甘肅省農村飲水安全工程運行管理評價

姜 偉， 席海洋， 程文舉,3， 劉 芹

（1.甘肅省農村飲水安全管理辦公室，甘肅蘭州 730000；2.中國科學院西北生態環境資源研究院，中國科學院內陸河流域生態水文重點實驗室，阿拉善荒漠生態-水文試驗研究站，甘肅蘭州 730000；3.中國科學院大學，北京 100049）

農村飲水安全長期受到社會的關注［1］?！笆濉币詠?，國家重點關注農村貧困地區的飲水問題，在此情勢下，甘肅省率先完成了農村飲水安全脫貧攻堅［2］。但是，目前農村飲水安全工程仍然存在工程建設標準低、地表水受到污染、自來水普及率不高等問題［2-3］。

國外對于飲水安全問題關注較早。從20 世紀初開始，美國、歐盟、荷蘭等相繼開始關注農村水管理準則，并開始大力建設飲水工程［4］。在建設過程中發現，工程技術并不能解決所有飲水問題，水源短缺與水源管理不善有很大的關系，應尋求新的水源管理體制，以實現水源有效管理［4］。發達國家在保障飲水安全方面的工作主要在于立法的完善、水源的保護、應急機制、水質監測、技術設備等［5］。

國內對飲水安全問題關注較遲，但發展迅速。劉利霞等［6］將熵權法與綜合評價法相結合，對云南省的農村飲水安全進行了定量化評價，認為將兩種方法相結合可以客觀的確定農村飲水安全所處的狀態。楊才杰等［7］提出了一套適合浙江省的農村飲水安全評價指標體系。況衛明等［8］調查了江西省飲水安全工程現狀，結合工程建設前期、建設期和建設后期的工作，提出了適合的評價指標體系。劉偉［5］從供水狀況、工程運行和人員體制3 個方面對山西省河津市農村飲水安全進行了快速評估。秦山茸［9］分析了遼寧省農村飲水安全工程對當地地下水和水環境產生的影響，認為農村飲水安全工程的興建將有效地控制地下水的過量開采，使全省的水功能區的水環境得到極大改善。田佳［10］認為組織管理、安全管理、可持續發展能力和工程管理是農村飲水安全工程發展的主要影響因素。武莉沙［4］從投入-過程-產出-影響4個方面建立了農村飲水安全工程績效評價框架，并在評價的基礎上給出相關建議。李斌等［11］篩選出29項具體指標，對農村飲水安全工程的效果進行了評估。張力等［12］通過研究飲水安全工程的用水戶滿意度評價辦法，對江蘇北部地區典型工程進行了評價，指出了工程建設過程中的薄弱環節并提出了建設性意見。陳鵬［3］從社會效益、生態環境、經濟指標等方面出發，評估了濟南市的農村供水工程。已有研究多是從各個方面入手進行評價分析，較為破碎且側重點不同，缺乏廣泛的適用性。

近年來，己建農村供水工程在運行中出現不少的問題，例如，供水系統總體布局不合理，造成原水水源水量不足，水源水質不能滿足要求，特別是水污染日益加劇，問題更為突出；農村水廠建設規模小，水質處理還達不到標準，運行管理不到位或成本高，未能真正解決農村飲水安全問題。相關研究的共同特點是針對農村的具體情況和實踐經驗，從不同角度入手，提出了適合農村飲水安全評價的指標體系［13］?？傮w上，還需要進行區域層面、經濟發展層面、自然狀況層面等不同尺度的進一步研究。

在評價方法的研究方面，主要用到的評價方法有層次分析法［4-5］、熵權法［6］、模糊數學法［4］、突變理論法［2］等。有學者應用上述方法建立了飲水工程評估模型［3］和飲水安全層次結構模型［14］；在可視化評價中，有關學者建立了農村飲水安全工程運行管理的可視化系統［15-16］。本研究總結借鑒前人研究方法的基礎上，使用熵權法和模糊綜合評價法構建評價模型。

