辽宁地区水资源承载能力监测预警机制及措施研究

李帅莹

(辽宁省水利水电勘测设计研究院有限责任公司，辽宁 沈阳 110000)

为贯彻落实国家关于“抓紧对全国各县进行资源环境承载能力评价，抓紧建立资源环境承载能力监测预警机制”的重要指示，按照《关于加快推进生态文明建设的意见》《生态文明体制改革总体方案》《水污染防治行动计划》的有关要求和国家发展改革委关于建立资源环境承载能力监测预警机制工作的总体安排，水利部在全国范围内组织开展水资源承载能力监测预警机制建设工作。为落实国家部委相关要求，探索建立水资源和水环境承载能力监测预警长效机制，亟需对水资源承载能力预警的标准以及工作机制进行探索和研究[1]。近些年来，水资源和水环境承载能力监测预警标准及机制研究国内不同流域已取得相应的研究成果[2- 14]，但各研究成果均表明水资源承载能力预警标准以及工作机制，需要结合区域水资源特点，因地制宜去制定相应的标准和工作机制体系。为此本文以辽宁省为例，从数据监测、监测预警数据库、动态评价机制、预警标准、预警信息发布等方面，对辽宁省水资源承载能力监测预警流程和机制进行研究，研究成果可为建立东北区域资源环境承载能力监测预警长效机制提供重要参考。

1 水资源承载能力监测预警总体框架

水资源承载能力预警体系主体技术框架如图1所示。首先是监测层，对水资源开发利用程度、水资源状况、经济社会指标等要素进行监测指标细化和网络的完善。其次是评价层，主要结合监测层要素对区域水资源承载能力、负荷、水生态环境状况进行评价，同评价指标和方法的完善，实现水资源承载能力的动态实时评价。第三是预警层，通过监测层以及评价层分析的数据，提出水资源承载能力实时状态、演变趋势以及变化原因，发布相关预警信息。第四是决策层，水行政主管部门会同相关部门对预警信息进行会商决策。第五是反馈层，通过资源、结构、经济和性能指标来进行预警信息的反馈。

图1 辽宁省水资源预警技术框架

2 水资源承载能力监测体系

2.1 监测要素分析

在现有水量水质两类要素，用水总量指标、地下水开采量指标、水功能区水质达标率指标、污染物入河控制指标等四项基本评价指标基础上，结合数据库建设具体需求，选取影响区域水资源承载能力的指标作为监测要素。根据《全国水资源承载能力监测预警技术大纲(修订稿)》中的评价方法，要进行水资源承载状况评价，需得到水量、水质两类要素共四项基本评价指标。为进行评价区域经济社会发展水平、水资源情势、水资源开发利用情况、水环境状况等分析，还需要获得评价区域经济社会指标、水资源量(地表水资源量、地下水资源量、水资源总量、水资源可利用量)、分水源供水量、分行业用水量、水功能区水质状况、污染物入河量等，还有辅助于水资源承载能力评价的用水总量控制指标、地下水开采量控制指标、水功能区水质达标率指标、污染物入河控制指标，辅助于水资源承载负荷评价的农业折减量、火核电折减量等，辅助于水资源承载状况评价的地下水超采区状况等。

2.2 监测数据库

为保证水资源承载能力监测各环节、各部门工作的正常进行，依据“统一规划、统一标准、统一设计、数据共享”的原则，在监测层将水资源承载能力监测预警数据信息分成基础数据、监测数据、业务数据、空间数据、分析数据五大类，也因此可以构成辽宁省水资源承载能力监测预警通用数据库结构，如图2所示。针对上述监测指标，将各数据报表分门别类，建立基础数据库、监测数据库、业务数据库、空间数据库、分析数据库。此外需要考虑监测预警需求，建设相对应的监测预警平台，将监测数据进行数据库的收集和处理。

