山東省農(nóng)村規(guī)?；踩嬎芯?/h1>
2014-02-28 06:47:18金麗鄭強(qiáng)薛雁畢華軍
山東水利 2014年10期
金麗，鄭強(qiáng)，薛雁，畢華軍
（山東省水利科學(xué)研究院，山東濟(jì)南 250014）
山東省農(nóng)村規(guī)模化安全飲水研究
金麗，鄭強(qiáng)，薛雁，畢華軍
（山東省水利科學(xué)研究院，山東濟(jì)南 250014）
在分析山東省農(nóng)村供水現(xiàn)狀和影響農(nóng)村飲水不安全因素的基礎(chǔ)上，對(duì)供水水質(zhì)，供水安全及其預(yù)警以及供水水價(jià)進(jìn)行評(píng)價(jià)，闡述了農(nóng)村飲水水質(zhì)的污染狀況、供水的安全水平以及主要的不安全因素與水價(jià)的不合理程度，并提出合理的治理措施。
山東?。晦r(nóng)村飲水；不安全因素；治理措施
山東省屬溫帶季風(fēng)氣候，年平均降水量在550～950 mm，降水量由沿海向內(nèi)陸逐漸減少，而且降水帶有季風(fēng)性，全年降水的2/3左右集中在夏季。由于山東降水的時(shí)空分布不均勻，加之山東省是經(jīng)濟(jì)大省，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，需水量不斷加大，導(dǎo)致全省水資源短缺。又由于農(nóng)村地區(qū)技術(shù)、管理、法律法規(guī)及經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助相對(duì)較弱，導(dǎo)致了農(nóng)村地區(qū)水質(zhì)較差，供水基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)較為落后，進(jìn)而使供水保證率偏低；加之村民的節(jié)水意識(shí)薄弱，水資源的有效利用率較低，導(dǎo)致農(nóng)村飲水安全的保障性過(guò)低。本文主要針對(duì)山東農(nóng)村地區(qū)飲水安全評(píng)價(jià)、識(shí)別以及水源地保護(hù)和水環(huán)境整治措施等進(jìn)行研究。
1 農(nóng)村飲水存在的不安全因素分析
1.1 農(nóng)村供水工程落后
山東省農(nóng)村供水工程的前期規(guī)劃投入較小，而且農(nóng)村供水工程的建設(shè)主要受農(nóng)村居住條件比較分散的影響，農(nóng)村供水工程建設(shè)規(guī)模較小且分散建設(shè)，多為單村工程，據(jù)調(diào)查顯示，單村工程數(shù)量所占農(nóng)村供水工程的比例達(dá)76.3%。單村工程具有標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差、管理不完善、服務(wù)水平低等缺點(diǎn)，這導(dǎo)致農(nóng)村飲水工程的水量和水質(zhì)得不到保證；另外，單村工程中村與村，鎮(zhèn)與鎮(zhèn)之間沒(méi)有統(tǒng)一的水價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和管理模式，往往出現(xiàn)收費(fèi)高等現(xiàn)象，導(dǎo)致收費(fèi)困難，進(jìn)而工程難以維持，造成惡性循環(huán)。
1.2 農(nóng)村供水水質(zhì)差
由于農(nóng)村地區(qū)技術(shù)管理水平差，農(nóng)村飲用水的處理及水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)水平相應(yīng)落后，這導(dǎo)致了農(nóng)村飲用水的水質(zhì)得不到保障。對(duì)山東省典型村的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，水源地水質(zhì)超標(biāo)率達(dá)52%，超標(biāo)指標(biāo)主要為NO3-N、NH3-N、總硬度以及大腸桿菌等。
1.3 水源地保護(hù)力度差
水源地是農(nóng)村飲用水的直接來(lái)源，水源地保護(hù)的好壞直接影響到農(nóng)村飲水安全。對(duì)山東典型村水源地污染源及污染排放狀況進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果顯示，水源地內(nèi)耕地所占比例較大，占56.2%，對(duì)淺層地下水水源地的影響較大，易造成面源污染。污水排放量較大，主要為生活污水排放。以青島為例，年污水排放量約為14 269.2萬(wàn)t，而且污水處理率低甚至不處理。