1 研究區概況

1.1 自然狀況與農村飲水安全基本信息

甘肅深居我國西北內陸，屬干旱半干旱地區，水資源匱乏（圖1）。境內地貌復雜多樣［17-19］，多為山地、丘陵、沙漠、戈壁，梁峁密布，溝壑縱橫，自然條件差，人口居住分散，解決農村飲水安全問題十分困難。2020 年底，甘肅省已建成農村飲水工程22.9×104處，覆蓋農村人口2030.5×104人，其中集中供水工程（百人以上）9034處，覆蓋人口1948.23×104人；分散供水工程22×104處，覆蓋人口82.28×104人。農村飲水集中供水率93%，自來水普及率90%，規?；こ坦┧丝诟采w比例56%，自然村通水率100%，千人以上工程水源保護區（范圍）劃定率41%。

圖1 甘肅省地理位置Fig.1 Geographical location of Gansu Province

1.2 甘肅省農村飲水安全工程運行管理現狀

1.2.1 管理機構 甘肅省農村飲水安全運行管理機構設置包括省級成立農村飲水安全管理辦公室、市州成立負責農村飲水安全管理部門、縣級農村飲水安全管理總站、鄉級農村飲水管理站、村組集體和用水者協會。其中縣級農村飲水工程運行管理機構依據各縣（市、區）特點，形式多樣，主要有縣級農村飲水安全工程管理辦公室、農村飲水安全管理總站、自來水/供排水/水務投資公司、水利技術綜合服務站、人飲工程管理局等。

1.2.2 管理模式 一是跨區域、跨流域或規模較大的集中供水工程。主要由縣級專管機構、專業化公司等管理。二是規模較小的單村供水工程。主要

由鄉鎮水管站、村組集體直接管理或個人和協會承包管理等。三是分散供水工程。水窖、小電井等分散工程，由用戶個人自行管理。

1.2.3 管理與服務機制 全省86個縣（市、區）及嘉峪關市依據《甘肅省農村飲用水供水管理條例》，明確了農村飲水安全縣級政府主體、水行政主管部門監管、供水單位運行管理“三個責任”，縣級農村飲水安全專管機構、運行管理辦法和經費“三項制度”全部落實，運行管理單位、人員、水費計收等“三類信息”向社會公開。全省88處水質檢測中心和千噸萬人水廠化驗室的水質檢測設備、人員、經費落實到位，基本實現了農村飲水安全工程供水水質常規檢測全覆蓋。各類工程全部定價，已形成按單一制水價、兩部制水價收費的多元化水費收繳制度。

2 數據來源與方法

2.1 數據來源

甘肅省農村飲水工程運行管理數據主要來自于調查問卷和甘肅省農村飲水工程統計（數據截止2020 年）。調查問卷完成時間為2020 年8 月，通過實地走訪調查和線上問卷答題的方式完成。共發放1400 份問卷，回收問卷1100 份，其中有效問卷1020份。

2.2 評價體系的構建

本次評價的對象為甘肅省86個縣（市、區）以及嘉峪關市，共87個行政單元。評價指標選擇標準須遵循指標選擇的科學性和可操作性、全面系統性、層次性、動態性原則。根據指標選取原則和農村飲水安全工程的實際情況，選取評價指標如表1所示。

表1 甘肅省農村飲水工程運行管理評價指標體系Tab.1 Evaluation index system of rural drinking water project operation and management in Gansu Province

2.3 研究方法

2.3.1 熵權法 評價指標的無量綱化［20］。評價之前首先將樣本矩陣中各指標使用線性插值法進行無量綱化處理［21］。其原始指標數據矩陣如公式（1）所示：

通常情況下，指標劃分為負向指標和正向指標。

正向指標是指指標值與評價等級呈正比的指標，其標準化方法如公式（2）所示：

負向指標是指指標值與評價等級呈反比的指標，其標準化方法如公式3所示：

式中：Xmax為指標最大值；Xmin為指標最小值。

指標權重的確定。使用熵權法確定指標權重，指標熵值ej［20］：

式中：k＞0；Yij為標準化之后的指標數據；yij為第j項指標第i個樣本標準值的比重；k=1/lnm，0≤ej≤1，如果yij為0則用0.00001代替計算。第j項指標的權重：

2.3.2 模糊數學方法 飲水工程的運行管理評價是典型的多指標決策問題，所以不能依靠單指標的結果去評價對象的好壞［22］。模糊數學法可以很大程度的保留原有指標的信息，因此選擇此方法進行評價研究。