图2 水资源承载能力监测数据库

2.3 动态评价机制

供水和用水侧需要对水资源承载能力进行平衡。其中供水侧受区域水资源量、调水工程以及中水处理能力等多方面影响；需水侧受经济社会、节水能力等多方面影响，供水和需水侧不断在调整之中，这也使得水资源承载能力处于动态变化的一个时期。针对该变化特点，需要对水资源承载状况进行实时动态分析，一是需要对承载能力进行定期校核，保证其评估的准确度；二是在供用水侧变化较为明显时，需要重新评估水资源承载状况，确保其准确度和客观度。

省内各级水利机构和相关水利部门根据标准化统计报表逐年监测与统计形成数据系列，根据区域供用水结构的变化幅度来确定统计报表的数据采集频次，也可在供水结构或是用水结构发生重大变化时，及时进行数据采集获得报表数据以便实现水资源承载能力的实时评价。

实时评价即：针对水量要素，选择评价区域某平水年的年内用水月分配，对评价年份的水资源承载能力指标(用水总量指标、地下水开采量指标)进行折算，作为评价时间尺度的能力指标，通过相关平台或技术资料获取评价时间尺度的负荷指标，对其承载状况进行实时评价。针对水质要素，年度水功能区水质达标率即为全年各时间段均应达到的标准，作为能力指标；污染物限排量受当地的经济结构和产业布局、国家和政府的经济和产业政策、市场因素和当地居民消费导向、以及近期经济社会发展特点所影响，在评价区域不发生较大工业格局变化时，越贴近此刻的越具有参考意义，因此采用评价期上一年度污染物排放量月分配进行折算。但是在具体操作中，同样的排放负荷会因为降水和径流条件导致水功能区水质状况和达标率发生变化，因此在评价中根据实际情况，可以考虑加入修正因子。

3 水资源承载状况预警

结合国内外水资源承载能力预警相关研究成果，对辽宁省水资源承载预警内容进行设计。

3.1 预警目的

将水资源严格管理作为水资源规范化管理以及经济转化方式的重要措施，在保障水资源可持续利用和保护的基础上加大区域节水措施的建设力度。协调区域水资源与社会经济的平衡发展，持续推进社会经济的健康发展。

3.2 预警内容

将预警信息及时反馈到省、市县水资源行政管理主体部门的领导以及相关业务人员。预警内容主要是对预警的指标以及上限阈值范围进行相对应的明确，一般而言该指标范围属于水资源承载能力预警指标的阈值区间属于相对较为安全的预警指标范围。

3.3 预警方法

将“三条红线”作为水资源最严格管理制度的核心指标，对水资源预警方法和措施进行探索和分析，将水资源承载能力预警指标范围进行有效拓展，实现相对统一的水资源承载能力红线预警体系。由于不同区域水资源条件、组成结构、社会经济特点都有所不同，基于指标获取、定量分析、可操作的难易程度，结合水资源承载能力实时动态评估程序，对其承载能力进行状态预警。

3.4 预警指标

预警的主要内涵就是水资源承载的能力，需要结合水资源数量、质量、以及服务社会经济的程度、水环境影响程度，对比以上指标的历史特征变化值进行综合比较，才能对区域水资源超载变化的过程进行分析，对预警等级进行综合划分。对于超载过程的加剧和趋缓程度需要有一个指标来具体衡量。参考《资源环境承载能力监测预警技术方法(试行)》，要求在确定区域承载状态基础上，开展过程评价以综合确定预警级别。针对水资源我们采用“水资源环境损耗指数”作为具体指标来开展过程评价。水资源环境损耗指数是人类生产生活过程中的水资源利用效率、污染物排放强度等变化过程的集合，是反映水资源承载状态变化及可持续性的重要指标。具体指标构成见表1。根据水资源利用效率变化、污染物入河排放强度变化两个类别的匹配关系，得到不同类型的水资源环境损耗指数。其中两项均变差的评价单元为损耗加剧型，两项均有所好转的评价单元为损耗趋缓型，如图3所示。