此外，研究還發(fā)現(xiàn)農(nóng)村飲用水的費(fèi)用較高，供水工程的管理不足，相應(yīng)的法律法規(guī)不完善，村民的節(jié)水意識(shí)薄弱等不安全因素，這都將會(huì)使農(nóng)村飲水處于不安全狀態(tài)，進(jìn)而給農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和村民的生命、健康帶來(lái)不利影響。
2 農(nóng)村飲水安全評(píng)價(jià)技術(shù)方法
本次研究評(píng)價(jià)主要包括：農(nóng)村水源地的水質(zhì)評(píng)價(jià)，農(nóng)村供水安全評(píng)價(jià)，農(nóng)村供水安全預(yù)警評(píng)價(jià)以及農(nóng)村飲水安全工程水價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。
2.1 水質(zhì)評(píng)價(jià)
對(duì)水源地的水質(zhì)進(jìn)行科學(xué)、合理的評(píng)價(jià)，能夠定量了解和掌握水源地的水體污染狀況，能夠?yàn)樗吹氐谋Ｗo(hù)以及水資源的規(guī)劃管理提供依據(jù)。通過(guò)對(duì)不同的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行對(duì)比，提出了綜合污染指數(shù)法和單因子評(píng)價(jià)法相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法。采用此法不僅能直觀地判斷出水體中的主要污染因子，避免了單獨(dú)采用綜合污染指數(shù)法不能明確水體主要污染物的缺陷，還能合理地展現(xiàn)出水體的情況。
2.2 供水安全評(píng)價(jià)
水安全影響著人類的身體健康，近年來(lái)，人們對(duì)水安全問(wèn)題越來(lái)越關(guān)注，供水安全評(píng)價(jià)是研究水安全問(wèn)題的基礎(chǔ)，也是非常重要的環(huán)節(jié)。以山東省農(nóng)村飲水安全狀況為目標(biāo)層，以影響水安全的主要因素為準(zhǔn)則層，以不安全指標(biāo)為指標(biāo)層建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，用熵權(quán)法和模糊評(píng)價(jià)法來(lái)確定指標(biāo)的權(quán)重，然后，根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，用模糊評(píng)價(jià)方法對(duì)供水安全進(jìn)行評(píng)價(jià)。
利用建立的供水安全評(píng)價(jià)模型對(duì)供水進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠明確判斷出供水的安全與否，能夠?qū)⒊晒譃榘踩?、基本安全和不安全三個(gè)等級(jí)。
2.3 供水安全預(yù)警評(píng)價(jià)
供水安全預(yù)警評(píng)價(jià)模型的建立：對(duì)農(nóng)村地區(qū)的供水現(xiàn)狀進(jìn)行分析，得出不安全因素，進(jìn)而建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用專家打分的方法對(duì)指標(biāo)體系進(jìn)行量化處理，利用投影尋蹤的方法對(duì)指標(biāo)賦予權(quán)重，然后利用模糊綜合評(píng)價(jià)模型，結(jié)合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)供水安全預(yù)警進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到評(píng)價(jià)等級(jí)和主要的影響因素。
供水安全預(yù)警評(píng)價(jià)的目的是根據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果提前對(duì)不安全因素進(jìn)行防范治理，從而降低供水災(zāi)害發(fā)生的可能性，保障農(nóng)村飲水安全。這對(duì)于農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)村的水生態(tài)建設(shè)都具有一定的推動(dòng)作用。
2.4 村民飲水水價(jià)承受能力評(píng)價(jià)
