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江苏滨江临海,地处江淮沂沭泗下游,水域面积占全省国土面积的16.9%,特殊的地理位置和自然条件决定了水利在全省经济社会建设中具有重要基础地位。建国以来,江苏水利取得了巨大成就,初步建成了防洪、除涝、灌溉、调水、挡潮等水利工程体系,具备了实现水利现代化的基础条件。2011年初,中央、江苏省委先后出台了关于加快水利改革发展、推进水利现代化建设的决定,水利部明确江苏省为全国水利现代化建设的唯一试点省份。围绕中央、省委2011年一号文件要求,研究水利现代化评价相关技术与方法,客观评价及预测江苏水利现代化进程,对于扎实推进江苏水利现代化建设,保障2020年前江苏水利顺利实现基本现代化目标具有重要现实意义。为此,本文重点开展了以下五个方面的研究工作:
(1)基于模糊聚类分析法,构建了江苏水利现代化评价体系
本文客观总结了建国以来江苏水利现代化发展历程,根据中央、省委一号文件关于加快水利现代化建设的总体要求以及新时期经济社会发展需求,按照全面、协调与可持续的原则,基于模糊聚类分析法,构建了符合江苏实际的水利现代化评价指标体系,同时参考国内外先进地区的发展水平,确定了各项评价指标的现代化目标值。
(2)梳理研究并提出了江苏水利现代化适用评价方法
本文梳理研究了目前常用的评价方法,针对江苏水利现代化评价指标体系,分别采用层次分析法、主成分分析法等主客观测评方法对全省13个省辖市进行了系统评价,同时按照科学、实用、可操作的原则,经综合比选后,提出了适合江苏水利现代化评价的推荐方法。基于江苏水利现代化评价指标体系,采用推荐的层次分析法确定各级指标权重,以2009年为基准年,对全省分水系、分片、分市进行了全方位、多角度的水利现代化系统评价。
(3)针对江苏农村水利现代化评价指标体系,提出了基于AHP与BP-ANN的组合评价方法
基于构建的江苏农村水利现代化评价模型,本文提出了主观赋权评价法(层次分析法)以及客观赋权评价法(BP神经网络法)的组合评价方法,并应用于农村水利现代化水平评价,以充分发挥各评价方法的优势,同时尽量避免各自缺陷,从而对评价对象作出更加全面的评价,在水利领域探索了一种新的综合评价方法。该组合评价模型所利用BP神经网络分析时,采用了自适应学习速率动量梯度下降反向传播算法——traingdx,有效地避免了陷入局部最小值,提高了模型稳定性与训练效率,在评价江苏省农村水利现代化现状水平时取得较为满意的结果。
(4)构建了以综合效益最大化为目标的苏南圩区最优水面率多目标规划模型
为研究江苏适宜水面率,本文针对苏南典型城镇圩区,首次建立了以除涝效益、经济效益、生态效益等综合效益最大化为目标,包含圩区除涝规模、生态需水量、河湖蓝线控制等约束在内的非线性多目标规划模型,并利用EXCEL的规划求解功能求得圩区的最优水面率。根据计算结果,结合江苏各地实际,研究提出了江苏不同地区、不同类型的规划适宜水面率的选用原则,并确定了各地水面率的现代化目标值,为全省水利现代化评价提供了技术支撑。
(5)采用GM(1,1)灰色预测模型预测了江苏水利现代化进程
在客观分析水利现代化进程影响因素的基础上,根据经济社会发展对水利新需求以及2000年以来江苏水利发展趋势,构建了GM(1,1)灰色预测模型,采用Matlab软件预测了苏南、苏中、苏北三大区域的水利现代化进程时间表,分析了水利基本现代化实现节点。根据江苏水利现代代现状评价结果,有针对性地提出了全省水利现代化建设的努力方向与发展重点,为江苏2020年前顺利基本实现水利现代化提供决策依据。