钱塘江流域水资源开发利用评价与对策研究

陈雯卿

(浙江水利水电学院，浙江 杭州310018)

钱塘江是浙江省的母亲河，全长588.73 公里，流域面积55 558 平方公里，其中浙江省内48 888 平方公里，占全省陆域面积的47%，分属杭州、绍兴、金华、衢州、丽水五个市，27 个县(市、区)。作为浙江省内最大的河流，钱塘江的兴衰关系着万千百姓的民生问题。近年来随着浙江经济飞速发展，流域内的水污染现状堪忧，加上自然灾害、过度取水等因素，使本就不够充裕的水利资源更加紧张。如何合理优化钱塘江水资源配置，通过科学且切实有效的手段，合理开发和节约水资源，实现水资源可持续利用，成为一项十分重要的任务［1］。

一、钱塘江流域水资源开发利用现状

(一)钱塘江流域水资源概况

如表1所示，钱塘江流域多年平均水资源总量为387.06 亿m3，2013年水资源总量为344 亿m3。钱塘江流域水资源总量丰富，但是年际变化幅度较大，时空分配不均匀，部分县市存在水资源紧缺的问题［2］。随着社会经济快速发展，钱塘江流域总用水量呈现快速增长趋势，如遇枯水年钱塘江流域仍可能出现水资源短缺现象，虽然上游有新安江等水库调节，径流丰枯悬殊仍然较大。

表1 钱塘江流域及主要分区地表水资源量2006—2013年平均值

(二)钱塘江流域水资源开发利用概况

近年来，钱塘江流域在国家和省委省政府相关政策引导和有关部门的大力支持下，在开发利用方面取得了一定的成绩，主要体现在以下几个方面:

1.供水

钱塘江流域巨大的经济动力，不断吸引大量的外来人口汇聚在流域周边地区。人口基数大，分布密集，对水资源的需求总量大。随着社会经济的发展，城市下垫面硬化，地表水资源总量骤增，而供水量上升缓慢。钱塘江流域的供水水源单一，80%以上用水取自钱塘江，且供水系统的不完善，缓慢上升的供水量逐渐无法满足庞大的人口需求。据此，有关部门针对供水不足的现象建议合理建设城市双管分质供水工程。城市供水采用双管分别供高品质水和低品质水，分别计量计价的供水方式。这种供水方式有利于水资源的综合利用，降低生产、生活用水成本，对于水资源相对缺乏的城市，推广使用具有深远的意义。

2.蓄水

多年以来，各级地方政府高度重视钱塘江沿岸的水库建设的防洪功能设计。实践中，这些功能的设计对于加强防洪也发挥了重要作用。因此，蓄水工程对钱塘江流域的发展至关重要。目前，钱塘江流域的蓄水工程主要基本情况见表2。

表2 钱塘江流域大型水库基本情况表

其中，新安江水库是其中最大的调蓄工程，与下游乃至整个流域资源调配都有着密切的联系。省会杭州市城市用水、浙东引水以及河口地区的其他优质用水均需通过水库的有效调蓄实现保障。但由于新安江水库等建成年份较早，主要功能为发电，需要增强其供水、防洪能力和现代化科技手段，以适应当今发展需求。

3.灌溉

近年来随着沿江城市经济快速发展，城市化进程加快，钱塘江流域内土地利用变化表现为耕地、水域和未利用地面积明显减少，园地和居民点及工矿用地急剧增长，林地面积变化较为平缓，生态用水比例上升。

4.配水

为增强水体的流动性，提高水体自净能力，钱塘江流域管理部门近年来兴建一些水利工程项目来达到调蓄两地水质差，实现水质的提高，污水的完善处理的目的。各类配水工程起到了显著效果，配水河道水质得到明显改善，总体上从劣五类提高到三、四类水体。

二、钱塘江流域水资源开发利用基础分析

为了充分反映钱塘江流域水资源开发利用的现状，根据近8年来《浙江省水资源公报》中的有关钱塘江流域的相关数据，进行分项统计计算，得到以下三个指标，能初步反映钱塘江流域水资源的开发利用情况:

(一)地表水资源开发利用率

该指标反映了各分区当地地表水资源的利用控制情况，它是指流域或区域内地表水源供水量占该范围内地表水资源量的百分比。2006-2013年，钱塘江流域地表水资源供水量变化如图1所示。

图1 2006-2013年钱塘江流域地表水供水量变化图

在此基础上，根据水资源总量数据，计算出2006-2013年钱塘江流域地表水资源开发利用率，结果如表3所示:

