基于水贫困指数的安徽省水资源安全评价

吴 凡

（安徽省驷马山引江工程管理处，安徽 和县 238251）

水是生命之源，也是人类社会发展的重要物质基础。水资源安全是自然和人类各种因素共同作用的结果，人类活动和自然条件变化会改变区域水资源供需平衡的关系，直接或间接地影响区域水安全。合理开发利用水资源对于区域社会可持续发展、缓解水资源紧张状态十分重要。

以往，关于水安全的研究大多集中在水资源风险评价、水资源贫困状况研究等方面，从水贫困的角度来考虑，通过水贫困研究，能够全面透视水的安全性问题［1-2］。宏瑾靓［3］运用突变理论进行水资源开发利用风险研究；刘青利等［4］构建了河南省水贫困与城镇化发展的评价指标体系，分析了河南省水贫困与城镇化耦合协调时空特征；才庆欣［5］采用熵权改进法评估了葫芦岛市的水资源贫困状况；黄微尘等［6］运用多准则决策方法，以流域为研究单元，评价了淮河流域水资源安全状况；张颖［7］构建了模糊优选模型评价了水资源的脆弱性；汪江洲等［8］基于层次分析法对安徽省水安全进行综合评价，并针对现状提出措施改善水安全状况；贡力等［9］采用水贫困指数评价了甘肃省城市水安全状况，蒋汝成等［10］采用水贫困指数对云南省水安全状况进行了评价。由此可见，评价区域水安全并分析其驱动因素对区域生态、社会、经济协调发展具有重要意义。

方群等［11］较早分析了安徽省水资源安全问题及成因，并提出解决安徽省水资源安全问题的举措，但并未给出具体的评价方法。目前，关于安徽省水资源安全评价的相关研究较少，对安徽省进行水资源安全评价是开展水资源合理开发利用保障工作的重要组成部分。因此，本文利用水贫困指数，对安徽省2009—2019年的水资源安全状况进行评价，为安徽省水资源合理开发利用提供参考。

1 评价对象和方法

1.1 研究区概况

安徽省属华东地区，南北长约570km，东西长约450km。地势北低南高，横跨江淮分水岭，按水系分属淮河、长江及新安江流域。受季风气候的影响，其气候具有明显的区域特征，水资源在时空分布上存在明显差异，年平均降水量1172.7mm，主要集中在6—9 月，且年际降水量悬殊较大。2019 年降水量为935.8mm，水资源总量为539.87 亿m3；供水、用水总量均为277.72 亿m3，耗水总量为134.20 亿m3，耗水率48%。

目前，安徽省区域水资源开发利用过程中尚存在一些不足，仍需完善水资源优化配置的合理措施，部分地区地表水缺乏拦蓄、污染严重、水资源利用困难，地下水过度开采，水资源供需矛盾较为尖锐［12-13］。

1.2 数据

本研究遵循科学性、可获取性原则，从实际情况出发，兼顾水资源的自然属性和社会属性，参考《安徽省水资源公报》和《安徽省统计年鉴》中的数据，在水资源承载力、水资源开发利用评价等方面筛选出资源、途径、利用、能力和环境5 个分指数相对应的17 个指标，构建了安徽省水资源安全评价指标体系，见表1。

表1 WPI分指标的细化和计算方法

1.3 研究方法

1.3.1 水贫困指数

水贫困指数WPI（Water Poverty Index）最早是英国研究学者Sullivan 提出的评价水资源的指标。由于WPI因易于理解、计算简单的特点而被迅速得到应用，同时经过诸多学者的争论和不断完善，水贫困的概念趋向于将水资源的开发、利用、管理和工程、经济等问题联系起来，形成关于水资源短缺问题相对独特的研究视角［14］。

WPI由5 个分指标组成：资源R（Resource）、途径A（Access）、利用U（Use）、能力C（Capacity）和环境E（Environment）。WPI计算公式如下：

式中：ωij为第i年第j个指标的权重；Xij为第i年第j个指标的值；为第i年第j项指标第t项分指标标准化后的数据。

1.3.2 标准化处理

为使WPI值越高对应的水贫困程度越严重，要区分各分指标的正负性，采用改进的子系统各分指标数据的标准化方法，计算公式如下：

式中：xtmax、xtmin分别为第t项分指标的最大值和最小值。

1.3.3 指标权重计算方法

评价指标的权重是进行评价的最重要依据。计算权重的方法主要有主观赋权法、客观赋权法和组合赋权法。主观赋权法计算简单，但人为因素太强，人的主观因素起到很大作用，可以通过咨询不同的专家，参考多个文献，尽量减小主观因素带来的误差；客观赋权法能够克服主观因素，评价结果更加客观，但又过于依赖样本。因此，本文通过主客观相结合的方法来确定指标的权重，使赋权的结果尽可能地与实际结果接近。

组合权重计算公式如下：

式中：Wt为第t项的组合权重；αt为第t项的主观权重；βt为第t项的客观权重。

1.3.4 水安全评价标准

WPI值越小，水贫困得分越低，表明水贫困越严重。水贫困等级评价标准主要是以国家标准和相关学者的研究成果作为依据，根据计算结果，依次划分为极不安全（WPI≤30）、不安全（30 ＜WPI≤40）、基本安全（40 ＜WPI≤50）、安全（50 ＜WPI≤60）、非常安全（WPI＞60）5 个等级。

2 结果分析

主观赋权用得最多的是层次分析法，客观赋权用得最多的是熵值法，参照水资源评价研究成果中层次分析法、熵权法的相关文献，根据文献［15］、［16］中介绍的方法，得到指标的权重。标准化后分指标的值利用式（2）和式（3）得到，结果见表2。

表2 评价指标的权重值

最终计算得到2009—2019 年逐年的WPI值，见表3。

表3 安徽省2009—2019 年水贫困指数计算结果

表3 显示安徽省近10 年的水贫困指数，平均为45.64，处在基本安全的等级。其中有2009 年、2011年、2019 年的水贫困指数在不安全等级，其余均在基本安全等级以上，说明安徽省近10 年的水资源处于基本安全的状态，水资源和水环境系统与社会经济发展基本能够协调。

通过趋势分析发现，安徽省水贫困指数呈现显著增加的趋势，说明未来水安全状态向好的方向发展。除了自然因素的影响外，水安全受人为干扰的影响较大。近10 年安徽省总用水量变化不大，农业用水量减少显著，农业用水比例降低，说明农业用水效率大大提高；生态用水量增加显著，生态环境改善明显。尽管排污量在逐年增加，但污水处理能力和再生水回用量在不断加大，提高了水资源的利用效率，有效节约了水资源。

3 结语

本文基于WPI概念模型构建了安徽省水安全评价指标体系，采用改进的标准化方法对分指标进行标准化处理，从资源、途径、利用、能力和环境5 个分指标方面入手，对安徽省2009—2019 年的水资源安全进行综合评价。结果显示，安徽省近10 年的水安全状态为基本安全，水资源和水环境系统与社会经济发展基本能够协调。在水资源量一定的条件下，仍然可以通过更严格的水资源管理措施达到节约用水、提高用水效率的目的，以实现水资源的开发利用与经济社会相协调。

该方法能够清晰地反映安徽省水安全状况，但也有一定的不足。难点之一是如何确定评价指标，本文参考已有研究中水资源评价的指标，基本能够反映安徽省水资源面临的状况，但由于政策制度、环保要求、公众意识等指标难以量化，指标体系可能存在不足。本文以省级资料为研究对象，数据不够精细，也会产生评价误差。以市级或县级数据计算水安全空间分布状态，将会对了解区域内水资源状况提供更多参考。