权TOPSIS法相比AHP—模糊综合评价法的结果变异系数更大，更有利于灌区用水效率的等级划分。

2）兵团第二师各灌区用水效率从高到低排序为：博斯腾灌区、十八团渠灌区、塔里木灌区、米兰灌区、且末灌区和38团灌区。

[1] 邓铭江, 李湘权, 龙爱华, 等. 支撑新疆经济社会跨越式发展的水资源供需结构调控分析[J]. 干旱区地理, 2011, 34(3): 379-390.

DENG Mingjiang, LI Xiangquan, LONG Aihua, et al. Regulation of supply and demand structure of the water resources and support economic and social leap-forward development of protection measures[J]. Arid Land Geography, 2011, 34(3): 379-390.

[2] 李青, 陈红梅, 王雅鹏. 基于面板VAR模型的新疆农业用水与农业经济增长的互动效应研究[J]. 资源科学, 2014, 36(8): 1 679-1 685.

LI Qing, CHEN Hongmei, WANG Yapeng. The interactive effect of agricultural water and agricultural economic growth in Xinjiang[J]. Resources Science, 2014, 36(8): 1 679-1 685.

[3] ANGUS J F, VAN HERWAARDEN A F. Increasing water use and water use efficiency in dryland wheat[J]. Agronomy Journal, 2001, 93(2): 290-298.

[4] CONDON A G, RICHARDS R A, REBETZKE G J, et al. Improving intrinsic water-use efficiency and crop yield[J]. Crop Science, 2002, 42(1): 122-131.

[5] 范习超, 秦京涛, 徐磊, 等. 大型灌区节水水平评价指标体系构建与实证[J]. 农业工程学报, 2021, 37(20): 99-107.

FAN Xichao, QIN Jingtao, XU Lei, et al. Construction and empirical analysis of the evaluation index system for the water-saving level of large-sized irrigation districts[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2021, 37(20): 99-107.

[6] 李绍飞, 余萍, 孙书洪. 灌溉用水效率评价指标及模型构建与实例应用[J]. 中国农业大学学报, 2014, 19(3): 188-195.

LI Shaofei, YU Ping, SUN Shuhong. Evaluation index of irrigation water efficiency and case verification[J]. Journal of China Agricultural University, 2014, 19(3): 188-195.

[7] 梁静溪, 张安康, 许耀文, 等. 基于方法集和DEA模型的黑龙江省灌溉用水效率评价[J]. 干旱地区农业研究, 2019, 37(6): 124-131.

LIANG Jingxi, ZHANG Ankang, XU Yaowen, et al. Evaluation of irrigation water use efficiency based on method set and DEA model in Heilongjiang Province[J]. Agricultural Research in the Arid Areas, 2019, 37(6): 124-131.

[8] 张泽的, 刘东, 张皓然, 等. 基于PSO-AHP与粗集理论组合赋权的灌溉用水效率评价[J]. 节水灌溉, 2018(10): 59-63, 67.

ZHANG Zedi, LIU Dong, ZHANG Haoran, et al. Irrigation water use efficiency evaluation based on combination weighting of PSO-AHP and rough set theory[J]. Water Saving Irrigation, 2018(10): 59-63, 67.

[9] 刘东, 龚方华, 付强, 等. 基于博弈论赋权的灌溉用水效率GRA-TOPSIS评价模型[J]. 农业机械学报, 2017, 48(5): 218-226.

LIU Dong, GONG Fanghua, FU Qiang, et al. Evaluation model of irrigation water use efficiency based on game theory and GRA-TOPSIS[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2017, 48(5): 218-226.

[10] 李浩鑫, 邵东国, 尹希, 等. 基于主成分分析和Copula函数的灌溉用水效率评价方法[J]. 农业工程学报, 2015, 31(11): 96-102.

LI Haoxin, SHAO Dongguo, YIN Xi, et al. Evaluation method for irrigation-water use efficiency based on principle component analysis and Copula function[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2015, 31(11): 96-102.

[11] 黄永江, 屈忠义. 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[J]. 灌溉排水学报, 2021, 40(5): 119-124.

HUANG Yongjiang, QU Zhongyi. Coupling PCA and GRA-TOPSIS to evaluate water use efficiency of irrigation districts[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2021, 40(5): 119-124.

[12] 黄永江, 屈忠义. 基于SPA-VFS耦合模型的河套灌区灌溉用水效率分级[J]. 农业工程学报, 2021, 37(11): 85-92.

HUANG Yongjiang, QU Zhongyi. Classifying irrigation water use efficiency in Hetao Irrigation District using SPA-VFS coupling model[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2021, 37(11): 85-92.

