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山西农村饮水安全评估方法和结果探究

来源:原创论文网 添加时间:2019-04-16

  摘    要: 农村饮水安全问题作为制约农村生活质量提高和经济发展的重大因素, 已经严重影响中国新农村建设.本文从农村饮水安全决策的角度, 建立了评价指标体系, 利用层次分析法及熵值法综合确定指标权重, 采用综合评分法对山西省农村饮水安全进行评价, 并分析了4项主要影响因子.研究结果表明:①山西省农村饮水安全整体呈现较不安全的状态, 其中晋城市、忻州市和运城市为中等安全, 大同市为不安全, 其余各市均为较不安全;②朔州、忻州、长治水资源总量大, 不安全饮水人口相对偏少;③太原、大同、晋中和吕梁水资源短缺且浪费严重, 农村饮水安全问题突出;④工程建设力度较高的地区有运城市、临汾市、吕梁市和晋中市;⑤晋城市、运城市、大同市和朔州市取水方便程度较高, 适合建设大规模集中供水工程.

  关键词: 农村饮水安全; 山西省; 决策分析; 安全评价;

  Abstract: As a major factor restricting the improvement of rural quality of life and economic development, the problem of rural drinking water safety has seriously affected the construction of new countryside in China.From the perspective of rural drinking water safety decision-making, evaluation index system was established.Index weights were comprehensively determined by analytic hierarchy process and entropy method, the rural drinking water safety was evaluated by comprehensive scoring method in Shanxi, and four major impact factors were analyzed.The results showed that: (1) The rural drinking water safety in Shanxi presented a less safe state, in which Jincheng, Xinzhou and Yuncheng was slightly safe, Datong was unsafe, and the rest of the municipalities was less safe. (2) The total amount of water resources in Shuozhou, Xinzhou and Changzhi was large, and the population of unsafe drinking water was relatively low. (3) The water resources shortage and waste was serious in Taiyuan, Datong, Jinzhong and Lüliang, and the rural drinking water safety problem was prominent. (4) The population of unsafe drinking water in Jinzhong, Lüliang and Linfen was large and poor water intake, which is not suitable for the construction of large-scale centralized water supply projects.The research results can provide a reference for effectively solving the rural drinking water safety in Shanxi province.

  Keyword: rural drinking water safety; Shanxi province; strategic analysis; safety evaluation;

  生态环境恶化及工业、生活废水的排放导致的农村饮用水安全问题已成为社会广泛关注的环境问题.“十三五”以来, 国家启动实施了农村饮水安全巩固提升工程, 优先解决贫困人口的饮水安全问题, 2018年中央安排投资143亿元, 各地累计完成投资1 002亿元, 巩固提升受益人口1.36亿人, 其中解决了1 478万贫困人口的饮水安全问题;山东、重庆、甘肃3个省 (市) 已率先完成农村饮水安全脱贫攻坚任务.尽管如此, 农村饮水安全问题依然严峻, 迫切需要解决[1].山西省位于我国中部地区, 地处半湿润和半干旱的交界带.由于特殊的地理环境和地质条件, 导致区内广泛存在天然水质超标的问题, 如高氟水主要分布于太原、大同、忻定、临汾、运城5个盆地;高砷水主要分布于大同地区;苦咸水分布相对分散, 主要分布于长治、大同等地.此外, 山西省又是全国着名的以煤炭和化工为主的重工业基地, 长期的不合理开发和对污染治理的忽视都导致了省内地表水及地下水受到严重污染.因此对山西省农村饮用水安全进行评价, 对山西省的生态环境建设及水资源的可持续开发利用具有重要意义.

山西农村饮水安全评估方法和结果探究

  目前, 我国针对农村饮水安全的研究主要集中在饮水安全的综合评价和饮水安全工程的建设与保障方面.主要评价研究方法包括层次分析法[2]、熵权法[3,4]、模糊物元模型[5]、模糊综合评价[6]及突变理论[7]等, 研究区域也多为省市一级的中小尺度研究.近几年, 随着我国农村饮水安全工作的不断深入, 研究方向逐渐转向饮水工程的建设和后续保障方向[8,9,10,11,12,13,14].针对如何合理配置现有的资金, 集中精力投入到哪些方向能够更好更快地解决农民的饮水安全问题则几乎为空白状态.本文选取山西省作为典型地区来研究区域农村饮水安全问题, 采用层次分析法 (AHP) 与熵权法确定权重, 采用综合评分法分析山西省农村饮水安全的现状, 并通过对重点指标进行分析以期给出山西省各地区农村饮水安全问题的优先解决措施.

