區(qū)域水環(huán)境承載力現(xiàn)狀評價及對策研究
——以臺州市為例

齊枝花陳海棠林 星王 浩楊傳國李桂萍

（1.臺州市環(huán)境科學設計研究院，臺州 318000；2.河海大學水文水資源學院，南京 210098）

區(qū)域水環(huán)境承載力現(xiàn)狀評價及對策研究
——以臺州市為例

齊枝花1陳海棠1林 星1王 浩1楊傳國2李桂萍2

（1.臺州市環(huán)境科學設計研究院，臺州 318000；2.河海大學水文水資源學院，南京 210098）

以浙江省臺州市為例，根據(jù)該市自然環(huán)境和社會經(jīng)濟現(xiàn)狀，采用層次分析法和向量模法評價近年來臺州市水環(huán)境承載力，確定水環(huán)境承載力等級和水環(huán)境狀態(tài)。結(jié)果表明，近年來臺州市水環(huán)境承載力等級在“差”和“一般”之間浮動，對應的水環(huán)境狀態(tài)為“脆弱”到“一般”，水環(huán)境承載力總體上偏低。其主要影響指標有人均水資源量、工業(yè)用水重復利用率以及工業(yè)廢水達標率和城鎮(zhèn)生活污水處理率。本文同時根據(jù)臺州市水環(huán)境承載力現(xiàn)狀，提出相應的改善對策措施，提高水環(huán)境承載力，以促進臺州市社會、經(jīng)濟和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

水環(huán)境承載力；層次分析法；指標體系；對策；臺州市

水環(huán)境承載力是承載力概念與水環(huán)境領域的自然結(jié)合，它體現(xiàn)了在維持一定生活水平的前提下，水環(huán)境所能承載的人類活動的強烈程度[1]。水環(huán)境承載力作為衡量城市經(jīng)濟發(fā)展與水環(huán)境條件適配度的重要指標[2]，對保障環(huán)境與社會經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展和科學制定水環(huán)境管理決策具有重要的指導意義。近年來，隨著我國城市化進程的不斷加快和人口的持續(xù)增長，水資源的過度開發(fā)利用和水環(huán)境污染已經(jīng)成為制約社會經(jīng)濟發(fā)展的重要因素之一。合理利用水資源，保護水環(huán)境，從而實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用已經(jīng)成為我國眾多城市亟待解決的問題[3,4]。本文以浙江省臺州市作為研究對象，評價近年來該市水環(huán)境承載力變化趨勢，分析水環(huán)境承載力的主要影響因素，并根據(jù)評價結(jié)果提出相應的對策措施，以提高水環(huán)境承載力，促進當?shù)厣鐣?jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

1．研究區(qū)域概況

臺州市位于浙江省中部沿海，地處我國海岸帶中段，全市陸地面積9 411km2。近年來臺州經(jīng)濟保持著較快的發(fā)展，人口呈現(xiàn)出不斷增加的趨勢，水量需

求的增多和污水排放的增加導致該地區(qū)的水質(zhì)型缺水嚴重。根據(jù)《2010年臺州市環(huán)境質(zhì)量公報》：2010年全市廢水排放總量14 570.8萬噸，其中工業(yè)廢水排放量5 291.57萬噸，生活污水排放量9 279.23萬噸。而2010年臺州市河流與湖庫的水質(zhì)低于Ⅲ類標準的占46%，特別是市區(qū)河道，劣Ⅴ類水質(zhì)占了多數(shù)，水環(huán)境問題對當?shù)厣鐣?jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展產(chǎn)生了嚴重影響，已成為臺州市經(jīng)濟發(fā)展主要限制因素之一。

2．水環(huán)境承載力評價方法

影響水環(huán)境承載力的因素復雜多樣，如當?shù)氐纳鐣?、?jīng)濟、水資源及水污染狀況等。常用的水環(huán)境承載力評價方法有多目標決策分析法、層次分析法、主成分分析法、模糊綜合評判法和系統(tǒng)動力學法等[1]。本文采用層次分析法[5]，首先將水環(huán)境承載力評價體系分為三個級別，按照水環(huán)境生態(tài)分承載力、人口分承載力和經(jīng)濟分承載力三個方面建立水環(huán)境評價模型（見表1）。各個分承載力包含多個評價指標，通過各項指標的承載能力和權(quán)重計算分承載力，再根據(jù)各分載力和權(quán)重建立水環(huán)境綜合承載力評價模型，從而對城市的水環(huán)境承載力進行綜合評價。

