遼寧省農村飲水安全綜合評估指標體系構建及應用

李 升

(遼寧省營口水文局，遼寧 營口 115003)

農村飲水安全對于保障農村居民生活至關重要，近些年來，我國對于農村飲水安全保障措施力度逐年加大，農村飲水安全也得到明顯提升[1]。為加大對區域農村飲水安全的保障規劃力度，需要對區域內農村飲水安全進行綜合評估，結合綜合評估結果合理優化區域農村飲水安全保障措施[2]。當前，國內對于農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村飲水安全綜合評估指標體系大都未能考慮供水目標對區域農村飲水安全的影響，存在一定的局限，而農村飲水安全中供水量對于區域農村飲水安全保障影響十分明顯，需要引入供水指標對其進行綜合評價。此外在一些相關成果中[9-15]，對于農村飲水安全綜合評價指標權重設置相對較為主觀，使得其綜合評價成果的客觀程度有所降低。為提高區域農村飲水安全綜合評估結果的合理性和客觀性，首次結合熵權組合模型，并從水量、水質、供水安全選取9個指標構建農村飲水安全綜合評估指標體系，對營口區域內農村飲水安全進行綜合評估。研究成果對于區域農村飲水安全定量綜合評估具有重要參考價值。

1 組合熵權模型原理

組合熵權模型綜合考慮層次分析和熵權方法的優點進行組合計算，對農村飲水安全綜合評估指標進行熵權值的計算，其各指標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—為農村飲水安全綜合評估指標值。

采用歸一化指標處理方法對農村飲水安全各評估指標進行標準化處理后進指標進行歸一化指數計算：

(2)

在綜合評估時需要對評估模型的邊界進行約束條件的設置：

(3)

式中，uhj—各評估分區農村飲水安全評估指標的歸一化指數特征值；h—評估分區數目。按照設置的評估模型約束邊界條件對其指標的聚類值進行計算：

Sm×c=(si)m×c

(4)

式中，Sm×c—不同約束條件設置下各評估指標聚類值；m—評估指標的類別；c—評估分區的類別；si—第i類約束條件下評估指標的聚類值。

在指標聚類分析的基礎上，引入信息熵權對不同評估指標的熵權進行計算：

wi=(w1，w2，…wm)

(5)

各熵權值累積和需滿足以下計算條件：

(6)

在各評估指標熵權值計算基礎上對不同評估分區的農村飲水安全進行綜合評估計算：

(7)

式中，a—綜合評估指標的特征值；p—評估目標特征值；f—區域農村飲水安全綜合評估值。

2 實例應用

2.1 評估分區情況

以營口地區為具體實例，將營口地區按照區域分類劃分成6個評估區，各評估區涉及農村居民數量為1萬人左右。結合各評估分區內水資源公報數據以及農村供水統計數據對農村飲水安全各評估指標體系進行賦值計算。結合熵權組合模型對各評估指標進行熵權值的計算后，利用綜合評估模型對各分區農村飲水安全等級進行綜合評估。

2.2 評估綜合指標體系

從水量、水質、供水安全選取9個指標構建農村飲水安全綜合評估指標體系，各評估指標體系見表1。

表1 農村飲水安全綜合評估指標

2.3 評估綜合指標歸一化計算

在選取農村飲水安全各評估指標后，對各指標進行賦值計算，結果見表2，并對其進行歸一化處理，各指標歸一化指數計算結果見表3。

表2 各評估分區農村飲水安全評估指標值

表3 各評估分區農村飲水安全評估指標歸一化指數

2.4 評估綜合指標熵權值計算

在各評估指標歸一化處理后，結合熵權方法對各指標進行熵權值的計算，計算結果見表4。

表4 各評估區指標熵權計算值

從各評估區指標熵權值計算結果可看出，各分區不同目標層指標熵權值和其指標歸化值具有較好的關聯度，指標歸化值越高其熵權值也相對越大，對于沙港鎮而言其飲用水源保證率不達標占比指標熵權值最大，為0.256，飲水入戶率不達標占比指標熵權值最低，為0.079。梁屯鎮含氟超標人數占比熵權值最高，為0.202，而和沙港鎮一樣對于飲水入戶率不達標占比指標熵權值最低。石佛鎮供水集中度不達標占比熵權值最高。周家鎮和官屯鎮指標熵權值總體較為接近。

2.5 農村飲水安全綜合評估

結合專家經驗方法在農村飲水安全指標構建的基礎上，對其綜合評估等級進行劃分，劃分結果見表5，并結合熵權組合模型對各評估分區的農村飲水安全進行綜合評估，評估結果見表6。

表5 農村飲水安全綜合評估等級劃分

表6 各評估分區農村飲水安全綜合評估結果

從各評估分區農村飲水安全綜合評估結果，沙港鎮和周家鎮農村飲水安全綜合評估指數分別為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和周家鎮農村飲水安全設施比較完備，農村飲水集中度和飲水入戶率均要高于其他分區，因此其綜合評估指數較高。梁屯鎮和九寨鎮綜合評估指數分別為0.679和0.668，為較安全等級，石佛鎮由于飲用水入戶率不達標占比較高，使得其農村飲水安全處于基本安全等級。而官屯鎮由于飲水便利度和飲水水源供水保障率不達標占比均較大，使得其農村飲水安全為較不安全，需要調整以上兩項指標，來提高官屯鎮農村飲水安全等級。

3 農村飲水安全綜合評估等級空間分布

分別對各目標層安全評估等級進行空間分布的分析，并對其區域農村飲水安全綜合評估等級空間分布進行分析，結果如圖1所示。

圖1 農村飲水安全綜合評估空間分布

從農村飲水安全綜合評估空間分布可看出，不同單指標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評估下其指標差異程度較高，因此使得其各指標評估下其安全評估等級空間分布規律性不明顯。對于水質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北部農村飲水水質狀況總體好于南部區域。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，這主要是因為區域北部水量總體低于南部區域，使得其農村供水水量的保障率要高于北部區域。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，西部區域供水安全保障措施總體好于東部區域，使得其供水安全等級偏高。從營口區域農村飲水安全綜合評估結果可看出，綜合安全指數由東南向西北逐步遞減，北部受海水入侵影響農水飲水安全總體處于較不安全等級。

4 結語

(1)對于農村飲水安全而言，飲水水源氟化物超標占比指標對于區域農村飲水安全影響顯著，建議其熵權值不應低于0.2，尤其是沿海地區，應盡量提高氟化物超標占比指標的熵權值。

(2)在進行評估指標聚類分析時，其指標排序較為關鍵，可結合專家賦分方法對指標進行排序分類后在進行聚類計算，可提高評估指標聚類和歸一化指數的合理性。

(3)本文劃分的農村飲水安全評估等級劃分存在一定區域性，在后續研究中還需重點結合不同區域農村飲水實際情況，對其安全評估等級進行合理劃分，進一步提高其安全等級劃分的科學性。