研究表明，合理的水價(jià)模式是保障供水工程在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下可持續(xù)運(yùn)營(yíng)，發(fā)揮預(yù)期效益，更好地長(zhǎng)期服務(wù)于廣大農(nóng)民群眾的關(guān)鍵。而研究村民對(duì)水價(jià)的承受能力有利于確定合理的水價(jià)模式。本次研究采用ELES模型對(duì)農(nóng)村飲水水價(jià)承受能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。
對(duì)農(nóng)村飲水水價(jià)承受能力進(jìn)行評(píng)價(jià)是為了能夠更科學(xué)、合理地制定水價(jià)。由于農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后，村民對(duì)水價(jià)的承受能力較低，水價(jià)過(guò)高，會(huì)超過(guò)村民的承受能力，容易造成水費(fèi)難以收繳等問(wèn)題的出現(xiàn)，不利于供水工程的正常運(yùn)行。
3 治理技術(shù)措施
針對(duì)山東省農(nóng)村地區(qū)飲用水存在的問(wèn)題提出如下治理措施。
3.1 優(yōu)化模型
1）區(qū)域供水工程適宜規(guī)模優(yōu)化模型。以水廠建設(shè)費(fèi)用、水廠至供水分區(qū)的輸水管道管網(wǎng)建設(shè)費(fèi)用、單位輸水成本總和最小為目標(biāo)建立目標(biāo)函數(shù)如下：
式中，決策變量Yia表示若水廠i被選中且選擇a（k∈ai）規(guī)模，則Yia=1，否則Yia=0；Uij表示若水廠i為分區(qū)j供水，則Uij=1，否則Uij=0；f1表示水廠假設(shè)費(fèi)用；f2表示管道管網(wǎng)的假設(shè)費(fèi)用；f3表示輸水成本。
綜合考慮水量平衡，水廠生產(chǎn)規(guī)模不大于其最大規(guī)模生產(chǎn)能力，各分區(qū)供水量不小于其所需水量，水廠輸水距離不大于規(guī)劃的范圍，區(qū)域內(nèi)各供水分區(qū)只能由一個(gè)水廠供水，各備選水廠只采用一種制水規(guī)模等約束條件，利用GIS與遺傳算法對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)解計(jì)算。利用所建立的模型對(duì)研究區(qū)內(nèi)的供水工程規(guī)模進(jìn)行優(yōu)化，能夠得到各供水水源地適宜的供水量，能夠避免水廠供水量過(guò)多或過(guò)少引起的不良后果。
2）農(nóng)村供水水價(jià)方案多目標(biāo)優(yōu)選模型。階梯式水價(jià)能夠較好地滿足農(nóng)村供水，突出社會(huì)福利及公平，在節(jié)約用水的同時(shí)盡可能減輕用戶負(fù)擔(dān)的要求。但農(nóng)村供水階梯水價(jià)方案中階梯水量及各級(jí)水價(jià)確定是一個(gè)難題。本研究提出階梯水價(jià)方案的選取應(yīng)綜合考慮供水方和受水方的承受能力以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)等，是一個(gè)多目標(biāo)問(wèn)題，所考慮的指標(biāo)在優(yōu)化設(shè)計(jì)中可能處于矛盾的狀態(tài)，需要協(xié)調(diào)選擇，得到最優(yōu)的結(jié)果。本文提出了多目標(biāo)模糊農(nóng)村供水水價(jià)優(yōu)選模型方法，可以有效地解決水價(jià)不同目標(biāo)下的方案優(yōu)選問(wèn)題。
模型可計(jì)算各方案的模糊優(yōu)屬度：
式中，rij為第j個(gè)方案的在第i個(gè)目標(biāo)上的目標(biāo)規(guī)格化值，定量指標(biāo)直接給出，定性指標(biāo)可以采用專家打分法；p=1，2為距離參數(shù)；uj即為水價(jià)方案j對(duì)于“優(yōu)”的相對(duì)隸屬度。uj越大，則方案j越優(yōu)，也即要選擇的水價(jià)方案。
利用多目標(biāo)優(yōu)選模型選能夠獲得合理的水價(jià)，有利于維持工程正常運(yùn)行、減輕消費(fèi)者負(fù)擔(dān)、促進(jìn)節(jié)約用水，減少浪費(fèi)、保障居民基本用水權(quán)利、維護(hù)社會(huì)公平。
3.2 污水處理
綜合考慮農(nóng)村的實(shí)際情況以及發(fā)展趨勢(shì)等因素，選取氧化塘治理技術(shù)和小型低能耗生活污水處理技術(shù)兩種技術(shù)對(duì)農(nóng)村的污水進(jìn)行處理，這兩種處理技術(shù)建設(shè)費(fèi)用低，管理運(yùn)行費(fèi)用小，易操作，而且處理效果相對(duì)較好，比較適合在農(nóng)村使用。