  1 山西省农村饮水安全评价方法

  1.1 山西省农村饮水安全评价指标体系的建立

  本文采用了农村饮水安全评价中常用的一级评价指标[15,16], 并结合山西省的实际情况, 给出了影响农村饮水安全的二级指标 (表1) .首次将工程建设投资力度、水价和农村人均生活用水量引入到农村饮水安全评价的指标中, 这样能够更直观、详细地反映出山西省农村饮水安全的现状.

  表1 山西省农村饮水安全评价指标体系Table 1 Index system for evaluation of rural drinking water safety in Shanxi province
表1 山西省农村饮水安全评价指标体系Table 1 Index system for evaluation of rural drinking water safety in Shanxi province

  注: (1) 工程建设力度是指解决农村饮水安全问题的人口数量

  1.2 山西省农村饮水安全评价指标权重计算

  1.2.1 层次分析法 (AHP) 确定指标权重

  层次分析法是Saaty提出的一种将复杂的模糊问题进行决策评价的简易方法, 主要适用于判断定性问题, 是目前在评价领域常用的指标权重确定方法.

  1.2.2 熵权法确定指标权重

  熵权法是通过熵值大小来确定指标的变异程度, 从而确定指标权重的方法.该法将熵的概念引入信息论中, 主要适于判断定量问题, 是目前评价领域常用的指标客观权重确定方法.

  1.2.3 综合指标权重

  层次分析法由于受人为因素影响较大, 因而权重的主观随意性较大;熵值法则过分依赖数据, 数据上一些细小的误差也会对其计算得到的权重产生较大的影响, 往往与实际情况有偏差.本文将层次分析法计算的权重mi及熵值法计算的权重ni取平均值wi作为最终权重结果, 计算结果见表2.

  表2 山西省农村饮水安全指标权重计算结果Table 2 The index weight of rural drinking water safety in Shanxi province
表2 山西省农村饮水安全指标权重计算结果Table 2 The index weight of rural drinking water safety in Shanxi province

  1.3 山西省农村饮水安全评价模型

  本文采用加权综合评分法进行农村饮用水安全评价.综合评分法是对评价指标的不同等级赋予不同的分值, 结合不同指标在评价体系中的影响大小计算综合分数, 以此为基础进行综合评价.公式如下:

  式中:E为山西省各地市农村饮用水安全评价指数;wi为对应评价指标的权重;Ci为对应原始数据归一化值.

  在参阅了相关文献后, 提出了适合山西省实际情况的评价标准 (表3) , 由此可得到山西省农村饮水安全的评价结果.

  表3 农村饮水安全评价标准Table 3 The criteria on evaluation of rural drinking water safety
表3 农村饮水安全评价标准Table 3 The criteria on evaluation of rural drinking water safety

  2 山西省农村饮水安全综合评价结果分析

  2.1 主要评价指标分析

  由表2可知, 选取的10项农村饮水安全评价指标中有4项权重超过了0.1, 是影响整个评价结果的关键.这4项指标按照权重从大到小, 依次为水资源总量、农村人均生活用水量、工程建设力度和取水方便程度.

  2.1.1 水资源总量

  本文依据统计数据资料及相关计算得出山西省各地区水资源总量及人均水资源量如表4所示.水资源总量在系统中的评价权重达到了0.147, 是整个系统中影响最大的因子, 水资源总量的多少对农村水资源安全起到关键性的作用.山西省地处我国内陆地区, 水资源总量相对较少, 但其水资源在区内的分布也有其特点.首先, 水资源总量的多少与区域的面积密切相关.山西省水资源最多的地区是忻州市、吕梁市 (省内面积最大的两个地区) , 分别达到了16.5亿和9.0亿m3.其次, 年降水量与水资源总量的空间分布状况密不可分, 由SPSS计算二者相关性系数为0.888, 二者排序基本一致, 水资源总量排名前5的是阳泉市、太原市、朔州市、大同市、吕梁市, 年降水量排名前五的地区为阳泉市、太原市、晋城市、朔州市、吕梁市, 同时山西省各地区水资源总量呈现由南部和东南部向北部和西北部逐渐减少的趋势, 这与我国夏季风的影响密不可分.

