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青海省民和縣農(nóng)村飲水安全評價指標(biāo)體系研究

2019-07-30 10:09尤李俊陳建宏李潤杰黃佳盛楊占云
中國農(nóng)村水利水電 2019年7期
關(guān)鍵詞:飲水供水權(quán)重

尤李俊,陳建宏,韓 赟,李潤杰,趙 霞,黃佳盛,馮 琪,楊占云

(1.青海師范大學(xué)中美合作(青海師范大學(xué)&.普渡大學(xué))自然資源與環(huán)境建模實(shí)驗(yàn)室 青海省自然地理與環(huán)境過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,西寧 810008; 2.青海省水利水電科學(xué)研究院有限公司 青海省流域水循環(huán)與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 青海省水資源高效利用工程技術(shù)研究中心,西寧810001; 3.民和縣水務(wù)局,青海 海東 810800)

農(nóng)村飲水安全直接影響農(nóng)民的身體健康和生命安全[1]。農(nóng)村飲水安全是指農(nóng)村住戶能夠取得并且在經(jīng)濟(jì)上負(fù)擔(dān)得起符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的充足的飲用水[2]。2018年3月由中國水利學(xué)會發(fā)布的《農(nóng)村飲水安全評價準(zhǔn)則》(T/CHES18-2018)(以下簡稱準(zhǔn)則)中從水質(zhì)、水量、用水方便程度和供水保證率4類指標(biāo)來評價農(nóng)村飲水安全,所規(guī)定的評價指標(biāo)較為寬泛。因此,本文以準(zhǔn)則為基礎(chǔ),從青海省實(shí)際情況出發(fā)——以民和縣為例,對影響青海省農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)村飲水安全的因子進(jìn)行全面、具體的分析,探索建立適合于青海省農(nóng)業(yè)區(qū)的農(nóng)村飲水安全評價體系[3]。

1 青海省民和縣農(nóng)村飲水安全現(xiàn)狀

民和回族土族自治縣位于青海省東部,地處甘青兩省交界,素有“青海東部門戶”之稱,地理位置為102°26′~103°04′E,北緯35°45′~36°26′N之間[4]。民和縣東北部與蘭州市紅古區(qū)相望,東部與甘肅永靖縣相連,南部與積石山縣隔黃河相對,西南、西部與化隆縣、循化縣為鄰,西北、北部與樂都縣接壤[5]。民和縣深居內(nèi)陸,地處高原,降水較少,氣候干旱。氣候垂直變化差異明顯。氣溫日較差大,年較差小,太陽輻射強(qiáng),日照時間長,降水地域差異大。具有顯著的高原大陸性氣候特征。

民和縣現(xiàn)有22個鄉(xiāng)鎮(zhèn),312個行政村,有44.07萬人。根據(jù)青海省農(nóng)村飲水鞏固提升“十三五”規(guī)劃調(diào)查得到:截止2015年底,地表水供水量1.324 億m3/a,地下水供水量0.062 億m3/a,其他水源供水0.02 億m3/a。由表1可知:工業(yè)用水0.252 億m3/a;農(nóng)業(yè)用水量1.071 億m3/a;生活方面:城鎮(zhèn)生活用水0.01 億m3/a,農(nóng)村生活用水0.068 億m3/a;生態(tài)環(huán)境用水0.003 億m3/a。自來水普及率68.3%,水質(zhì)達(dá)標(biāo)率65.1%,集中供水率74.6%,城鎮(zhèn)自來水管網(wǎng)覆蓋比例11.2%。

表1 2015年民和縣各行業(yè)用水量Tab.1 Water consumption of various industries in Minhe County in 2015

截止2017年底,民和縣有農(nóng)村集中式供水工程83處,日實(shí)際供水量10.31 萬m3,受益43.63 萬人。由表2可知:千噸萬人工程有13處,日實(shí)際供水量5.62 萬m3,受益32.84 萬人;200~1 000 m3/d的工程有12處,日實(shí)際供水量6 610 m3,受益6.61 萬人;20~200 m3/d的工程有46處,日實(shí)際供水量4 061 m3,受益4.01 萬人;20 m3集中式供水工程中有12處,日實(shí)際供水量163 m3,受益0.17萬人。

