李 升

(遼寧省營口水文局，遼寧 營口 115003)

農(nóng)村飲水安全對于保障農(nóng)村居民生活至關(guān)重要，近些年來，我國對于農(nóng)村飲水安全保障措施力度逐年加大，農(nóng)村飲水安全也得到明顯提升[1]。為加大對區(qū)域農(nóng)村飲水安全的保障規(guī)劃力度，需要對區(qū)域內(nèi)農(nóng)村飲水安全進(jìn)行綜合評估，結(jié)合綜合評估結(jié)果合理優(yōu)化區(qū)域農(nóng)村飲水安全保障措施[2]。當(dāng)前，國內(nèi)對于農(nóng)村飲水安全已取得一定的研究成果[3-8]，這些研究成果采用的農(nóng)村飲水安全綜合評估指標(biāo)體系大都未能考慮供水目標(biāo)對區(qū)域農(nóng)村飲水安全的影響，存在一定的局限，而農(nóng)村飲水安全中供水量對于區(qū)域農(nóng)村飲水安全保障影響十分明顯，需要引入供水指標(biāo)對其進(jìn)行綜合評價。此外在一些相關(guān)成果中[9-15]，對于農(nóng)村飲水安全綜合評價指標(biāo)權(quán)重設(shè)置相對較為主觀，使得其綜合評價成果的客觀程度有所降低。為提高區(qū)域農(nóng)村飲水安全綜合評估結(jié)果的合理性和客觀性，首次結(jié)合熵權(quán)組合模型，并從水量、水質(zhì)、供水安全選取9個指標(biāo)構(gòu)建農(nóng)村飲水安全綜合評估指標(biāo)體系，對營口區(qū)域內(nèi)農(nóng)村飲水安全進(jìn)行綜合評估。研究成果對于區(qū)域農(nóng)村飲水安全定量綜合評估具有重要參考價值。

1 組合熵權(quán)模型原理

組合熵權(quán)模型綜合考慮層次分析和熵權(quán)方法的優(yōu)點進(jìn)行組合計算，對農(nóng)村飲水安全綜合評估指標(biāo)進(jìn)行熵權(quán)值的計算，其各指標(biāo)序列的評估矩陣計算方程為：

xm×n=(xij)m×n(i=1，2…m；j=1，2，…n)

(1)

式中，xij—為農(nóng)村飲水安全綜合評估指標(biāo)值。

采用歸一化指標(biāo)處理方法對農(nóng)村飲水安全各評估指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后進(jìn)指標(biāo)進(jìn)行歸一化指數(shù)計算：

(2)

在綜合評估時需要對評估模型的邊界進(jìn)行約束條件的設(shè)置：

(3)

式中，uhj—各評估分區(qū)農(nóng)村飲水安全評估指標(biāo)的歸一化指數(shù)特征值；h—評估分區(qū)數(shù)目。按照設(shè)置的評估模型約束邊界條件對其指標(biāo)的聚類值進(jìn)行計算：

Sm×c=(si)m×c

(4)

式中，Sm×c—不同約束條件設(shè)置下各評估指標(biāo)聚類值；m—評估指標(biāo)的類別；c—評估分區(qū)的類別；si—第i類約束條件下評估指標(biāo)的聚類值。

在指標(biāo)聚類分析的基礎(chǔ)上，引入信息熵權(quán)對不同評估指標(biāo)的熵權(quán)進(jìn)行計算：

wi=(w1，w2，…wm)

(5)

各熵權(quán)值累積和需滿足以下計算條件：

(6)

在各評估指標(biāo)熵權(quán)值計算基礎(chǔ)上對不同評估分區(qū)的農(nóng)村飲水安全進(jìn)行綜合評估計算：

(7)

式中，a—綜合評估指標(biāo)的特征值；p—評估目標(biāo)特征值；f—區(qū)域農(nóng)村飲水安全綜合評估值。

2 實例應(yīng)用

2.1 評估分區(qū)情況

以營口地區(qū)為具體實例，將營口地區(qū)按照區(qū)域分類劃分成6個評估區(qū)，各評估區(qū)涉及農(nóng)村居民數(shù)量為1萬人左右。結(jié)合各評估分區(qū)內(nèi)水資源公報數(shù)據(jù)以及農(nóng)村供水統(tǒng)計數(shù)據(jù)對農(nóng)村飲水安全各評估指標(biāo)體系進(jìn)行賦值計算。結(jié)合熵權(quán)組合模型對各評估指標(biāo)進(jìn)行熵權(quán)值的計算后，利用綜合評估模型對各分區(qū)農(nóng)村飲水安全等級進(jìn)行綜合評估。

2.2 評估綜合指標(biāo)體系

從水量、水質(zhì)、供水安全選取9個指標(biāo)構(gòu)建農(nóng)村飲水安全綜合評估指標(biāo)體系，各評估指標(biāo)體系見表1。

表1 農(nóng)村飲水安全綜合評估指標(biāo)

2.3 評估綜合指標(biāo)歸一化計算

在選取農(nóng)村飲水安全各評估指標(biāo)后，對各指標(biāo)進(jìn)行賦值計算，結(jié)果見表2，并對其進(jìn)行歸一化處理，各指標(biāo)歸一化指數(shù)計算結(jié)果見表3。

表2 各評估分區(qū)農(nóng)村飲水安全評估指標(biāo)值

表3 各評估分區(qū)農(nóng)村飲水安全評估指標(biāo)歸一化指數(shù)