  表4 山西省各地区水资源总量、人均水资源量及年降水量Table 4 Total water resources、per capita water resources and precipitation in Shanxi province
表4 山西省各地区水资源总量、人均水资源量及年降水量Table 4 Total water resources、per capita water resources and precipitation in Shanxi province

  2.1.2 农村人均生活用水量

  农村人均生活用水量主要与当地经济发展水平及人们的节水意识等因素密切相关.此项指标的权重在系统中达到了0.145, 是影响整个评价结果的一项重要因素.由表5可知, 大部分地区人均GDP的排名与其用水量的排名呈正相关, 如太原的人均GDP排名第2, 用水量排名第1;临汾市的人均GDP排名第9, 用水量排名第10.这些都说明一个地区的经济水平越高, 往往其用水量也会较高.但仍有个别地区的排名呈现不一致的表现, 如长治的人均GDP排名第5, 而其用水量则排名11;朔州市人均GDP排名第1, 用水量排名第9.这些现象可以反映出一个地区人们节水意识的强弱.

  表5 山西省各地区GDP与农村人均用水量Table 5 GDP and per capita water consumption of rural residents in Shanxi province
表5 山西省各地区GDP与农村人均用水量Table 5 GDP and per capita water consumption of rural residents in Shanxi province

  2.1.3 工程建设力度

  本文选取的该项指标表示某一地区单位时间内通过农村饮水安全工程建设投资所解决的农村饮水不安全的人口数量, 在整个评价系统中其权重达到了0.124, 也是影响整个系统评价的一项重要因素.由表6可知, 2009年山西省农村饮水不安全人口数量较多的地区有运城市、晋中市、长治市和大同市.在各地区投资基本相当的情况下, 解决不安全饮水人口数量较多的地区有运城市、临汾市、吕梁市和晋中市, 这一结果表明由于某些地区人口集中或农村饮水条件基础较好, 对这些地区的重点投资往往能用更快的速度解决更多人的饮水安全问题.

  表6 山西省各地区农村饮水未达标人口与解决不安全饮水人口的数量Table 6 Population of non-reaching standard rural drinking water and the number of solved unsafe drinking water in Shanxi province
表6 山西省各地区农村饮水未达标人口与解决不安全饮水人口的数量Table 6 Population of non-reaching standard rural drinking water and the number of solved unsafe drinking water in Shanxi province

  2.1.4 取水方便程度

  该项指标的选取是通过计算某一地区山地与丘陵占该地地形的百分比, 并根据山西省的实际情况提出了划分取水方便程度的相应评价标准, 结果见表7.该项指标的权重达到了0.104.山地、丘陵所占比例越小, 则取水方便程度越好.由表8可知, 山西省取水较方便的地区有晋城市、运城市、大同市和朔州市, 在这些地区修建一些大型集中饮水工程可以解决更多人口的饮水安全问题.

  表7 山西省取水方便程度评价标准Table 7 Criteria for evaluation of water convenience in Shanxi province
表7 山西省取水方便程度评价标准Table 7 Criteria for evaluation of water convenience in Shanxi province

  表8 山西省各地区取水方便程度评价结果Table 8 Evaluation results of water convenience in Shanxi province
表8 山西省各地区取水方便程度评价结果Table 8 Evaluation results of water convenience in Shanxi province

  2.2 山西省各地区农村饮水安全优势及劣势分析

  通过对影响整个评价系统中权重最大的4项指标进行综合分析, 并将每项指标进行排序, 排名前4位的为该地区的优势指标, 排名后4位的为劣势指标, 排名在中间3位的则为一般, 得到山西省各地区农村饮水安全现状的主要优势和劣势, 结果见表9.水资源总量排名前4的地区为长治、晋城、朔州、忻州;农村人均生活用水量排名前4的地区有阳泉、长治、晋中、临汾;工程建设力度前4的地区有晋中、运城、临汾、吕梁;取水方便程度前4的地区为大同、晋城、朔州、运城.进一步对影响评价结果的4项主要指标综合分析后得到山西省农村饮水不安全的三点主要原因: (1) 水资源分配不合理; (2) 水资源短缺且浪费严重; (3) 不安全饮水人口相对集中, 但取水方便程度较差.

