基于行业水权分配的山东省沿黄区域水资源承载阈值探讨

摘 要：以山东省黄河流域为研究对象，提出6项指标，采用AHP-TOPSIS法对2025年沿黄9个地级市进行行业水权分配，并结合定额法分析2025年各地级市的水资源承载阈值，对现状承载状态进行分析。结果表明：1）沿黄9个地级市农业、工业、生活、生态行业水权分别为98.28亿、25.15亿、27.52亿、14.77亿m3，各行业用水量较现状年（2022年）分别提升10.1%、20.5%、27.5%、13.5%。2）9个地级市人口规模承载阈值为4519.55万～5956.20万人，其中济南承载阈值上限最大；工业增加值阈值为16540.37亿～19353.23亿元，整体提升15%～35%；灌溉耕地面积承载阈值为228.55万～379.54万hm2，只有菏泽、东营超出阈值上限；城镇建设用地阈值为38.42万～62.55万hm2，现状年滨州超出阈值上限，淄博接近上限，整体有较大承载空间。3）2022年9个地级市中人口规模、灌溉耕地面积承载能力鲁西南地区最弱；工业增加值较现状年均呈现不同幅度的上升，均处于可承载状态；城镇建设用地承载能力鲁西南地区最强，滨州、淄博承载能力较弱。

关键词：行业水权分配；“四水四定”；水资源承载力；山东省沿黄区域

中图分类号：TV213.4；TV882.1 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2025.02.013

引用格式：仕玉治，赵立杰，李福林，等.基于行业水权分配的山东省沿黄区域水资源承载阈值探讨[J].人民黄河，2025，47（2）：87-94.

基金项目：山东省重点研发计划项目（2023CXGC010905）；山东省水利科学研究院科研计划项目（SDSKYZX202121-3）

DiscussiononWaterResourcesCarryingThresholdAlongtheYellowRiver inShandongProvinceBasedonIndustrialWaterRightsAllocation

SHIYuzhi1，2，ZHAOLijie1，3，LIFulin1，2，HUANGJiwen1，2，WANGRui1，2，LIULili1，2，LIMingyang1，2

（1.WaterResourcesResearchInstituteofShandongProvince，Jinan250013，China；2.KeyLaboratoryofWaterResourcesandEnvironmentofShandongProvince，Jinan250013，China；3.CollegeofWaterConservancyandEnvironment，UniversityofJinan，Jinan250022，China）

Abstract：TakingtheYellowRiverBasininShandongProvinceastheresearchobject，sixcategoriesofindicatorswereproposed，andthe AHP-TOPSISmethodwasusedtoallocatethewaterrightsoftheninecitiesalongtheYellowRiverBasininShandongProvincein2025.On thisbasis，thequotamethodwasusedtoanalyzethewaterresourcescarryingthresholdofeachcityin2025，andthecurrentcarryingstate wasanalyzed.Theresultsshowsthata）thewateruserightsofagriculture，industry，livingandecologicalindustriesin9citiesalongthe YellowRiverare9.828billionm3，2.515billionm3，2.752billionm3and1.477billionm3，respectively.b）Thecarryingthresholdofpopu？ lationsizein9citiesis45.1955-59.5620million，amongwhichJinanhasthelargestupperlimitofcarryingthreshold.Thethresholdofin？ dustrialaddedvalueis1654.037-1935.323billionyuan，withanoverallincreaseof15%-35%；thecarryingthresholdofirrigatedculti？ vatedlandareais2.2855-3.7954millionhectares，andonlyHezeandDongyingexceedtheupperlimitofthethreshold.Thethresholdof urbanconstructionlandis384.2-625.5thousandhectares.ThecurrentvalueofBinzhouexceedstheupperlimitofthethreshold，andZibois closetotheupperlimit.c）Thepopulationsizeandirrigatedcultivatedlandareacarryingstatusof9citiesaretheweakestinthesouthwestof ShandongProvince.Comparedwiththecurrentsituation，theindustrialaddedvaluehasincreasedbydifferentdegrees，allofwhichareina loadablestate.ThecarryingcapacityofurbanconstructionlandinsouthwestShandongisthebest，andthecarryingcapacityofBinzhouand Ziboistheworst.