2.4 評估綜合指標(biāo)熵權(quán)值計算

在各評估指標(biāo)歸一化處理后，結(jié)合熵權(quán)方法對各指標(biāo)進(jìn)行熵權(quán)值的計算，計算結(jié)果見表4。

表4 各評估區(qū)指標(biāo)熵權(quán)計算值

從各評估區(qū)指標(biāo)熵權(quán)值計算結(jié)果可看出，各分區(qū)不同目標(biāo)層指標(biāo)熵權(quán)值和其指標(biāo)歸化值具有較好的關(guān)聯(lián)度，指標(biāo)歸化值越高其熵權(quán)值也相對越大，對于沙港鎮(zhèn)而言其飲用水源保證率不達(dá)標(biāo)占比指標(biāo)熵權(quán)值最大，為0.256，飲水入戶率不達(dá)標(biāo)占比指標(biāo)熵權(quán)值最低，為0.079。梁屯鎮(zhèn)含氟超標(biāo)人數(shù)占比熵權(quán)值最高，為0.202，而和沙港鎮(zhèn)一樣對于飲水入戶率不達(dá)標(biāo)占比指標(biāo)熵權(quán)值最低。石佛鎮(zhèn)供水集中度不達(dá)標(biāo)占比熵權(quán)值最高。周家鎮(zhèn)和官屯鎮(zhèn)指標(biāo)熵權(quán)值總體較為接近。

2.5 農(nóng)村飲水安全綜合評估

結(jié)合專家經(jīng)驗方法在農(nóng)村飲水安全指標(biāo)構(gòu)建的基礎(chǔ)上，對其綜合評估等級進(jìn)行劃分，劃分結(jié)果見表5，并結(jié)合熵權(quán)組合模型對各評估分區(qū)的農(nóng)村飲水安全進(jìn)行綜合評估，評估結(jié)果見表6。

表5 農(nóng)村飲水安全綜合評估等級劃分

表6 各評估分區(qū)農(nóng)村飲水安全綜合評估結(jié)果

從各評估分區(qū)農(nóng)村飲水安全綜合評估結(jié)果，沙港鎮(zhèn)和周家鎮(zhèn)農(nóng)村飲水安全綜合評估指數(shù)分別為0.812和0.877，綜合評估等級均為安全等級，這主要是因為沙港鎮(zhèn)和周家鎮(zhèn)農(nóng)村飲水安全設(shè)施比較完備，農(nóng)村飲水集中度和飲水入戶率均要高于其他分區(qū)，因此其綜合評估指數(shù)較高。梁屯鎮(zhèn)和九寨鎮(zhèn)綜合評估指數(shù)分別為0.679和0.668，為較安全等級，石佛鎮(zhèn)由于飲用水入戶率不達(dá)標(biāo)占比較高，使得其農(nóng)村飲水安全處于基本安全等級。而官屯鎮(zhèn)由于飲水便利度和飲水水源供水保障率不達(dá)標(biāo)占比均較大，使得其農(nóng)村飲水安全為較不安全，需要調(diào)整以上兩項指標(biāo)，來提高官屯鎮(zhèn)農(nóng)村飲水安全等級。

3 農(nóng)村飲水安全綜合評估等級空間分布

分別對各目標(biāo)層安全評估等級進(jìn)行空間分布的分析，并對其區(qū)域農(nóng)村飲水安全綜合評估等級空間分布進(jìn)行分析，結(jié)果如圖1所示。

圖1 農(nóng)村飲水安全綜合評估空間分布

從農(nóng)村飲水安全綜合評估空間分布可看出，不同單指標(biāo)評估下其安全評估空間分布差異性較大，這主要是因為各單指標(biāo)評估下其指標(biāo)差異程度較高，因此使得其各指標(biāo)評估下其安全評估等級空間分布規(guī)律性不明顯。對于水質(zhì)安全等級空間分布而言，其總體從北向南安全等級逐步增高，這主要是因為營口地區(qū)北部農(nóng)村飲水水質(zhì)狀況總體好于南部區(qū)域。對于水量安全等級分布而言，其從北向南安全等級逐步較低，這主要是因為區(qū)域北部水量總體低于南部區(qū)域，使得其農(nóng)村供水水量的保障率要高于北部區(qū)域。對于供水安全等級而言，其從西向東供水安全等級總體增加，西部區(qū)域供水安全保障措施總體好于東部區(qū)域，使得其供水安全等級偏高。從營口區(qū)域農(nóng)村飲水安全綜合評估結(jié)果可看出，綜合安全指數(shù)由東南向西北逐步遞減，北部受海水入侵影響農(nóng)水飲水安全總體處于較不安全等級。

4 結(jié)語

(1)對于農(nóng)村飲水安全而言，飲水水源氟化物超標(biāo)占比指標(biāo)對于區(qū)域農(nóng)村飲水安全影響顯著，建議其熵權(quán)值不應(yīng)低于0.2，尤其是沿海地區(qū)，應(yīng)盡量提高氟化物超標(biāo)占比指標(biāo)的熵權(quán)值。

(2)在進(jìn)行評估指標(biāo)聚類分析時，其指標(biāo)排序較為關(guān)鍵，可結(jié)合專家賦分方法對指標(biāo)進(jìn)行排序分類后在進(jìn)行聚類計算，可提高評估指標(biāo)聚類和歸一化指數(shù)的合理性。

(3)本文劃分的農(nóng)村飲水安全評估等級劃分存在一定區(qū)域性，在后續(xù)研究中還需重點結(jié)合不同區(qū)域農(nóng)村飲水實際情況，對其安全評估等級進(jìn)行合理劃分，進(jìn)一步提高其安全等級劃分的科學(xué)性。