表3 2006-2013年钱塘江流域地表水资源开发利用率统计表

从以上图表可以看出，近年来钱塘江流域地表水资源总供水量为633.05 亿m3，平均年供水量为79.13 亿m3，地表水资源开发利用率总体呈先两头高中间低(2010 与2012年)，但总体趋于下降的趋势。目前国内外普遍认同用水紧张程度的分类，可以作为水资源短缺与否的评价准则，对照该准则，除了地表水资源特别丰富的2010 和2012年，钱塘江流域地表水的开发利用率仍大于20%，可见钱塘江流域的水资源尚处于较为紧张状态。

(二)水资源总量利用消耗率

该指标可以反映出我们对水资源的有效利用程度，钱塘江流域近8年水资源总量利用消耗率计算结果如表4所示:

表4 2006-2013年水资源总量利用消耗情况表

随着技术的发展和节水观念不断深入，2006-2013年钱塘江流域水资源总量利用消耗率呈现出总体下降的趋势。特别突出在2010年和2012年，水资源总量消耗率不到8%，根据数据分析可知，引起次变化的这2年地表水资源量较常年有了显著提高。这表明，相关部门对水资源的有效利用得到了很大的提高，大大减少了水资源的浪费，但水资源总量利用消耗率较其他一些发达国家乃至地区，仍然处于较高消耗的位置的空间还很大。

(三)径流调蓄能力

该指标可以反映出水利工程对该地区或流域水资源的调蓄能力。2006-2013年钱塘江流域水资源径流调蓄能力如表5所示:

表5 2006-2013 钱塘江流域径流调蓄能力

从以上数据发现，造成地区或流域缺水问题的除了干旱之外还有水资源时空分布不均等因素。水利工程对水资源的调蓄作用，能在很大程度上改善了用水紧张的问题，满足各种用水需求。

三、基于AHP+TOPSIS 模型的钱塘江水资源流域开发利用评价

(一)评价指标体系构建

水资源的开发与利用的评价是一个多目标、多层次的决策问题，它涉及到人口，资源，环境，社会，经济和生态等多个方面，其总体目标是使得各地区水量的科学合理配置［3］。通过对钱塘江流域内各个水资源分区(用各个地区作为代表)的社会、经济资料进行系统分析，构建水资源开发利用指标体系的递阶层次结构。

1.开发利用现状

开发利用状主要通过用水现状和产水现状来体现，其中，用水现状以现状用水量、人均生活用水量、土地面积、农田有效灌溉面积四项分指标来表示。产水现状以多年平均水资源量和产水模数两项分指标来表示。

2.经济贡献

经济贡献主要通过资源规模、经济发展两方面来体现。其中，资源规模以总人口数、多年平均人均水资源量、水资源开发利用率三项分指标来反映。经济发展以GDP、第一产业GDP 比重、第二产业GDP比重三项分指标来反映。

3.利用效率

利用效率主要通过用水效率和经济质量两项指标来体现。其中，用水效率以万元GDP 用水量、万元工业产值用水量、万元农业产值用水量、亩均灌溉用水量、节水灌溉面积比例五项分指标来反映;而经济质量以人均GDP、工业用水重复利用率和人均工业产值三项分指标来反映。

4.可持续性发展

可持续性发展主要通过水质状况、社会发展两项指标来体现。其中，水质状况以Ⅰ～Ⅲ类水质比例、城市污水处理率、污水集中处理率和年人均COD 排放量四项分指标来反映;社会发展指标以水利投资占GDP 比重、GDP年均增长率(2006-2013年)、人口自然增长率、森林生态功能指数四项分指标来反映。

(二)“AHP+TOPSIS”评价模型选择及应用步骤

“AHP+TOPSIS”模型是指首先利用层次分析算法(AHP)构建一个基于水资源开发利用评价指标体系的初始递阶层次结构［4］，结合钱塘江流域水资源开发利用现状计算出各个指标在整个水资源评价体系中的权重;继而使用模糊决策理论对各评价单元(不同地区)进行优化选择，构建模糊有限关系矩阵，选择逼近于理想解的排序方法(TOPSIS:Technique for order Preference by Similarity to Ideal Solutinn)，它以距正负理想解的距离为基准，通过贴进度的计算得分来判断钱塘江流域水资源开发利用的水平［5］。应用“AHP+TOPSIS”评价模型对钱塘江流域水资源开发与利用进行评价的具体步骤如下:

