河南省城镇化进程与水资源利用响应关系

焦士兴, 崔思静, 王安周, 赵荣钦, 尹义星, 张建伟, 李中轩

(1.安阳师范学院 资源环境与旅游学院, 河南 安阳 455002; 2.洛阳市第十九中学,河南 洛阳 471000; 3.华北水利水电大学 测绘与地理信息学院, 郑州 450046; 4.南京信息工程大学水文与水资源工程学院, 南京 210044; 5.许昌学院 城乡规划与园林学院, 河南 许昌 461000)

伴随着河南省城镇化和社会经济的快速发展，水资源短缺、水环境污染等问题日益突出[1]。城镇化是区域社会经济发展的必经之路，城镇化发展与水资源利用的研究显得尤为重要。从国际上来看，主要涉及城市化进程中对于水资源的响应、需求、管理等方面。Anthony等1979年首次提出了压力、状态、响应模型，对水资源与城市化响应关系展开了系统研究[2]；Phimme等研究了城市化地区经济需水量的增长对不同经济活动的影响[3]；Al-Kharabsheh等[4]研究了城镇化过程中水质量管理问题，认为地下水污染与城市管道铺设、人口增长密切相关。从国内来看，主要研究了城镇化与水资源的发展历程、耦合关系、供求分析、地下水演变等方面。高云福[5]认为城镇化与水资源关系经历了依赖、索取、限制、协调的发展历程；方创琳[6]、张胜武[7]等对干旱地区城镇化与水资源的耦合关系及生态效应进行了系统研究，证实了水约束城市化进程的定量辨识；刘鸿明[8]对我国城镇化过程中的水资源供求关系进行了分析研究；谭雪清[9]、雷琨[10]分别对南昌市和贵阳市城镇化对地下水影响进行数值模拟。从响应关系来看，我国关于城镇化响应的研究集中于生态环境[11]、水环境效益[2]等方面，而探索水资源利用对不同地区城镇化进程响应关系的研究相对较少。

综上，我国对城镇化与水资源关系的研究，大多集中在耦合协调、供求变化、地下水演变等，对于两者响应关系研究处于起步阶段，且主要集中在降水丰富区域的城市群[12]或者水资源相对短缺的西部地区[13]，对中部省份研究不足。河南省地处中国腹地，土地面积16.7万km2，2018年城镇化率为51.71%，增幅位居全国第一，是我国城镇化发展潜力较大的地区之一。河南省水系发达，地跨长江、淮河、黄河、海河4大流域，全省多年平均水资源总量403.5亿m3，居全国第19位。从河南省水资源与城镇化的研究现状来看，王延辉等[14]认为南水北调只能改善河南省的用水状况，远不能满足城镇化需水状况；张焱[15]则认为地下水开采将会造成大面积的漏斗区，对河南省城镇化发展造成隐患；张朝阳[16]通过对河南省城镇化率和水资源、水污染生态足迹进行了分析，发现城镇化率对水污染足迹影响较大。

基于此，结合河南省实际情况，构建城镇化与水资源利用的综合评价体系，利用响应关系模型，定量分析城镇化发展与水资源利用潜力的响应特征、相互作用机制，以期为促进河南省水资源的优化配置、城镇化质量型发展提供决策参考；同时从省域视角完善和丰富城镇化与水资源的响应理论体系。

1 研究方法和数据来源

1.1 评价指标体系构建

在参考城镇化与水资源关系[2,6-9]、城镇化研究[10,16]、响应研究[11-13]等相关成果基础上，遵循系统性、层次性、科学性和可操作性等原则，基于数据的完整性和可获得性，构建城镇化和水资源两个系统的综合评价指标体系。从人口状况等4方面评价河南省城镇化综合发展水平[7,12,17]，从水资源自然禀赋等5方面评价河南省水资源综合利用潜力[12]。为精简初选指标，运用SPSS进行相关分析，将相关系数较高的指标合并或删除，保留经定量评价后对评价目标影响较大的指标；再采用因子分析法将累计贡献率超过85%的指标提取出来，从而构建了城镇化综合发展水平和水资源综合利用潜力评价体系(表1)。

1.2 评价模型

1.2.1 指标标准化 指标数值经极差标准化后均可限定在[0,1]范围内，以消除量纲、量级对评价结果影响，其中城镇化的各项指标、水资源禀赋和管理质量等均为正向指标，用水负荷、利用程度、利用效率等均为负向指标。