[13] 冯峰, 倪广恒, 孟玉清. 基于流向跟踪和多重赋权的引黄灌区用水效率评价[J]. 农业工程学报, 2017, 33(10): 145-153.

FENG Feng, NI Guangheng, MENG Yuqing. Evaluation of water use efficiency in Yellow River Irrigation Area based on flow-tracing and layered-weight method[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2017, 33(10): 145-153.

[14] 焦勇, 朱美玲. 基于信息熵的可变模糊评价的农业用水效率测算[J]. 节水灌溉, 2014(1): 80-83.

JIAO Yong, ZHU Meiling. Agricultural water use efficiency evaluation based on information entropy and variable fuzzy evaluation[J]. Water Saving Irrigation, 2014(1): 80-83.

[15] 高升, 孙会荟, 刘伟. 基于熵权TOPSIS模型的海洋经济系统脆弱性评价与障碍度分析[J]. 生态经济, 2021, 37(10): 77-83.

GAO Sheng, SUN Huihui, LIU Wei. Vulnerability assessment and obstacle degree analysis of marine economic system based on entropy weight TOPSIS model[J]. Ecological Economy, 2021, 37(10): 77-83.

[16] 赵桂香. 基于熵权-TOPSIS法的H公司财务风险管理研究[D]. 南昌: 东华理工大学, 2021.

ZHAO Guixiang. Research on H Company’s financial risk management based on entropy-TOPSIS method[D]. Nanchang: East China University of Technology, 2021.

[17] 柳梦琪, 曾忠平. 基于熵权TOPSIS法的武汉市土地利用多功能性评价[J]. 水土保持通报, 2021, 41(2): 314-321.

LIU Mengqi, ZENG Zhongping. Evaluation of multi-functionality of land use based on entropy-weight TOPSIS method in Wuhan City[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2021, 41(2): 314-321.

[18] 王佳洛, 杨欢, 公令臣, 等. 基于熵权TOPSIS法的我国各地区医药产业资源承载力研究[J]. 中国药房, 2022, 33(10): 1 158-1 164.

WANG Jialuo, YANG Huan, GONG Lingchen, et al. Study on resource carrying capacity of pharmaceutical industry in various regions of China based on entropy weight TOPSIS method[J]. China Pharmacy, 2022, 33(10): 1 158-1 164.

[19] 张亮亮. 复杂性视角下灌区灌溉用水效率空间变异特征及其调控机制研究[D]. 哈尔滨: 东北农业大学, 2021.

ZHANG Liangliang. Research on spatial variability characteristics and regulation mechanism of irrigation water use efficiency in irrigation districts from the perspective of complexity[D]. Harbin: Northeast Agricultural University, 2021.

[20] DALE V H, BEYELER S C. Challenges in the development and use of ecological indicators[J]. Ecological Indicators, 2001, 1(1): 3-10.

[21] LIU Dong, ZHOU Lihua, LI Heng, et al. Optimization of irrigation water use efficiency evaluation indicators based on DPSIR-ISD model[J]. Water Supply, 2020, 20(1): 83-94.

[22] 费良军, 王锦辉, 王光社, 等. 基于改进熵权-G1-博弈论法的灌区运行状况综合评价[J]. 排灌机械工程学报, 2015, 33(10): 895-900.

FEI Liangjun, WANG Jinhui, WANG Guangshe, et al. Comprehensive evaluation of irrigation district operational status based on improved entropy weight-G1-game theory method[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering, 2015, 33(10): 895-900.

[23] 匡佳丽, 唐德善. 长江中游地区用水效率评价及时空差异分析[J]. 水资源与水工程学报, 2022, 33(3): 65-71, 80.

KUANG Jiali, TANG Deshan. Evaluation and spatio-temporal difference analysis of water use efficiency in the middle reaches of the Yangtze River[J]. Journal of Water Resources and Water Engineering, 2022, 33(3): 65-71, 80.

[24] 李俊晓, 李朝奎, 罗淑华, 等. 基于AHP-模糊综合评价方法的泉州市水资源可持续利用评价[J]. 水土保持通报, 2015, 35(1): 210-214, 286.

LI Junxiao, LI Chaokui, LUO Shuhua, et al. Sustainable utilization evaluation of water resources in Quanzhou City based on AHP and fuzzy synthetic judgment[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2015, 35(1): 210-214, 286.

[25] 杨珧, 王川. 基于AHP-模糊综合评价法的农旅融合度分析: 以恩施贡水白柚产业为例[J]. 中国农业资源与区划, 2021, 42(1): 220-230.

