胡云香， 馬占武*， 韓靜云， 傅 博， 馬 玲， 田幼萌

(1.北方民族大學土木工程學院， 銀川 750021； 2.中國科學技術出版社有限公司， 北京 100054)

農村基礎設施建設是推進鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、實現(xiàn)美麗鄉(xiāng)村建設的具體舉措。自2008年以來，在國家政策的重點扶持下，寧夏農村基礎設施建設進展迅速，截至2018年年底全區(qū)基本實現(xiàn)了水、電、路、氣、房、優(yōu)美環(huán)境“六到農家”，大部分地區(qū)的公共服務水平顯著提高，村民生活環(huán)境得到極大改善。但是隨著《農村人居環(huán)境整治三年行動方案》的不斷推進與落實，寧夏農村基礎設施建設中存在的問題不斷凸顯，尤其是對農村人居環(huán)境影響比較顯著的生活污水處理、垃圾處理、糞便處理(廁所)等設施的建設問題最為明顯。寧夏地處西部地區(qū)，自身發(fā)展基礎比較薄弱，在農村基礎設施建設的過程中借鑒東部發(fā)達省份的經驗較多，但是由于缺乏詳細規(guī)劃，在借鑒的過程中對技術的選擇和使用論證不足，完全照搬東部地區(qū)模式，沒有因地制宜、因村制宜，影響了寧夏農村基礎設施建設的質量及人居環(huán)境整治的效果。

造成部分技術在寧夏地區(qū)應用 “水土不服”的主要原因在于：一是技術本身存在缺陷。技術在研發(fā)及推廣的過程中沒有考慮使用者的區(qū)域差異，沒有考慮到在西部干旱寒冷地區(qū)的應用條件，導致這些技術引進寧夏地區(qū)后使用效果不佳；二是技術引進缺乏客觀論證，沒有進行適用性分析。引進的技術不符合當?shù)卮迩f的實際情況，沒有尊重當?shù)卮迕竦囊庠负蜕盍晳T，導致大量設備設施利用率低。目前，寧夏地區(qū)的建設規(guī)劃只到鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級，村一級的建設規(guī)劃和產業(yè)規(guī)劃普遍缺失，因此村級單位如何在鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃的基礎上因村制宜，選擇符合村莊實際情況的基礎設施建設適用技術，是困擾寧夏農村基層建設工作者的主要問題。

圖1 寧夏農村基礎設施建設適用技術評價指標體系Fig.1 The evaluation indicator system of appropriate technology of rural infrastructure construction in Ningxia

中外學者針對具體農村基礎設施建設技術的適用性進行了分析，包括農村生活垃圾處理技術[1]、污水處理技術[2-3]、道路養(yǎng)護技術[4]和住宅節(jié)能技術[5-6]等。前人研究主要從技術層面進行適用性分析，評價指標及方法較為復雜，且需要依靠專業(yè)設備進行大量數(shù)據的采集及處理，不適合在農村基層評價中應用，并且這些研究只針對某一項具體基礎設施，不具有普適性，難以在寧夏農村地區(qū)進行推廣應用。為此，對寧夏農村基礎設施建設適用技術評價進行研究，旨在幫助村級單位在建設初期采用科學簡便的方法進行技術的初步篩選，以此作為在鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃下編制村莊建設規(guī)劃、申請建設資金的依據，并且根據評價的結果，發(fā)現(xiàn)技術在應用的過程中可能出現(xiàn)的問題，針對問題及時改進，提高寧夏農村基礎設施建設的質量及水平。

1 寧夏農村基礎設施建設適用技術評價模型

1.1 評價指標的選取

影響技術適用性的因素很多，區(qū)域的經濟發(fā)展水平、地理位置、氣候環(huán)境、人文環(huán)境、產業(yè)發(fā)展、人口分布、使用者的思想觀念和生活習慣等都會影響技術的適用性[7-9]。主要從兩個方面考慮影響寧夏農村基礎設施建設技術適用性的因素，一是寧夏當?shù)氐沫h(huán)境能否保證技術的順利實施；二是技術實施后能否在當?shù)剡_到預期的效果。因此，評價指標既要能體現(xiàn)實現(xiàn)技術所滿足的基本條件，還要能夠反映技術在當?shù)貙嵤┖蟮念A期效果[10-11]。對寧夏區(qū)內94個村莊、浙江安吉縣6個村莊進行實地調研的基礎上，通過查閱大量文獻、咨詢區(qū)內外相關領域的專家，從經濟、社會、環(huán)境、技術四個維度，選取了21個具有代表性、可操作性的指標，建立寧夏農村基礎設施建設適用技術評價指標體系[12-17]。具體評價指標的選取如下。

