農(nóng)村供水安全預(yù)警模糊綜合評(píng)價(jià)研究

金 麗 ，冷曼曼 ，李慶國(guó) ，李 斌

（1.山東省水利科學(xué)研究院，250013，濟(jì)南；2.濟(jì)南大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，250022，濟(jì)南；3.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，100048，北京）

農(nóng)村供水安全預(yù)警是指在農(nóng)村地區(qū)，綜合考慮自然因素和社會(huì)因素對(duì)農(nóng)村供水，尤其是對(duì)供水安全問(wèn)題的影響，通過(guò)對(duì)農(nóng)村供水安全進(jìn)行定性和定量的分析評(píng)價(jià)，對(duì)供水狀況的發(fā)展情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，以給出各種警告信息，便于人們作出相應(yīng)的防范以及補(bǔ)救措施。本文以青島市為例，在了解該地區(qū)農(nóng)村飲用水供水現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，綜合國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究，針對(duì)山東省農(nóng)村供水實(shí)際情況提出了較為綜合與合理的供水安全預(yù)警評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并利用模糊綜合評(píng)價(jià)模型，對(duì)研究區(qū)現(xiàn)狀供水安全進(jìn)行預(yù)警評(píng)價(jià)，可為區(qū)域供水安全的保障及發(fā)展提供決策支持。

一、農(nóng)村供水安全預(yù)警評(píng)價(jià)的理論方法

1.農(nóng)村供水安全預(yù)警指標(biāo)體系

預(yù)警指標(biāo)通常由警情指標(biāo)、警源指標(biāo)以及警兆指標(biāo)構(gòu)成。本次研究，供水安全預(yù)警指標(biāo)體系的建立主要是：對(duì)山東農(nóng)村地區(qū)供水的現(xiàn)狀情況進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，歸納山東地區(qū)農(nóng)村供水安全的影響因素，確定警源情況。影響因素主要包括自然因素，如降水、地質(zhì)地貌等；社會(huì)因素，包括經(jīng)濟(jì)的發(fā)展情況以及村民的飲水安全意識(shí)等；技術(shù)因素，由于技術(shù)薄弱導(dǎo)致的規(guī)劃不合理以及管理不完善等。在此基礎(chǔ)上，建立預(yù)警評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括警源所造成后果的嚴(yán)重性和警兆水平2個(gè)二級(jí)指標(biāo)，還包括10個(gè)三級(jí)指標(biāo)（見圖1）。

2.預(yù)警評(píng)價(jià)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

為了采取合理、有效的措施來(lái)應(yīng)對(duì)不同的預(yù)警信息，需對(duì)預(yù)警信息進(jìn)行分級(jí)。預(yù)警級(jí)別的劃分依據(jù)主要是警源所造成后果的可能性大小以及造成后果的嚴(yán)重與否。對(duì)預(yù)警信息進(jìn)行分級(jí)的意義是針對(duì)可能出現(xiàn)的后果制備合理的應(yīng)急方案，這樣既能有效預(yù)防，也能減少預(yù)防措施的費(fèi)用。對(duì)警源造成后果的嚴(yán)重性U1和警兆水平U2的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表1。農(nóng)村飲水安全工程供水安全預(yù)警U分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見圖2。

圖2中5種預(yù)警級(jí)別的特征：無(wú)警是指供水系統(tǒng)的功能完善，未遭受損害，具有強(qiáng)大的自我恢復(fù)能力，供水災(zāi)害發(fā)生的概率較小、災(zāi)害發(fā)生帶來(lái)后果的嚴(yán)重性較小且易于控制；輕警是指供水系統(tǒng)功能基本完善，遭受到一定的破壞，但結(jié)構(gòu)還保持完整，偶爾會(huì)發(fā)生供水災(zāi)害；中警是指供水系統(tǒng)功能開始退化，但結(jié)構(gòu)還保持完整，受到損害后能夠自動(dòng)修復(fù)，會(huì)發(fā)生危害較輕的供水災(zāi)害；輕重警是指供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)遭受破壞，功能退化嚴(yán)重，自我恢復(fù)能力喪失，供水災(zāi)害的危害加重；重警是指已經(jīng)失去了供水功能，供水災(zāi)害發(fā)生的頻率加大，危害性加大。供水安全預(yù)警評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中指標(biāo)警限的劃分要結(jié)合國(guó)家和地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)不同區(qū)域的比較和已有資料的分析，并參考相關(guān)的預(yù)警研究成果來(lái)確定。