目前,民和縣農(nóng)村供水工程還存在以下問題:

(1)水質(zhì)凈化、消毒設(shè)施的配備率較低。民和縣共有83 處集中式供水,配套水質(zhì)凈化、消毒設(shè)施的工程僅有25 處,還有58 處供水工程沒有配套水處理水消毒的相關(guān)設(shè)施。

(2)水源的保護(hù)程度較差。民和縣劃定水源保護(hù)區(qū)或保護(hù)范圍工程數(shù)量有34 處,縣內(nèi)人飲水源地共65處,已劃定建制鎮(zhèn)集中式飲用水源地共10處,未劃定的零星水源地共55處。

表2 截止2017年底民和縣供水工程情況Tab.2 Water supply projects in Minhe County by the end of 2017

(3)水源保證率低??h內(nèi)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類水源水質(zhì)的工程數(shù)量共75處,水源保證率高于95%的工程有19 處,90%~95%的工程有20 處,其余36處工程的水源保證率都低于90%。

(4)城鎮(zhèn)自來水管網(wǎng)覆蓋范圍小,比例僅為11.3%。

(5)農(nóng)村飲水工程維修養(yǎng)護(hù)情況較差。民和縣水費(fèi)征收率僅為43.2%,而且農(nóng)村飲水工程均沒有固定的維修養(yǎng)護(hù)資金,工程的維修養(yǎng)護(hù)能力與長效運(yùn)行保證率低。

2 安全評價體系

2.1 評價指標(biāo)體系構(gòu)建的原則

(1)科學(xué)性與可操作性原則。每一項(xiàng)指標(biāo)都要概念清晰,涵義明確,既相互聯(lián)系又相互獨(dú)立[6]。其所依據(jù)的資料與計(jì)算方法必須規(guī)范,即具有可操作性又科學(xué)合理,避免產(chǎn)生歧義[7]。定量指標(biāo)必須含義明確,所依據(jù)的資料要便于獲得,所采用的計(jì)算方法能夠適用于不同資料與不同地區(qū)。

(2)全面性原則。評價指標(biāo)應(yīng)該具有綜合性與代表性,可以全面系統(tǒng)反映農(nóng)村飲水安全的基本特征和發(fā)展水平[8]。評價指標(biāo)既要體現(xiàn)準(zhǔn)則中的內(nèi)容,又要從青海省實(shí)際出發(fā),建立起一套能夠全面反映青海省民和縣農(nóng)村飲水安全評價的指標(biāo)體系。

(3)層次性原則。農(nóng)村飲水安全的影響因素眾多,為了完整地描述農(nóng)村飲水安全的整體特征,需要將其分解為相互關(guān)聯(lián)的不同層次,相應(yīng)的評價指標(biāo)也根據(jù)不同的層次而設(shè)立,層次越高的指標(biāo)越綜合,層次越低的指標(biāo)越具體[9]。

(4)動態(tài)性原則。飲水安全目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是一個長期、漸進(jìn)的過程,因此所使用的評價指標(biāo)必須能夠反映這個動態(tài)的過程,即所選用的指標(biāo)可以反映飲水安全是隨著時間的增長不斷完善的。

2.2 評價指標(biāo)體系的選取及分析

2.2.1 評價指標(biāo)的選取

根據(jù)指標(biāo)構(gòu)建的原則,本文從水質(zhì)、水量、用水方便程度與供水可持續(xù)性4個方面中選出14個二級指標(biāo)作為評價指標(biāo),如表3所示。本文所選取的一級指標(biāo)與準(zhǔn)則評價指標(biāo)相同,結(jié)合民和縣實(shí)際情況,在一級指標(biāo)下設(shè)置更加具體、更加具有可操作性的二級指標(biāo),用以評價民和縣農(nóng)村飲水安全狀況。