正向指标的计算公式：

(1)

负向指标的计算公式：

(2)

式中：zij为标准化后的指标值；xij为指标体系中第i年第j项指标的原始数值；xjmax，xjmin为评价指标在研究年内最大值和最小值。

1.2.2 熵权法确定权重 熵权法是一种较为客观、全面、准确的综合评价方法[18]。权重反映指标所含信息量的大小，由熵值体现，且呈现反向关系，即指标熵值越小，其所含信息量越大，所赋权重也越大。

(3)

(4)

式中：ei为第i项指标的熵值；pij为第j项指标在第i年所占的比重，i=1,2,…,m，j=1,2,…,n；wi为第i项指标的熵权；规定当Pij=0时，lnPij=0。

1.2.3 综合指数计算

(5)

(6)

式中：Fi，Si分别为城镇化综合发展水平和水资源综合利用潜力第i年的指数值，即城镇化综合指数和水资源综合指数；wij，kij分别为城镇化和水资源的综合指数第j个指标的熵化权重；zij为标准化后的指标值。

1.2.4 响应度模型构建

(7)

(8)

式中：u为M时期内水资源综合指数q分量对城镇化的综合响应度；φq(t)为第t年水资源综合指数q分量对城镇化的响应系数；dτt/dγt为第t年的水资源综合指数q分量对第t年的城镇化综合指数的导数；t=1,2,…,m。

1.3 数据来源

数据包括：城镇人口比重、人均水资源量等28类(表1)。其中城镇人口比重、人均GDP、每万人拥有在校大学生数、建成区绿化覆盖率等社会经济数据来自《河南统计年鉴》(2005—2016年)和《中国统计年鉴》(2005—2016年)；农业用水量、工业用水量、万元工业增加值用水量、万元GDP用水量、农田灌溉亩均用水等水资源数据来自《河南省水资源公报》(2005—2016年)，城市人口密度等其他社会经济数据来自“国家数据”官网(中华人民共和国统计局)，或依据有关资料整理计算获得。

表1 河南省城镇化与水资源协调发展综合评价体系

注：城镇化的4个标准层分别对应人口城镇化、经济城镇化、社会城镇化和空间城镇化[7,12,17]。

2 结果与分析

2.1 河南省城镇化综合发展水平测度

2.1.1 河南省城镇化发展影响因素分析 河南省城镇化影响因素对其综合发展水平的作用程度存在差异。通过公式(1)—(4)，计算获得河南省城镇化综合发展水平各评价指标的权重(表1)，权重从大到小依次是：城镇社会效益(0.311)>城镇经济发展(0.239)>城镇空间布局(0.233)>城镇人口状况(0.217)，这说明相较于其他指标，城镇社会效益对河南省城镇化综合发展水平影响较大。在选取的15个指标中，影响河南省城镇化主要因素有：城镇人口密度(10%)、人均固定资产投资额(9%)、城镇密度(9%)、人均GDP(8%)、城镇居民人均可支配收入(8%)、经济密度(7%)、每万人拥有在校大学生数(7%)、每万人拥有公共交通车辆(7%)、人均建成区面积(7%)、城镇人口比重(6%)，这10项指标的权重之和占比78.1%，其他5项指标(非农从业人员比重、工业增加值占GDP比重、非农产业占生产总值比重、建成区绿化覆盖率、人均公路里程)权重之和占比21.9%，且每个指标均不超过6%，总体影响较小。

2.1.2 河南省城镇化发展特征分析 通过公式(5)，计算获得河南省城镇化综合发展水平指数和城镇人口状况、城镇经济发展、城镇社会效益和城镇空间布局的指数值，分析得到2005—2016年河南省城镇化发展特征(图1)。

图1 河南省城镇化综合指数的变化

河南省城镇化综合发展水平不断提高。城镇化综合发展水平指数呈上升趋势，从2005年的0.023上升到2016年的0.223，尤其2010—2016年城镇化综合发展水平指数年均增长1.72%，表明城镇化进程加快发展，主要原因是2010年以来河南省推进中原经济区建设，区位优越、交通通达、市场活跃、政策优惠等，加快了资金、技术流入，加速河南省城镇化发展。其中人口、社会、经济和空间等城镇化指标指数均呈逐年增长趋势，2005—2011年经济城镇化水平稳定增长且居优势地位，但2012年以来空间和社会城镇化指标指数发展迅速，而经济和人口城镇化相对滞后，表明城镇化子系统发展速度存在差异。

