浅析高质量发展背景下西安市水安全保障能力提升策略

马 艳，吴景霞

（1 陕西省西安市二次供水管理中心,陕西 西安 710000；2 陕西省西安市水利规划勘测设计院,陕西 西安 710000）

近年来,极端天气频发,全球资源严重紧缺问题凸显,我国安全观念也深受影响,水安全已成为国家安全的一个关键方面,与军事安全、金融安全、文化安全一样具有同等重要的战略地位[1]。水安全是生存的基础问题,其丰富内涵主要集中体现在水资源安全、供水安全、防洪安全、水生态安全四个方面[2]。我国水安全面临着水污染严重、人均淡水资源量少、水资源时空分布不均等问题,虽已采取南水北调等具体工程措施加以改善,但对处于黄河流域的西安市来说,城市水安全保障能力仍有较大的提升空间,尤其是在2021 年国务院颁布的《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》、2022 年水利部印发《“十四五”水安全保障规划》,对城市水安全保障能力提出了更高的要求。在黄河流域高质量发展背景之下,基于实现西部地区城市高质量发展的目标,分析西安市水安全保障能力,总结归纳西安市水安全保障能力的提升策略,对于提升城市水安全保障能力、落实国家规划方针、加快实现高质量发展具有重要研究价值和现实需求。

1 水安全对黄河流域高质量发展的影响框架

黄河流域的高质量发展是一项复杂的系统工程,需要实现生态环境保护和经济与社会的协同发展,既是生态学、水土保持学、金融学等诸多学科融合,又是水资源、生态环境、经济社会三个子系统的相辅相成,互为促进与制约,其内涵十分丰富。水资源促进能力不足必然抑制经济社会发展,同样地,经济社会蓬勃发展速度越过了生态环境保护的红线或者突破了水资源承载能力的上限,最终必将损害生态环境,这三个子系统只有齐头并进,互为依托,构成稳固的三角态势,才能真正满足高质量发展的要求。

习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上提出五项重点任务,分别是加强生态环境保护,保障黄河长治久安,推进水资源节约集约利用,推动黄河流域高质量发展,保护、传承、弘扬黄河文化[3]。水利行业对幸福河的内涵中也将水安全的支撑作用放在了很重要的位置,只有重视水安全,才能实现幸福河的目标,最终才能满足黄河流域高质量发展的总体要求。黄河流域生态保护和高质量发展水安全支撑总体框架见图1。

图1 黄河流域生态保护和高质量发展水安全支撑总体框架

2 西安市水安全保障能力分析

西安市多年平均水资源总量为23.47 亿m3,人均占有量约为230 m3,仅为全国、陕西省人均资源占有量的13%、25%,远低于国际公认的人均年水资源量500 m3的绝对缺水线。强化水安全保障能力对于西安市的高质量发展具有重要意义。为系统评价西安市水安全保障能力,寻找提升策略,选取相关影响因素作为指标,分析西安市2016 年～2020 年的水安全保障发展特征。

2.1 评价指标体系

根据西安市实际情况,从水资源安全、供水安全、水生态安全和防洪安全4 个维度,选择了18 个指标,构建了西安市水安全保障能力评价指标体系[4]。

2.2 评价方法

2.2.1 单指标量化法

采用分段隶属度函数来度量各个指标的子安全度,数值介于0～1。

数值越大越优型指标的子安全度计算公式为：

数值越小越优型指标的子安全度计算公式为：

式中：xi、Ii分别为第i个指标的指标值和子安全度；ai、bi、ci、di、ei代表第i个指标的最差值、较差值、及格值、较优值和最优值,参考全国平均水平、省级发展规划、部分学者研究成果[5-6]进行取值。

2.2.2 多指标综合

采用熵值法确定各个指标和子系统权重,其计算步骤如下：构建m个评价目标,n个评价指标的判断矩阵Q：

将判断矩阵Q进行归一化处理,得到归一化矩阵：

式中：qmax、qmin为同一个指标体系下不同目标的最优解、最不优解。

确定评价因素的熵值Hi：

式中：0 ≤Hi≤1,且

确定评价指标的熵权M：

四个安全维度的安全度计算公式为：

式中：Tj为第j个子系统的安全度；wj为利用熵值法计算所得的第i个指标权重,计算结果见表1；nj为第j个维度指标数量；j=1,2,3,4,分别表示水资源安全、水生态安全、供水安全和防洪安全四个维度。