水量方面指標(biāo)有3項(xiàng),分別是實(shí)際供水能力、水源保證率和供水保證率。截至2017底,民和縣建有83處集中供水工程,本文選取的這3項(xiàng)二級指標(biāo),用工程的實(shí)際供水能力、年實(shí)際供水天數(shù)、水源的實(shí)際可供水量來判別水量是否處于安全狀態(tài)。

由于民和縣處于黃土高原氟區(qū),河流少,水文受降水量控制,地下徑流密閉,水的交替性差,泉水和低洼是氟的富集帶。本文選取水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、水質(zhì)凈化與消毒設(shè)施(備)配套率、水質(zhì)檢測能力3個二級指標(biāo)做為評價水質(zhì)安全程度的標(biāo)準(zhǔn)。

用水方便程度指標(biāo)分設(shè)了2個二級指標(biāo):自來水普及率和取水時間/距離達(dá)標(biāo)率。自來水普及率反映了管網(wǎng)入戶的用水戶的用水方便程度,取水時間/距離達(dá)標(biāo)率反映了管網(wǎng)未入戶程度的用水戶取用水的方便程度。這2項(xiàng)指標(biāo)綜合反映民和縣用水方便程度。

由于民和縣農(nóng)村供水工程存在一些問題,如城鎮(zhèn)自來水管網(wǎng)覆蓋行政村比例較低,水費(fèi)征收較為困難,工程普遍沒有維修養(yǎng)護(hù)資金等。本文選取城鎮(zhèn)自來水管網(wǎng)覆蓋行政村比例、水源保護(hù)程度、水費(fèi)征收率、維修養(yǎng)護(hù)能力、工程管理能力和應(yīng)急供水能力6項(xiàng)指標(biāo)作為供水可持續(xù)性的二級指標(biāo),用以判斷民和縣供水可持續(xù)程度。

2.2.2 評價指標(biāo)的分析

評價指標(biāo)體系設(shè)置了4個一級指標(biāo)和14個二級指標(biāo)。具體見表3。

表3 民和縣農(nóng)村飲水安全指標(biāo)體系Tab.3 Rural drinking water safety index system of Minhe County

水量方面指標(biāo)有3項(xiàng),分別是實(shí)際供水能力、水源保證率和供水保證率。實(shí)際供水能力指供水工程建成投產(chǎn)并覆蓋規(guī)劃供水范圍的實(shí)際供水量。水源保證率保證用水量的首要條件,是指區(qū)域內(nèi)水源實(shí)際可供水量滿足區(qū)域供水需求的比例。供水保證率是指在多年供水年份中供水量能夠得到基本滿足的年數(shù)占總供水年數(shù)的比率,以此來衡量工程連續(xù)供水的能力[10]。

水質(zhì)指標(biāo)分設(shè)了3個二級指標(biāo):水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、水質(zhì)凈化與消毒設(shè)施(備)配套率、水質(zhì)檢測能力。飲水水質(zhì)是影響飲水安全的關(guān)鍵,飲水不安全往往是水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。水質(zhì)達(dá)標(biāo)率即飲用水水質(zhì)達(dá)標(biāo)人口占農(nóng)村總?cè)丝诘谋壤?,是反映水質(zhì)是否安全的重要指標(biāo)。水質(zhì)凈化與消毒設(shè)施(備)配套率是指有凈化設(shè)施的集中供水工程數(shù)占工程總數(shù)的比例,是體現(xiàn)水質(zhì)達(dá)標(biāo)程度的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。水質(zhì)檢測能力是指具有水質(zhì)檢測能力的工程數(shù)量占工程總數(shù)的比率,是衡量水質(zhì)達(dá)標(biāo)的有效手段。