將甘肅省農村飲水安全工程運行管理評價標準分為優秀、良好、一般、較差4 個等級。U為隸屬度矩陣：

式中：Uin為第i項指標對第n級等級標準的隸屬度。

相對隸屬度的計算方法如下：正向指標，當指標值比“優秀”等級閾值大時，說明該指標對“優秀”等級的隸屬度是1，而對其他等級的隸屬度是0［23］，如公式（8）所示：

當第i項指標xi的值介于其對應的第n級和第n+1級等級標準值si，n，si，n+1之間時，其對第n，n+1級等級的隸屬度計算方法如公式（9）和公式（10）所示［23］：

當指標值比“較差”等級閾值小時，該指標值對“較差”等級的隸屬度為1，而對其他等級的隸屬度為0［23］，如公式（11）所示：

負向指標的計算方法與正向指標相反，不再贅述。

2.4 評價指標的等級閾值

將甘肅省農村飲水安全工程運行管理指標分為4個等級，即優秀、良好、一般、較差。首先進行指標值的量化，指標評價結果用數值形式表示是進行綜合評分的基礎，除了定量指標的評價結果使用數值表示外，定性指標也需要進行量化。定性指標的量化，使用由低到高的劃分等級，將4個等級分級情況轉化為1 分制數據，每個指標評價等級的閾值見表2。定量指標包括本指標體系中的供水能力、設施及管網狀況、供水水質監測率、水費征收率，以百分比閾值表示。

表2 甘肅省農村飲水工程運行管理評價等級閾值Tab.2 Evaluation level threshold of rural drinking water project operation and management in Gansu Province

3 結果與分析

3.1 甘肅省農村飲水安全工程運行管理指標權重

根據熵值法確定了各個一級指標和二級指標的權重，其中在一級指標中組織管理和可持續能力指標的權重較大，分別達到0.25和0.21，安全管理和工程管理指標的權重都為0.20，經濟管理指標的權重最小，只有0.14%。經過一級指標和二級指標的權重相乘，得出各個二級指標最終的歸一化權重（表3）。二級指標中，供水水質所占的權重最高，達到0.086，水費征收率所占比重次之，達到0.078，政策體系和維修養護所占的比重較大，分別達到0.075、0.073；權重最小的是鄉村水管員的數量，僅占0.025。在農村飲水安全工程建設中，鄉村水管員的隊伍建設至關重要，由于甘肅省農村地區每村的水管員數量較固定，在全省范圍內，各市州或各縣（市、區）水管員數量沒有較大差異，所以鄉村級水管員的權重較小。

表3 甘肅省農村飲水工程運行管理評價指標權重Tab.3 Evaluation index weight of rural drinking water project operation and management in Gansu Province

3.2 甘肅省農村飲水安全工程運行管理評價結果

圖2 為甘肅省縣（市、區）農村飲水安全工程運行管理評價等級的空間分布圖，可以看出，西部地區各縣（市、區）評價等級均在良好以上，中部和東南部各縣（市、區）評價等級大多為良好以上，但也有個別縣（市、區）評價等級為一般，整體上西部各縣（市、區）略好于中東部各縣（市、區）。評價結果顯示，87個縣（市、區）中有16個縣（市、區）的評價等級為優秀，優秀縣（市、區）占全省的18%；64 個縣（市、區）評價等級為良好，占全省的74%，7 個縣（市、區）為一般，分別是隴南市宕昌縣、平涼市崆峒區、天水市秦州區、武山縣、蘭州市西固區、永登縣、慶陽市正寧縣，一般等級的縣（市、區）占全省的8%（圖2）。圖3 為甘肅省市域飲水安全工程運行管理評價等級的空間分布圖。全省各市州運行管理評價值平均為3.20，甘肅西部的張掖市和武威市運行管理評價值在3.5以上，評價等級為優秀，其他市州的評價值均在2.9～3.5，評價等級為良好。經過逐漸完善體制機制，健全責任體系，夯實運行管理，全省工程運行管理水平表現基本良好，總體滿足現行農村飲水安全工程運行管理的要求。對甘肅省14 個市州的農村飲水安全運行管理評價值進行排序，武威市＞張掖市＞酒泉市＞嘉峪關市＞天水市＞白銀市＞定西市＞慶陽市＞甘南州＞金昌市＞平涼市＞蘭州市＞臨夏州＞隴南市。

圖2 甘肅省縣（市、區）飲水安全工程運行管理評價等級的空間分布Fig.2 Spatial distribution of evaluation grade of operation and management of drinking water safety project in counties(cities,districts)of Gansu Province

