沈阳市1965—2018年水资源压力综合指数变化趋势探析

秦文娟

(盘锦河海土木工程咨询有限公司，辽宁 盘锦 124010)

水资源供需矛盾是当前水资源可持续利用和保护的关键问题[1]。对于水资源供需分析的研究较多，尤其是近些年来，水资源承载力、水资源综合压力指数的概念逐步被提出[2- 5]。水资源综合压力指数是指通过分析水资源量和质变化特点，建立适合于区域水资源特点的综合压力指数，以定量化的方式对区域水资源供需变化特点分析的方法，逐渐成为一种应用较为普遍的方法，并在国内一些流域尤其是水资源相对短缺的区域得到应用[6- 14]。但水资源综合压力指数在辽宁地区应用还较少，为提升辽宁地区水资源利用率，有效解决水资源供需矛盾问题，需要对水资源综合压力指数进行定量分析。为此以沈阳市为实例，通过建立适合沈阳市水资源特点的水资源压力综合指数，对沈阳市水资源综合压力指数进行定量测算。研究成果对于沈阳市水资源开发利用和保护具有重要的参考意义。

1 水资源综合压力指数计算方法

基于农业、生活、工业、水生态、水资源承载能力建立沈阳市水资源综合压力评估指数，该指数计算方程为：

WEF=γW(Wa+Wi+We+W1+We)/Pw

(1)

式中，WEF—各指标水足迹值，hm2；Wa—农业用水资源量，m3；Wi—工业用水资源量，m3；WC—城镇用水水资源量，m3；W1—生活用水水资源量，m3；We—生态用水资源量，m3；γw—水资源综合压力指数；Pw—各资源生产能力值。

首先需要对各水资源分区的水压力指数进行计算：

WEC=0.4γWφWW/PW

(2)

式中，WEC—最大水资源承载能力对应的水资源总量，m3；ψW—水压力系数；W—水资源总量，m3。

此外还需对各水资源分区的水生态压力指数进行计算：

(3)

水资源综合压力评估指数采用Moran指数进行指标聚集表征：

(4)

其中：

(5)

(6)

采用局部相关Moran指数对不同水资源计算单元的相关程度进行综合考虑：

(7)

式中，Ii—水资源综合压力指数计算值。

2 示例应用

2.1 沈阳市各分区水资源特征

结合沈阳市7个水资源分区的水资源数据，对各分区的水资源水量情况进行分析，结果见表1—2。

表2 沈阳市各分区地下水资源量

从水资源各分区地表水资源分布可看出，沈阳市地表水资源量呈现明显的空间变化差异，西北部地表水资源量普遍低于东南部水资源量。地表水资源量的多少主要取决于降水量的空间分布，因此沈阳市各水资源分区地表水资源量的分布特点和降雨量的分布特点具有一致性。沈阳市西北部降水量多年均值一般在500～700mm，而东南部降水量多年均值一般在800～900mm之间，降水量的差异性直接影响了沈阳市地表水资源量的空间分布变化。而地表水资源开发利用率的变化直接受到供需结构的变化影响，东南部区域城市人口居多，使得地表水资源开发利用率一般较高，而西北部水资源分区由于城市人口较少，因此其地表水资源开发利用率一般在50%左右。从沈阳市地下水资源变化特点可看出，地下水资源空间变异度较小，这主要是因为沈阳市处于平原地区，区域地下水埋深一般较大，受降水量和地表水资源量的影响较少。从地下水资源开采率分布可看出，地表水水资源率开发程度较大的区域其地下水资源开发率一般较低，而地表水资源开发利用率较大的区域其地下水资源开发利用率一般较低。

2.2 水资源压力指数分析结果

在沈阳地区各水资源分区水资源特点分析的基础上，对沈阳地区水资源压力综合指数进行分析，分析结果见表3。

表3 沈阳市各水资源分区水资源压力综合指数分析结果

结合水资源综合压力指数建立方法，基于沈阳市各水资源分区的地表水和地下水资源变化特点，对沈阳市各水资源分区的水资源压力综合指数进行分析。从各水资源分区水资源压力综合指数分析结果可看出，沈阳市各水资源分区从1965—2018年水资源压力综合指数总体呈现递增变化，这主要是受到沈阳市供需结构变化影响，从各年代际水资源压力综合指数变化可看出，1980年以前，各水资源分区水资源压力综合指数一般较小，这主要是因为这一时期主要是农业用水，工业用水量相对较少，且城市人口相对较少，因此水资源压力综合指数变化较为稳定。而进入1981—1990年，随着城市人口的增加和工业的逐步发展，各水资源分区的水资源压力综合指数都呈现递增变化，只是递增幅度较小，这主要是因为虽然城市人口和工业在一定程度的发展，但发展的速度还不是很快；此时水资源供需结构还较为合理，需水量增多，供水量仍可满足需水量增多的变化，因此这一时期水资源压力综合指数有所增加，但递增幅度不高。而进入2000年以后，从各水资源分区的水资源压力综合指数变化可看出，各分区水资源压力综合指数递增幅度较为明显，从1991—2010年，各水资源分区相比于1990年以前，平均递增幅度达到2.5%左右。进入2011年以后，由于区域调水增加的影响，区域水资源供需结构得到不同程度的优化和调整，沈阳市各水资源分区水资源压力综合指数的增幅有所放缓。从水资源压力综合指数空间变化可看出，和区域水资源空间分布特点具有一致性，沈阳市水资源压力综合指数在空间上沈阳西北部水资源综合压力指数最大，为0.85，空间上总体呈现西部向东南逐步递减变化。

3 结论

(1)沈阳市各水资源分区从1965—2018年水资源压力综合指数递增，主要是受到沈阳市供需结构变化影响。为降低区域水资源压力，可以对区域水资源供需结构进行优化和调整，尤其可提高工业中水会用率，降低城市工业用水率。

(2)沈阳市水资源压力综合指数空间上总体呈现西部向东南逐步递减变化，因此需要加快沈阳西部工业结构的调整，可将西部重工业向东南迁移，降低西部工业用水率。

(3)主要采用专家经验方法对水资源压力评估指数权重进行设定，存在主观局限性，在以后的研究中还应探讨如何客观设定各指标权重。