表1 水環(huán)境承載力層次分析法的指標體系及指標權(quán)重

2．1 水環(huán)境分載力評價模型

選擇上述層次分析法指標體系（見表1），根據(jù)各項指標在分承載力中所占的權(quán)重建立分載力評價模型，其計算公式為：

式中，Ei為第i個水環(huán)境分載力的大??；ei,j為第i個水環(huán)境分載力第j個指標的數(shù)值；wi,j為第i個水環(huán)境分載力第j個指標的權(quán)重；m為指標的數(shù)目。水環(huán)境承載力各指標的權(quán)重表明各評價指標的重要程度，由于綜合承載力由生態(tài)、人口和經(jīng)濟三個方面決定。本文依據(jù)臺州市水環(huán)境現(xiàn)狀和前人研究成果[6,7]，按照各指標所屬的分載力分別計算權(quán)重（見表1）。

2．2 指標承載度計算模型

由于各項指標的單位和數(shù)量級不同，因此需要對各指標進行標準化處理從而得到無量綱值，使每個指標的取值都保持在0～1之間，稱為指標承載度，承載度值越大表明水環(huán)境承載力越高[8]。水環(huán)境承載度按下式計算：

其中a 和b 為模型參數(shù)，根據(jù)水環(huán)境承載力評價指標核算標準進行確定。

根據(jù)上述水環(huán)境承載度計算公式，分別將臺州市2005—2010年的水環(huán)境承載力指標值代入，得到各指標的承載度（見表2）。結(jié)果表明，臺州市人均水資源量占有水平不高，污水排放量較大；城鎮(zhèn)恩格爾系數(shù)較好；工業(yè)廢水達標率和城鎮(zhèn)生活污染處理率較高，但工業(yè)重復用水率不高，人均GDP和農(nóng)民人均純收入有待于進一步提高。

表2 臺州市水環(huán)境承載力指標的承載度

表3 臺州市近年來各項水環(huán)境分承載力變化

2．3 水環(huán)境分承載力動態(tài)變化

根據(jù)各種指標的承載度和相應的權(quán)重，按公式1，分別計算臺州市2005—2010年的各項水環(huán)境分承載力，包括水環(huán)境生態(tài)分承載力、人口分承載力和經(jīng)濟分承載力，如表3和圖1所示。

圖1 水環(huán)境承載力變化曲線圖

結(jié)果表明三種分承載力中，生態(tài)分承載力最高（均值為0.81），表明該市水環(huán)境生態(tài)分承載力較好，水資源總量較為豐富，但年際變化較大；經(jīng)濟分承載力居中（均值為0.69），但有逐年提高的趨勢，這主要是因為農(nóng)民人均純收入、城鎮(zhèn)生活污水處理率和工業(yè)重復用水率逐年提高；人口分承載力較差（均值為0.61），并對水環(huán)境承載力產(chǎn)生較大壓力，人均水資源量和人均GDP有待于進一步提高。

2．4 水環(huán)境承載力評價

在層次分析法計算得到水環(huán)境分承載力（見表3）的基礎上，采用模加法對水環(huán)境承載力進行綜合評價[7,9]：

式中：E為水環(huán)境總承載力的大?。籛i為第i個水環(huán)境分承載力的權(quán)重；Ei為第i個水環(huán)境分承載力的數(shù)值。

計算得到的臺州市水環(huán)境承載力的變化過程如圖1所示。結(jié)果表明，臺州市的水環(huán)境承載力2005年最大，2010年次之，2008年最小，近年來總體上在0.5上下浮動，并呈現(xiàn)出先減少后增加的趨勢。

同時，按照水環(huán)境承載力的取值范圍界定標準，將水環(huán)境承載力和對應的水環(huán)境狀態(tài)分為5個級別[6]，見表4。水環(huán)境承載力的取值范圍介于0～1之間，取值越大表明承載力越好，對社會經(jīng)濟發(fā)展和人口變化的承載力越大。根據(jù)水環(huán)境承載力評價結(jié)果（見圖1），臺州市的水環(huán)境承載力程度在“差”到“一般”間波動，相應的水環(huán)境狀態(tài)為“脆弱”到“一般”。