Keywords：industrywaterrightsallocation；basingfouraspectsonwaterresources；waterresourcescarryingcapacity；YellowRiverregion ofShandongProvince

0 引言

推进水资源节约集约利用是实现经济社会高质量发展的重要抓手[1]。以水资源为刚性约束，依托行业水权确定水资源承载阈值，对于区域高质量发展有重要意义。关于水资源承载力的研究成果有很多，例如：Sawunyama等[2]引入遥感技术与GIS，以水库的调蓄能力为承载进行评估；Koop等[3]从气候变化、城市化进程、水环境污染层面构建指标体系进行区域水资源承载能力测算；施雅风等[4]对乌鲁木齐河流域水资源承载力进行了研究；左其亭[5]总结了水资源承载力从概念提出到初步研究再到逐渐完善等5个阶段的内涵。关于水资源承载力的研究方法主要有综合评价法[6]、系统动力学法[7]、多目标分析法[8]及集对分析法[9]等，如陈文娟等[10]结合历史数据和系统动力学模型探讨了天津市2025—2035年的水资源承载状况，吴旭等[8]结合遗传算法和多目标决策模型分析了邯郸平原区在丰、平、枯水平年可承载的人口、经济、污染物排放量。

近些年，随着水资源承载力内涵不断扩展，相关研究逐步向“四水四定”条件下的定量分析发展，而“四水四定”与水资源承载阈值关系的研究尚处于起步阶段。例如：王浩等[11]探讨了“四水四定”的基本认知和关键技术体系，为后续的细化研究提供了理论支撑；杨舒媛等[12]以水资源承载力为限度，基于“四水四定”的思想研究了北京市人口、用地、产业的发展方向；陈何铠等[13]对“四水四定”的逻辑框架和实践体系进行了研究；王若禹等[14]提出“四水四定”水资源管控的基本理论和原则；宋志等[15]提出了水资源承载力评价的主控指标计算规则，基于多情景条件对全国31个省（区、市）的人口、土地等承载规模进行了初步探讨；魏豪杉等[16]构建了水资源空间均衡“四水四定”调控模型，可实现不同时间尺度的水资源空间均衡和调控。

确定行业水权是“四水四定”条件下水资源承载阈值计算的前提，但目前结合行业水权分配的“四水四定”水资源承载阈值研究相对较少。另外，目前水权分配主要聚焦流域初始水权和区域水权分配[17]，而对于行业水权分配尤其评价指标构建研究较少。本文提出由6项指标构成的行业水权分配指标体系，并采用AHP-TOPSIS法对2025年山东省沿黄9个地级市进行水权分配，结合定额法分析各地级市“人、产、地、城”的水资源承载阈值，以期为区域经济社会发展规划、水资源集约节约利用提供参考。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

山东省地处黄河下游，沿黄河9个地级市分布在鲁西南平原区（菏泽、济宁）、鲁西北平原区（聊城、德州、滨州、东营）、鲁中山丘区（泰安、济南、淄博），是连接京津冀和中原经济区的重要地带，属暖温带季风气候区。9个地级市面积合计为8.42万km2，占山东省总面积的53.11%，研究区范围见图1。多年平均降水量为621.9mm，水面蒸发量为1000～1400mm。2022年9个地级市水资源总量为206.65亿m3，其中地表水资源量为124.73亿m3，人均水资源量为381m3，城镇化率为63%，生产总值为4.17万亿元。研究区以全省40.60%的水资源量承载了59.34%的耕地面积和53.23%的人口。