  表9 影响山西省各地区农村饮水安全的因素Table 9The influencing factors on rural drinking water safety in Shanxi province
表9 影响山西省各地区农村饮水安全的因素Table 9The influencing factors on rural drinking water safety in Shanxi province

  注:○代表优势;●代表劣势;■代表一般

  2.3 山西省农村饮水安全评价等级分析

  为准确分析山西省农村饮用水安全状态, 依据式 (1) 计算山西省各地区农村饮用水安全指数结果如表10所示.

  表1 0 山西省农村饮水安全综合评价结果Table 10 The comprehensive evaluation results of rural drinking water safety in Shanxi province
表1 0 山西省农村饮水安全综合评价结果Table 10 The comprehensive evaluation results of rural drinking water safety in Shanxi province

  由表10可知, 山西省农村饮水安全整体呈现较不安全的状态, 且安全性呈自北向南逐渐降低的趋势.大同的饮用水安全等级最低, 为不安全状态, 晋城、忻州和运城的农村饮用水安全等级为中等安全, 较不安全的地区最多, 包括吕梁、朔州、太原、阳泉、晋中、长治和临汾.大同、吕梁、朔州、晋城等地是山西主要的煤炭产地, 水资源消耗量比较大, 且地表水、地下水的污染相对严重, 且主要分布在农村地区, 从而导致农村饮用水的安全性较低.忻州、晋城等地的水资源总量属于优势指标, 相对提升了该地的农村饮用水安全等级.

  本文将山西省农村饮水安全状况划分为三类, 第一类为水资源分配不合理地区, 水资源总量较大但不安全饮水的人口数量相对偏少, 如朔州市、忻州市和长治市;第二类为水资源短缺且水资源浪费严重地区, 农村饮水多不安全, 如太原市、大同市、晋中市和吕梁市;第三类是不安全饮水人口数量较多、取水方便程度较差, 且不适合建设大规模的集中供水工程的地区, 如晋中市、吕梁市和临汾市等.

  2.4 各地区农村饮水安全问题的解决对策

  根据山西省不同地区主要指标的优势和劣势进行综合分析, 提出以下建议与解决措施: (1) 加大太原、运城、临汾引黄入晋的水量; (2) 适度调整各地水价, 促进全省节水意识的建立, 尤其是太原、大同、晋中、运城和吕梁地区, 可采用拉大阶梯水价的方式鼓励农民节约用水提高水资源的利用率; (3) 给予运城、大同更多的资金支持, 以便使有限的资金解决更多人口的不安全饮水问题; (4) 根据不同地区取水方便程度及饮水不安全人口的分布状况, 合理配置大型集中饮水工程和小型分散式供水工程.

  鉴于山西省农村饮水安全中存在的三类状况, 山西省在资金配置和政策指导方面应因地制宜更加细化具体.资金的划拨方面应偏向于一些不安全饮水人口数量较多、取水方便程度较好, 且适合建设大型集中供水工程的地区, 以解决更多人口的不安全饮水问题[17], 如运城、大同和晋城地区.针对部分农村饮水不安全人口较少但人均水资源较丰富的地区, 则应将重点放在对天然水质的去害化工作, 如朔州、忻州和长治地区.对于一些取水方便程度较差且饮水不安全人口较多的地区, 更适合建设一些小型的以村或者户为单位的饮水工程, 如晋中、吕梁和临汾地区.此外, 通过对所在地区供水成本、经济发展水平、人民收入水平等因素进行综合分析[18,19], 适当提高水价以促进部分水资源浪费严重地区的人们养成良好的节水意识也很重要, 如太原、大同、晋中、运城和吕梁地区.

  3 结论

  本文在层次分析法与熵权法确定权重的基础上, 采用综合评分法对山西省农村饮水安全现状进行了评价分析, 结论如下:

  按照指标权重大小确定山西省农村饮用水安全影响较大的4项指标分别为水资源总量、农村人均生活用水量、工程建设力度和取水方便程度.

  水资源总量排名前4的地区为长治、晋城、朔州、忻州;农村人均生活用水量排名前4的地区有阳泉、长治、晋中、临汾;工程建设力度前4的地区有晋中、运城、临汾、吕梁;取水方便程度前4的地区为大同、晋城、朔州、运城.

  山西省农村饮水安全整体呈现较不安全的状态, 且安全性呈自北向南逐渐降低的趋势.

  山西省在资金配置和政策指导方面应因地制宜更加细化具体.

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