綜合分析臺州市水環(huán)境分承載力及水環(huán)境承載力的變換趨勢，影響臺州市水環(huán)境承載力的主要指標有人均水資源量、工業(yè)用水重復利用率以及工業(yè)廢水達標率和城鎮(zhèn)生活污水處理率。

3．水環(huán)境承載力提升對策

雖然近年來臺州市水環(huán)境承載力有變好的趨勢，但總體上仍偏低，未來的水環(huán)境承載力仍然有待進一步提高。根據(jù)臺州市水環(huán)境承載力評價結(jié)果及主要影響指標，現(xiàn)提出以下提升對策。

（1）節(jié)約用水，減少水資源消耗

在工業(yè)節(jié)水方面，需根據(jù)臺州市水資源條件和行業(yè)結(jié)構(gòu)特點，引導工業(yè)布局和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，優(yōu)化水資源配置，發(fā)展符合國家產(chǎn)業(yè)政策、水資源消耗少、用水效率高的產(chǎn)業(yè)。在農(nóng)業(yè)節(jié)水方面，建設農(nóng)業(yè)節(jié)水工程措施，推廣各種農(nóng)業(yè)用水工程設施聯(lián)合控制與調(diào)度，提高農(nóng)業(yè)灌區(qū)內(nèi)的水量調(diào)蓄能力和反調(diào)節(jié)能力，以及農(nóng)業(yè)用水的利用率。在生活節(jié)水方面，加強運用經(jīng)濟杠桿，深化水價改革，推廣應用先進的節(jié)水器具，加強宣傳教育，提高居民節(jié)水意識。

表4 水環(huán)境承載力范圍界定

（2）中水回用，提高水資源利用率

在流域范圍內(nèi)大力推行中水回用，將經(jīng)過深度處理的中水廣泛應用于城市綠化澆灌、道路沖洗、廁所沖洗、工業(yè)用水和河道補水等方面，提高水資源重復利用率。積極做好臺州市城鎮(zhèn)污水處理設施中水處理工程和中水回用管網(wǎng)的規(guī)劃及建設工作。對新建、改建、擴建的工程項目要求建設單位必須同期建設中水回用設施。同時，政府有關部門可制定城市污水處理和中水回用收費等相關政策，并逐步完善使之成為配套體系，提高水資源利用率。

（3）區(qū)域調(diào)水，優(yōu)化水質(zhì)源配置

合理開發(fā)利用臺州市椒江流域上游仙居、天臺地區(qū)的水資源，提高水資源的利用率。結(jié)合蓄水工程攔蓄當?shù)貜搅?，開發(fā)利用中小河流水資源，在有條件的地方建設小型水利水保工程；對現(xiàn)有的水庫、塘壩進行清淤、截滲、加高加固、完善配套設施等建設，提高現(xiàn)有水庫的有效容量，增強豐水期或枯水期的調(diào)節(jié)能力；合理規(guī)劃和限制上游小水電的開發(fā)，避免開發(fā)過程中帶來的水資源和生態(tài)環(huán)境破壞。

（4）海水利用，解決水資源短缺

海水利用——向大海要淡水和發(fā)展海水直接利用將是解決沿海城市和地區(qū)淡水缺乏的戰(zhàn)略選擇和根本措施之一，臺州市要從戰(zhàn)略高度充分認識海水利用在經(jīng)濟社會發(fā)展中的重大意義，牢固樹立海水是水資源重要組成部分的現(xiàn)代觀念，積極推進海水利用，大幅度提高海水利用規(guī)模和水平。

（5）污染治理，改善水質(zhì)性缺水

工業(yè)污染治理要注重合理調(diào)整工業(yè)布局，深化工業(yè)企業(yè)廢水達標整治，提高工業(yè)廢水處理率和達標率，推進全市污染物總量控制和排污權(quán)交易；農(nóng)業(yè)污染治理要加強臺州市農(nóng)業(yè)面源污染防治，加強畜禽養(yǎng)殖和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染防治；生活污染治理要加快推進全市城鎮(zhèn)污水處理設施建設，全面開展農(nóng)村生活污水處理；大力推進河道生態(tài)環(huán)境整治，逐步恢復全市河流生態(tài)功能，改善河道水質(zhì)。

