孟紅波

(盤錦市雙臺子區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心， 遼寧 盤錦 124000)

0 引 言

農(nóng)村居民能夠持續(xù)、快捷的獲取足量的達到國家衛(wèi)生標準的水資源為農(nóng)村飲水安全的基本內(nèi)涵，它是建設(shè)小康社會的關(guān)鍵目標和農(nóng)民普遍關(guān)注的重要問題。文章結(jié)合當?shù)貙嶋H情況考慮多個不同方面，農(nóng)村飲水安全評價準則提出了較為寬泛的飲水安全評價指標。鑒于此，文章依據(jù)盤錦市雙臺子區(qū)實際情況和該評價準則，較為全面、具體的分析研究區(qū)農(nóng)村飲水安全因子，從而建立適用于盤錦地區(qū)的綜合評價體系，為解決我國農(nóng)村飲水困難的問題和飲水安全工程規(guī)劃設(shè)計提供科學的指導依據(jù)[1-5]。

1 盤錦市農(nóng)村飲水安全現(xiàn)狀

盤錦市地處遼河三角洲的中心地帶，地理位置為E121°25'-122°31'，N40°39'-41°27'之間，下轄大洼縣、盤山縣、興隆臺區(qū)、遼東灣新區(qū)及雙臺子區(qū)，總面積4071km2。盤錦地區(qū)為大陸性季風氣候，氣候特征為冬長夏暖、寒冷期長、春秋季短、雨量集中、平原風大、光照豐富，年均降水量564.5mm，日照時數(shù)2780.5h，年蒸發(fā)量>降水量[6-7]。

雙臺子區(qū)地處遼河下游、渤海之濱，現(xiàn)有9個街道，總?cè)丝诩s20.04萬人。根據(jù)盤錦市農(nóng)村飲水安全調(diào)查相關(guān)資料，采用相應(yīng)的計算方法提取各因子值為：實際供水能力C1為76.5%、水資源保證率C2為86.1%、供水保證率C3為88.7%、水質(zhì)達標率C4為92.5%、水質(zhì)凈化與消毒設(shè)施配套率C5為80.3%、水質(zhì)監(jiān)測能力C6為67.7%、自來水普及率C7為91.6%、取水時間/距離達標率C8為96.9%、城鎮(zhèn)自來水管網(wǎng)覆蓋比例C9為92.0%、水源保護程度C10為58.2%、水費征收率C11為98.5%、維修養(yǎng)護能力C12為48.6%、工程管理能力C13為62.6%、應(yīng)急供水能力C14為75.8%。

依據(jù)盤錦市“十三五”規(guī)劃農(nóng)村飲水調(diào)查結(jié)果：2015年雙臺子區(qū)地下和地表水供水量為0.061、1.268億m3，其它供水量約0.02億m3/a。根據(jù)表1可知，雙臺子區(qū)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)用水為0.251、1.065、0.002億m3/a，生活用水中城鎮(zhèn)和農(nóng)村用水分別為0.01、0.062億m3/a。集中供水率、水質(zhì)達標率、自來水普及率和管網(wǎng)覆蓋率分別為74.2%、65.0%、67.8%、11.5%。2015年雙臺子區(qū)各行業(yè)用水量，見表1。

表1 2015年雙臺子區(qū)各行業(yè)用水量

2018年調(diào)查資料顯示，雙臺子區(qū)日實際供水量10.28萬m3，其中供水規(guī)模為20-200、200-1000m3/s的水利工程分別有35處和10處，集中式農(nóng)村供水工程共76處。當前，盤錦市雙臺子區(qū)農(nóng)村供水工程存在的主要問題如下：

1) 水體消毒和凈化設(shè)施配套率低。雙臺子區(qū)水質(zhì)凈化、消毒設(shè)施工程16處，集中式供水76處，還有42處未配套相應(yīng)的消毒處理設(shè)施。

2) 保護水源程度差。盤錦市雙臺子區(qū)保護水源工程和保護區(qū)28處，未劃定零星水源地和已劃定建制的鎮(zhèn)機集中式飲用水源地為48處、10處。

3) 水源保證率低，自來水管網(wǎng)覆蓋范圍小。研究區(qū)水源保證率<90%、90%-95%、>95%的工程分別為32、17、19處，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類水源水質(zhì)工程共68處。另外，雙臺子自來水管網(wǎng)覆蓋率僅有11.5%。