用水方便程度指標(biāo)分設(shè)了2個二級指標(biāo):自來水普及率和取水時間/距離達(dá)標(biāo)率。自來水普及程度是農(nóng)村飲用水安全發(fā)展的目標(biāo),在一定程度上是農(nóng)村飲用水質(zhì)量的重要標(biāo)志[11]。自來水普及率即飲用安全衛(wèi)生、方便的自來水人口占農(nóng)村總?cè)丝诘谋壤?,該指?biāo)綜合反映了水質(zhì)的達(dá)標(biāo)程度和用水的方便程度[12]。取水時間/距離達(dá)標(biāo)率指區(qū)域內(nèi)取水用戶取水時間、距離達(dá)到準(zhǔn)則基本達(dá)標(biāo)人口與區(qū)域農(nóng)村總?cè)丝诘谋壤?,反映了管網(wǎng)未入戶的取用水戶的用水方便程度。

供水可持續(xù)性指標(biāo)分設(shè)了6個二級指標(biāo):城鎮(zhèn)自來水管網(wǎng)覆蓋行政村比例、水源保護(hù)程度、水費(fèi)征收率、維修養(yǎng)護(hù)能力、工程管理能力和應(yīng)急供水能力。這些二級指標(biāo)分別反映了飲水工程管網(wǎng)覆蓋程度與建設(shè)能力、水源安全程度、是否具有維修養(yǎng)護(hù)資金、是否有專業(yè)水平的管理人員與管理水平、是否具有備用水源等,這些指標(biāo)都是工程長效運(yùn)行的重要組成部分,是衡量供水是否可持續(xù)的重要指標(biāo)。

3 飲水安全評價方法和權(quán)重的確定

3.1 層次分析法(AHP)確定權(quán)重

層次分析法(AHP)是美國著名運(yùn)籌學(xué)家Saaty教授提出的,是用來處理復(fù)雜的社會、政治、經(jīng)濟(jì)科學(xué)技術(shù)等決策問題的新方法。其能夠較為簡易的對復(fù)雜問題及模糊問題進(jìn)行決策,廣泛用于那些需要部分定性判斷的問題,在目標(biāo)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且缺乏必要數(shù)據(jù)的情況下更為實(shí)用,該方法具有系統(tǒng)、靈活、簡潔的優(yōu)點(diǎn)[13,14]。

首先應(yīng)該建立層次模型,對研究的問題要弄清楚其范圍、所包含的因素及各因素之間的關(guān)系等,以便盡量掌握充分的信息。之后構(gòu)造判斷矩陣,通過兩兩比較,采用1~9的比例標(biāo)度構(gòu)造一級指標(biāo)Ai層的主判斷矩陣,然后由上往下構(gòu)造Ai下層二級指標(biāo)Bi層的判斷矩陣。采用方根法計(jì)算判斷矩陣的最大特征根λmax及其所對應(yīng)的特征向量,進(jìn)行一致性檢驗(yàn),若隨機(jī)一致性比率CR小于0.1,則可確定各層指標(biāo)權(quán)重,不同層次權(quán)重計(jì)算結(jié)果見表。最后進(jìn)行層次總排序,確定出二級指標(biāo)總權(quán)重,如表4所示[15,16]。

表4 指標(biāo)權(quán)重表Tab.4 Index weight table

3.2 熵權(quán)法確定權(quán)重

熵權(quán)法是一種在綜合考慮各因素提供信息量的基礎(chǔ)上計(jì)算一個綜合指標(biāo)的數(shù)學(xué)方法[17],是客觀賦權(quán)的一種較可靠的方法,該方法計(jì)算出的熵值能夠反映出信息的無序性。數(shù)據(jù)的離散程度越大,信息熵月線,其提供的信息量越大,該指標(biāo)對綜合評價的影響越大,其權(quán)重也應(yīng)越大;反之,各指標(biāo)值差異越小,信息熵就越大,其提供的信息量越小,該指標(biāo)對評價結(jié)果的影響也越小,其權(quán)重越小[18,19]。