經濟適用性的指標主要包括實現(xiàn)技術所需要的資金、成本和預期的經濟效益，采用資金來源保障度C11、單位規(guī)模投資C12、單位使用成本C13和人均年收入增加率C14體現(xiàn)；社會適用性指標包括當?shù)厣鐣夹g的接受程度以及技術實施后對社會的預期影響，采用村民受教育程度C21、村民的改造意愿C22、社會風險水平C23、剩余勞動力解決率C24、農民科技素質提高率C25體現(xiàn)；環(huán)境適用性指標包括當?shù)丨h(huán)境能否保證技術的順利實施以及技術實施后對當?shù)刈匀画h(huán)境產生的影響，包括溫度、濕度適宜度C31、地形地貌適宜度C32、生物多樣性保持率C33、空氣質量改善度C34、地表水水質改善度C35、污染物排放降低率C36；技術適用性采用技術成熟度C41、質量達標率C42、操作便利度C43、配套完備性C44、管網銜接度C45、管理制度健全度C46體現(xiàn)，完整指標體系如圖1所示。

1.2 指標權重的確定

指標的權重直接影響評價結果的合理性，為了規(guī)避在調查中出現(xiàn)的指標權重量化標準不統(tǒng)一的問題，選取結構熵權法來確定評價指標的權重。結構熵權法讓專家對指標的重要性進行“典型排序”，并用熵理論對排序結構的不確定性進行分析，計算熵值并進行“盲度分析”，最后對數(shù)據進行統(tǒng)一處理得到各指標的權重[18]。具體步驟如下：

(1)由專家意見可以得到k個專家對n個指標的排序矩陣記為

A=(aij)k×n，i=1,2,…,k；j=1,2,…,n

(1)

式(1)中：aij表示第i個專家對第j個指標的評價值，可以是{1,2,…,n}中的任意一個數(shù)，對應于“第1選擇，第2選擇，…，第n選擇”。

(2)排序結果定量轉化，通過計算排序結果的熵值，構造轉化的隸屬函數(shù)為

χ(I)=-lpn(I)lnpn(I)

(2)

式(2)中：χ(I)為定性排序結果I的熵函數(shù)，I=aij=1,2,…,j+1,對應“第1選擇，第2選擇，…，第j+1選擇”，j為實際最大排序數(shù)。

令

其中m為轉化參數(shù)量，m=j+2，代入式(2)化簡為

(3)

(4)

將I=aij代入式(4)中可得bij=μ(aij)，為I的隸屬度，矩陣B=[bij]k×n為隸屬度矩陣。

(3)盲度分析。假設k個專家對指標mj的平均認識度為bj，則

bj=(b1j+b2j+…+bkj)k-1

(5)

專家對指標mj由認知產生的不確定性，稱為“認知盲度”，記為Qj：

Qj=|{[max(b1j,b2j,…,bkj)-bj]+

[min(b1j,b2j,…,bkj)-bj]}/2|

(6)

顯然，Qj≥0。假設k個專家對于mj的總體認識度為xj，則：

xj=bj(1-Qj),xj>0

(7)

由xj可以得到k個專家對指標mj的評價向量為X=(x1,x2,…,xn)。

(4)歸一化處理，令

(8)

根據結構熵權法的基本原理，結合寧夏農村地區(qū)實際情況，邀請30位寧夏區(qū)內對農村基礎設施建設情況非常了解的專家對適用技術評價指標進行典型排序，根據典型排序的結果對數(shù)據進行分析處理，最終得到各指標的權重，如表1所示。

1.3 評價模型的建立

物元可拓評價方法計算簡單、結果嚴密，適合在農村基層評價決策中應用，因此采用物元可拓評價方法建立寧夏農村基礎設施建設適用技術評價模型，具體步驟如下[19]。

1.3.1 構造可拓物元矩陣

要評價寧夏農村基礎設施建設適用技術，首先應該分析影響寧夏農村基礎設施建設技術適用性的因素，根據建立的評價指標體系，建立寧夏農村基礎設施建設適用技術評價的物元模型為

(9)

式(9)中：P為寧夏農村基礎設施建設適用技術；ci(i=1,2,…,n)為影響技術適用性的各種因素，即確定的各評價指標；xi為適用技術P關于ci所確定的量值范圍，i=1,2,…,n。

1.3.2 確定經典域與節(jié)域

結合寧夏農村基礎設施建設適用技術的特點，本評價模型將寧夏農村基礎設施建設適用技術評價的一級指標等級分為適用、較為適用、較難適用和不適用4個等級。其中適用等級表示該技術應用于該地區(qū)的所有條件均已滿足，能夠最大限度地發(fā)揮技術的優(yōu)勢，預期應用效果良好；較為適用等級表示該技術應用于該地區(qū)還有部分條件不滿足，需要針對不適用的地方進行改進，改進后能夠達到預期應用效果；較難適用等級表示該技術應用于該地區(qū)需要克服的困難較多，需要改進的地方很多，并且應用的效果很難保證；不適用等級表示該技術跟本不適用于在該地區(qū)推廣，即使采用很多改進措施也無法讓該技術在該地區(qū)順利實施，或者改進的代價與技術推廣的代價相比花費巨大，得不償失。這4個等級對應的量化評價準則為適用(1～0.75)、較為適用(0.75～0.50)、較難適用(0.50～0.25)和不適用(0.25～0)。