4) 工程維修養(yǎng)護情況較差。雙臺子農(nóng)村飲水工程成效運行保證率和維修養(yǎng)護能力低，無固定的維修養(yǎng)護資金用于農(nóng)村飲水工程，水費征收率處于較低水平，為42.8%。

2 飲水安全評價體系

2.1 評價體系構(gòu)建原則

1)可行性與科學性原則。每一項指標既相互獨立又彼此關(guān)聯(lián)，且各指標含義明確、概念清晰。計算方法和數(shù)據(jù)資料滿足科學合理性要求，定量指標要便于獲取數(shù)據(jù)，對于不同地區(qū)和不同資料應(yīng)用的計算方法均能適用。

2)全面性原則。選取的評價因子要具有代表性和系統(tǒng)性，能夠較為全面的體現(xiàn)農(nóng)村飲水安全的發(fā)展水平與基本狀況。評價指標要結(jié)合遼寧省實際狀況，反映準則層中的各項因素，由此建立一套科學、完善的適用于盤錦市農(nóng)村飲水安全的評價體系[8]。

3)層次性原則。農(nóng)村飲水安全涉及到的范圍廣、因素多，為了較為系統(tǒng)客觀的反映其整體特征，依據(jù)評價指標的內(nèi)涵將其劃分為多個相互關(guān)聯(lián)的層次，低層級中的因素其內(nèi)容具體，而高層級中的因素綜合性強[9]。

4)動態(tài)性原則。飲水安全評價指標要反映區(qū)域飲水狀況的長期的動態(tài)變化特征，隨著時間的推移不斷完善所全區(qū)的評價指標[10]。

2.2 評價指標的選取及分析

文章從供水可持續(xù)性、用水方便程度、水質(zhì)和水量4個方面，遵循指標體系構(gòu)建原則選取14項典型的評價因子，雙臺子區(qū)農(nóng)村飲水安全評價體系，見表2。準則層中評價因子的選取與一級指標相同，在設(shè)置一級指標的情況下結(jié)合雙臺子區(qū)實際情況，選擇具有可行性且更加具體的用于飲水安全狀況評價的二級指標。

表2 雙臺子區(qū)農(nóng)村飲水安全評價體系

水量子系統(tǒng)中有供水保證率、水源保證率和實際供水能力3項指標，雙臺子區(qū)集中供水工程有6處，為判別水量是否處于安全狀態(tài)選用水源的實際可供水量、年實際供水天數(shù)和工程實際供水能力判別。

雙臺子區(qū)系沉積性退海平原，地下徑流密閉且水文受降水量控制，水質(zhì)安全程度評價標準從水質(zhì)監(jiān)測能力、水質(zhì)凈化與消毒設(shè)施配套率、水質(zhì)達標率3個方面分析。

用水程度子系統(tǒng)中選取取水時間/距離達標率、自來水普及率2項指標，其中管網(wǎng)未入戶的取用水方便程度利用取水時間/距離達標率反映，管網(wǎng)入戶取用水方便程度選用自來水普及率描述。

當前，雙臺子區(qū)農(nóng)村供水工程還存在維修養(yǎng)護資金無保障、水費征收困難及自來水管網(wǎng)覆蓋村比例較低等問題，為判別雙臺子區(qū)供水可持續(xù)程度選取應(yīng)急供水、工程管理、維修養(yǎng)護、水源保護程度、水費征收率及自來水管網(wǎng)覆蓋率6項指標。

3 飲水安全評價

3.1 AHP法確定權(quán)重

美國學者Saaty提出了一種用于處理復雜的經(jīng)濟政治、社會科學的多因子、多層次綜合比較法AHP法，能夠?qū)崿F(xiàn)模糊性復雜問題的便捷處理。對于數(shù)據(jù)資料缺乏且目標結(jié)構(gòu)復雜的定性判別問題，該方法因具有簡潔、靈活、系統(tǒng)等優(yōu)點得到廣泛的應(yīng)用。