3.農(nóng)村供水安全預(yù)警模糊綜合評(píng)價(jià)模型

供水安全預(yù)警的評(píng)價(jià)指標(biāo)大多是定性的，可采用專家打分的方法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行量化。設(shè)專家依據(jù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)特征值矩陣打分，打分標(biāo)準(zhǔn)一般可取1～5分。根據(jù)專家對(duì)該工程的m項(xiàng)定性指標(biāo)的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)，并綜合專家評(píng)價(jià)得到各指標(biāo)值向量X：

圖1 農(nóng)村供水安全預(yù)警評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

表1 警源造成后果的嚴(yán)重性U1和警兆水平U2的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

圖2 農(nóng)村飲水安全工程供水預(yù)警等級(jí)分區(qū)矩陣

對(duì)于農(nóng)村供水安全預(yù)警評(píng)價(jià)對(duì)象u的評(píng)價(jià)，則需要一定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，本次研究?jī)?nèi)容的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)選為供水安全預(yù)警指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。那么，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)值矩陣可以表示為：

式中，i為指標(biāo)數(shù)，i＝ 1，2，…，m；h為級(jí)別數(shù)，h＝ 1，2，…，c。 通常yih是一個(gè)區(qū)間[a，b]。

參考模糊可變集合理論方法，我們給出農(nóng)村飲水安全工程供水安全預(yù)警模糊綜合評(píng)價(jià)模型：

二、青島市農(nóng)村供水安全預(yù)警評(píng)價(jià)

1.研究區(qū)概況

近年，青島市各級(jí)政府部門積極推進(jìn)農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)，改善飲用水水質(zhì)。2005—2006年，青島市投資3.55億元，實(shí)施了村村通自來(lái)水工程，全市農(nóng)村通自來(lái)水率高達(dá)95%，解決了138萬(wàn)人的用水難問(wèn)題；2007年投資0.82億元，開展除氟改水工程；2005—2009年投資2.4億元，修建集中供水工程57處。

表2 農(nóng)村飲水安全工程供水預(yù)警評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2.農(nóng)村供水安全預(yù)警評(píng)價(jià)

利用指標(biāo)量化方法對(duì)農(nóng)村供水不安全因素發(fā)生的后果進(jìn)行評(píng)級(jí)。根據(jù)警源的內(nèi)因以及處理措施等因素，確定農(nóng)村供水不安全事件發(fā)生的概率。專家應(yīng)在考慮警情發(fā)生的可能性的前提下，對(duì)警兆水平進(jìn)行分析。對(duì)U1和U2各個(gè)分項(xiàng)指標(biāo)的打分值及打分依據(jù)見表2。

根據(jù)表2數(shù)據(jù)，以指標(biāo)值向量U1與U2采用本文建立的農(nóng)村飲水安全工程供水安全預(yù)警模糊綜合評(píng)價(jià)模型，分別計(jì)算出U1與U2的級(jí)別隸屬度：

根據(jù)級(jí)別特征值公式，計(jì)算級(jí)別特征值H：

式中，H為級(jí)別，ROUND[]為四舍五入的取整函數(shù)。則可以求出警源造成后果的嚴(yán)重性U1與警兆水平U2的評(píng)價(jià)結(jié)果：

評(píng)價(jià)結(jié)果表明：警源造成后果的嚴(yán)重性U1的預(yù)警級(jí)別為“較大”，警兆水平U2的預(yù)警級(jí)別為“一般”。由圖2可知，青島市農(nóng)村飲水安全工程供水安全預(yù)警等級(jí)為中警。

三、結(jié) 語(yǔ)

利用農(nóng)村供水安全預(yù)警模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)青島農(nóng)村地區(qū)進(jìn)行供水安全預(yù)警評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示青島市農(nóng)村飲水安全工程供水安全預(yù)警等級(jí)為中警。這是由于水源地保護(hù)工作落后、政策及法規(guī)不完善以及運(yùn)行管理技術(shù)力量薄弱等不安全因素所致，為此青島市在農(nóng)村飲用水方面作出了很多努力，也取得了許多成就，使農(nóng)村飲水條件不斷得到改善。但是，青島農(nóng)村地區(qū)飲水工程仍存在許多安全隱患，主要體現(xiàn)在：供水工程落后，供水的保障性過(guò)低；管理體制不完善，用水費(fèi)用難以收繳，又加上農(nóng)村資金補(bǔ)助少，農(nóng)村供水工程缺乏自我更新改造能力，導(dǎo)致工程供水功能衰退；工程成本過(guò)低和管理不完善，導(dǎo)致飲用水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)等。因此，各級(jí)政府部門應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)水源地的保護(hù)工作，完善相應(yīng)的法律法規(guī)，積極推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新以提高供水質(zhì)量和保證率，避免供水災(zāi)害的發(fā)生。

[1]國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)，水利部.全國(guó)水資源綜合規(guī)劃[R].2010.

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