1.3.3 定性指標的定量轉化

在寧夏農村基礎設施建設適用技術評價指標中既有定性指標又有定量指標，定性指標通過專家打分獲得，將專家打分的定性指標分為“優(yōu)、良、中、差”4個等級，對應分值分別為1～0.75、0.75～0.50、0.50～0.25和0.25～0。

1.3.4 定量指標的歸一化處理

為了統(tǒng)一不同量綱的指標，對定量指標采取如式(10)所示的無量綱化處理：

(10)

1.3.5 構造關聯(lián)函數(shù)

在運用可拓評價時，需要構造關聯(lián)函數(shù)來評價事物關于某一量值的符合程度，即關聯(lián)度。在物元分析中，將一個點x0到區(qū)間x=[a,b]的距離定義為

(11)

以式(11)為基礎構造寧夏農村基礎設施建設適用技術評價的關聯(lián)函數(shù)，如式(12)所示：

(12)

式(12)中：j=1,2,3,4為適用技術的4個評價等級，i=1,2,…，21為適用技術的評價指標數(shù)；xi為評價物元對于第i個評價指標的值；xji為評價指標i的第j類經典域〈aji,bji〉；xpi為節(jié)域，取(0，1)；|xij|=|aji-bji|為經典域的距離。

1.3.6 綜合評價

確定關聯(lián)函數(shù)后，用式(13)計算各待評價物元對各評價等級的關聯(lián)度

(13)

式(13)中：Kj(p)為待評價物元P對于評價等級j的關聯(lián)度；wi為評價指標i的權重；kj(xi)為評價指標i對于評價等級j的關聯(lián)函數(shù)值。通過式(13)計算出來的關聯(lián)度中，如果Kj=maxKj(P)，則認為待評物元屬于第j級，以此來確定寧夏農村基礎設施建設適用技術。

2 案例分析

目前在寧夏農村生活污水處理設施建設中采用的技術主要為分散式和集中式兩大類[20-22]，分散式技術中以地埋一體化污水處理技術在寧夏地區(qū)的應用最為廣泛。以寧夏吳忠市利通區(qū)某村污水處理技術選擇為例，采用上述適用技術評價模型對該村采用分散式地埋一體化污水處理技術的適用性進行評價，邀請10位對該村情況較為熟悉的專家進行打分，根據專家打分的結果得到各評價指標對評價等級的關聯(lián)函數(shù)值如表1、表2所示。

由表2可知，該村采用分散式地埋一體化污水處理技術的適用性對于經典域R3(較難適用)的關聯(lián)度最大，表明分散式地埋一體化污水處理技術較難適用于在該村推廣。一級指標中經濟適用性和技術適用性對應的級別均為較難適用，表明造成該技術推廣困難的主要原因是經濟和技術層面的適用性不佳。評價結果與該村實際情況一致，該村距離城鎮(zhèn)管網較近，采用分散式污水處理技術的投資成本和使用成本均較高，并且處理的效果不佳，異味問題始終沒有得到徹底解決。因此該村不太適合應用分散式污水處理技術，可以考慮采用集中管網式污水處理技術，并對技術的適用性進行進一步論證。

表1 各二級評價指標對評價等級的關聯(lián)函數(shù)值

3 結論

在對寧夏農村地區(qū)進行大量實地調研的基礎上，針對寧夏農村基礎設施建設中存在的技術應用“水土不服”問題，研究適合村級單位進行建設技術初選的適用技術評價方法。

得出以下主要結論。

(1)基于農村基層建設者的角度，通過文獻查閱、實地調研和專家函詢等方式選取21個指標構建寧夏農村基礎設施建設適用技術評價指標體系，采用結構熵權-物元可拓分析建立寧夏農村基礎設施建設適用技術評價模型。

(2)以寧夏吳忠市利通區(qū)某村污水處理技術選擇為例進行案例分析，評價該村采用分散式地埋一體化污水處理技術的適用性。結果表明在當?shù)貜V泛推廣的分散式地埋一體化污水處理技術很難適用于該村，評價結果與該村實際情況吻合，表明評價方法及評價模型真實可靠，可以為寧夏農村基礎設施建設技術選擇提供科學依據，有效避免盲目建設。同時證明了在寧夏農村地區(qū)，因地制宜、因村制宜，進行基礎設施建設適用技術評價的必要性。

(3)研究結果為寧夏村級單位建設技術選擇提供了簡單合理、切實可行的評價方法，為村級單位的決策提供了客觀依據，為村莊建設規(guī)劃的編制提供基本方法和參考意見，解決了制約寧夏農村建設工作推進的實際問題，有利于提高寧夏農村基礎設施建設的質量和水平，具有良好的推廣和應用價值。