江苏沿海地区水资源承载力研究——以盐城市为例

任　黎,杨金艳,相欣奕

(1.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 江苏 南京　210098;2.河海大学水文水资源学院, 江苏 南京　210098; 3.江苏省水文水资源勘测局苏州分局, 江苏 苏州　215006;4.西南大学地理科学学院, 重庆　400715)

江苏沿海地区水资源承载力研究——以盐城市为例

任黎1,2,杨金艳3,相欣奕4

(1.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 江苏 南京210098;2.河海大学水文水资源学院, 江苏 南京210098; 3.江苏省水文水资源勘测局苏州分局, 江苏 苏州215006;4.西南大学地理科学学院, 重庆400715)

摘要：区域水资源承载力是进行生态环境建设和确定社会经济发展的基础。根据水资源承载能力评价指标体系建立的原则,将盐城市发展分为水资源、社会经济以及生态环境3个子系统,构建了水资源承载力模糊综合评价模型,并应用该模型对盐城市水资源进行综合评价。结果表明:盐城市水资源开发利用已达到相当规模,在现有经济技术条件下,该地区的水资源承载潜力已相对较小,水资源供需矛盾突出。提出提高水资源承载力的对策,为该区域今后水资源开发利用提供依据。

关键词：水资源承载力;模糊综合评价法;指标体系;盐城市

水资源承载力是指在未来的不同时间尺度上和一定生产条件下,在保证正常的物质生活条件下,以维护生态环境良性发展为条件,某一研究区域人口增长与经济发展的最大容量[1]。衡量一个区域的水资源承载力大小对当地综合协调发展和发展规模具有极其重要影响,国际上大多将其纳入可持续发展理论,已引起学术界的高度关注,成为当前水资源科学中的一个重点和热点研究问题[2]。国内众学者也提出了自己关于区域水资源承载力的看法,但至今未形成系统、科学的理论体系[3]。

盐城市是江苏省下辖的地级市,位于江苏省中部,东濒黄海,是江苏沿海城市之一,是江苏省省辖市中面积最大的市,总面积达14 983 km2。全市多年平均水资源总量为47.89亿m3,总体上属于资源性缺水,水资源供需矛盾突出已经成为制约盐城市社会经济发展的“瓶颈”因素。本文以2012年为基准年,2020年为近期规划水平年,2030年为远期规划水平年,采用模糊综合评价模型对盐城市水资源承载能力进行评价。

1指标选取和指标权重

水资源承载力指标体系的建立是水资源承载力评价的一个关键性问题。根据水资源承载能力评价指标体系建立的原则[4],在综合考虑区域“社会经济生态”的发展规模和质量,参照全国水资源供需分析中的指标体系[5-6],将盐城市发展分为水资源、社会经济以及生态环境3个子系统,建立盐城市水资源承载能力评价指标体系。权重既是决策者的主观评价,又是指标物理属性的客观反映,采用广泛应用的层次分析法对各指标赋权。所选取指标及其权重见表1。

表1　盐城市水资源承载能力评价指标体系

按照上述8个评价指标对区域水资源承载能力的影响程度,借鉴国际同类研究的评价标准[7],确定盐城市各评价指标对水资源承载能力影响程度分级标准的等级数值,将评价指标分为3个评价等级:Ⅰ级表示水资源仍有较大的开发潜力,水资源承载能力情况较好;Ⅱ级表示水资源开发利用已有相当规模,仍有一定潜力;Ⅲ级表示水资源承载能力较差,开发利用潜力较小，详见表2。

表2　评价指标分级标准

2盐城市水资源承载能力综合评价

2.1　模糊综合评价方法

由于水资源承载力具有不确定性和模糊性,定性和定量指标掺杂,指标间存在着不确定性和互不协调性,故用模糊综合评价模型能够较好地对水资源承载力进行多因素、多层次的综合评价,全面地反映区域水资源承载力状况。

模糊综合评价模型是以模糊数学[8]为基础,可将一些边界不清、不易定量的评价指标定量化(即确定隶属度),由此经过一个低层次、小系统过渡到高层次、大系统的逐渐综合,实现最终的评价结果。模糊综合评价模型的一般步骤为[9]:

a. 建立评价对象的因素集,U={u1,u2,…,un},共有n个因素(评价指标)。

b. 建立评价对象的备择集,又称为评价集,V={v1,v2,…,vm},共有m个因素(评价等级)。

c. 确定评价指标的权重向量集W=[W1,W2,…,Wn]。

d. 在评价对象的因素集U与评价等级集V之间进行单因素评价,进而建立模糊关系矩阵R:

式中:rij表示第i个评价指标ui对应于第j个等级vj的相对隶属度;

e. 选择合成算子[10],将W与R合成得到B,其基本模型为B=W·R,“·”为模糊合成运算算子。

f. 根据模糊模式识别评判等级，如最大隶属度原则等。

2.2　数据来源

根据2007—2012年《江苏省统计年鉴》和2007—2012年《盐城市水资源公报》的序列统计资料,分别计算和预测未来不同规划水平年盐城市所选指标对应的数据,具体见表3。