1.2 数据来源

本文所用2025年可分配水权水量数据来源于《山东省“十四五”用水总量和强度双控目标》等资料，行业用水比例、单方水价值、节水潜力指数的数据来源于《山东省水资源公报》《山东统计年鉴》《2022年中国生态环境统计公报》，发展潜力指数、用水优先保障度、行业废水排放量主要参考《山东省国土规划（2021—2035）》及相关专家对指标的赋值。人均综合生活用水定额参照《城市居民生活用水量标准》，综合灌溉用水定额、复种指数及《山东统计年鉴》计算得到。工业增加值根据《山东省“十四五”用水总量和强度双控目标》中的用水目标计算得到。现状城镇建设用地采用各地级市第三次国土调查数据，人均城镇建设用地标准参照《山东省国土规划（2021—2035）》《山东省建设用地控制标准（2019）》。

2 研究方法

按照以水定发展、协调定规模的理念，以水的刚性约束为基础，以山东省沿黄河流域9个地级市为研究区，考虑将2025年各地级市用水总量控制目标和非常规水可利用量作为区域行业水权的可分配水量，选取农业、工业、生活、生态4个用水行业的6项指标，采用AHP-TOPSIS法进行行业水权分配，最终结合定额法量化分析各地级市未来水资源对“人、产、地、城”的承载阈值，相关计算流程见图2。

2.1 行业水权分配

2.1.1 构建指标体系

行业水权分配作为水资源承载的约束条件，涉及经济社会、生态环境等方面。本文遵循数据可获得性、指标代表性及独立性等原则，并尽量避免所选指标仅对单一行业有影响，针对沿黄9个地级市水资源短缺的实际情况和特点，选取行业用水比例、节水潜力指数指标；考虑用水效益对引导区域各用水行业空间布局的作用，选取单方水价值、发展潜力指数指标；考虑保障水资源供应与维持生态平衡对区域和谐稳定、环境发展的重要意义，选取用水优先保障度、行业废水排放比例指标。采用定性与定量相结合的方法构建指标体系，见表1。

2.1.2 利用层次分析法（AHP）计算指标权重

本文采用改进的AHP确定指标权重，该方法不仅能反映决策者的主观意见，而且能通过具体的计算和比较，使决策更具客观性和科学性，且涉及的预期性指标能反映未来的发展水平，具有一定的适应性。具体将所有指标进行两两重要性比较，得到相对重要程度的判断矩阵，计算相对权重并求解特征向量和最大特征值，同时进行一致性检验，最终确定评价指标权重Wi（i=1，2，…，6）。具体步骤见文献[18]，计算结果见表1。

2.1.3 利用TOPSIS法分配水权

TOPSIS法又称优劣解距离法[19]，是根据评价指标与行业水权重要性的相对接近程度对行业整体排序进而确定相对优劣的评价方法，具体步骤如下。

2.2 “四水四定”承载阈值计算

水资源承载阈值指区域内以水为刚性约束所能支持的“人、产、地、城”（即人口规模、工业增加值、灌溉耕地面积、城镇建设用地）最大值和最小值，采用定额法[20]进行计算。

1）以水定人。“以水定人”指根据可分配的生活用水量来确定区域人口数量，可用居民生活用水量与日均综合生活用水定额的比值来确定。由《城市居民生活用水量标准》可确定日均综合生活用水定额：济南为150～190L/人，聊城为130～170L/人，泰安、菏泽、济宁等其他7个地级市为120～160L/人。某地级市可承载人口数量的阈值计算公式为

结合文献[21-22]确定水资源承载状态判别标准（k=“人、产、地、城”现状实际规模/2025年可承载阈值最大值），见表2。

3 结果与讨论

3.1 水权分配

根据《山东省“十四五”用水总量和强度双控目标》，山东省2025年非常规水利用总量最小值为15亿m3，沿黄9个地级市规划用水总量为163.43亿m3（含9.80亿m3非常规水最低利用量）。结合各地级市水利发展规划，济南、滨州、聊城、德州等市加大非常规水利用量，其他地级市非常规水利用量不变，最终确定非常规水利用总量为12.09亿m3，从而使沿黄9个地级市规划用水总量达到165.72亿m3。各地级市分配水量见表3。

沿黄9个地级市2025年的行业水权分配结果与现状年（2022年）对照见表4，可知2025年9个地级市农业、工业、生活、生态分配水总量分别较现状增加10.1%、20.5%、27.5%、13.5%。