河南省社会城镇化和空间城镇化逐年改善。城镇社会效益指数、空间布局指数持续上升，2010年以后增速加大。2005—2016年河南省人均固定资产投资年均增长3 159元，城镇居民人均收入提高了2.14倍，每万人拥有在校大学生数和每万人拥有公交公共交通车辆，分别增长了1.63，0.40倍，表明河南省社会城镇化持续提升，城镇提供的各种基础设施、社会服务、城市文明等，吸引更多资本、劳动力向城市集聚，社会效益明显增强，城乡差距逐步缩小，从而推进城镇化发展[19-20]。空间城镇化是指城市空间扩张，即土地由农业用地向建设用地转变过程[21]，研究期间建成区绿化覆盖率、人均公路里程和城镇密度分别增长了0.22，2.31，0.26倍，人均建成区面积从0.17 km2提高到0.27 km2，增幅达60%，表明河南省空间城镇化的持续发展。尤其2010年以来，河南省社会城镇化和空间城镇化加速发展，得益于以河南省会郑州市的辐射带动作用以及中原经济区的建立，完善了城乡公共就业服务体系，提高了城乡居民可支配收入，提升了地区交通通达度，拓宽了城镇空间格局。

河南省经济城镇化持续增长。2005—2013年城镇经济发展指数持续上升且高于其他分量，因此该时期经济城镇化是城镇化发展主要驱动力；2014—2016年经济城镇化低于社会、空间城镇化指数，表明经济城镇化增速减缓。2005—2013年经济城镇化快速发展，河南省人均GDP、经济密度、工业增加值占GDP比重持续增加，分别增加了2.02，2.04，0.07倍；2014—2016年河南省经济城镇化增长缓慢，这是由于2012年河南省进入“调结构、稳增长”经济新常态时期，实施绿色发展战略，逐步追求经济发展质量提升；但受产能过剩、比较优势逐步弱化等因素影响，能源、化工、有色、建材等传统产业生产经营速度减缓[22]，河南省不断优化调整工业结构，因此该时期经济城镇化增长缓慢。

河南省人口城镇化增长缓慢。河南省城镇人口状况指数呈横向拉长“N”形缓慢上升，由0.049增至0.127，年均增长14.29%。2005—2016年河南省城镇人口比重由30.7%升至48.5%，增幅为58%。人口城镇化作为新型城镇化发展核心，重点在于农业转移人口市民化[23]，表现为非农从业人员比重增长了0.38倍。而河南省人口城镇化发展缓慢，一方面与城镇化进程加快、城市面积扩张远快于城市人口增速[24]有关，表现为城市人口密度减少了6%，城市多呈外延式扩展，导致人口城镇化增长缓慢；另一方面由于河南省作为人口和农业大省，从事农业活动的人口相对较多，且受城乡二元结构、户籍政策约束、高房价壁垒等因素影响，因此人口城镇化是一个长期缓慢的过程。

2.2 河南省水资源综合利用潜力测度

2.2.1 水资源综合利用潜力影响因素分析 河南省水资源影响因素对其综合利用潜力的作用程度存在差异。通过公式(1)—(4)，计算河南省水资源综合利用潜力各评价指标的权重(表1)，从小到大排列依次是：水资源管理质量(0.127)、水资源利用程度(0.152)、水资源利用效率(0.163)、水资源自然禀赋(0.223)、水资源用水负荷(0.331)，表明自然禀赋和用水负荷是主导因子，两者权重合计55%。从各分量来看，地表径流深(0.127)、人均水资源量(0.096)、城镇居民人均生活综合用水量(0.096)、农业用水量(0.091)、人均用水量(0.083)、工业用水量(0.075)、水资源开发利用率(0.069)、农民人均生活综合用水量(0.068)、城市污水日处理能力(0.067)9个指标的权重均大于6%，权重合计为77.3%。其他4个指标为万元GDP用水量(0.049)、万元工业增加值用水量(0.056)、城市用水普及率(0.060)、农田灌溉亩均用水(0.061)，权重合计仅22.6%。

