非常规水资源综合评价与决策研究

(辽宁省鞍山水文局，辽宁 鞍山 114000)

非常规水资源综合评价与决策研究

周环宇

(辽宁省鞍山水文局，辽宁 鞍山 114000)

常规水资源是水资源开发利用的重要组成部分，在常规水资源不能满足当今社会经济发展需求时，需建立非常规水资源开发模式。本文针对目前辽宁省非常规水资源开发利用现状，选取污水处理回用量、雨水利用量、微咸水淡化量、海水淡化量评价指标，运用模糊综合评价法对辽宁省现状年、规划年的非常规水资源进行综合评价。结果表明，非常规水资源总利用量有所增加，成缓慢上升趋势，在2020年的评价值达到最高。在评价结果的基础上，提出了相应的保护措施，为辽宁省水资源可持续利用提供了理论依据。

非常规水资源；模糊综合评价；保障措施；应用研究

1 引 言

非常规水资源是指区别于一般意义上的地表水、地下水的水源，包括污水处理回用水、海水、微咸水、雨洪水等。非常规水资源利用量的多少是一个城市水资源开发利用先进水平的重要标志，充分利用非常规水是解决城市缺水问题的必要手段[1]。在社会经济快速发展的背景下，人们对水资源的开发利用意识普遍提高，非常规水资源研究已经成为水资源优化配置工作中的重要组成部分，也是衡量水资源开发利用程度的重要标志。

目前，国内学者对非常规水资源评价具有广泛的研究，主要涉及影响因素的选取和评价方法的研究。张树军等[2]以淮北市采煤沉陷区为研究对象，运用情景分析法组合构建了18种未来可能情景，采用典型年水量均衡法计算得到了不同情景下沉陷区的供水保证率；刘同僧[3]对廊坊市的微咸水、雨水、再生水等水资源的开发利用进行调查，对非常规水资源开发利用潜力进行分析；梁士奎等[4]从区域水资源配置的角度，探讨了非常规水资源利用的几个关键问题，提出了新密市开发利用非常规水资源的途径和措施，为新密市开展最严格水资源管理提供了参考；卜庆伟等[5]对黄河三角洲地区水资源供需矛盾突出问题，提出综合利用模式，构建生态水网等实现非常规水资源的综合利用。总体来看，非常规水资源研究受到地域性限制，发展极不平衡，还需要在今后研究中根据区域的实际情况，因地制宜选取合理的评价方法和利用途径，建立多因素的保障体系。

2 非常规水资源模型建立

2.1 综合评价模型的适用性

非常规水资源系统是一个复杂的系统，其受生态环境、经济、社会等多方面因素综合影响，水资源情况复杂、模糊。选用模糊综合评价模型，将模糊数学方法与实际测量值相结合，可以有效地解决边界模糊的影响和评价区域的检测误差。

2.2 非常规水资源评价模型

非常规水资源评价体系是由多个复杂系统组成，常常涉及多个因素或者多个指标，这就要求根据这么多因素对事物做出综合评价，判断事物的优劣性，也是对受到多因素影响的事物做出全面评价。根据辽宁省实际情况，数学模型采用模糊综合评价模型，该模型由多个影响因素组成，涉及多个评价指标，根据选取的指标值进行综合评价，以确定评价指标的优劣性。建立步骤如下[6]：

a.建立评价指标因素集U={u1，u2，u3，…，un}。

b.建立评价集V={v1，v2，v3，…，vn}。

c.计算单因素评判矩阵Rf∈(U×V)：

对于i地区来说，其隶属函数的公式如下:

式中rjk——指标j的特征值对第k级标准的隶属度；

Sj1，Sj (k - 1)，Sjk，Sj( k+ 1)，Sjp——指标j的第1级、k-1级、k级、k+1级、p级的标准值。

d. 综合评判。根据变异系数法[7]，计算各因素的权重A。运用模糊综合评价法—主因素突出型。

在模型M(·，∨)中，乘以小于1的权重ai，说明ai是在考虑多因素是rij的修正值，与主要因素有很大的相关性，而忽略了次要因素。

3 水资源开发利用状况

3.1 基本水资源状况

辽宁省位于中国东北地区南部，辖14个地级市，其中副省级城市2个(沈阳、大连)。2015年，全省平均降水量565.0 mm，比多年平均值少16.7%，全省水资源总量178.96亿m3，比多年平均值少47.6%，入海水量58.83亿m3，总供水量与总用水量均为140.75亿m3，全省降水总量、地表水资源量、地下水资源量和水资源总量均少于多年平均值。