图3 水资源承载能力预警趋势示意图

表1 水资源环境消耗指数类别划分标准

3.5 预警等级

通过静态评价，将评价区域划分严重超载、超载、临界状态、不超载四个预警等级，再按照水资源损耗过程评价结果，与静态评价集成，最终划分成多超载类型预警等级。将水资源损耗加剧的超载区域定为红色预警区(极重警)，水资源损耗趋缓的超载区域定为橙色预警区(重警)，水资源损耗加剧的临界超载区域定为黄色预警区(中警)，水资源损耗趋缓的临界超载区域定为蓝色预警区(轻中警)。不超载的区域为绿色无警区(无警)。水资源承载能力超载类型与预警等级关系如图4所示。具体水资源承载能力预警等级划分表见表2。

图4 水资源承载能力超载类型与预警等级关系图

表2 水资源承载能力预警等级划分结果

3.6 预警信息发布

经过水资源承载能力预警相关技术人员确认，到达预警阈值确定预警等级，然后将预警等级、变化趋势以及“预警短板”情况汇总后上报相关部门主管人员，经过各相关部门进行有效协商，且不同单项指标评估结果和水资源承载能力综合评估结果具有一致性后才可对外进行预警信息的发布。可结合政务网站、移动端设备对数据传输进行有效对接，为业务单位、水行政主管单位以及社会公众发布水资源预警相关信息，提高预警的范围和影响程度。采用通用化的方式对预警信息进行分布，从而保证相关业务和行政主管人员可以在第一时间进行预警信息的接收和制定相对应的措施，具体调控措施见表3。将预警信息通过公众网站向社会公众采用图表、空间分布等方式进行预警信息的发布。公众可以通过查询公示数据，查看最新的水资源供水结构、用水结构等相关信息，为公众提供一个了解水资源承载状况的最简单、最有效的途径。

表3 对应预警等级的管控方向

4 监测预警工作机制

依据相关评价结果确定各评价单元的预警等级并发布预警信息，相关地市水利部门研究确定超载成因，根据预警结果，制定并落实管控措施。以水利厅为工作主体，确定工作机制与流程。

4.1 评价准备工作

根据工作需要，确定评价单元：行政分区尺度的省级、地级、县级；水资源分区尺度的三级区、二级区等，以及与行政分区相结合的相关单元；河流水系。确定评价周期：五年一度的常规评价、年度评价、月度评价、针对严重超载区与超载区的实时评价。确定评价要素：水量单要素评价、水质单要素评价、针对常规评价与严重超载区域的全要素评价、针对超载区域的超载要素评价。

4.2 数据收集和整理

按照监测要素，对不同要素的分类进行基础数据的采集，并对不同数据类型进行校核和标准化处理。

4.3 初步评价工作

对选用的评价周期、评价要素，并对承载状况进行初步评价。

4.4 成果协调工作

主要对水资源承载能力评估成果进行技术和行政两个方面的协调。对不同评价区域、评估因素及评估方式进行各层次技术协调。对不同评估行政分区的管理主体之间进行成果的行政协调。通过相关电话沟通、会议协商、座谈等多种方式进行成果协调，对于无法协调一致的成果，判断是否基础数据不准确或是评价方法运用有误等原因导致，重回第(2)、(3)步进行监测评价工作。对于协调一致的成果，进行下一步工作。

4.5 预警等级确定

对不同评价单位进行成果协调后按照水资源承载能力评估结果进行不同预警等级的划分。

4.6 预警信息发布

将不同评价单元的预警情况向各级水行政主管部门以及社会公众进行信息发布。针对超载严重以及超载地区需要及时作出响应措施，结合超载原因进行水资源调控措施的制定和落实，将区域水资源状况进行调配，将水资源损耗递减到安全影响范围内。

5 结论

(1)在设定预警标准时，建议统筹考虑水资源情势、现状水利工程建设格局、未来经济社会发展规划、水资源管理需求、生态文明建设总体要求等，对不同区域或流域实施有一定差异的预警标准。

(2)对于耗水量较高产能及节水程度相对较低的区域，建议加重预警等级从而促进产业结构化调整以及耗能优化；对于重要水源和生态保护功能区，建议按照最严格的预警标准对其资源环境进行有效保护。

(3)在进行水资源承载能力动态评价时，同样的排放负荷会因为降水和径流条件导致水功能区水质状况和达标率发生变化，在后续研究中还应考虑如何确定修正因子来提高动态评价的精度。