圖3 甘肅省市域飲水安全工程運行管理評價等級的空間分布Fig.3 Spatial distribution of evaluation grades of drinking water safety project operation and management in Gansu Province

4 討論

4.1 農村飲水安全工程運行管理評價等級差異的歸因分析

將評價為“一般”的7 個縣（市、區）各個指標評價值與評價為“良好”和“優秀”縣（市、區）的各個指標評價值進行對比，據此找出影響7個縣（市、區）評價等級的關鍵評價指標（圖4）。由圖4可知，“一般”等級與“良好”等級的差異主要體現在政策體系、健全機制與執行力、維修養護、鄉村級管理員和供水水質5個指標中。分別對涉及以上5個指標的調查問卷結果進行對比發現：在政策體系方面，主要是運行管理辦法、制度不夠完善，針對性不強；在健全機制與執行力方面，管理單位對用水矛盾不能及時高效解決；在維修養護方面，群眾對供水設施的維護意識不強，對工程維護的時效性不高；在鄉村級管理員方面，培訓及能力建設不足，水管員作用發揮不充分；在供水水質方面，專業水質檢測技術力量薄弱。今后需要在上述方面進一步加強?！耙话恪钡燃壟c“優秀”等級的差異主要體現在政策體系、健全機制與執行力、鄉村級管理員、水費征收率和維修養護5個方面。相比較“良好”與“一般”等級差值和“優秀”與“一般”等級差值而言，政策體系、健全機制與執行力、鄉村級管理員、維修養護是共同影響“一般”等級評價值的指標。綜合本研究結果以及前人在不同省份關于農村飲水安全工程建設效果評價的研究，均認為后期應該從水質監測、工程建后管理、資金到位、信息化建設等方面來加強和完善農村飲水工程［20,24-27］。在關于黃河流域農村飲水安全問題的研究中，認為應該從加強飲水安全設施建設和工程管理、強化水源地保護與監測、優先保障飲用水水量和水質等方面來全面維護流域內農村飲水安全［28］。此外，有學者針對農村飲水安全工程運行管理模式進行了探討，認為供水協會管理模式在加強行業管理，促進飲水安全工程運行機制靈活有效，保障基本用水安全方面有較大優勢，可以通過此種管理模式解決農村飲水安全存在的部分問題［29］。

圖4 農村飲水安全運行管理評價等級差異的歸因分析Fig.4 Attribution analysis of differences in evaluation grades of rural drinking water safety operation and management

4.2 甘肅省農村飲水安全工程建設模式探討

甘肅省集中供水工程建設效果顯著，總體來說，甘肅省南部和東部地區集中供水工程數量較多，中部和河西地區集中供水工程數量少，原因在于河西和中部地區人口較少，且地形平坦，可實現集中連片供水（圖5）。集中供水率是指集中供水工程的供水人數與該區總人數的比值，集中供水率越高，說明該區飲水安全工程運行狀況越好，自來水入戶率是反映集中供水情況的重要指標。目前，受到地形、距離等因素的影響，華池縣、環縣、慶城縣、禮縣、榆中縣、舟曲縣、會寧縣、鎮原縣、西峰區、岷縣、靖遠縣、迭部縣、寧縣和合水縣的自來水入戶率在90%以下。河西地區是甘肅省自來水入戶率最高的地區，特別是酒泉市和張掖市，除酒泉市肅北蒙古族自治縣和張掖肅南裕固族自治縣外，兩市其他縣（市、區）的自來水入戶率均為100%（圖5）。近年來，通過實施脫貧攻堅農村飲水安全鞏固提升、沖刺清零和后續行動，全省大部分縣（市、區）均實現了集中供水。

圖5 甘肅省集中供水工程、集中供水率和自來水入戶率的空間分布Fig.5 The spatial distribution of centralized water supply projects,centralized water supply rate and tap water entry rate in Gansu Province