指標(biāo)所具有的離散性,其值愈大,反映出指標(biāo)的離散性越大,相應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重也愈大,從而更多的影響結(jié)果的判斷。用評價指標(biāo)所建立的判斷矩陣來確定各指標(biāo)的權(quán)重值可以部分地降低主觀判斷對權(quán)重計(jì)算結(jié)果的影響,使評價結(jié)果更符合實(shí)際。其具體步驟如下[20,21]:

步驟一:構(gòu)建評價指標(biāo)的判斷矩陣。

步驟二:對判斷矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,標(biāo)準(zhǔn)化評價矩陣的信息熵:

(1)

其中:

式中:K為常數(shù);Ej為信息熵;yij為標(biāo)準(zhǔn)化評價矩陣。

步驟三:求信息效用價值。

Dj=1-ej

(2)

式中:Dj為指標(biāo)的信息效用價值。

步驟四:指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算:

(3)

式中:Wj為指標(biāo)的熵權(quán)。

熵權(quán)法由評價指標(biāo)構(gòu)成的判斷矩陣來確定指標(biāo)權(quán)重,能一定程度上消除主觀判斷對權(quán)重計(jì)算的干擾,使得評價結(jié)果更接近實(shí)際情況。以民和縣水務(wù)局提供的2015、2016和2017年3年的數(shù)據(jù)為例,將數(shù)據(jù)歸一化處理后,求出信息熵和信息效用價值,最后得出權(quán)重。具體權(quán)重如表4所示。

3.3 綜合權(quán)重

層次分析法雖具有合理的權(quán)重排序,但其主觀隨意性較大;熵值法雖得到的結(jié)果比較客觀,但不能反映專家的知識和經(jīng)驗(yàn)。本文所討論的農(nóng)村飲水安全評價體系,是一個長期的過程,其需要工程措施與政府決策相結(jié)合才能不斷提高與完善。層次分析法所生成的專家打分表,作者找了不同層次的、不同專業(yè)背景的專家來完成,其權(quán)重具有比較大的參考性。熵值法所參考的數(shù)據(jù)反映了2015-2017年3年內(nèi)相關(guān)指標(biāo)的完善程度,由于政府的決策與水利工程的長期性,所以數(shù)據(jù)的變化程度比較小。因此,本文將層次分析法所得權(quán)重的70%與熵權(quán)法所得權(quán)重的30%相加得到最后的綜合權(quán)重,熵權(quán)法算出的權(quán)重僅做為層次分析法權(quán)重的輔助。

由表4可得,指標(biāo)層權(quán)重大小情況為:C5>C1>C4>C7>C2>C8>C6>C3>C9>C10>C12>C11>C13>C14。因此,對青海省民和縣農(nóng)村飲水安全評價體系影響因子比較大的指標(biāo)為:水質(zhì)凈化與消毒設(shè)施(備)配套率;實(shí)際供水能力;水質(zhì)達(dá)標(biāo)率;自來水普及率;水源保證率;取水時間/距離達(dá)標(biāo)率;水質(zhì)監(jiān)測能力;供水保證率。其余指標(biāo)的權(quán)重較小,其對評價指標(biāo)體系的建立影響程度較小。

4 基于模糊綜合評價法的農(nóng)村飲水安全評價

模糊綜合評價是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評價方法,是應(yīng)用模糊關(guān)系合成的原理,從多個因素對評判事物隸屬度等級狀況進(jìn)行綜合評判的一種方法[22]。根據(jù)農(nóng)村飲水安全評價指標(biāo)權(quán)重和評價指標(biāo),結(jié)合該工程具體情況,對各指標(biāo)進(jìn)行評價,最后根據(jù)各指標(biāo)的平均值乘以指標(biāo)權(quán)重算出民和縣最后得分。本文將評價等級分為四類,90分以上為很安全,75~90分為安全,60~75分為基本安全,60分以下為不安全。

