德州市水资源承载力分析

王红霞，刘现伟，刘 璐

（德州市水利局，山东 德州 253014）

本文以现状75%频率的供水量和可利用水资源总量之比、多年平均降水量、人均占有水量为因素层和准则层，建立水资源承载力评价模型，对德州市水资源现状进行综合分析评价，以期为德州市充分合理开发利用有限的水资源提供一定参考。

1 研究区概况

德州市位于黄河下游，鲁西北部，境内总面积10 356 km2。水资源主要来源为大气降水，水资源量比较贫乏，多年平均降水量为554.8 mm，多年平均水资源总量为11.53亿m3，全市人均占有水资源量244 m3，亩均水资源占有量146 m3，仅为全国人均占有量的14.7%。截至2010年底，德州市总人口为587万人。根据德州市水资源公报的数据显示，近年来水资源开发利用程度较高，其中农业用水是主要用水大户。2006—2010年德州市水资源利用情况见表1。

表1 2006—2010年德州市水资源利用情况

2 建立评价指标体系

研究发现，水资源承载力的影响因素主要包括：水资源总量、研究区水资源开发利用率、水容量、水质、需水总量、当地社会经济条件等。本文遵照对水资源管理的可测性、可靠性及充分性原则，结合德州市水资源开发利用特点，考虑国家水资源供需平衡分析的指标体系，选取了水资源利用率（μ1）、降水量（μ2）、人均占有水量（μ3）3 个评价指标。 根据这 3 个评价指标对水资源承载力的影响程度，借鉴其他水资源评价标准体系，各指标对德州市水资源承载能力影响程度划分等级见表2。

表2 综合评价的分级及其数值

3 建立评价模型

利用模糊线性变换函数和最大隶属原则结合分层模糊评价体系，对照各因素的分级指标(表2)推求评判矩阵R的隶属度函数rij的值，用模糊化处理原理来构建各级间平滑过渡的隶属度函数。并使隶属函数在评价等级之间能平滑过渡，将其进行综合模糊化分层处理设立因素层、准则层和目标层。令V2的隶属度为1，在两侧边缘点的隶属度为0.5，数值按中点向两侧按线性关系递减处理。对于V1和V3两侧的区间，令距临界值越远属两侧区间的隶属度越大，在临界值上且属于两侧等级的隶属度都为0.5。对评价指标u进行单因素评判，确定其对评价等级vj的隶属度rij，由此可以得到评判矩阵模型R。

则综合评价结果为B=AR

式中：A为各指标对综合评价的权重。

水资源承载力综合评分值可用下式计算：

式中：αi为综合评判结果矩阵B的水资源承载力综合评分值，分别取 α1、α2、α3的值为 0.05、0.50和0.95；k通常取1。

4 德州市水资源承载力分析

依据德州市的自然状况、社会经济发展情况和水资源开发利用现状，综合考虑所选取的各评判指标对水资源承载力的影响程度，赋予他们不同的权重值。令水资源利用率、降水量和人均占有水量权重分别为 0.4、0.4 和 0.2，则 A= （0.4，0.4，0.2），计算出单因素的μ1、μ2、μ3相对隶属度后，组成R，将矩阵A、R相乘，得评判结果矩阵B。由式(1)可计算出德州市各评价因素的指标数值见表3。

表3 2006—2010年德州市水资源承载力综合评价表

根据表3的综合评价数值成果，点绘出2006—2010年水资源承载力指数变化如图1示。

图1表明：2006—2010年德州市水资源开发利用已达一定规模，但水资源承载力潜力还是较高的。其中，2006年和2007年水资源承载力综合评价值对V2的隶属度最大，对V1和V2的隶属度相对较小，表明德州市水资源总量在现有开发治理条件下，仍具备一定的潜力；2009年的水资源承载力综合评价值对V2的隶属度最大，对V2、V3的隶属度则相对较小，这也说明本地区水资源开发仍有潜力；2008年和2010年水资源承载力综合评价值对V3的隶属度最大，对V2、V3的隶属度也较大，表明本地区水资源开发仍有一定环境容量。

图1 2006—2010年德州市水资源承载力综合评价图

5 结语

分析可知，德州市水资源承载力综合评价值较高，开发利用已达一定程度，但在现有经济技术水平条件下，仍有一定开发潜力。由于水资源承载力是一个涉及自然、社会等因素的复杂系统，综合分析所依据的可测性、可靠性及充分性原则，仍不能完全反映出水资源的全部情况，所以本文结论有待进一步深入研究。

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