在詳細分析研究對象覆蓋范圍及其各因素作用關(guān)系的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際情況構(gòu)造層次結(jié)構(gòu)模型，最大限度的提取有效信息。然后邀請專家采用1-9標度法兩兩比較各要素的重要程度，并建立一級指標Ai層和二級指標Bi層判斷矩陣，矩陣的最大特征根λmax及其對應(yīng)的向量利用方根法計算確定。為保證評價結(jié)果的準確性需要檢驗矩陣的一致性，若CR值<0.1，則認為滿足科學合理性要求，最終確定的指標總權(quán)重和總排序。評價指標權(quán)重計算結(jié)果，見表3。

3.2 熵權(quán)法確定權(quán)重

綜合考慮了各評價因子包含的有效信息的熵權(quán)法能夠較為較可靠的確定評價指標的客觀權(quán)值，系統(tǒng)中信息的無序程度可依據(jù)求解的熵值描述。數(shù)據(jù)的離散程度越高則提供的信息量越大，該指標對評價結(jié)果的貢獻率就越大，因此賦予的指標權(quán)值越大；反之，各指標值差異性越小則提供的信息量約少，該指標對評價結(jié)果的貢獻率越小，由此賦予的權(quán)值越小。為降低權(quán)重計算結(jié)果受主觀判斷的影響將指標權(quán)重值按照建立的判斷矩陣求解，其計算流程為：

表3 評價指標權(quán)重計算結(jié)果

1) 構(gòu)造判斷矩陣。設(shè)農(nóng)村飲水安全評價共m個樣本，參評指標數(shù)有n個，結(jié)合專家意見和標度準則構(gòu)造判斷矩陣為：R=(rki)m×n。

2) 標準化處理判斷矩陣。運用標準化公式將各指標初始值處理至0-1，從而獲取標準矩陣。然后根據(jù)飲水安全各參數(shù)熵值的定義，采用下式計算各評價因子的熵，即：

(1)

3) 采用下式計算確定信息效用價值，計算式為：

Dj=1-ej(2)

式中：Dj為農(nóng)村飲水安全各評價因子信息效用價值。

4) 根據(jù)上述結(jié)果確定權(quán)重值Wj，其表達式為：

(3)

根據(jù)判斷矩陣計算的各評價因子權(quán)重，能夠在一定程度上避免權(quán)重計算受主觀因素的影響，從而保證評價結(jié)果的客觀準確性。選取盤錦市水務(wù)局2015-2017年提供的數(shù)據(jù)資料，經(jīng)標準化處理確定各評價因子信息效用價值和權(quán)重值，各評價因子綜合權(quán)重及得分，見表4。

3.3 綜合權(quán)重的計算

AHP法是以標度準則和人的主觀判斷為基準建立判斷矩陣，經(jīng)一致性檢驗確定各因子權(quán)重，因此該方法存在較強的主觀隨意性，個人偏好和知識經(jīng)驗的不同可能導致賦權(quán)結(jié)果存在較大偏差；根據(jù)各參數(shù)具體的數(shù)值構(gòu)造判斷矩陣的熵權(quán)法，確定的各因子權(quán)重存在較強的客觀性。綜合考慮政府決策和工程措施，不斷提升和完善農(nóng)村飲水安全評價體系。本研究邀請不同專業(yè)背景、不同層次的專家完成各評價指標的專家賦分，從而生成具有較大參考性的專家打分表。2015-2017年評價因子的完善程度依據(jù)熵值法所參數(shù)的數(shù)據(jù)描述，考慮到水利工程的長期性和政府決策的有效性，研究其各因子變化較小。所以，將30%的熵權(quán)法與70%的層次分析法獲取的權(quán)重進行線性蝶姐，從而確定綜合權(quán)重。

根據(jù)表4綜合權(quán)重可知，水質(zhì)凈化與消毒設(shè)施配套率的權(quán)重值最大，其次為實際供水能力，對雙臺子區(qū)農(nóng)村飲水安全影響較大的因子有水源保證率、水質(zhì)達標率、實際供水能力、水質(zhì)監(jiān)測能力及水質(zhì)凈化與配套設(shè)施配套率。