1）氧化塘處理技術(shù)。氧化塘處理技術(shù)的原理是通過(guò)塘中微生物的代謝作用對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，來(lái)去除污染物，凈化水質(zhì)。該技術(shù)具有建設(shè)費(fèi)用低，管理運(yùn)行費(fèi)用小，易操作，而且處理效果相對(duì)較好等優(yōu)點(diǎn)。在農(nóng)村地區(qū)，有許多已存在的池塘、洼地以及一些荒廢的田地，這為氧化塘的假設(shè)提供了有利條件。在上述地方改建氧化塘，不僅能夠?qū)ι钗鬯M(jìn)行處理，還能夠在氧化塘內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)殖，這不僅改善了農(nóng)村地區(qū)的水環(huán)境，還能夠帶動(dòng)農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。此種技術(shù)適合在村落中使用。
2）小型低能耗生活污水處理技術(shù)。該技術(shù)是采用好氧——厭氧耦合污泥減量化廢水處理技術(shù)成果。此種技術(shù)在處理污水中污染物的同時(shí)，能夠?qū)⑹Ｓ嗟奈勰噙M(jìn)行分解。因此，不需要額外建設(shè)工程對(duì)污泥進(jìn)行處理，可以減少工程建設(shè)費(fèi)用，而且還簡(jiǎn)化了處理流程。該技術(shù)適合在農(nóng)村社區(qū)中使用。
4 結(jié)論
經(jīng)以上分析知，農(nóng)村飲水存在供水工程落后，水質(zhì)和水量得不到保證，水源地保護(hù)力度差以及水價(jià)偏高、村民意識(shí)薄弱、法律法規(guī)不完善等不安全因素；對(duì)供水水質(zhì)、供水安全以及供水水價(jià)進(jìn)行評(píng)價(jià)，明確了農(nóng)村飲水水質(zhì)的污染狀況、供水的安全水平以及主要的不安全因素和水價(jià)的不合理程度；在前述工作的基礎(chǔ)上，提出治理措施，包括區(qū)域供水工程適宜規(guī)模優(yōu)化模型，農(nóng)村供水水價(jià)方案多目標(biāo)優(yōu)選模型和氧化塘處理技術(shù)以及小型低能耗生活污水處理設(shè)備等治理措施。
此外，保障農(nóng)村飲水安全還應(yīng)該從完善法律法規(guī)，提高村民的節(jié)水意識(shí)，改善農(nóng)村供水基礎(chǔ)設(shè)施的投資環(huán)境等方面做出努力。
（責(zé)任編輯 趙其芬）
S277.7
B
1009-6159（2014）-10-0005-03
2014-08-25
金麗（1963—），女，高級(jí)工程師
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山東省屬溫帶季風(fēng)氣候，年平均降水量在550～950 mm，降水量由沿海向內(nèi)陸逐漸減少，而且降水帶有季風(fēng)性，全年降水的2/3左右集中在夏季。由于山東降水的時(shí)空分布不均勻，加之山東省是經(jīng)濟(jì)大省，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，需水量不斷加大，導(dǎo)致全省水資源短缺。又由于農(nóng)村地區(qū)技術(shù)、管理、法律法規(guī)及經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助相對(duì)較弱，導(dǎo)致了農(nóng)村地區(qū)水質(zhì)較差，供水基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)較為落后，進(jìn)而使供水保證率偏低；加之村民的節(jié)水意識(shí)薄弱，水資源的有效利用率較低，導(dǎo)致農(nóng)村飲水安全的保障性過(guò)低。本文主要針對(duì)山東農(nóng)村地區(qū)飲水安全評(píng)價(jià)、識(shí)別以及水源地保護(hù)和水環(huán)境整治措施等進(jìn)行研究。
1 農(nóng)村飲水存在的不安全因素分析
1.1 農(nóng)村供水工程落后
山東省農(nóng)村供水工程的前期規(guī)劃投入較小，而且農(nóng)村供水工程的建設(shè)主要受農(nóng)村居住條件比較分散的影響，農(nóng)村供水工程建設(shè)規(guī)模較小且分散建設(shè)，多為單村工程，據(jù)調(diào)查顯示，單村工程數(shù)量所占農(nóng)村供水工程的比例達(dá)76.3%。單村工程具有標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差、管理不完善、服務(wù)水平低等缺點(diǎn)，這導(dǎo)致農(nóng)村飲水工程的水量和水質(zhì)得不到保證；另外，單村工程中村與村，鎮(zhèn)與鎮(zhèn)之間沒(méi)有統(tǒng)一的水價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和管理模式，往往出現(xiàn)收費(fèi)高等現(xiàn)象，導(dǎo)致收費(fèi)困難，進(jìn)而工程難以維持，造成惡性循環(huán)。
