基于层次分析法的河南省水资源开发利用评价

王 磊

(河北省衡水水文勘测研究中心，河北 衡水 053000)

1 概 述

水资源评价是对一个国家或地区的水资源数量、质量、时空分布特征以及开发利用情况作出的分析和评估[1]。水资源评价可以分为以下几类：水资源数量评价、水资源质量评价、水资源开发利用及其影响评价。水资源评价应该遵循的原则：地表水和地下水同一原则、水量水质并重原则、水资源可持续利用和社会经济发展相协调、水资源可持续利用和生态环境保护相协调[2]。

水资源开发利用程度评价，是根据水资源开发利用有关的评价指标，来评价区域水资源开发利用程度，然后建立数学模型，并充分考虑水资源、社会、经济、环境等基本情况[3]。河南省分别属于长江流域、淮河流域、黄河流域以及海河流域。全省河流众多，流域面积在100 km2以上的河流493条，2014年全省平均降水量725.9 mm，全省的水资源总量283.37×108m3，全省水资源总量比多年平均值低29.8%，全省人均用水量为224 m3；万元GDP用水量48 m3，比2013年降低23%。河南省水资源总量不足，而且水资源在地区上的分布不均匀，在区域上差异也比较大，水资源利用率也比较低，水资源浪费现象严重，而且污染情况严重。因此根据河南省水资源的基本情况，进行水资源开发利用评价，分析开发利用过程中存在的问题，提出水资源可持续利用的建议对策，对于河南省的经济社会发展有着重要的意义。

2 河南省水资源开发利用评价

2.1 评价指标体系

见图1。

图1 初筛指标集

2.2 评价指标的筛选与构造

本文从水资源系统、社会经济系统、水环境系统等方面，选取能很好地反映河南省水资源开发利用综合评价的20个指标。为了排除这些指标之间的影响，本文根据相关系数法的原理与方法，利用SPPS软件，进行指标的相关性分析。将相关系数在0.9以上的指标视为重复指标，通过对相关系数大于0.9的指标进行处理，最终筛选得到15个评价指标，分别为产水模数、人均水资源占有量、人均供水量、污水处理率、绿化覆盖面积、万元GDP用水量、人均GDP、第三产业占GDP比例、人口密度、人口自然增长率、人均综合用水量、工业用水比例、用水普及率、生活垃圾无害化处理率和水资源开发利用率。

2.3 综合评价过程

2.3.1 模型的建立

根据所选指标的含义，将水资源开发利用综合评价指标分为水资源系统、水资源开发利用程度、社会经济系统、水环境系统等4个子系统。河南省水资源开发利用综合评价指标体系，包括1个目标、3个准则、7个领域、15个指标[4]，见图2。

图2 河南省水资源开发利用综合评价指标体系

2.3.2 权重确定

通过分别进行判断矩阵A-B、B1-C、B2-C、B3-C、C1-D、C4-D、C5-D、C6-D、C7-D的计算，拟合以上权重值，在A目标下C1-C7的组合权重见表1和表2。

表1 A-C的组合权重

表2 A-D的组合权重

最后进行目标总排序一致性检验：

CR总=CI总/RI总=0.026<0.10

检验结果表明，总排序具有满意的一致性。因此，判断矩阵构建有效。

2.3.3 指标无量纲化

确定将对研究区域水资源开发利用综合评价有显著影响的水资源开发利用率作为参考指标，记为X0(k)，k=1,2,…,m,m为研究区域的区域单元数，其余因素为比较指标，记为Xi(k)，i=1,2,…,n,n为比较指标数目，对各地市15个评价指标进行数据无量纲化。

3 评价结果分析

见表3。

根据层次分析法的计算结果，结合河南省的实际情况，将河南省水资源开发利用程度分为3类：水资源开发利用程度高类、水资源开发利用程度中类、水资源开发利用程度低类[5]。这3类程度是通过比较得到的相对大小。见表4。

表3 2014年河南省水资源开发利用综合评价指数

表4 2014年河南省水资源开发利用综合评价指数和等级

由表4可以得出，郑州市、鹤壁市为水资源开发利用程度高类，南阳市、商丘市、信阳市、周口市、驻马店市为水资源开发利用程度低类，其他城市处于水资源开发利用程度中类。河南省的平均水平是处在水资源开发利用程度中类。

从表4中还可以得出，河南省水资源开发利用程度高的地市有2个，占全省地市数量的11.1%；水资源开发利用程度中等的地市有11个，占全省地市数量的61.1%；水资源开发利用程度低等的地市有5个，占全省地市数量的27.8%。水资源开发利用程度综合指数最高只有0.648 0，综合指数最低只有0.224 8。从地理位置上看，河南省水资源开发利用程度较高的地区主要集中于河南省的中北部，水资源开发利用程度较低的地区主要集中于河南省的中南部。从经济发展水平来看，河南省水资源开发利用程度较高的地区主要集中在人均GDP较高的郑州市和鹤壁市，水资源开发利用程度较低的地区主要集中在人均GDP较低的南阳市、商丘市、信阳市、周口市、驻马店市。

