河南省水資源安全實證分析

(中原工學院 a.經(jīng)濟管理學院；b.系統(tǒng)與工業(yè)工程技術研究中心，鄭州 450007)

水是社會持續(xù)、協(xié)調(diào)、發(fā)展的重要自然資源與環(huán)境資源。一個地區(qū)水資源是否安全，直接關系到該地區(qū)的社會穩(wěn)定和人類健康。隨著經(jīng)濟發(fā)展和人口增長，水資源安全問題越來越受到各界關注，科學評價區(qū)域水資源安全狀況已成為環(huán)境經(jīng)濟領域的熱點問題，其研究方法主要有兩種：一是用單一指標衡量水資源安全度[1]；二是采用多指標度量的綜合指數(shù)法[2]。在評價方法上，主要應用層次分析法[3-4]、模糊多級綜合評判法[5]及集對分析方法[6]。研究表明水資源系統(tǒng)是一個包括社會、經(jīng)濟、生態(tài)等多個子系統(tǒng)的復合系統(tǒng)。

河南省位于我國中東部，地處南暖溫帶和北亞熱帶地區(qū)，氣候有明顯的過渡性特征。河南省的河川徑流地表水資源主要由降雨形成，全省多年平均降水量為784 mm，多年平均河川天然徑流量為312.7億m3，多年平均淺層地下水資源量為208.3億m3，多年平均水資源總量為413.4億m3，為全國水資源總量的1.47%，居全國第19位。河南省水、旱災害頻繁，而且旱災范圍廣，洪澇災害重，為全國重災區(qū)之一。因此，研究合理的水資源安全評價方法、采取可行的安全對策對河南省水資源可持續(xù)開發(fā)利用具有十分重要的現(xiàn)實意義。

本文在前人研究成果的基礎上，結合河南省水資源實際狀況，構建河南省水資源安全評價指標體系，基于層次分析法，建立綜合評價模型，利用隸屬函數(shù)確定各指標的安全度，進而對河南省水資源安全狀況進行評價，同時根據(jù)研究結果，對河南省水資源安全問題提出對策和建議。

1 河南省水資源安全綜合評價模型

本文選用綜合指數(shù)評價模型，首先根據(jù)層次分析法的基本原理構建河南省水資源安全評價指標體系，并結合主觀和客觀賦權法確定各指標的權重；再采用隸屬函數(shù)確定各指標的安全度，由此對水資源安全狀況做出綜合評價。

1.1 河南省水資源安全評價指標體系

構建指標體系要遵循科學性、全面性、實用性等原則。本文結合河南省實際狀況，將評價體系分為目標層、準則層和指標層。目標層描述河南省水資源的綜合安全程度，準則層是目標層的有機組成部分，指標層是反映該系統(tǒng)安全程度的各個單一指標。本文從社會安全、經(jīng)濟安全、生態(tài)安全3個方面選取7個指標來評價河南省的水資源安全，建立的河南省水資源安全評價指標體系如下:

根據(jù)河南省2011年水資源公報[7]及統(tǒng)計年鑒，河南省2011年水資源安全指標數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 河南省水資源安全指標數(shù)據(jù)

要對2011年河南省水資源安全進行評價，需要確定水資源安全評價標準及標準值，參考國家標準和近年來我國社會和經(jīng)濟發(fā)展的實際狀況，并參考前人對各級指標標準值的研究成果[8-9]，確定水資源安全評價指標的分級標準及標準值(見表2)。其中:v1表示該地區(qū)水資源狀況安全;v3表示該地區(qū)水資源狀況不安全;v2則表示該地區(qū)水資源安全程度介于v1和v3之間。

表2 河南省水資源安全分級標準及標準值

1.2 指標的權重

在綜合評價模型中，指標的權重至關重要，它反映了各指標在綜合評價中所占的地位，直接關系到評價是否真實、客觀、有效。本文結合主觀和客觀賦權法確定各指標的權重。

1.2.1 構造成對比較矩陣

本文采用文獻[10]提出的1～9尺度對各指標進行兩兩重要性對比。

在水資源安全評價中，社會安全是第一位的，經(jīng)濟安全次之，生態(tài)安全較經(jīng)濟安全又次之。由此構造目標層與準則層的成對比較矩陣為

在社會安全子系統(tǒng)中，人均占有水量至關重要，人均日用水量次之；在經(jīng)濟安全子系統(tǒng)中，人均GDP是第一位的，城鎮(zhèn)化率在其次，工業(yè)產(chǎn)值萬元取水量較城鎮(zhèn)化率又次之；在生態(tài)安全子系統(tǒng)中污水處理率占有重要位置，水利投資占GDP比重次之。由此可構造各子系統(tǒng)對指標層的成對比較矩陣