1.确定水资源开发利用评价的影响因素，并在其基础上构建递阶层次结构。

2.应用“1-9 标度法”计算权重并作一致性检验

3.构建决策矩阵并对其进行无量纲化计算

4.构建加权决策矩阵，计算理想解与负理想解

5.计算各评价单元与正理想解、负理想解之间的距离。

6.计算各评价单元与理想解的贴近度，求出水资源开发利用评价的得分。

(三)钱塘江水资源开发利用评价过程与结果

在构建了钱塘江流域水资源开发利用评价模型指标体系的递阶层次结构之后，对各指标相对目标层权重的计算。为了充分反映钱塘江流域水资源开发利用评价的实际情况，体现公平与公正原则，邀请有关专家对各个指标值的相对重要性按照1-9 标度法进行了评定并在对评分结果进行筛选、综合的基础上，按照1-9 标度法与指数标度的关系，将精度较低的1-9 标度转换成指数标度，在此转换过程中q 的取值为1.316，对转换后的判断矩阵用MATLAB 计算程序计算矩阵的最大特征根与相应的特征向量，并按照一致性检验的方法对各层次的判断矩阵一致性进行检验。将各层次指标相对重要性程度综合汇总，按照各个层次之间的递阶结构，计算出最低分指层相对于目标层的权重。具体数值如表6所示。

在使用AHP 方法求出每个分指标在整个水资源开发利用目标的权重后，进一步使用TOPSIS 算法求出钱塘江流域水资源开发利用的评价比例。具体步骤为:构建决策矩阵，确定五个典型城市(分别为杭州、衢州、金华、绍兴、丽水)作为代表参与评价钱塘江流域水资源的单元，选取28 个具体评价指标，分别用C1-C28 表示，通过查阅、整理各地区的水资源相关资料，取得评价如表7所示的各地区单元指标值。

表7 钱塘江流域水资源各评价单元的指标值

根据以上结果对所构建的决策矩阵进行计算，在无量纲化该决策矩阵后进一步构建加权决策矩阵，从而出计算正负理想值，继而求出各个不同区域评价单元和理想值的贴近度。根据上述步骤，求得钱塘江流域五个区域的水资源开发利用评价得分M1、M2、M3、M4、M5 分别为57.4 分，40.5 分，50.5 分，44.3 分，47.9 分。由此可见，钱塘江流域各主要城市水资源开发利用均没有达标(以60 分为合格判断)，其中钱塘江流域的核心区域杭州和衢州地区情况稍好，尚有改进空间;而金华、绍兴等地的水资源开发利用状况不容乐观。

四、钱塘江流域水资源开发利用存在的问题与对策

(一)钱塘江水资源开发利用中存在的问题

从上述分析可知，钱塘江流域内各地区的水资源开发利用尚未达标，钱塘江作为浙江的母亲河，同时面临几大问题:

1.资源型缺水形势严峻

近年来钱塘江流域地表水的开发利用率呈先上升后下降的趋势。原本水资源的开发利用率就不高，近年来由于降雨和洪涝灾害的影响，城市下垫面硬化面积增大，导致地表水资源总量骤增，城市内涝风险增加，供水量上升缓慢。

2.流域水资源开发利用率低

钱塘江作为浙江水资源中最重要的水系，开发利用难度大。根据“钱塘江流域地表水近八年供水量”的图表分析，清楚的反应出近年来钱塘江流域地表水的供给量大致呈先上升后下降的趋势。结合“钱塘江流域地表水资源开发利用率”及通过数据模型得到的水资源开发利用率得分普遍较低的情况，可以得到钱塘江水资源的开发利用率低，未达到合理开发的水平的结论。钱塘江流域各地区是我省经济发展最快的地区，流域内居民不论是生产还是生活，对水资源的需求量越来越大，为适应现代经济的发展，提高钱塘江流域水资源的开发利用率刻不容缓。

3.地下水资源开采利用情况不合理

近年来由于地表水资源供给的不足，人们对地下水的开采愈加肆虐。由上文数据可知，近年来人们对地下水的开采远超于合理开采率，属于过度开发。保护地下水资源，对其进行合理开发已经迫在眉睫。

4.水污染治理难度大

钱塘江流域中小企业众多，污水排放问题日趋严重;经济发展使得人们生活垃圾种类增加总量变多，处理安置更为复杂，投入江中的垃圾也不断增加。污废水的排放量，生活垃圾置入量持续增加，污水、废物处理相对滞后，形成了大范围的水体污染，进而导致了有效水资源量的减少。水资源保护与水环境治理是区域可持续发展的有机组成部分，经济发展和生态环境保护之间的用水竞争性加大。

5.蓄水、灌溉工程利用不够充分

作为拦洪蓄水的水利工程建筑物水库工程对于水资源具有较强的管理性。近年以来，各级地方政府高度重视钱塘江沿岸的水库建设，流域内现有水库、对钱塘江流域内水资源的调蓄如改善域内的工农业和人民生活用水，减轻洪涝灾害等起了极为重要的作用。但是目前，前期大多数蓄水工程开始老化，其功能不能满足现下的蓄水要求，除此之外，许多支流上的微小工程的不到重视，开发利用程度较低。