通过比较各地市的各指标基础数据可以看出，水资源利用程度比较低的南阳市、商丘市、信阳市、周口市、驻马店市，万元GDP用水量比较大，城镇化水平低，人均综合用水量少，用水普及率低，水资源开发利用率低。这些城市水资源量还是比较多的，理论上水资源开发利用潜力较大。水资源开发利用程度比较高的城市，经济水平比较高，整个社会开始向节水型转变。

4 对策研究

河南省的水资源时空分布不均匀。近年来，随着经济的发展、城市建设发展及人口的不断增长，水资源危机不断。水资源开发利用是否合理及是否可持续，关系着农业、工业、人民生活，关系着整个国民经济的发展。

河南省水资源目前存在的问题：①水资源总量不足。2014年河南省水资源总量为283.4×108m3，居全国的第22名；人均水资源量为300.7 m3/人，居全国的第25名，占全国人均水量的1/7，水资源总量的不足使得全省水资源供需矛盾日益突出[6]。②水环境质量不高。在2014年对河南省辖4流域河流水质的监测中，淮河流域监测河段水质全部是劣五类；黄河流域监测河段水质劣五类的占全部河段的29.8%，断流河长占0.7%；淮河流域监测河段水质劣五类的占全部河段的25.3%，断流河段占4.1%；长江流域水质劣五类的占25.2%，河流的污染断流情况不容乐观。③水资源管理松散。地下水与地表水缺乏统一、协调管理，地表水与地下水在一定的条件下相互联系。但由于在管理上的松散，使得城镇用水与农业用水出现矛盾，造成了水资源的浪费。河南省大多数城市以地下水供水为主，过度开采地下水，会造成地下漏斗等一系列问题，也不利于水资源的可持续发展。

总体来看，河南省水资源存在的问题：水资源短缺，且污染浪费严重，水资源开发不均衡，管理不科学，水资源难以满足社会经济发展的要求。根据如上问题，提出以下建议：

1) 加大水利工程措施，植树造林、发展生态农业。通过水利工程的引、调、蓄、排等各种措施，改善河南水资源总量不足的现状，提高对水资源时空分布不均的调控能力，减轻旱涝灾害。加强水利工程的系统功能建设，提升水资源的可持续利用。发展生态农业，既可以减少生产过程中污染物排入水中，又可以减少农业灌溉用水，提高水生态环境的承载能力。在节约用水的同时还要保障生态用水，生态对于人民生活、城市发展、国家建设至关重要。

2) 加强污染源的综合治理，发展科技加强污水处理技术。在水资源总量一定的条件下，减少污染、提高水质十分重要。进行污染源的治理，主要包括对工业污染源、生活污染源、农业污染源的治理。对于工业污染源，要给予资金、技术的支持，提高污水处理水平。对于生活污染源，要注意加强对生活垃圾的处理，培养人们不随地乱扔垃圾的习惯，兴建垃圾处理厂，对垃圾进行分类处理。对于水生态环境保护，关键在于维护好江河湖库的水质安全。

3) 调整产业结构，合理调配各部门的用水。用水部门主要有工业、农业、生活和生态环境用水。河南省是农业大省，农业灌溉用水占有很大比例，节约农田灌溉用水具有很大的潜力。随着经济社会的发展，各行各业发展迅速，对于水资源的要求也越来越高，各部门之间用水矛盾加剧。调整产业结构，合理调配各部门用水，可以优化水资源配置，协调各部门的需水要求。水资源管理重点在河网管理，河南省确立了“两横、一纵、一面、一改”的水利发展总体框架[7]。

4) 加强水资源发展的法制建设。开发利用水资源，实现水资源的可持续利用，必须要有法律的保驾护航。现行的有效法律有《水法》《水污染防治法实施细则》《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)等。相关部门要根据各地的实际情况，依据法律的规定取水、用水、治水和管水。认真贯彻落实《河南省节约用水管理条例》，加强执法队伍和装备建设，加强对水资源管理的监督检查[8]。

5 结 论

本文建立了河南省水资源开发利用评价指标体系，采用层次分析法进行评价。分析2014年水资源开发利用评价结果，得出郑州市和鹤壁市开发程度比较高，占全省地市数目的11.1%；开发程度比较低的是商丘市、信阳市、南阳市、周口市、驻马店市，占全省地市的27.8%；其他61.1%的城市处于水资源开发利用程度中类。

总体来说，河南省水资源开发利用程度不高。从经济发展水平来看，河南省水资源开发利用程度的高低与其经济发展水平的高低基本对应，郑州市作为河南省政治、文化、经济中心，水资源开发利用程度比较高。开发利用程度比较低的地市，水资源量比较多，具有较大的水资源开发利用潜力。