2.2.2 水资源综合利用特征分析 利用公式(6)，计算获得河南省水资源用水负荷、利用程度、利用效率、自然禀赋、管理质量和综合利用潜力等指数，分析得到2005—2016年河南省水资源综合利用特征详见图2。

图2 河南省水资源综合指数的变化

河南省水资源综合利用潜力波动上升。水资源综合利用潜力指数由2005年的0.193增至2016年的0.332，呈现波动增长趋势，反映了水资源利用呈现良性发展状态；其中2013年最低值为0.062，表明水资源利用状况不佳，2016年最高值为0.332，表明水资源利用状态良好。2013年河南省用水状况不良，由于用水负担加重、降水较少、用水效率降低和单位经济用水量增加等因素影响，导致水资源开发利用潜力下降；2016年用水状况良好，则与用水负担缓解、自然水量状况好转、用水效率提高、单位活动用水减少和用水治水能力提升等因素有关，即水资源的5个分量指数均呈上升趋势。

河南省水资源负荷呈缓慢减少趋势。水资源利用负荷指数呈先下降后上升的“V”型变化，其变化分为两个阶段：2005—2012年呈下降趋势，2013—2016年呈缓慢上升趋势，表明河南省用水压力呈现先加重后逐步改善的过程。2005—2012年，随着城镇化快速发展，生产、生活用水量不断增加，用水压力不断增加；贾绍凤等[25]认为水价提高会促使水资源需求降低，但河南省供水价格近10年却没有变化[26]，不利于减轻水资源压力。2013—2016年，城镇化的推进促使了用水、节水意识提升，全面推行阶梯水价、污水达标排放、灌溉水价提高等措施实施，一定程度上减轻了用水压力。

河南省水资源利用效率与水资源管理水平快速提高。水资源利用效率指数呈不断增长趋势，表明单位用水效率不断提升，2005—2016年河南省万元GDP和万元工业增加值用水量，分别由2005年的91.7，187 m3减少至2016年的29，45 m3；农业灌溉亩均用水量由2005年的177 m3减少到2016年的166 m3，工业和农业用水效率得到提升。水资源管理水平指数逐年增加，表明用水治水能力不断提高，城镇用水普及率和城市污水日处理能力，分别由2005年的91.9%，267.4 m3提高到2016年的93.42%，679.7 m3，水资源管理与治理水平逐渐改善。

河南省水资源自然禀赋和水资源利用程度呈现波动减少趋势。水资源自然禀赋指数和利用程度指数的相关性为0.909，两者变化趋势一致，均受区域降水影响显著，2005年为最高值，水资源供应安全得到保障，2013年为最低值，水资源供应安全受到威胁。河南省地表水资源受降水年际变化影响较大，地下水资源供给相对稳定，但地下水长期高强度开发利用，已造成严重地面沉降，2016年河南省浅层地下水漏斗区面积达到8 460 km2。2005年出现高值，由于2005年降水量0.91 m，属于丰水年，水资源开发利用率仅35%，保障了水资源安全供应；2013年出现低值，由于2013年降水量0.58 m，属于枯水年、2013年仅为2005年的64%，水资源开发利用率112%，水资源安全供应受到威胁。因此，河南省属于缺水严峻且水资源利用程度较大地区，水资源供需压力较大，水资源安全形势不容乐观。

2.3 河南省水资源利用对城镇化发展的响应度

2.3.1 河南省水资源对城镇化发展的响应函数 利用SPSS软件，选取幂函数模型、指数模型、对数模型、二次模型、三次模型5种常用模型，对河南省水资源综合利用潜力及其分量指数与城镇化综合指数进行曲线拟合，选取拟合度较高的函数建立响应方程。比较拟合优度之后，选择三次模型，建立河南省水资源综合利用潜力指数及其分量水资源利用效率、管理质量、自然禀赋和利用程度指数对城镇化综合指数的响应方程，选择二次模型建立水资源用水负荷指数对城镇化综合指数的响应方程，利用公式(7)—(8)，由拟合得到的响应方程计算水资源综合指数及各分量指数的综合响应度(表2)。响应方程的拟合度由可决系数R2决定，R2越大拟合效果越好。

