金 麗 ，冷曼曼 ，李慶國 ，李 斌

（1.山東省水利科學(xué)研究院，250013，濟南；2.濟南大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，250022，濟南；3.中國水利水電科學(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因素對農(nóng)村供水，尤其是對供水安全問題的影響，通過對農(nóng)村供水安全進行定性和定量的分析評價，對供水狀況的發(fā)展情況進行預(yù)測，以給出各種警告信息，便于人們作出相應(yīng)的防范以及補救措施。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，綜合國內(nèi)外相關(guān)研究，針對山東省農(nóng)村供水實際情況提出了較為綜合與合理的供水安全預(yù)警評價指標(biāo)體系及分級標(biāo)準(zhǔn)，并利用模糊綜合評價模型，對研究區(qū)現(xiàn)狀供水安全進行預(yù)警評價，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)警評價的理論方法

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：對山東農(nóng)村地區(qū)供水的現(xiàn)狀情況進行分析和評價，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；社會因素，包括經(jīng)濟的發(fā)展情況以及村民的飲水安全意識等；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)警評價指標(biāo)體系，包括警源所造成后果的嚴(yán)重性和警兆水平2個二級指標(biāo)，還包括10個三級指標(biāo)（見圖1）。

2.預(yù)警評價的分級標(biāo)準(zhǔn)

為了采取合理、有效的措施來應(yīng)對不同的預(yù)警信息，需對預(yù)警信息進行分級。預(yù)警級別的劃分依據(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。對預(yù)警信息進行分級的意義是針對可能出現(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)防措施的費用。對警源造成后果的嚴(yán)重性U1和警兆水平U2的分級標(biāo)準(zhǔn)見表1。農(nóng)村飲水安全工程供水安全預(yù)警U分級標(biāo)準(zhǔn)見圖2。

圖2中5種預(yù)警級別的特征：無警是指供水系統(tǒng)的功能完善，未遭受損害，具有強大的自我恢復(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修復(fù)，會發(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)警評價指標(biāo)體系中指標(biāo)警限的劃分要結(jié)合國家和地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)，通過對不同區(qū)域的比較和已有資料的分析，并參考相關(guān)的預(yù)警研究成果來確定。

3.農(nóng)村供水安全預(yù)警模糊綜合評價模型

供水安全預(yù)警的評價指標(biāo)大多是定性的，可采用專家打分的方法對指標(biāo)進行量化。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)專家對該工程的m項定性指標(biāo)的評價分?jǐn)?shù)，并綜合專家評價得到各指標(biāo)值向量X：

圖1 農(nóng)村供水安全預(yù)警評價指標(biāo)體系

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

圖2 農(nóng)村飲水安全工程供水預(yù)警等級分區(qū)矩陣

對于農(nóng)村供水安全預(yù)警評價對象u的評價，則需要一定的評價標(biāo)準(zhǔn)，本次研究內(nèi)容的評價標(biāo)準(zhǔn)選為供水安全預(yù)警指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)。那么，評價標(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為級別數(shù)，h＝ 1，2，…，c。 通常yih是一個區(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)警模糊綜合評價模型：

二、青島市農(nóng)村供水安全預(yù)警評價

1.研究區(qū)概況

近年，青島市各級政府部門積極推進農(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，實施了村村通自來水工程，全市農(nóng)村通自來水率高達95%，解決了138萬人的用水難問題；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)警評價指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)

2.農(nóng)村供水安全預(yù)警評價

利用指標(biāo)量化方法對農(nóng)村供水不安全因素發(fā)生的后果進行評級。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，對警兆水平進行分析。對U1和U2各個分項指標(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)警模糊綜合評價模型，分別計算出U1與U2的級別隸屬度：

根據(jù)級別特征值公式，計算級別特征值H：

式中，H為級別，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的評價結(jié)果：

評價結(jié)果表明：警源造成后果的嚴(yán)重性U1的預(yù)警級別為“較大”，警兆水平U2的預(yù)警級別為“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)警等級為中警。

三、結(jié) 語

利用農(nóng)村供水安全預(yù)警模糊綜合評價模型對青島農(nóng)村地區(qū)進行供水安全預(yù)警評價，結(jié)果顯示青島市農(nóng)村飲水安全工程供水安全預(yù)警等級為中警。這是由于水源地保護工作落后、政策及法規(guī)不完善以及運行管理技術(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，供水的保障性過低；管理體制不完善，用水費用難以收繳，又加上農(nóng)村資金補助少，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；工程成本過低和管理不完善，導(dǎo)致飲用水水質(zhì)不達標(biāo)等。因此，各級政府部門應(yīng)該加強對水源地的保護工作，完善相應(yīng)的法律法規(guī)，積極推進技術(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。

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