3.2 非常规水资源状况

辽宁省非常规水源的开发利用始于再生水及海水淡化的利用，再生水的利用逐步增加，海水淡化比重逐渐增大。辽宁省31个地市，全部建有污水处理厂，2015年污水处理量为4.04亿m3，比2014年增加了0.8亿m3；海水淡化量为0.11亿m3，比2014年增加了10%，随着沿海经济的迅速发展，海水淡化量日趋增多。

4 非常规水资源综合评价

4.1 评价指标的选取

非常规水资源评价指标是水资源承载力评价指标中典型参考因素，非常规水资源评价指标从水资源因素、社会经济因素、生态环境因素等方面考虑。考虑到评价指标间的相关性、独立性、代表性和可收集性，通过调查收集，本文共选取4个反映辽宁省非常规水资源评价指标。评价指标体系如下图所示。

非常规水资源评价指标体系图

4.2 非常规水资源评价分析

科学分析评价辽宁省淡水资源是实施水资源集约利用与最严格管理的首要前提，对分析评估水资源保障能力、实现可持续发展具有重要意义。辽宁省是水资源紧缺型大省，随着社会经济的发展，生态环境的变化，水资源供需平衡日趋矛盾尖锐，因此本文以辽宁省典型的非常规水资源为依据，进行水资源模糊综合评价。

a.以《辽宁省水资源公报》和《辽宁省统计年鉴》为基础数据，选取评价因素集

U={u1污水处理回用量，u2雨水利用量，u3微咸水淡化量，u4海水淡化量}。

b.评价指标集以时间为节点，即

V={v12001年，v22010年，v32015年，v42020年}。

c.计算单因素评判矩阵:

d.权重确定与评价结果。在非常规水资源评价中，由于各评价指标具有独立性，量纲不统一，指标取值差异越大的指标，也就是越难以实现的指标，更能反映被评价单位的差距。权重的确定采用变异系数法，各价值指标权重值A见下表。

评价指标权重值表

辽宁省非常规水资源模糊综合评价结果归一化，得：

4.3 结果分析

由水资源模糊综合评价结果来看，辽宁省在每10年一个时间节点上非常规水资源评价排序为v4>v3>v2>v1，非常规水资源总的利用量有所增加，趋势是缓慢上升的，在规划水平年2020年的评价结果最高，其次是2015年，因为在规划水平年2020年辽宁省城市排污量达到40亿m3，如能合理利用开发，可以解决今后几年缺水量的30%左右。微咸水淡化方面，辽宁省开发效率还比较低，微咸水淡化主要涉及到种植业和养殖业，是今后开发的主要的非常规水资源来源之一。辽宁省年内降水分配极不均匀，发展雨水集中利用，对非常规水资源量进行补充，符合辽宁省根据不同区域实际情况开发非常规水资源的现状。到2020年非常规水资源评价值最高，这与当地实际水资源情况吻合，评价结果合理。

5 非常规水资源开发利用保证措施

5.1 制定合理可行的水价管理体系

综合考虑水资源费的变化动态，以改善水质、输排水管网、水量为目的，对供水成本进行核算，在满足非常规水资源成本基础上，合理制定回用水的供水价格。完善水价形成机制，制定科学、合理、公平的收费标准，取缔不合理加价收费，完善水价计费方式，实行末级水价收费制度。

5.2 加强非常规水资源工程建设

扩大雨水回收利用、再生水回用、微咸水与海水淡化利用的范围，加快基础工程设施建设，全省污水处理覆盖率拟达到85%以上。在全省各市区内，凡是能够符合再生水使用条件的，优先使用再生水，实现中心城区—工业园区—农业灌溉区有效结合的供水管网工程。未来5年，建设海水淡化工程，推动海水淡化在电力、化工两个行业的应用，充分利用海水的巨大潜力。