表2 2005-2016年河南省水资源对城镇化的综合响应度

河南省水资源综合利用潜力各指数对城镇化的影响程度不同。河南省水资源综合利用潜力、利用效率、管理质量等指数对城镇化综合指数的R2分别为0.692，0.873，0.894，拟合程度较好，表明水资源利用效率及管理质量较其他分量易受河南省城镇化发展影响，关联性较大；而水资源自然禀赋、利用程度、用水负荷R2分别为0.454，0.563，0.368，拟合效果较前者差，说明河南省城镇化发展对其影响较小。

2.3.2 河南省水资源对城镇化发展的响应关系 河南省水资源系统各分量对城镇化发展的响应关系存在明显差异。由表2可知，水资源综合指数对城镇化综合指数响应度为2.683 2，各分量按响应度从大到小排列为：自然禀赋(1.054 8)>利用程度(1.034 4)>管理质量(0.798 6)>利用效率(0.766 5)>用水负荷(0.462 7)，响应度表示水资源及各分量指数对城镇化作出反映的程度，相较其他指标，水资源自然禀赋、利用程度指数对城镇化综合指数的响应明显，有较强的敏感度；另外，水文状况对其响应关系具有干扰，例如：2010—2013年城镇化指数不断上升，水资源自然禀赋和利用程度指数不断下降(图2)，至枯水年2013年出现0值，二者呈现出完全不同的发展趋势。水资源管理质量和利用效率指数与城镇化综合指数的响应较明显，水资源管理水平和利用效率的提高有利于缓解城镇用水紧张状态；在用水需求不断增加的条件下，若城镇化发展不能促进水资源利用效率和管理质量的提高，则对减轻用水压力不利。张晓晓等[27]研究表明，城镇化发展能有效提升用水效率和缓解用水压力，在一定程度上保障了城市化发展对水资源的需求。水资源用水负荷指数与城镇化综合指数的响应不太明显，受其影响不大。

河南省水资源综合利用潜力指数对城镇化综合指数响应度较高。如图3所示，2006年、2008年、2009年、2013年、2015年水资源综合利用潜力值均处于拟合曲线下方，此时水资源成为制约城镇化发展的因素。水资源综合利用潜力降低，反映相应年份城镇化过程中的水质下降、水量短缺等问题较为严重，不利于城镇化的空间演进、经济和人口集聚。2005年、2007年、2010年、2011年、2012年、2014年、2016年均位于拟合曲线上或上方，说明水资源综合利用与区域城镇化的发展大致处于同一水平，反映这些年份城镇化发展不受水资源的限制，水资源积极响应城镇化发展，反过来城镇化也对水资源综合利用潜力的挖掘起到了积极的促进作用，逐渐唤醒用水保水意识、促进水资源利用效率提高和节水工艺的发展。

图3 河南省水资源与城镇化综合发展水平关系变化

2.3.3 河南省水资源分量与城镇化分量的响应关系采用SPSS软件，分析河南省水资源综合利用潜力分量指标及城镇化综合发展分量指标的相关性(表3)，构成一个5×4的矩阵反映其响应关系。

河南省用水负荷指数与城镇化各分量指数均不相关。河南省用水压力与用水意识、节水技术、利用效率和人口总数等因素密切相关，是多方面综合作用的结果，而不仅仅受到城镇化的影响。水资源利用程度指数与经济、空间城镇化指数呈现显著的负相关，r分别为-0.762，-0.659，说明了河南省城镇经济发展和空间扩张会导致用水量增加和水污染加剧，增大了河南省水环境压力，不利于社会经济发展、城市延展空间。水资源利用效率指数与人口、经济、社会、空间城镇化指数均为正相关，r分别为0.649，0.887，0.836，0.886，说明河南省城镇化尤其是经济城镇化的发展，能够促进单位经济用水量的减少；而用水效率的提升，可以缓解河南省城镇的用水压力，满足城镇化快速发展的用水需要。

表3 河南省水资源与城镇化各分量指数的相关关系

注：*表示在0.05级别(双尾)，相关性显著；**表示在0.01级别(双尾)，相关性显著；r为相关系数，绝对值越接近1，相关性越大；p为事件发生的可能性，当p>0.05时，两事件不可能存在相关性。

