多元共治視角下農村水環境治理的影響因素建模研究

關鍵詞：多元共治視角；農村水環境；水環境治理；影響因素

中圖分類號：X321 文獻標志碼：A

前言

農村水環境指的是分布在農村區域范圍內的地表水和地下水的統稱。在城鎮化進程快速推進的大背景下，農村污水和工業廢水的排放在不斷增加，給農村的水環境帶來了嚴重的污染。當前農村水資源的污染日趨嚴重，水質也日益惡化，許多水源中重金屬、氨氮等都有一定程度的超標，這不但導致了農作物的產量下降，也給農村居民的飲水安全帶來了極大的威脅。為了降低農村水環境污染的負面影響，需要對農村水環境進行治理。

農村環境污染治理以提高水質為目標。通過單方或多方合作，共同保護農村環境，建立農村環境治理長效機制。在考慮多元共治模式的情況下，建立農村水環境治理的影響因素模型，以期能夠提高農村水環境及其治理效率。

1農村水環境治理的影響因素模型設計

1.1分析農村水環境治理的多元共治機制

多元共治模式是指社會團體、企業、社會大眾等多種社會組織的聯合治理，具有獨特的優越性。相對于企業和公眾的自覺管理方式，在多元共治中，政府具有管理和監督的功能，可以通過制定相關的法規，對破壞環境的主體進行警示，從而限制企業和社會大眾的行為。多元共治的目的在于使多元主體共同參與，使政府的總體利益最大化。農村水環境治理的目標與多元共治之間具有一致性，因此可以將多元共治模式應用到農村水環境的治理工作中。

在農村水環境治理工作中，通過多元共治模式的應用可以充分發揮政府、社會組織和公眾參與的協調作用，綜合運用法律、法規、政治、經濟等手段，實現農村水環境的綜合治理。

1.5模型影響關系分析結果輸出

通過數值模擬可以得出模型中各個影響因素對水環境治理的影響關系，見圖1。

由此可見初始污染物濃度與水環境治理之間存在負相關關系，而水環境容量、水環境治理成本、政府治理能力和多元主體參與程度影響因素均為正相關因素。最終求解影響關系系數，經過模型分析可以得出多元共治視角下各個因素對農村水環境治理影響的量化輸出結果。

2模型驗證實驗

2.1農村水環境區域概況

此次模型驗證實驗選擇的研究對象為W村的全域水環境，該村中某水庫的區劃圖見圖2。

該村的實際占地面積為284 km²，其中水域面積占全村面積的31%左右，其中水庫3個，河流共14條，河流在農村境內的徑流長度為22公里。選擇的農村水環境雨量豐沛，年平均降水量能夠達到1503mm，年均變動幅度在1100 mm～1800 mm之間，因此實驗選擇的農村水環境不存在干涸現象，滿足研究條件。W村水環境中污染物的主要來源是村民的生活垃圾、農作物化肥以及村內建設的化工廠，直接排入到水環境中的固體廢物產生量約為2140萬噸／年，廢水產生量為3580萬噸／年，因此W村水環境長期處于中度污染狀態，水環境中的主要污染物包括：含有氮、磷、鉀的化肥農藥；含有汞、鉛、鎘的重金屬；石油化工洗滌劑等。

2.2設置水環境污染源與測點

根據W村實際污染物的排放情況，在村民、農田、化工廠等位置上設置污染源，排放的污染類型盡量與實際情況一致。除此之外為了方便水環境質量的檢測以及水質含量的測定，在W村水環境中設置多個測點，見圖3。

針對不同的污染物類型，分別準備污染治理設施運行記錄儀、有機碳水質自動分析儀、氨氮水質自動分析儀等多個監測設備，并將其安裝在圖4表示的測點位置上。在實際的運行過程中，水質監測設備利用內置探頭對相應指標進行測度，并上傳給分析儀設備，顯示水質的量化測定結果。

2.3準備模型輸入變量

為了測試多元共治視角下農村水環境治理的影響因素模型分析結果與實際情況之間的偏差，在水中含有有機污染物COD為95mg/L、無機污染物氨為1.5 mg/L和非金屬氮為1.8 mg/L的情況下，設置多組模型輸入變量，部分輸入變量的準備情況，見表1。

2.4描述模型驗證實驗過程

此次模型驗證實驗主要從兩個方面進行測試，一方面是驗證模型的擬合程度，也就是測試模型輸出結果與實際農村水環境治理效率之間的偏差，另一方面就是將優化設計的農村水環境治理影響因素模型應用到實際的治理工作中，根據模型輸出結果控制影響因素的具體取值，并對比模型應用前后農村水環境質量的變化情況。在開始實驗之前，利用安裝的水質監測設備對各個測點位置上的水質進行測定，記錄各測點位置上的污染物濃度數據。在此基礎上，將初始水質數據以及治理方案輸入到設計的影響因素模型中，分析其影響結果，見圖4。

在W村水環境中執行相應的治理方案，以180天作為治理周期，在治理完成后重復水質監測工作，得出水環境中實際污染物濃度數據，利用公式（8）得出實際的水環境治理效率。

計算得出模型偏差值越小，說明模型輸出結果與實際情況的擬合程度越高，為了保證模型的優化效果，要求輸出偏差不得高于0.5%。參考模型的輸出數據，在多元共治視角下調整水環境治理方案并予以落實，經過180天的治理周期后，監測農村水環境中的各污染物含量，通過與模型應用前治理效果的對比，體現水環境治理效果。

2.5模型驗證實驗結果分析

通過公式（8）的計算得出實際水環境的治理效率，統計模型輸出的所有數據，得出模型擬合程度的量化測試結果，在6組實驗中獲取模型輸出的治理效率分別為：63.9%、71.4%、75.2%、74.7%、78.5%和76.9%；實際水環境治理效率分別為：63.8%、71.4%、75.0%、74.5%、78.4%和77.0%。

將獲取的數據代入到公式（9）中，計算得出優化設計影響因素模型的平均偏差為0.12%，低于0.5%。通過模型的應用與污染物濃度的測定，得出反映模型應用價值的測試結果，見圖5。

從圖5中可以直觀的看出，通過農村水環境治理影響因素模型的應用，農村水環境中的有機污染物和重金屬污染物的濃度明顯下降，下降程度分別為43.5%和57.8%。

3結語

為了改善農村水環境，加快農村生態文明建設，建立多元共治視角下農村水環境治理的影響因素模型。確定農村水環境治理的多元共治機制的參與主體以及運行方式，選擇水環境容量、初始污染物濃度、治理成本、政府治理能力和公眾參與程度作為水環境治理的影響因素。將水環境治理效率作為影響因素模型的輸出參數，通過模擬農村水環境治理過程，確定各個影響因素對水環境治理效率的作用關系，完成多元共治視角下農村水環境治理影響因素模型的構建。通過實驗驗證設計模型的輸出結果與實際結果的偏差值為0.12%，該模型能夠有效的分析出多元共治模式下水環境治理工作的影響因素以及影響關系，根據該模型的輸出結果調整治理方案，對農村水環境的改善起到積極作用。