2025年9个地级市的农业分配水量共98.28亿m3，占分配总水量的59.30%。农业产出效益相对较低，但其是维系国家粮食安全、社会稳定的重要因素，山东作为农业大省，更需保障相应规模水量，如菏泽、济宁、德州等地级市以农业为主，2025年保证农业用水量占其地市分配水量的65%以上。2025年9个地级市的工业分配水量为25.15亿m3，占总分配水量的15.18%。滨州、淄博、济南等地级市以发展工业为主，工业用水量占比相对较高（分别占各自总分配水量的21.76%、31.29%、14.93%）；而泰安工业用水量最小（1.39亿m3），但较2022年增加0.31亿m3。2025年9个地级市生活用水量为27.52亿m3，较现状年也有所提升，总水量仅次于农业用水量，用水优先保障度最高。其中：济南分配的生活用水量最高（6.04亿m3），较现状年增加0.60亿m3；东营最小（1.67亿m3），较现状年增加0.25亿m3，这主要与城市人口结构、综合生活用水定额不同有关。2025年9个地级市总生态用水量为14.77亿m3，其中：东营的生态用水量占该市分配总水量12.06亿m3的17.08%（占比最高），菏泽、泰安、淄博的生态用水量与现状年相比略有下降。

3.2 “四水四定”阈值分析

沿黄9个地级市水资源可承载阈值和承载状态分别见图3和表5。

1）以水定人。2025年沿黄9个地级市人口承载区间为4519.55万～5956.20万人，菏泽、泰安现状人口超出2025年承载阈值上限，处于超载状态，其余各市人口规模仍有发展空间。济南可承载阈值范围最大，为870.50万～1102.63万人，现状人口处于可承载状态；而菏泽阈值区间为555.20万～740.27万人，因菏泽现状承载人口为868.32万人，但实际生活用水量只有2.82亿m3，故菏泽现状承载人口负担高于济南，会导致生活质量下降、生活用水紧张等问题。聊城、济宁、淄博现状人口濒临承载阈值上限，处于临界超载状态。鲁西北多地处于可承载状态，如东营、滨州现状人口分别为220万、391万人，尚未达到人口承载阈值低值，生活水资源量有较大富余。总体而言，鲁西南地区人口承载力最弱，已面临人口与水资源的不协调问题，后续应加强各地级市的生活水量合理性分配，同时注重提升行业节水，促进人与水资源的和谐发展。

2）以水定产。2025年沿黄9个地级市可承载工业增加值为16540.37亿～19353.23亿元，各市工业增加值较现状增长15%～35%，发展潜力巨大。以承载低值为准，菏泽、德州承载的工业增加值增幅分别为69%、33%，东营的工业增加值增幅最小（2022年已达到规划目标的低值1990.25亿元）。济南可承载的工业增加值最大（3787.45亿元），聊城可承载的工业增加值最小（929.65亿元）。总之，2025年沿黄9个地级市工业增加值均处于可承载状态，较现状年均呈现不同幅度的上升，达到相关规划预期，这与山东整体工业基础雄厚、经济发展迅速、节水技术先进、工业再生水回用率高有关。

3）以水定地。2025年沿黄9个地级市灌溉耕地面积阈值为228.55万～379.54万hm2，菏泽、德州可承载面积上限居于前两位，分别为69.19万、58.93万hm2，菏泽、济宁、聊城、东营现状承载面积处于临界超载状态，其余地级市均处于可承载状态。淄博可承载有效灌溉面积阈值最小且范围也较小，为13.66万～15.08万hm2，原因是淄博以发展工业为主，农业用水量在9个地级市中最小。而菏泽、东营的现状有效灌溉面积超出可承载阈值上限，原因是这2个地级市存在土壤沙化风险，且东营土壤盐渍化程度高，一定程度减小了区域的耕地面积。对于临界超载的4个地级市，应尽量保证现有耕地面积，如严格限制农用地转为非农业用地，实行永久基本农田保护制度和占用耕地补偿制度，注重农业节水，提升可承载灌溉耕地面积阈值。