表1 西安市水安全保障能力评价指标体系

2.2.3 多准则综合

最终目标层水安全计算公式为：

式中：T为水安全度；β1、β2、β3、β4分别为熵值法计算所得的水资源安全、水生态安全、供水安全、防洪安全四个维度的权重。

基于评价结果将西安市水安全等级划分为六个等级,见表2。

表2 西安市水安全等级

2.3 评价结果及分析

2.3.1 指标权重

通过熵权法对西安市2016 年、2017 年、2018 年、2019 年和2020 年18 项指标进行处理,得到各指标权重及维度层权重见表1。在18 项评价指标中,水资源安全5 个指标中农田灌溉亩均用水量权重占比0.0588,表明各年中农业灌溉用水对西安市的水资源安全影响较大；水生态安全5 个指标中生态用水量占比权重占比0.0539,表明生态用水量对于水生态安全有着重要影响；供水安全的4 个指标中供水安全系数的权重占比达到0.0925,表明供水安全系数对于西安市供水安全有着较为明显的影响；防洪安全4 个指标中,新增除涝面积率的权重占比为0.1342,说明除涝是保障防洪安全的有效方面。水安全四个维度权重分别为0.2233、0.2562、0.2702 和0.2503,结果表明西安市的水资源安全相对于其他三个维度较好,供水安全、水生态安全和防洪安全在研究时段内对西安市水安全有着更为显著的影响。

2.3.2 水安全总体评价结果

通过对西安市2016 年～2020 年18 个指标进行收集整理,利用单指标量化—多指标综合—多准则综合的方法计算西安市水安全。西安市水安全得分情况进行划分结果见表3。由表3 可以看出西安市水安全得分总体上呈现上升趋势,2016 年～2019 年的得分都在（0.5,0.67]内,均为基本安全状态。2020 年的得分达到0.6780,进入较安全的状态,可见,对于水资源的保护、生态环境的改善、保障供水相关设施正常运行以及防洪除涝等力度的加大对于水安全状态的提升有着积极的促进作用。

表3 西安市水安全度值总体评价结果

3 西安市水安全保障能力提升策略

结合相关指标对西安市水安全保障能力进行分析评价,考虑水安全中水资源安全、供水安全、水生态安全和防洪安全这四个方面,对西安市水安全保障能力的提升提出以下4点建议[7]：

水资源安全方面,重点是要做好水资源集约节约工作。一方面做好重点领域节水工作,坚持量水而行、节水为重,把水资源作为最大的刚性约束,全面实施深度节水控水行动,推进水资源集约节约利用,另一方面针对农田灌溉亩均用水量这一指标做好万亩以上灌区高效节水改造,依托黑河金盆水库、零河水库和大峪水库等水库,以及黑惠渠、沣惠渠等引水工程,构造大中小微并举的灌溉渠系基础设施系统,进一步提升农业综合生产能力。

水生态安全方面,重点是做好水生态保护修复。一方面做好河湖生态修复工程,坚持保护优先、自然恢复为主、人工干预为辅,加大河湖生态保护修复力度,持续改善水生态环境,打造幸福河湖；另一方面针对水土流失治理面积率这一指标,做好重点区域水土保持工程,以西安重点水源地水土保持工程、生态清洁小流域治理为重点,因地制宜,推进水土流失综合治理。构建“生态修复区、生态治理区、生态保护区”三道防线,防止水土流失,加强水源涵养。

供水安全方面,重点是做好水空间优化配置工作。一方面加强重点水源工程建设,进一步完善西安市调水、输水网络,完善承接近期引汉济渭来水输配水工程建设。逐步形成西部以黑河金盆水库、东部以李家河水库、北部以泾惠渠三原西郊水库为主水源的城镇供水基础设施网络系统；另一方面加强城镇供水设施建设,完善水厂和管网配套设施,完善互联互通供水通道。远期实现以引汉济渭、东庄水库和宝鸡峡水库建成的配套水厂工程为重要供水源,以区域地下水、应急供水工程作为备用水源的供水格局,形成多水源联合互调的“西安水网”。

防洪安全方面,重点是做好水灾害防御保障工作,一方面加强堤防修复加固,突出重点河段、重点区域,全力做好水旱灾害防御工作,继续推进河流堤防治理工程,补齐防洪工程短板,全面提高防洪安全标准,有效消除病险堤防隐患,进一步完善西安市堤防工程体系,保障城乡行洪安全；另一方面加强山洪灾害防治,持续加强西安市周边地区山洪灾害防治,逐步完善监测预警预报等非工程设施,积极推进群测群防体系建设、基层防汛人员培训和县乡预警设备配置,建成以监测、通信、预报、预警等非工程措施为主,非工程措施与工程措施相结合的防灾减灾体系。

4 结语

西安市是黄河流域在西部唯一的国家中心城市,有着人口大规模聚集、经济基础雄厚、自然资源消耗高等特点。由于区位条件的限制,西安市水资源需要量较大、水环境承载能力有限,对水安全保障提出了更高的要求。基于西安在黄河流域的自然生态、资源特点、人民居住环境和工业发展等综合特点,并结合黄河优质开发的大特点,从水资源安全保障程度提高的新高度,西安市为达到黄河流域高质量发展的要求,必须继续坚持水安全保障各方面措施的完善与加强。