甘肅省分散供水工程主要分布在甘肅省中東部，如慶陽市環縣、華池縣、慶城縣、鎮原縣；天水市麥積區、隴南市禮縣、定西市岷縣、白銀市會寧縣，上述縣（市、區）的分散供水工程數量基本在10000處以上。主要原因是甘肅省中東部位于山區，建設集中供水工程投資大、效果差，而分散供水工程可以有效的結合當地實際，靈活機動的設置集中供水點、水窖等分散供水方式。本研究結果顯示山區的飲水安全工程運行管理效果較平原區差，與已有研究對比發現同樣的結論，山區的飲水不安全風險相對較高，而平原區飲水安全狀況相對較好［30-31］。分析了甘肅省分散供水工程的主要形式，發現甘肅省主要的分散供水形式是水窖和小電井。水窖主要分布在慶陽環縣和白銀市會寧縣，目前水窖數量在20000 處以上。小電井分布范圍較廣，全省49%的縣（市、區）均有小電井供水方式，其中鎮原縣、禮縣、華池縣、慶城縣的小電井數量在10000 處以上，岷縣、麥積區等18 個縣（市、區）的小電井數量在1000 處以上（圖6），相對應的，這些縣（市、區）的自來水入戶率與全省平均水平比相對較低。

圖6 甘肅省分散供水工程的主要形式Fig.6 Main forms of decentralized water supply project in Gansu Province

水窖是山區主要的飲用水儲存形式，但是由于集雨區和水窖周圍的環境差、雨水攜帶地面雜物進入水窖，易造成窖水污染。為了改善農村窖水的水質，提高農村居民的環境衛生意識，為農民提供安全有保障的飲用水，有關部門向農村居民提供了水窖水凈化設備。由圖7 可知，目前水窖水凈化設備主要在慶陽市環縣、華池縣、慶城縣大面積使用，蘭州市榆中縣、白銀市會寧縣和靖遠縣、隴南市禮縣和武都區均有較大比例的凈化設備在使用，據實地考察發現，水質凈化設備在農村居民中非常受歡迎，普遍認為使用了凈化設備后水垢和雜質有一定程度的減少。

圖7 甘肅省水窖水凈化設備使用現狀Fig.7 Current situation of water purification equipment in water cellar in Gansu Province

總體上，甘肅省實施了集中供水工程和分散工程，對于建設條件適合的縣（市、區），特別是在甘肅省河西地區和中部地區，積極開展以大并小，小小聯合等方式建設大型集中供水工程，目前該區域在自來水入戶率，集中供水率方面位居全省前列。對于受到地形、水源等因素影響的區域，因地制宜，采取分散供水的形式，尤其以小電井和水窖為主，并且為此類區域的居民提供水質凈化設備，提高飲用水的安全性，代表性縣（市、區）有慶陽市環縣和白銀市會寧縣，形成了具有甘肅省特色的飲水安全模式。

5 結論

通過熵權法對甘肅省農村飲水安全工程運行管理評價指標進行賦權，并利用模糊數學法計算各個指標對評價等級的隸屬度矩陣，經過權重與隸屬度的矩陣運算，得出評價結果。經過對全省縣（市、區）、市州的評價值計算和分析，得出如下結論：

（1）甘肅省農村飲水安全運行管理狀況良好，總體上滿足農村飲水安全工程運行管理的要求，但是省內地區差異較大。在縣（市、區）層面，運行管理狀況為優秀的縣（市、區）占全省的18%，且多分布在西部地區，等級為“一般”的區域占8%，多分布在中東部，等級為“良好”的縣（市、區）占74%。在市州層面，全省僅有張掖市和武威市的工程運行管理等級為“優秀”，其他市州的評價等級均為良好，總體上看，西部地區的評價值略高于中東部地區。說明甘肅省總體上已經形成了具有本省特色的飲水安全模式。

（2）主要存在的問題，在政策體系方面，運行管理辦法、制度不夠完善，針對性不強；在健全機制與執行力方面，管理單位對出現用水矛盾不能及時高效解決；在維修養護方面，群眾對供水設施的維護意識不強，對工程維護的時效性不高；在鄉村級管理員方面，培訓及能力建設不足，水管員作用發揮不充分；在供水水質方面，專業水質檢測技術力量薄弱。今后需要在上述方面進一步加強。

（3）未來甘肅省的這種飲水安全工程建設模式可以在其他區域進行應用，特別是在山地丘陵區域，結合當地地形地貌、人口、經濟發展水平等因素，因地制宜的發展規模不一的分散性供水工程，提高水質監測頻率，普及水質凈化設備，提高飲用水質量。在平原地區，為了便于管理，發展集中連片的大型集中供水工程，并設置備用水源地，提高供水保證率。