1.2 農(nóng)村供水水質(zhì)差
由于農(nóng)村地區(qū)技術(shù)管理水平差，農(nóng)村飲用水的處理及水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)水平相應(yīng)落后，這導(dǎo)致了農(nóng)村飲用水的水質(zhì)得不到保障。對(duì)山東省典型村的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，水源地水質(zhì)超標(biāo)率達(dá)52%，超標(biāo)指標(biāo)主要為NO3-N、NH3-N、總硬度以及大腸桿菌等。
1.3 水源地保護(hù)力度差
水源地是農(nóng)村飲用水的直接來(lái)源，水源地保護(hù)的好壞直接影響到農(nóng)村飲水安全。對(duì)山東典型村水源地污染源及污染排放狀況進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果顯示，水源地內(nèi)耕地所占比例較大，占56.2%，對(duì)淺層地下水水源地的影響較大，易造成面源污染。污水排放量較大，主要為生活污水排放。以青島為例，年污水排放量約為14 269.2萬(wàn)t，而且污水處理率低甚至不處理。
此外，研究還發(fā)現(xiàn)農(nóng)村飲用水的費(fèi)用較高，供水工程的管理不足，相應(yīng)的法律法規(guī)不完善，村民的節(jié)水意識(shí)薄弱等不安全因素，這都將會(huì)使農(nóng)村飲水處于不安全狀態(tài)，進(jìn)而給農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和村民的生命、健康帶來(lái)不利影響。
2 農(nóng)村飲水安全評(píng)價(jià)技術(shù)方法
本次研究評(píng)價(jià)主要包括：農(nóng)村水源地的水質(zhì)評(píng)價(jià)，農(nóng)村供水安全評(píng)價(jià)，農(nóng)村供水安全預(yù)警評(píng)價(jià)以及農(nóng)村飲水安全工程水價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。
2.1 水質(zhì)評(píng)價(jià)
對(duì)水源地的水質(zhì)進(jìn)行科學(xué)、合理的評(píng)價(jià)，能夠定量了解和掌握水源地的水體污染狀況，能夠?yàn)樗吹氐谋Ｗo(hù)以及水資源的規(guī)劃管理提供依據(jù)。通過(guò)對(duì)不同的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行對(duì)比，提出了綜合污染指數(shù)法和單因子評(píng)價(jià)法相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法。采用此法不僅能直觀地判斷出水體中的主要污染因子，避免了單獨(dú)采用綜合污染指數(shù)法不能明確水體主要污染物的缺陷，還能合理地展現(xiàn)出水體的情況。
2.2 供水安全評(píng)價(jià)
水安全影響著人類的身體健康，近年來(lái)，人們對(duì)水安全問(wèn)題越來(lái)越關(guān)注，供水安全評(píng)價(jià)是研究水安全問(wèn)題的基礎(chǔ)，也是非常重要的環(huán)節(jié)。以山東省農(nóng)村飲水安全狀況為目標(biāo)層，以影響水安全的主要因素為準(zhǔn)則層，以不安全指標(biāo)為指標(biāo)層建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，用熵權(quán)法和模糊評(píng)價(jià)法來(lái)確定指標(biāo)的權(quán)重，然后，根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，用模糊評(píng)價(jià)方法對(duì)供水安全進(jìn)行評(píng)價(jià)。