（6）創(chuàng)新機制，保障水環(huán)境承載力的提升

統(tǒng)一全市的涉水法規(guī)和各級政府規(guī)章及規(guī)范性文件，實現(xiàn)對地表水、地下水、中水、海水和水源工程的統(tǒng)一管理。流域內(nèi)的各市、縣（區(qū)）政府財政要切實增加水環(huán)境承載力提升方面的投入，加大節(jié)水、中水回用、海水淡化、水環(huán)境污染防治、生態(tài)建設等領域的直接投入、補助和獎勵等。各級政府和相關部門要充分利用各種新聞媒體，開展多層次、多形式的輿論宣傳和科普教育，普及水環(huán)境承載力知識，提高公眾節(jié)水、護水的意識。

4．結(jié)論

運用層次分析法和向量模法對臺州市的水環(huán)境承載力動態(tài)變化過程進行探討，結(jié)果表明，近年來（2005年—2010年）臺州市的水環(huán)境承載力的等級在“差”和“一般”間變動，水環(huán)境狀態(tài)為“脆弱”到“一般”，總體上偏低。水環(huán)境承載力已成為臺州市社會經(jīng)濟發(fā)展的一項重要限制因子，為促進臺州市社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，采取措施提升水環(huán)境承載力已迫在眉睫。

水環(huán)境承載力涉及水資源總量、水資源的時空分布、社會經(jīng)濟發(fā)展水平和發(fā)展方式、水環(huán)境質(zhì)量等各方面，提升水環(huán)境承載力是一個綜合而龐雜的系統(tǒng)工程，必須開源和節(jié)流并重，治理與保護結(jié)合，工程措施與非工程措施共舉。提升臺州市水環(huán)境承載力是實現(xiàn)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要保障，也是今后促進臺州市經(jīng)濟、社會和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展應努力的方向。

[1] 李川. 水環(huán)境承載力量化方法的研究進展[J]. 環(huán)境科學與管理，2008，33(8)：66-69.

[2] 馬英，石瑞杰. 基于模糊層次分析法的水環(huán)境承載力評價[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學，2010，38(21)：11405-11407.

[3] 薛聯(lián)青，陸桂華. 排放口污水處理率的優(yōu)化計算[J]. 水利學報，2002，(7)：25-27.

[4] 王莉芳，陳春雪. 濟南市水環(huán)境承載力評價研究[J]. 環(huán)境科學與技術，2011，34，(5)：199-202.

[5] 徐建華. 現(xiàn)代地理學中的數(shù)學方法[M] . 北京：高等教育出版社，1994：35- 42.

[6] 錢華. 河流水庫水環(huán)境承載力研究——以黃河萬家寨水庫為例[D] . 華北電力大學，2004：23-50.

[7] 張秀蘭，趙彥紅. 河北省水環(huán)境承載力動態(tài)變化分析[J].水土保持研究，2007，14，(3)：259-262.

[8] 成建國. 首都圈水資源保障體系監(jiān)測、診斷、咨詢系統(tǒng)研究(中間成果報告) [ R] . 中國水利水電科學研究院水資源所，2003.

[9] 邢有凱，余紅，肖揚，馬根慧，毛顯強. 基于向量模法的北京市水環(huán)境承載力評價[J]. 水資源保護，2008， 24，(4)：1-3, 9.

Assessment of present regional water environmental carrying capacity
and its countermeasures --- a case study of Taizhou City

QI Zhihua1Chen Haitang1Lin Xing1Wang Hao1Yang Chuanguo2Li Guiping2
(1． Environmental Science Research & Design Institute of Taizhou City, Taizhou, 318000; 2． College of Hydrology and water Resources, Hehai University, Nanjing, 210098)

According to present status of society, economy and natural environment in the Taizhou City, hierarchy analysis and vector norm method were used to evaluate the present water environmental carrying capacity and to determine its level. Results showed that present level of water environmental carrying capacity locates between “poor”and “ordinary”, and the corresponding status of water environmental carrying capacity fluctuates from “vulnerable”to “ordinary”. Low per capita water resources, low industrial water recycling rate and annual variation of water resource volumes are the main reasons, according to present status of Taizhou water environmental carrying capacity, countermeasures are proposed to enhance the water environmental carrying capacity.

water environmental carrying capacity，hierarchy analysis，indicator system，countermeasures，Taizhou city

X708

A

1674-6252（2012）03-0046-05