河南省水资源自然禀赋、管理质量指数与经济、社会、空间城镇化指数相关性存在较大差异。自然禀赋指数与其负相关，r分别为-0.687，-0.580，-0.624，说明了河南省城镇经济发展、基础设施建设和空间不断扩展，尤其是经济加速发展，易形成城镇局部小气候，影响降水的自然分布并减少雨水下渗；水资源拥有量的不断减少，必将阻碍经济、社会和空间城镇化的快速发展。管理质量指数与其呈显著的正相关，r分别为0.853，0.939，0.932，表明水资源管理水平随城镇化发展不断增强，而水资源管理质量提升能有效改善用水环境、保障城镇化发展对用水需求，其中社会城镇化、空间城镇化对其影响较大。2013年以来河南省实行严格高效水资源管理，围绕水资源配置、节约和保护等方面，严格落实三条红线与四项制度，努力改善水质，提高用水效率，确保用水安全[28]。因此加强水资源管理，利于发展城镇经济、完善基础设施、延展城镇空间。

3 结论与政策建议

3.1 结 论

(1) 河南省城镇化综合发展水平不断提高，整体上呈现社会城镇化>空间城镇化>经济城镇化>人口城镇化的特点；人口城镇化波动增长，众多农村人口转为城镇人口是一个长期缓慢的过程；经济城镇化占据主导地位，由于能源、化工、有色等传统行业生产经营速度增长减缓[22]，2014年、2015年经济城镇化有所下滑；社会城镇化和空间城镇化逐年提升，2010年后加速发展，得益于中原城市群的支撑以及中原经济区的建立，促进城镇居民收入增加，拓宽了城镇空间格局。

(2) 河南省水资源综合开发利用状态不断改善，由于2016年用水负担减轻、自然水量状况好转、水资源开发利用率提高、单位活动用水量减少和用水治水能力的提升，水资源开发利用状态较好；水资源自然禀赋与水资源利用程度的变化呈现出一致性，主要受降水等自然因素的影响；水资源负荷有所减轻，但还将长期处于较高水平，城镇化的推进促使了用水、节水意识提升，迫使水资源利用方式改变；水资源利用效率和管理水平不断提高，表现为单位用水量的减少和用水治水能力的改善。

(3) 河南省水资源综合利用潜力指数对城镇化综合指数响应度较高，在2006年、2008年、2009年、2013年、2015年城镇化发展受到水资源的限制，在2005年、2007年、2010年、2011年、2012年、2014年、2016年不受水资源的限制；水资源分量指数按响应度从大到小排列为：自然禀赋>利用程度>管理质量>利用效率>用水负荷；水资源自然禀赋、管理质量指数与经济、社会、空间城镇化指数分别呈负相关和正相关，水资源利用程度指数与经济、空间指数呈显著的负相关，水资源利用效率指数与城镇化指数呈正相关，用水负荷指数与城镇化各分量指数均不相关。

3.2 政策建议

(1) 河南省应加快推进人口城镇化和经济城镇化发展，抓住短板，促进城镇化协调发展；提升城镇化的质量、内涵，不应只关注城镇化的速度、数量，应注重人地和谐的持续发展；城镇空间的延伸，应当与城镇人口相适应，不要盲目开发建设；积极进行产业结构调整，促进传统产业升级，不因畏惧经济短期回落终止调整；大力推进资源、环境、经济、文化、社会和城乡关系均衡发展的新型城镇化[29]。

(2) 河南省应加强政策、资金和人才支持，提高废水排放达标率，加大对节水工艺的支持力度，坚持污水达标排放，引导产业走生态化道路[30]，避免水污染后被动治理，造成人力、物力的浪费，阻碍城镇化进程；河南省应采取提高水价等措施控制用水量，迫使用水方式改变；加强节水保水教育，提高节水意识，减少水资源的浪费；严格控制灌溉用水量，改进农业灌溉方式；优化水资源管控方式，通过管理政策，促进水资源合理利用。

(3) 河南省城镇化过程中，应预防水资源成为城镇化发展的限制性因素：应注重提升水资源管理质量，促进经济、社会、空间城镇化发展；在城市化进程中推进生态城市建设，以减少地面硬化、空间扩展等带来的负面影响；在城镇化进程中，发展节水工艺，控制单位经济用水量，减少城镇空间延展导致的水量损失，提高水资源利用率；城镇化进程中注重从节水意识、节水技术等方面减轻用水紧张状态，逐步缓解用水负荷。