德州市水資源承載力分析

王紅霞，劉現(xiàn)偉，劉 璐

（德州市水利局，山東 德州 253014）

本文以現(xiàn)狀75%頻率的供水量和可利用水資源總量之比、多年平均降水量、人均占有水量為因素層和準(zhǔn)則層，建立水資源承載力評價模型，對德州市水資源現(xiàn)狀進(jìn)行綜合分析評價，以期為德州市充分合理開發(fā)利用有限的水資源提供一定參考。

1 研究區(qū)概況

德州市位于黃河下游，魯西北部，境內(nèi)總面積10 356 km2。水資源主要來源為大氣降水，水資源量比較貧乏，多年平均降水量為554.8 mm，多年平均水資源總量為11.53億m3，全市人均占有水資源量244 m3，畝均水資源占有量146 m3，僅為全國人均占有量的14.7%。截至2010年底，德州市總?cè)丝跒?87萬人。根據(jù)德州市水資源公報的數(shù)據(jù)顯示，近年來水資源開發(fā)利用程度較高，其中農(nóng)業(yè)用水是主要用水大戶。2006—2010年德州市水資源利用情況見表1。

表1 2006—2010年德州市水資源利用情況

2 建立評價指標(biāo)體系

研究發(fā)現(xiàn)，水資源承載力的影響因素主要包括：水資源總量、研究區(qū)水資源開發(fā)利用率、水容量、水質(zhì)、需水總量、當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟條件等。本文遵照對水資源管理的可測性、可靠性及充分性原則，結(jié)合德州市水資源開發(fā)利用特點，考慮國家水資源供需平衡分析的指標(biāo)體系，選取了水資源利用率（μ1）、降水量（μ2）、人均占有水量（μ3）3 個評價指標(biāo)。 根據(jù)這 3 個評價指標(biāo)對水資源承載力的影響程度，借鑒其他水資源評價標(biāo)準(zhǔn)體系，各指標(biāo)對德州市水資源承載能力影響程度劃分等級見表2。

表2 綜合評價的分級及其數(shù)值

3 建立評價模型

利用模糊線性變換函數(shù)和最大隸屬原則結(jié)合分層模糊評價體系，對照各因素的分級指標(biāo)(表2)推求評判矩陣R的隸屬度函數(shù)rij的值，用模糊化處理原理來構(gòu)建各級間平滑過渡的隸屬度函數(shù)。并使隸屬函數(shù)在評價等級之間能平滑過渡，將其進(jìn)行綜合模糊化分層處理設(shè)立因素層、準(zhǔn)則層和目標(biāo)層。令V2的隸屬度為1，在兩側(cè)邊緣點的隸屬度為0.5，數(shù)值按中點向兩側(cè)按線性關(guān)系遞減處理。對于V1和V3兩側(cè)的區(qū)間，令距臨界值越遠(yuǎn)屬兩側(cè)區(qū)間的隸屬度越大，在臨界值上且屬于兩側(cè)等級的隸屬度都為0.5。對評價指標(biāo)u進(jìn)行單因素評判，確定其對評價等級vj的隸屬度rij，由此可以得到評判矩陣模型R。

則綜合評價結(jié)果為B=AR

式中：A為各指標(biāo)對綜合評價的權(quán)重。

水資源承載力綜合評分值可用下式計算：

式中：αi為綜合評判結(jié)果矩陣B的水資源承載力綜合評分值，分別取 α1、α2、α3的值為 0.05、0.50和0.95；k通常取1。

4 德州市水資源承載力分析

依據(jù)德州市的自然狀況、社會經(jīng)濟發(fā)展情況和水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀，綜合考慮所選取的各評判指標(biāo)對水資源承載力的影響程度，賦予他們不同的權(quán)重值。令水資源利用率、降水量和人均占有水量權(quán)重分別為 0.4、0.4 和 0.2，則 A= （0.4，0.4，0.2），計算出單因素的μ1、μ2、μ3相對隸屬度后，組成R，將矩陣A、R相乘，得評判結(jié)果矩陣B。由式(1)可計算出德州市各評價因素的指標(biāo)數(shù)值見表3。

表3 2006—2010年德州市水資源承載力綜合評價表

根據(jù)表3的綜合評價數(shù)值成果，點繪出2006—2010年水資源承載力指數(shù)變化如圖1示。

圖1表明：2006—2010年德州市水資源開發(fā)利用已達(dá)一定規(guī)模，但水資源承載力潛力還是較高的。其中，2006年和2007年水資源承載力綜合評價值對V2的隸屬度最大，對V1和V2的隸屬度相對較小，表明德州市水資源總量在現(xiàn)有開發(fā)治理條件下，仍具備一定的潛力；2009年的水資源承載力綜合評價值對V2的隸屬度最大，對V2、V3的隸屬度則相對較小，這也說明本地區(qū)水資源開發(fā)仍有潛力；2008年和2010年水資源承載力綜合評價值對V3的隸屬度最大，對V2、V3的隸屬度也較大，表明本地區(qū)水資源開發(fā)仍有一定環(huán)境容量。

圖1 2006—2010年德州市水資源承載力綜合評價圖

5 結(jié)語

分析可知，德州市水資源承載力綜合評價值較高，開發(fā)利用已達(dá)一定程度，但在現(xiàn)有經(jīng)濟技術(shù)水平條件下，仍有一定開發(fā)潛力。由于水資源承載力是一個涉及自然、社會等因素的復(fù)雜系統(tǒng)，綜合分析所依據(jù)的可測性、可靠性及充分性原則，仍不能完全反映出水資源的全部情況，所以本文結(jié)論有待進(jìn)一步深入研究。

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