通過模糊評價法計(jì)算,截止2017年底民和縣飲水安全得分為76.133 5分,根據(jù)最大隸屬度原則,綜合評價結(jié)果為中等,因此,截止2017年底民和縣農(nóng)村飲水處于安全的狀態(tài)。由表5可得,在民和縣得分較高的指標(biāo)為:實(shí)際供水能力、水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、水質(zhì)凈化與消毒設(shè)施(備)配套率、自來水普及率、供水保證率、取水時間/距離達(dá)標(biāo)率和水源保證率共7 個;得分較低的指標(biāo)為:城鎮(zhèn)自來水管網(wǎng)覆蓋行政村比例、水費(fèi)征收率和維修養(yǎng)護(hù)能力共3個;其余4 個指標(biāo)得分都處于中等水平。由表5可知,民和縣農(nóng)村飲水供水工程數(shù)量多,供水量大,取用水方便。

表5 指標(biāo)層得分表Tab.5 indicator layer score table

5 結(jié) 語

(1)民和縣農(nóng)村飲水安全評價指標(biāo)體系選取的4個一級指標(biāo)與14個二級指標(biāo)是在準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上,結(jié)合青海省民和縣的具體實(shí)際,基于科學(xué)分析的基礎(chǔ)上確定。與準(zhǔn)則相比,所選取的評價指標(biāo)更能反映民和縣的具體情況,更具科學(xué)性、合理性與可操作性。

(2)層次分析法與熵權(quán)法相結(jié)合,是主觀經(jīng)驗(yàn)與客觀事實(shí)相結(jié)合的一種方法,所得的權(quán)重既反映了原始數(shù)據(jù)的客觀性,又結(jié)合了相關(guān)領(lǐng)域?qū)<业闹R與經(jīng)驗(yàn),提高了權(quán)重計(jì)算的合理性與精確度,可以更好地為民和縣農(nóng)村飲水安全評價體系服務(wù)。

(3)民和縣飲水安全指標(biāo)差異顯著,本文從當(dāng)?shù)貙?shí)際出發(fā),因地制宜制定評價標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)層次分析法和熵權(quán)法所得的綜合權(quán)重,得出影響民和縣農(nóng)村飲水安全評價體系的指標(biāo)主要是:水質(zhì)凈化與消毒設(shè)施(備)配套率;實(shí)際供水能力;水質(zhì)達(dá)標(biāo)率;自來水普及率;水源保證率;取水時間/距離達(dá)標(biāo)率;水質(zhì)監(jiān)測能力;供水保證率。因此,在制定評價指標(biāo)體系時,應(yīng)優(yōu)先考慮這8項(xiàng)指標(biāo)。

(4)通過模糊綜合評價方法計(jì)算,青海省民和縣農(nóng)村飲水安全得分為76.133 5,得出民和縣農(nóng)村飲水處于安全狀態(tài)。

(5)針對民和縣農(nóng)村飲水安全工程得分較低的指標(biāo),提出以下建議。①供水工程應(yīng)該完善配套設(shè)施,進(jìn)行并網(wǎng)擴(kuò)網(wǎng)改造;②強(qiáng)化水源保護(hù),制定科學(xué)合理的農(nóng)村水源地保護(hù)規(guī)劃,并有效實(shí)施;③建立健全工程運(yùn)行管理的規(guī)章制度和組織管理體系;④主管部門加強(qiáng)對農(nóng)村飲水安全工程的日常監(jiān)督與管理,確保供水工程正常運(yùn)行;⑤推動農(nóng)村飲水安全工程水價改革,制定合理的供水價格,實(shí)現(xiàn)供水工程的良性循環(huán);⑥加強(qiáng)宣傳教育,強(qiáng)化用水戶的主體責(zé)任意識;⑦加大技術(shù)培訓(xùn),為供水工程提供技術(shù)指導(dǎo),保證供水安全以及工程的長效運(yùn)行[23]。

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四會地豆鎮(zhèn)加快推進(jìn)農(nóng)村集中供水全覆蓋
權(quán)重常思“浮名輕”
怎樣做到科學(xué)飲水
為黨督政勤履職 代民行權(quán)重?fù)?dān)當(dāng)
權(quán)重漲個股跌 持有白馬藍(lán)籌