YANG Yao, WANG Chuan. Analysis on the degree of agricultural-tourism integration based on AHP-fuzzy comprehensive evaluation method[J]. Chinese Journal of Agricultural Resources and Regional Planning, 2021, 42(1): 220-230.

[26] 王兴鹏. 冬春灌对南疆土壤水盐动态和棉花生长的影响研究[D]. 北京: 中国农业科学院, 2018.

WANG Xingpeng. Effects of winter-spring irrigation on soil water-salt dynamics and cotton growth[D]. Beijing: Chinese Academy of Agricultural Sciences, 2018.

[27] 崔永生, 王峰, 孙景生, 等. 南疆机采棉田灌溉制度对土壤水盐变化和棉花产量的影响[J]. 应用生态学报, 2018, 29(11): 3 634-3 642.

CUI Yongsheng, WANG Feng, SUN Jingsheng, et al. Effects of irrigation regimes on the variation of soil water and salt and yield of mechanically harvested cotton in Southern Xinjiang, China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2018, 29(11): 3 634-3 642.

[28] 胡明芳, 田长彦, 赵振勇, 等. 新疆盐碱地成因及改良措施研究进展[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2012, 40(10): 111-117.

HU Mingfang, TIAN Changyan, ZHAO Zhenyong, et al. Salinization causes and research progress of technologies improving saline-alkali soil in Xinjiang[J]. Journal of Northwest A & F University (Natural Science Edition), 2012, 40(10): 111-117.

Evaluating Irrigation Water Efficiency Using Entropy Weight-TOPSIS Method: A Case Study

XUE Bao1,2, TANG Hua1,2*, CHENG Quan3, YU Jing4, LIU Hongguang1,2, ZHANG Zhiyuan3

(1. College of Water Conservancy & Architectural Engineering, Shihezi University, Shihezi 832000, China; 2. Key Laboratory of Modern Water-Saving Irrigation of Xinjiang Production & Construction Group, Shihezi 832000, China; 3. Second Division Hydrology & Water Resources Management Center, Xinjiang Production & Construction Corps, Tiemenguan 841000, China; 4. Qitai County Water Conservancy Management Station, Changji 831800, China)

【Objective】Improving irrigation water use efficiency is critical to developing water-saving agriculture. The aim of this paper is to present and validate a model to comprehensively evaluate irrigation water use efficiency.【Method】The model is based on the entropy-weighted technique for order of preference by similarity to ideal solution (TOPSIS), using the evaluation indexes constructed from irrigation water efficiency. We then applied it to evaluate water use efficiency from 2017 to 2020 in six irrigation areas in the Second Division of Xinjiang Production and Construction Corps. 【Result】The results calculated from the model are consistent with the ground-truth data. The rank of the results calculated from the model is closely correlated with the rank of the effective utilization coefficient of the irrigation water and the rank of the results calculated from the AHP-fuzzy comprehensive evaluation (<0.01). The coefficient of variation of the entropy-weighted TOPSIS method is larger than that of the AHP-fuzzy evaluation, and the former is hence more reliable for calculating irrigation water efficiency. The factors influencing irrigation water efficiency in each area can be determined based on the difference between the evaluation indexing grade and the comprehensive evaluation grade of the irrigation water efficiency.【Conclusion】The entropy-weighted TOPSIS method is reliable for evaluating irrigation water efficiency. It has potential for helping develop water-saving irrigation systems for the studied region and regions with similar conditions.

irrigation; water efficiency; index system; entropy weight method; technique for order preference by similarity to an ideal solution

雪宝, 汤骅, 程泉, 等. 基于熵权TOPSIS法的灌溉用水效率评价[J]. 灌溉排水学报, 2023, 42(5): 82-89, 107.

XUE Bao, TANG Hua, CHENG Quan, et al. Evaluating Irrigation Water Efficiency Using Entropy Weight-TOPSIS Method: A Case Study[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2023, 42(5): 82-89, 107.

2022-09-07

南疆重点产业创新发展支撑计划项目（2020DB001）；中-乌干旱区绿洲节水灌溉技术、装备与标准研发项目（2021BC003）

雪宝（1996-），男。硕士研究生，主要从事节水灌溉理论与技术研究。E-mail: a6856985@163.com

汤骅（1968-），男。教授，主要从事干旱区节水灌溉与盐渍化研究。E-mail: 465521263@qq.com

S274

A

10.13522/j.cnki.ggps.2022493

1672 - 3317（2023）05 - 0082 - 09

责任编辑：韩洋