利用建立的供水安全評(píng)價(jià)模型對(duì)供水進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠明確判斷出供水的安全與否，能夠?qū)⒊晒譃榘踩?、基本安全和不安全三個(gè)等級(jí)。
2.3 供水安全預(yù)警評(píng)價(jià)
供水安全預(yù)警評(píng)價(jià)模型的建立：對(duì)農(nóng)村地區(qū)的供水現(xiàn)狀進(jìn)行分析，得出不安全因素，進(jìn)而建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用專家打分的方法對(duì)指標(biāo)體系進(jìn)行量化處理，利用投影尋蹤的方法對(duì)指標(biāo)賦予權(quán)重，然后利用模糊綜合評(píng)價(jià)模型，結(jié)合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)供水安全預(yù)警進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到評(píng)價(jià)等級(jí)和主要的影響因素。
供水安全預(yù)警評(píng)價(jià)的目的是根據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果提前對(duì)不安全因素進(jìn)行防范治理，從而降低供水災(zāi)害發(fā)生的可能性，保障農(nóng)村飲水安全。這對(duì)于農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)村的水生態(tài)建設(shè)都具有一定的推動(dòng)作用。
2.4 村民飲水水價(jià)承受能力評(píng)價(jià)
研究表明，合理的水價(jià)模式是保障供水工程在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下可持續(xù)運(yùn)營(yíng)，發(fā)揮預(yù)期效益，更好地長(zhǎng)期服務(wù)于廣大農(nóng)民群眾的關(guān)鍵。而研究村民對(duì)水價(jià)的承受能力有利于確定合理的水價(jià)模式。本次研究采用ELES模型對(duì)農(nóng)村飲水水價(jià)承受能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。
對(duì)農(nóng)村飲水水價(jià)承受能力進(jìn)行評(píng)價(jià)是為了能夠更科學(xué)、合理地制定水價(jià)。由于農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后，村民對(duì)水價(jià)的承受能力較低，水價(jià)過(guò)高，會(huì)超過(guò)村民的承受能力，容易造成水費(fèi)難以收繳等問(wèn)題的出現(xiàn)，不利于供水工程的正常運(yùn)行。
3 治理技術(shù)措施
針對(duì)山東省農(nóng)村地區(qū)飲用水存在的問(wèn)題提出如下治理措施。
3.1 優(yōu)化模型
1）區(qū)域供水工程適宜規(guī)模優(yōu)化模型。以水廠建設(shè)費(fèi)用、水廠至供水分區(qū)的輸水管道管網(wǎng)建設(shè)費(fèi)用、單位輸水成本總和最小為目標(biāo)建立目標(biāo)函數(shù)如下：
式中，決策變量Yia表示若水廠i被選中且選擇a（k∈ai）規(guī)模，則Yia=1，否則Yia=0；Uij表示若水廠i為分區(qū)j供水，則Uij=1，否則Uij=0；f1表示水廠假設(shè)費(fèi)用；f2表示管道管網(wǎng)的假設(shè)費(fèi)用；f3表示輸水成本。
綜合考慮水量平衡，水廠生產(chǎn)規(guī)模不大于其最大規(guī)模生產(chǎn)能力，各分區(qū)供水量不小于其所需水量，水廠輸水距離不大于規(guī)劃的范圍，區(qū)域內(nèi)各供水分區(qū)只能由一個(gè)水廠供水，各備選水廠只采用一種制水規(guī)模等約束條件，利用GIS與遺傳算法對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)解計(jì)算。利用所建立的模型對(duì)研究區(qū)內(nèi)的供水工程規(guī)模進(jìn)行優(yōu)化，能夠得到各供水水源地適宜的供水量，能夠避免水廠供水量過(guò)多或過(guò)少引起的不良后果。