4）以水定城。2025年沿黄9个地级市可承载城镇建设用地阈值为38.42万～62.55万hm2，滨州处于超载状态，淄博处于临界超载状态，鲁西南地区承载能力最强。滨州现状城镇建设用地为10.30万hm2（高于可承载阈值上限75%），现状9个地级市人均城镇建设用地为106.49m2，但各市之间差异较大，这与城镇建设用地多样化有关，其中工矿用地比例较大（58%），导致可利用土地资源减少，城区建设用地面积偏小，后续应合理确定新增建设用地规模，提高土地开发利用效率。菏泽现状人均城镇建设用地为58.72m2，远小于山东城镇建设用地平均值，其村庄建设用地占城镇总建设用地的78%，城镇化配套水平相对较低。济南可承载阈值最高（7.40万～11.58万hm2），东营最低（2.43万～4.00万hm2）。滨州、淄博等地应合理规划城镇建设用地规模，确保和人口规模的平衡关系，限制城镇用地建设开发边界，增强空间韧性[23]。

3.3 讨论

本文以水资源总量为控制约束，结合研究区水资源和行业本底条件，构建涵盖全面、代表性较强的6项指标，以期实现对行业水权的合理分配，并在区域可分配水量中考虑了非常规水的利用量，为2025年行业用水合理分配提供参考。

为提高区域水资源承载力，应采取以下措施：针对灌溉耕地面积超载区，优化农业用水结构，提高灌溉水利用系数，有效加大可承载面积；在人口超载区推广节水技术和器具，节约生活用水；在工业用水方面，优化工艺流程，提升企业节水技术，减少万元工业增加值用水量，压缩高耗水项目，加大再生水利用量；在城镇建设用地超载地区，合理规划建设用地规模，确保其和人口规模相适应，严控建设用地红线。

本文基于行业水权分配进行区域“人、产、地、城”水资源可承载阈值量化分析，但水资源精细化管理具有复杂性，依然存在较大探索空间。下一步研究需对用水量进行细致划分，优先考虑利用非常规水、地表水以及结合研究区特点对水权分配指标进行优选和补充，并考虑不同保证率来水情况下的水资源承载阈值动态变化，在更高保证率来水条件下建立水资源承载能力监测预警机制，对于临界超载区进行预警。

4 结论

1）2025年沿黄9个地级市规划用水总量为165.72亿m3，结合6项指标，采用AHP-TOPSIS法，得出农业、工业、生活、生态行业水权分别为98.28亿、25.15亿、27.52亿、14.77亿m3，其中：农业用水量占可分配水量的59.30%，生活用水量较现状年有所提升，各地级市行业用水量存在差异，各行业水量较现状年分别提升10.1%、20.5%、27.5%、13.5%。

2）2025年沿黄9个地级市人口规模承载阈值为4519.55万～5956.20万人，其中济南承载阈值最大，上限为1102.63万人，而东营阈值下限仅为285.59万人；工业增加值阈值为16540.37亿～19353.23亿元，整体提升15%～35%；灌溉耕地面积承载阈值为228.55万～379.54万hm2，只有菏泽、东营超出阈值上限；城镇建设用地阈值为38.42万～62.55万hm2，其中济南承载阈值上限为11.58万hm2、滨州超出阈值上限、淄博接近上限，整体有较大承载空间。

3）2022年鲁西南地区人口承载力相对最弱，面临人口与水资源不协调问题，如菏泽、泰安现状人口处于超载状态，聊城、济宁、淄博处于临界超载状态；工业增加值2025年较现状年均呈现不同幅度的上升，现状均处于可承载状态；灌溉耕地面积鲁西南地区承载力最弱，东营、聊城、济宁、菏泽处于临界超载状态；城镇建设用地承载能力滨州、淄博较弱，鲁西南地区最强。

参考文献：

[1] 左其亭.黄河流域生态保护和高质量发展研究框架[J].人民黄河，2019，41（11）：1-6.