3.4 模糊綜合法評價

對于存在多約束、多層次和多因素的難以用精確數(shù)學法描述的復雜問題，模糊綜合法具有較強的適用性，目前該方法已廣泛應(yīng)用于各個學科領(lǐng)域。通常情況下，復雜的評價體系涉及到的因素較多且各因素間存在一定的關(guān)聯(lián)，為便于計算分析可按照某種屬性將評判因素集合劃分為多個層級，通過對每一類參數(shù)的評價分析最終給出綜合評價結(jié)果，對農(nóng)村飲水安全評價考慮利用模糊綜合法。

根據(jù)水利工程具體情況和飲水安全評價因子權(quán)重，將各評價指標權(quán)重及其平均值作乘積運算，求解出雙臺子區(qū)農(nóng)村飲水安全最終得分。根據(jù)地表水等級劃分標準和現(xiàn)有研究成果，將農(nóng)村飲水安全等級劃分為不安全、基本安全、安全、很安全4個標準，相應(yīng)的評分為<60、60-75、75-90、>90分。

模糊綜合評價結(jié)果顯示，2017年盤錦市雙臺子區(qū)農(nóng)村飲水安全綜合評分為76.1282，依據(jù)最大隸屬度原則屬于中等水平，處于安全狀態(tài)。根據(jù)表4可知，雙臺子區(qū)農(nóng)村飲水安全評價得分較高的指標有水質(zhì)達標率、供水保證率、水源保證率、水質(zhì)凈化與消毒設(shè)施配套率； 評分較低的因子有維修養(yǎng)護能力、水費征收率和管網(wǎng)覆蓋比率，其它指標均為中等水平。研究表明，盤錦市雙臺子區(qū)農(nóng)村飲水取水方便、供水量大且供水工程較多。

表4 各評價因子綜合權(quán)重及得分

根據(jù)工程實踐經(jīng)驗針對評分較低的因子，從如下幾方面提出建議措施：

1)并網(wǎng)擴網(wǎng)改建，完善供水配套設(shè)施，結(jié)合當?shù)亟?jīng)濟水平、水源管理技術(shù)、水源特征、用水要求和供水現(xiàn)狀合理的確定管網(wǎng)系統(tǒng)布局及供水規(guī)模。

2)制定科學的水源地保護規(guī)劃，強化水源保護，結(jié)合農(nóng)村地區(qū)水污染情況，加強對重點污染企業(yè)的技術(shù)改革，鼓勵企業(yè)引用耗水量小、排污量低的新設(shè)備和新技術(shù)，提倡使用處理效率高、污水排放量小的高效污水處理系統(tǒng)。

3)節(jié)約用水、優(yōu)化水資源配置，結(jié)合水質(zhì)水源實際狀況制定合適的凈化措施，加強水質(zhì)監(jiān)測體系建設(shè)，建立用水保障和供水安全體系。

4)加強宣傳教育和專業(yè)技術(shù)培訓，強化用水戶主體意識和供水工程專業(yè)技術(shù)學習，為保證供水安全和水利設(shè)施的長效運行加強對工程的日常監(jiān)督和管理體系建設(shè)。

4 結(jié) 論

1) 根據(jù)盤錦市雙臺子區(qū)實際情況，從多個不同方面選擇影響農(nóng)村飲水安全的指標，在遵循相關(guān)原則的基礎(chǔ)上建立綜合評價體系。較準則層各因素而言，選取的評價指標能夠更加客觀、系統(tǒng)的反映雙臺子區(qū)農(nóng)村飲水現(xiàn)狀。

2) 綜合考慮專家知識經(jīng)驗和原始數(shù)據(jù)的客觀性要求，對各評價因子權(quán)重采用熵權(quán)法和AHP法進行計算，保證了評價結(jié)果的準確性與合理性，為雙臺子區(qū)農(nóng)村飲水水源保護和完善配套措施等提供科學的依據(jù)。

3) 不同指標的差異較為明顯，本文結(jié)合地表水等級劃分標準和當?shù)貙嶋H情況，將農(nóng)村飲水安全等級劃分4個標準。根據(jù)綜合權(quán)重確定研究區(qū)飲水安全關(guān)鍵性影響因子有取水時間/距離代表率、供水保證率、實際供水能力、水源保證率等。

4) 根據(jù)模糊數(shù)學法評價結(jié)果，2017年盤錦市雙臺子區(qū)農(nóng)村飲水安全綜合評分為76.1282，依據(jù)最大隸屬度原則屬于中等水平，處于安全狀態(tài)