2）農(nóng)村供水水價(jià)方案多目標(biāo)優(yōu)選模型。階梯式水價(jià)能夠較好地滿足農(nóng)村供水，突出社會(huì)福利及公平，在節(jié)約用水的同時(shí)盡可能減輕用戶負(fù)擔(dān)的要求。但農(nóng)村供水階梯水價(jià)方案中階梯水量及各級(jí)水價(jià)確定是一個(gè)難題。本研究提出階梯水價(jià)方案的選取應(yīng)綜合考慮供水方和受水方的承受能力以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)等，是一個(gè)多目標(biāo)問(wèn)題，所考慮的指標(biāo)在優(yōu)化設(shè)計(jì)中可能處于矛盾的狀態(tài)，需要協(xié)調(diào)選擇，得到最優(yōu)的結(jié)果。本文提出了多目標(biāo)模糊農(nóng)村供水水價(jià)優(yōu)選模型方法，可以有效地解決水價(jià)不同目標(biāo)下的方案優(yōu)選問(wèn)題。
模型可計(jì)算各方案的模糊優(yōu)屬度：
式中，rij為第j個(gè)方案的在第i個(gè)目標(biāo)上的目標(biāo)規(guī)格化值，定量指標(biāo)直接給出，定性指標(biāo)可以采用專家打分法；p=1，2為距離參數(shù)；uj即為水價(jià)方案j對(duì)于“優(yōu)”的相對(duì)隸屬度。uj越大，則方案j越優(yōu)，也即要選擇的水價(jià)方案。
利用多目標(biāo)優(yōu)選模型選能夠獲得合理的水價(jià)，有利于維持工程正常運(yùn)行、減輕消費(fèi)者負(fù)擔(dān)、促進(jìn)節(jié)約用水，減少浪費(fèi)、保障居民基本用水權(quán)利、維護(hù)社會(huì)公平。
3.2 污水處理
綜合考慮農(nóng)村的實(shí)際情況以及發(fā)展趨勢(shì)等因素，選取氧化塘治理技術(shù)和小型低能耗生活污水處理技術(shù)兩種技術(shù)對(duì)農(nóng)村的污水進(jìn)行處理，這兩種處理技術(shù)建設(shè)費(fèi)用低，管理運(yùn)行費(fèi)用小，易操作，而且處理效果相對(duì)較好，比較適合在農(nóng)村使用。
1）氧化塘處理技術(shù)。氧化塘處理技術(shù)的原理是通過(guò)塘中微生物的代謝作用對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，來(lái)去除污染物，凈化水質(zhì)。該技術(shù)具有建設(shè)費(fèi)用低，管理運(yùn)行費(fèi)用小，易操作，而且處理效果相對(duì)較好等優(yōu)點(diǎn)。在農(nóng)村地區(qū)，有許多已存在的池塘、洼地以及一些荒廢的田地，這為氧化塘的假設(shè)提供了有利條件。在上述地方改建氧化塘，不僅能夠?qū)ι钗鬯M(jìn)行處理，還能夠在氧化塘內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)殖，這不僅改善了農(nóng)村地區(qū)的水環(huán)境，還能夠帶動(dòng)農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。此種技術(shù)適合在村落中使用。
2）小型低能耗生活污水處理技術(shù)。該技術(shù)是采用好氧——厭氧耦合污泥減量化廢水處理技術(shù)成果。此種技術(shù)在處理污水中污染物的同時(shí)，能夠?qū)⑹Ｓ嗟奈勰噙M(jìn)行分解。因此，不需要額外建設(shè)工程對(duì)污泥進(jìn)行處理，可以減少工程建設(shè)費(fèi)用，而且還簡(jiǎn)化了處理流程。該技術(shù)適合在農(nóng)村社區(qū)中使用。
4 結(jié)論
經(jīng)以上分析知，農(nóng)村飲水存在供水工程落后，水質(zhì)和水量得不到保證，水源地保護(hù)力度差以及水價(jià)偏高、村民意識(shí)薄弱、法律法規(guī)不完善等不安全因素；對(duì)供水水質(zhì)、供水安全以及供水水價(jià)進(jìn)行評(píng)價(jià)，明確了農(nóng)村飲水水質(zhì)的污染狀況、供水的安全水平以及主要的不安全因素和水價(jià)的不合理程度；在前述工作的基礎(chǔ)上，提出治理措施，包括區(qū)域供水工程適宜規(guī)模優(yōu)化模型，農(nóng)村供水水價(jià)方案多目標(biāo)優(yōu)選模型和氧化塘處理技術(shù)以及小型低能耗生活污水處理設(shè)備等治理措施。
此外，保障農(nóng)村飲水安全還應(yīng)該從完善法律法規(guī)，提高村民的節(jié)水意識(shí)，改善農(nóng)村供水基礎(chǔ)設(shè)施的投資環(huán)境等方面做出努力。
（責(zé)任編輯 趙其芬）
S277.7
B
1009-6159（2014）-10-0005-03
2014-08-25
金麗（1963—），女，高級(jí)工程師
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