6.水资源价格管理机制不完善

我省平均水资源费征收额度偏低，各地标准不统一，水价管理机制不完善，人们节约水资源的意识淡薄。

(二)促进钱塘江流域水资源有效开发利用的对策措施

1.综合规划，统筹兼顾

水资源开发则涉及多个用水部门的利益，必须综合规划、统筹兼顾、共同发展。统筹协调生活、生产和生态环境用水，合理配置地表水，要运用现代化的技术手段、技术方法和规划思想，科学配置水资源，缓解面临的主要水资源问题，应用先进的信息技术和手段，科学管理水资源，制订出具有高科技水平的水资源综合规划。水资源管理主要体现在社会水循环中的作用，在对“取水一输水一供水一用水一排水一回用”等环节进行全流程、全方位监控。除了对钱塘江流域水污染的治理之外，还应加强如对水源地的保护，提升饮水质量，对水资源的再生利用等途径进行有效的水资源管理，实现水循环的可持续发展。

2.转型升级，开源节流

解决水资源供需的矛盾是当前钱塘江流域乃至全省水资源管理亟需解决的问题。2013年起，基于钱塘江等多流域普遍存在的各种较为严重的水资源问题，省委、省政府审时度势，及时作出了治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水的战略部署。通过“五水共治”重大战略部署倒逼经济转型升级，以此利用经济杠杆，促进水资源优化配置，是解决水资源供需矛盾的有效途径［6］。水资源的问题在水中，根子在岸上，通过治污水，注重利用水资源对“岸上”经济社会发展形成的“倒逼机制”，构建资源节约型和环境友好型产业体系、生产方式和消费模式，促进水资源永续利用和水环境持续改善。着力抓节水，积极采用“阶梯水价”政策，注重开源节流的效果，将生活用水节水水平提高到一个新水平。

3.水利物联，协同创新

钱塘江流域水资源开发利用，不仅需要政府、企业和民众的广泛参与，也需要有效运用物联网等高科技手段。水利物联网通过传感器技术、网络和移动系统与水务信息系统的结合，构建全方位的智能水务管理系统，以实现水环境、水安全和水资源管理智能化应用。应发挥水利物联网应用部门的市场导向作用，通过技术创新、商业模式创新、构建智慧水利信息公共平台等途径，加快向流域治水机构的推广应用，有效提高钱塘江流域水资源开发利用效率。

4.加强保护，有效利用

虽然钱塘江各类水利设施较多，但有一部分工程的开发利用程度不够，建议修葺老旧工程，标准化管理微小工程，缓解水资源时空分布的矛盾，从而以增强钱塘江的供水能力，增加水资源的供给量。为减少单一供水源对沿江经济发展的制约，在维修开发的同时也要兴建水利工程设施，提高工程总库容。同时在各个单位用水时可以与现代科学技术相结合。如在工业企业中，按照生产工艺对水质的不同要求，实施串联供水技术，增加工艺水回用率;在农业中，全面推广喷、微灌工程以及温室和蔬菜大棚的滴灌工程。

5.掌握方法，合理开采

开采地下水是在地表水不足的情况下补给供水最快、最有效的方式。对于地下水资源的开发，其规模必须与地下水资源的特点相适应，一般的情况下多年平均开采量不应超过多年平均补给量，但可允许丰、平、枯水年之间调节使用，同时地下水的具体开采方式应符合当地的水文地质特点，包括集水建筑物的类型和配置、单井质量标准和效益等，浅层水井和深层水井的搭配，淡水和微咸水的混合利用等。所以在通过开采地下水供给水需时，也应该建立地下水资源保护带，有效防止地下水污染;专门立法保护地下水资源，合理开采。

6.改革水价，减少浪费

在水价改革中，提高水资源费成为重中之重。合理的水价格要体现补偿水资源成本与水资源要素稀缺性;体现工程的成本，促进工程的良性运行与可持续运行;水资源的环境价格要随着经济社会对环境要求不断提高而动态变化。水资源费和水价对资源配置、对节约用水、对水环境保护起重要杠杆作用，要继续推进水资源费改革，实行原水和自来水价格同步调整，推行用水累进加价制度。大大提高了我省水资源管理、节水工作的法制化、规范化水平，对于进一步加强我省水资源的节约和保护具有重要意义。

［1］陈川.如何提高我省水资源保障能力［J］.今日浙江，2007(11):48-49.

［2］裘江海.浙江省水资源开发利用的现状及思考［J］.水利水电技术，2005，36(6):9-13.

［3］李刚军，李怀恩.宁夏引黄水权分配模式及水量调度仿真系统研究［M］.银川:宁夏人民出版社，2008:12.

［4］T L Saaty.The Analytic Hierarchy Process［M］.New York:McGraw-Hill Company，1980.

［5］张忠海，方崇.TOPSIS 模型在农业科技成果综合评价中的应用［J］.安徽农业科学，2012，40(17):93-95.

［6］夏宝龙.“五水共治”取信于民［N］.人民日报，2014-01-22(15).