1.2.2 計算各指標權重值

Satty等人建議把對應于成對比較矩陣最大特征根的特征向量作為各指標的權重，并進行一致性檢驗[10]。若通過一致性檢驗，則特征向量為各指標權重；若不通過，則需要重新構造成對比較矩陣。本文使用Matlab計算各成對比較矩陣的特征根和特征向量，并通過一致性檢驗，由此得出各指標的權重，結果見表3。

表3 各成對比較矩陣的特征向量

1.3 指標的安全度

表4 各指標隸屬函數(shù)及安全度

1.4 系統(tǒng)的安全度

由表3及表4的結果可計算各子系統(tǒng)及水資源系統(tǒng)的安全度，計算公式為

Ti=∑ωiyi

其中，ωi為指標權重，yi為各指標安全度，Ti為各子系統(tǒng)及水資源系統(tǒng)的安全度。結果見表5。

表5 各系統(tǒng)安全度

2 河南省水資源安全綜合評價結果與分析

以0.6作為水資源安全度的閾值，2011年河南省水資源總體上處于不安全狀態(tài)。分別從3個子系統(tǒng)來看，社會安全子系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)，而經(jīng)濟和生態(tài)子系統(tǒng)則相對安全。就指標層而言，2011年處于不安全狀況的指標有人均占有水量、人均日用水量、城鎮(zhèn)化率、工業(yè)產(chǎn)值萬元取水量及水利投資占GDP比重。這幾個指標是導致河南省水資源系統(tǒng)處于不安全狀況的主要原因。河南省是水資源嚴重缺乏的省份，人均占有水量不足全國平均水平的1/5，人均占有水量安全度為0.38；人均日用水量安全度為0.56，稍低于0.6，只要加以改善，這個指標就有可能提高，但若不及時采取有效措施，這個指標的安全狀況將會進一步惡化；城鎮(zhèn)化率安全度僅為0.09，河南省是農(nóng)業(yè)大省，城鎮(zhèn)化率在中部6省處于末位，而農(nóng)村水資源利用率低，生活用水安全問題缺乏保障，因此應進一步加快城鎮(zhèn)化進程，但也不能為了提高城鎮(zhèn)化率而城鎮(zhèn)化；河南工業(yè)產(chǎn)值萬元取水量安全度為0.41，應積極推進工業(yè)節(jié)水；令人更為擔憂的是水利投資占GDP比重的安全度為0，說明水利投資遠遠不足；雖然生態(tài)安全子系統(tǒng)安全度為0.67，處于安全狀態(tài)，但若不加以改善，安全狀況將會惡化。

3 對策和建議

根據(jù)分析結果，我們對河南省水資源安全問題提出了4條有針對性的建議。

(1)開源、節(jié)流緩解水資源短缺。河南省是我國重要的人口和農(nóng)業(yè)大省，水資源嚴重缺乏而需求量巨大，應從開源、節(jié)流方面緩解水資源短缺，應提高現(xiàn)有供水工程的能力，加快引黃步伐，加強水土保持工作，保護水源，改造農(nóng)業(yè)灌區(qū)，進一步提高用水效率。

(2)調(diào)整工業(yè)布局，積極推進工業(yè)節(jié)水。對現(xiàn)有工業(yè)進行節(jié)水改造，使工業(yè)產(chǎn)值萬元取水量達到或接近國內(nèi)外先進水平。對于新建項目嚴把取水許可關，凡是不符合國家產(chǎn)業(yè)政策和節(jié)水政策的項目，一律不予審批，應以礦井水綜合利用、中水回用、工藝廢水回收利用等為重點，推廣節(jié)水型工業(yè)。

(3)科學推進城鎮(zhèn)化進程。河南省是傳統(tǒng)的糧食主產(chǎn)區(qū)，多年來農(nóng)業(yè)用水占全省總用水量的60%左右，因此要積極探索農(nóng)業(yè)節(jié)水路徑，必須大力推進農(nóng)業(yè)的規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化、集約化，而這一切只有靠城鎮(zhèn)化發(fā)展才能實現(xiàn)。河南省在城鎮(zhèn)化發(fā)展進程中，要以人口轉移作為城鎮(zhèn)化工作的核心，隨著城鎮(zhèn)化水平的穩(wěn)步提升，農(nóng)業(yè)水資源利用率將大幅提高，飲用水安全問題將得到保障，節(jié)能節(jié)水產(chǎn)品將大量增加。

(4)增加水利投資比重。水利是農(nóng)業(yè)建設不可或缺的首要條件，是生態(tài)環(huán)境改善不可分割的保障系統(tǒng)。河南省受特殊地理位置和氣候條件影響，水資源分布不均，水、旱災害頻繁，因此要堅持不懈地開展水利建設，而這離不開金融對水利建設的支持。河南省要進一步完善金融政策，加大對民生水利建設、農(nóng)田水利建設的資金投入。

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