表3　盐城市各评价指标对应的数据

2.3　方法应用

运用模糊综合评价模型对原始数据进行分析,计算得出8个指标数据在2012年、2020年和2030年不同保证率下各指标对应各等级的隶属度矩阵R,然后结合上述权重矩阵W,可以计算出盐城市水资源承载能力的评价结果矩阵B。根据B中各bj的值与对应的aj值(Vm分级指标对应的评分值am)即可推求出水资源承载能力的综合评分值,见表4。

表4　盐城市水资源承载能力综合评价结果

评价结果表明:盐城市水资源承载力综合评分值很小,最大只能达到0.528,表明在现有经济技术条件下,水资源承载力开发潜力不大。由于盐城市当地水资源量相对较少,地下水开采量的限制,本地水资源进一步开发利用潜力很小。综合评价结果bj对Ⅱ级的隶属度最大,有的指标对Ⅲ级的隶属度最大。Ⅰ级表示情况较好级别,表示研究区水资源仍有将强的承载能力,水资源开发利用程度较小,水资源能够满足研究区社会经济发展对水资源的需求。Ⅲ级表示状况较差,水资源承载力已接近饱和值,进一步开发潜力较小。Ⅱ级则介于两者之间,这说明盐城市的水资源供给、开发、利用已有相当规模,但仍有一定的开发利用潜力,如果对水资源加以合理利用,注重节约保护,盐城市内国民经济发展对水资源需求供给将有一定的保证。

3结论

根据评价结果,盐城市水资源开发利用已成规模,但尚具有一定的开发利用潜力。从长远发展角度来看,盐城市社会经济的发展,将不可避免地对水资源承载力提出更高的要求。笔者针对盐城市面临的水资源短缺,水资源承载力降低的问题,提出以下对策:

a. 重视对水资源的深度开发,尽快实现由广度开发向深度开发转变,由耗水型经济结构向节水型经济结构转变,改进工艺设备,限制高耗水、高污染行业的发展,提高工业需水的利用率,发展节水型产业。

b. 适度发展节水农业。建立水源联合运用工程体系,工程节水技术与非工程节水技术相结合,提高灌溉水的利用率,改进农业灌溉技术,改善农田的生态条件,因地制宜，统一规划，适当增加节水灌溉面积。

c. 引水和调水。从长远角度来看,盐城市水资源远远不能支撑盐城市经济、社会、生态的发展,应适时开展新水源建设,加大工程投入力度,扩大供水规模,适时解决水源不足问题。

d. 抓好水质污染的防治。随着社会经济的进步,用水量逐年加大,同时污水排放量也逐年增大,因此加强污水处理,改进污水处理工艺是保护水资源的必然要求。应加快建设污水处理厂,集中处理排放,搞好水污染法规建设和宣传,提高环保意识。

e. 加强水资源开发利用规划与管理。利用地理信息系统建立盐城市水资源信息决策支持系统,加强对盐城市的水资源开发利用规划、管理与决策。

参考文献：

[1] 张晓青,李玉江.山东省水土资源承载力空间结构研究[J].资源科学,2006,28(3):13-31.

[2] 杜娟, 骆华松, 胡志丁.云南省水资源承载力测评[J].水资源研究,2010,31(2):1-4.

[3] 崔岩,冯旺，马一茗.区域水资源承载力综合评价指标体系研究[J].河南农业大学学报,2012,46(6):705-709.

[4] 张丽.水资源承载能力与生态需水量理论及应用[M].郑州:黄河水利出版社,2005.

[5] 水利电力部水文局.中国水资源评价[M].北京:水利电力出版社,1987.

[6] 陈守煜.区域水资源可持续利用评价理论模型与方法[J].中国工程科学,2001,3(2):33-38.

[7] 胡吉敏.沿海地区水资源承载力评价研究[D].大连:大连理工大学,2008：50-66.

[8] 张小君,钟方雷,徐中民,等.运用文化理论和模糊网络分析评价黑河中游最优水资源管理风格[J].冰川冻土,2013,35(1):224-232.

[9] 姜军,宋保维,潘光,等.基于集对分析的模糊综合评判[J].西北工业大学学报,2007,25(3):421-424.

[10] 罗军刚,解建仓,阮本清.基于熵权的水资源短缺风险模糊综合评价模型及应用[J].水利学报,2008,39(9):1092-1097;1104.

中图分类号：X321

文献标识码：A

文章编号：1003-9511(2015)05-0001-03

DOI：10.3880/j.issn.1003-9511.2015.05.001

作者简介：任黎(1978—), 女, 江苏常熟人, 副教授, 博士, 主要从事水资源规划与管理以及水生态研究。 E-mail: renli@ hhu. edu. cn

基金项目：江苏省自然科学基金(BK20130842); 国家自然科学基金(51409091)