基于Bossel框架的吉林省安图县矿泉水资源可持续利用评价＊

孙文浩，顾瑞婷，陈梦迪，陈星羽，马于曦，谷志琪

（吉林大学新能源与环境学院，吉林 长春 130026）

随着经济发展和人民生活水平日益提高，安全、健康、绿色的饮水理念为人所广泛接受，越来越多的人选择矿泉水作为日常饮用水。对矿泉水资源进行可持续性评价，可以为合理开发、制定保护措施做出指导。目前，通过建立评价模型，确定各项评价指标体系的方法进行可持续性评价被人们广泛使用。李军等[1]基于Bossel框架对沈阳市水资源做出评价，认为该方法具有良好的科学性、合理性。李俊晓等[2]则利用AHP—模糊综合评价方法，证明该方法简单实用，能很好地反映某地区水资源与经济、社会发展的协调程度。石红等[3]通过生态网络分析法，定量评价淮河水资源可持续发展水平，为流域水资源管理提供了参考。对于特定的地区来说，因地制宜地构建最适宜的评价指标体系尤为重要[4]，不论采取何种方法，主要的思路都是将各类评价指标定量化，从而有利于根据特定的评价标准判断各个指标孰优孰劣，进而指出对研究区水资源最不利的指标，并提出相应的建议。Bossel综合指标评价体系在水资源的可持续利用评价中较为常用，本次将利用此方法对吉林省安图县矿泉水资源可持续发展情况进行评价。

1 研究区概况

吉林省安图县位于长白山北麓，南部为长白山自然保护区，总体地势为南高北低，东高西低。安图县地质构造复杂，北西向构造带和东西向构造带由断层、向斜、背斜组成。区域内岩性以气孔状玄武岩、粗面安山岩为主，玄武岩岩层为地下水提供了赋存空间，气孔状玄武岩为地下水的渗透提供了良好的通道[5]。

安图县坐拥丰富的矿泉水资源，优质矿泉五十余处，矿泉水资源量大，矿泉水质量较高。安图县的天然矿泉水大部分符合国家Ⅰ类水标准，所有水样偏硅酸含量大于25mg/L，为高偏硅酸型矿泉水，是在特定的地质环境条件下形成的宝贵的液体矿产资源。因为其极高的品质，安图县矿泉水已经得到了国内外相关人士的一致好评，因而吸引了恒大、农心、统一、雅客、二江等企业在这片土地上生产销售矿泉水。目前，矿泉水产业已经成为了安图县的重要产业之一。

2 可持续发展评价

2.1 评价指标的确定

Bossel框架包括生存、能效、自由、安全、适应、共存6个基本定向指标[6]。其中每个基本类定向指标都包含几个能反映其具体含义的指标，可以借助这些指标衡量研究区可持续发展情况。本文结合安图县地区的实际情况，收集2019年吉林省统计年鉴数据以及安图县人民政府网站相关数据，选用矿泉水水资源、经济社会、生态环境3个子系统[7]，建立指标体系见表1。

表1 指标评价体系

2.2 发展指数计算

2.2.1 计算方法

根据表1指标体系，利用直线型指标标准化方法将各指标定量化并根据Bossel评分标准对各指标评分计算其量化评分Pij。对于子系统指标的权重，计算方法是离差平方和最大法[8]，对于基本定向指标所属指标按照等权计算[9]，对于有n组数据且每组数据基本类定向指标数为m的样本，权重计算如下：

式中，i为3个子系统；j为6个基本类定向指标；n为样本数目，在本次研究中由于只收集2019年数据，取n=1；m为各个系统中定向指标数目，在本次研究中，取m=6；wij为第i个子系统中j类定向指标权重；pij为第i个子系统中第j类定向指标指数值；p*ij取数值1，代表最不利值。

水环境子系统、社会经济子系统和自然子系统发展指数按下式计算：

水环境可持续发展系统的6个基本类定向指标发展指数按下式计算：

水环境可持续发展系统综合发展指数值按下式计算：

发展指数可以用来评估研究区矿泉是可持续发展情况，分为若干级别。根据不同的评价标准，不同的发展指数区间对应不同的评价级别。

2.2.2 计算结果

根据公式（1）、（2）、（3）得出矿泉水资源各子系统的综合指标值见表2。

表2 子系统发展指数

根据公式（1）、（2）、（4）计算各基本类定向指标的可持续发展指数见表3。

表3 基本类定向指标发展指数

以上即为吉林省安图县矿泉水对于子系统和定向指标的发展指数。再根据公式（1）计算矿泉水可持续发展系统中各基本类定向指标相对于系统的权重，通过公式（5）计算系统可持续发展的综合指数为2.538。

2.3 可持续发展态势评价

2.3.1 评价方法

在表2、表3以及通过公式（5）计算的各类可持续发展指数可根据表6给出的度量标准划分为不可接受级、危险级、良好级、优秀级四个发展态势等级[10]。根据该等级可评价研究区矿泉水资源可持续发展情况。

表6 矿泉水资源系统发展态势评价标准

2.3.2 评价结果分析

1）矿泉水系统的综合可持续发展指数为2.538，处于良好评级，有利于可持续发展。说明在保证生态环境不受到破坏的情况下，安图县矿泉水有较大的潜力继续开发利用，且能带动社会经济平稳向上发展。

2）由表2的结果可得出安图县矿泉水资源子系统、经济社会子系统、生态环境子系统的可持续利用态势均属于良好等级。说明安图县目前矿泉水的开发利用程度较好，水资源量较为丰富且水质较好，水资源量能够满足人们生活需求和工农业需要，开发潜力巨大。并且安图县矿泉水资源的开发利用为当地带来了一定的经济效益，矿泉水厂的建立促进了社会经济的发展。在二个子系统中生态环境子系统属于评分最低的部分，说明在处理泉开发与生态环境的关系之间仍有提升空间。

3）由表3的结果可得出安图县矿泉水除了能效指标外，其他指标表现均为良好或优秀，说明总体可持续发展态势良好。但是能效指标评分为1.89，属于危险态势，特别是表现在工业废水排放率、自然保护区覆盖率两个方面，需要重点关注这些方面的改善和提高。

3 结论和建议

通过构建Bossel框架，对吉林省安图县矿泉水资源的可持续利用评价结果如下。

1）安图县矿泉水二个子系统可持续利用态势均属于良好等级。矿泉水系统综合可持续发展指数为2.538，处于良好评级，矿泉水的开发利用可持续性良好，但要警惕开采过程中造成的环境问题和超采现象，在保证生态环境不受到破坏的情况下，维持矿泉水资源的可持续发展。

2）制约安图县矿泉水资源可持续发展最主要基本类定向指标为“能效”，主要限制因素为工业废水排放、自然保护区覆盖两个部分。因此，必须严格控制工业废水的过度排放，加强自然保护区的建设和保护，确保南部的长白山自然保护区在旅游业的发展下受到较少破坏。

3）在矿泉水资源的开发过程中，需要严格遵守有关水资源保护的法律、法规。另需要结合当地经济发展和矿泉水资源保护的需要，不断完善地方性法规。此外，要求相关执法人员尽快落实法律规定的各项保护措施，加大执法力度，为长白山矿泉水资源的保护提供法律保障。