5.3 非常规水资源利用管理体系建设

在实施最严格水资源管理制度的条件下，非常规水资源的用水、节水、治水等都离不开法律规范的约束和管理，法律的实施是非常规水资源可持续利用的保证，因此，建立水法规体系，不仅能满足可持续发展的要求，还能以水资源可持续发展来完善法律制度体系。在法律制度的条件下，把非常规水资源引入市场，在市场的机制下，建立与市场经济相适应的水市场，这样可以用经济手段去对水资源进行公平的分配。

5.4 实行分质供水，削减入河和入海污染物

为了解决辽宁省水资源短缺问题，分质供水成为供水的主要方式。分质供水采用了小分质供水、大分质供水系统。小分质供水范围主要是居民住宅、公共场所、宾馆、学校等局部供水，有直接饮用水系统、中水系统两种；大分质供水是城市大范围供水区域供水，主要水源来于原水和污水。同时，取缔污染水质的非法污水排放口，加大入河和入海水处理设施建设，保证城市集中供优质水是未来改善饮水水质的大方向。

6 结 论

本文通过对辽宁省非常规水资源开发利用进行分析，全面了解了非常规水资源开发利用是水资源短缺和经济社会用水矛盾突出下的必然选择。非常规水资源评价指标包括：污水处理利用量、雨水利用量、微咸水和海水淡化量等。以模糊综合评价法为基础，对辽宁省2001年、2010年、2015年、2020年非常规水资源进行评价，通过评价计算得到逐渐上升，结果表明辽宁省到2020年非常规水资源评价结果最高，与当地实际水资源情况吻合，评价结果合理。

为了更好地认识辽宁省非常规水资源的价值，提高雨水、污水回收、微咸水与海水淡化等的利用效率，提出非常规水资源面临的主要问题和今后开发中所采取的保障措施。非常规水资源开发利用高效的实施，要结合区域的实际状况，遵循开发—利用—管理—保护—再开发的原则，科学合理布局非常规水资源，为提高水资源承载能力与可持续发展提供理论依据。

[1] 刘伟.非常规水资源利用基本问题的研究[D].天津：天津大学，2004.

[2] 张树军，许士国.淮北市采煤沉陷区非常规水资源开发利用研究[J].水电能源科学，2010，28(7):27-30.

[3] 刘同僧.廊坊市非常规水资源开发利用潜力分析[J].地下水，2015，37(2):136-137.

[4] 梁士奎，左其亭.非常规水资源利用关键问题讨论—以新密市为例[J].南水北调与水利科技，2012，10(3):109-112.

[5] 卜庆伟，辛宏杰.黄河三角洲非常规水资源综合利用[J].水资源保护，2012，28(1):42-45.

[6] 谢季坚，刘承平.模糊数学方法及其应用[M].武汉：华中科技大学出版社，2006.

[7] 高威.辽宁省非常规水源利用情况与问题浅析[J].东北水利水电，2017，(11)：25-26..

Comprehensiveevaluationanddecisionstudyonunconventionalwaterresources

ZHOU Huanyu

(LiaoningAnshanHydrographicBureau,Anshan114000,China)

Unconventional water resources are important parts of water resources development and utilization. When conventional water resources cannot meet current demand on social and economic development, it is necessary to establish unconventional water resources development pattern. In the paper sewage treatment recycling dosage, rainwater utilization, brackish water desalination and seawater desalination evaluation index are selected in view of present status of unconventional water resources development and utilization status in Liaoning Province. Fuzzy comprehensive evaluation method is used for comprehensively evaluating unconventional water resources in Liaoning Province at current year and planned year. The results show that total consumption of unconventional water resources has been increased with a slow upward trend, and the evaluation value is highest in 2020. Corresponding protection measures are put forward based on the evaluation results, thereby providing theoretical basis for the sustainable utilization of water resources in Liaoning Province.

unconventional water resources; fuzzy comprehensive evaluation; safeguard measures; application research

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.011.013

TV213.9

A

2096-0131(2017)011-0048-04