[2] SAWUNYAMAT，SENZANJEA，MHIZHAA.EstimationofSmall ReservoirStorageCapacitiesinLimpopoRiverBasinUsingGe？ ographicalInformationSystems（GIS）andRemotelySensed SurfaceAreas：CaseofMzingwaneCatchment[J].Physics andChemistryoftheEarth，2006，31（15）：935-943.

[3] KOOPAHS，LEEUWENVJC.AssessmentoftheSustain？ abilityofWaterResourcesManagement：ACriticalReviewof theCityBlueprintApproach[J].WaterResourcesManage？ ment，2015，29（15）：5649-5670.

[4] 施雅风，曲耀光.乌鲁木齐河流域水资源承载力及其合理利用[M].北京：科学出版社，1992：57.

[5] 左其亭.水资源承载力研究方法总结与再思考[J].水利水电科技进展，2017，37（3）：1-6，54.

[6] 张修宇，曹彦坤，包添豪，等.基于组合权重TOPSIS模型的河南省引黄受水区水资源承载力研究[J].人民黄河，2023，45（7）：73-78.

[7] 李铭，李想，牛超杰，等.基于系统动力学模型的郑州市水资源承载力动态模拟[J].中国农村水利水电，2024（6）：49-55，63.

[8] 吴旭，刘彬，刘杰，等.基于多目标决策分析的水资源承载力研究[J].水电能源科学，2021，39（1）：42-45，9.

[9] 金菊良，王建宇，郭涵，等.基于四元联系数减法集对势的区域水资源承载力评价[J].华北水利水电大学学报（自然科学版），2022，43（5）：39-44，91.

[10] 陈文娟，姚润钖，石文豪，等.基于系统动力学模型的天津市水资源承载力模拟分析[J].水资源与水工程学报，2023，34（2）：42-51.

[11] 王浩，许新发，成静清，等.水资源保护利用“四水四定”：基本认知与关键技术体系[J].水资源保护，2023，39（1）：1-7.

[12] 杨舒媛，魏保义，王军，等.“以水四定”方法初探及在北京的应用[J].北京规划建设，2016（3）：100-103.

[13] 陈何铠，丁志宏，刘海瑞，等.“四水四定”的概念内涵、逻辑框架与实践体系研究[J].水利规划与设计，2024（3）：1-6，18.

[14] 王若禹，赵志轩，黄昌硕，等.“四水四定”水资源管控理论研究进展[J].水资源保护，2023，39（4）：111-117.

[15] 宋志，乐琪浪，陈绪钰，等.水资源承载力评价方法初探以及在“以水四定”中的运用[J].沉积与特提斯地质，2021，41（1）：106-111.

[16] 魏豪杉，王红瑞，郏鹏鑫，等.基于水资源空间均衡的四水四定调控模型构建与应用Ⅰ：模型[J].水资源保护，2024，40（3）：71-77.

[17] 吴振，徐丹丹，王开然，等.主成分分析耦合集对分析的区域初始水权分配效果后评价[J].人民黄河，2023，45（10）：62-66.

[18] 汪超，李治军.基于改进变异系数法的河南省水资源承载力评价[J].人民黄河，2023，45（10）：67-72.

[19] 左其亭，张志卓，吴滨滨.基于组合权重TOPSIS模型的黄河流域九省区水资源承载力评价[J].水资源保护，2020，36（2）：1-7.

[20] 杨瑞祥，侯保灯，鲁帆，等.雄安新区水资源承载力分析及提升途径研究[J].水利水电技术，2019，50（10）：1-9.

[21] 石询询，金菊良，吴成国，等.整体偏联系数与随机模拟耦合的水资源承载力评价方法[J/OL].华北水利水电大学学报（自然科学版），1-11（2023-12-11）[2024-06-14].http：/kns.cnki.net/kcms/detail/41.1432.TV. 20231211.1242.008.html.

[22] 李静文，李振涵，吴海滨，等.汾河流域水资源承载力评估及生态敏感性分析[J].环境工程学报，2024，18（2）：359-370.

[23] 刘海娇，陈学群，刘彩虹，等.基于DPSIR模型的“四水四定”高质量发展协调性评价[J].人民黄河，2022，44（11）：72-77.

【责任编辑 张华兴】