恩施州水環(huán)境承載力研究

孫 毅，常 勝，盧艷秋，宋鄂平

( 湖北民族學院 生物科學與技術(shù)學院，湖北 恩施445000)

眾所周知，水是人類生活與生產(chǎn)的重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，對社會經(jīng)濟的發(fā)展起到了極為重要的支撐作用．這種支持作用通常以水環(huán)境承載力來表征，其含義是在特定的時期與范圍內(nèi)，水環(huán)境系統(tǒng)所能承受人類社會經(jīng)濟規(guī)模的閾值［1－2］．恩施州位于湖北省西南部，地處湘、鄂、渝三省(市)交匯處，屬中亞熱帶山地季風氣候地區(qū)，雨量充沛，水資源豐富．清江為境內(nèi)最大的河流，發(fā)源于湖北省利川市西部齊岳山東麓的龍洞溝，自西向東流經(jīng)利川、恩施、宣恩、建始、巴東五縣市．近年來隨著恩施州的社會經(jīng)濟發(fā)展，清江的污染在不斷的加?。疄榱烁淖冞@一污染狀況，恩施州委州政府于2014 年4 月15 日正式啟動了清江流域綜合治理．在這樣的背景下，研究恩施的水環(huán)境承載力有極為重要的現(xiàn)實意義．

1 評價方法與指標

1．1 評價方法

文獻［3－9］表明向量模法、目標決策分析法、系統(tǒng)動力學法及模糊評價法，尤其是向量模法在水環(huán)境承載力的分析與評價中有著廣泛的應(yīng)用．向量模法屬于綜合評價法，此法常用于對水環(huán)境承載力橫向和縱向的比較中，能夠說明不同地理位置水環(huán)境承載力相對大小或者同一區(qū)域不時期水環(huán)境承載力大小［10－11］．本文采用向量模法對恩施州的水環(huán)境承載力進行分析與評價．

在一個地區(qū)，不同時期有不同的水環(huán)境承載力;或者在相同時期不同的地理區(qū)域也有不同的水環(huán)境承載力相對應(yīng)．不妨設(shè)有m個水環(huán)境承載力為Ej(j=1，2，…，m)，再設(shè)每個水環(huán)境承載力由n個具體指標確定的分量組成，即有歸一化后為

第j個水環(huán)境承載力的大小:

式中wij為第j個水環(huán)境承載力的第i個指標的權(quán)重．

1．2 評價指標

水環(huán)境承載力與自然環(huán)境和經(jīng)濟社會發(fā)展水平密切相關(guān)．一方面水環(huán)境為社會經(jīng)濟發(fā)展提供了必不可少的水資源，另一方面水環(huán)境還要接納社會經(jīng)濟活動產(chǎn)生的大量水體污染物．因此水環(huán)境承載力的指標體系必須涵蓋這兩個方面．依據(jù)恩施州的實際情況，選取了與水環(huán)境密切相關(guān)的6 個指標:綜合性指標:單位新鮮水耗的工業(yè)增加值(n1)，工業(yè)用水重復(fù)率(n2)，城市污水處理率(n3)，單位化學需氧量(COD)的產(chǎn)值(GDP)(n4)，城市化水平(n5)．

單位新鮮水耗的工業(yè)增加值反映了經(jīng)濟發(fā)展對水資源的需求;工業(yè)用水重復(fù)率反映了清潔生產(chǎn)水平;城市污水處理率反映了水體污染物的排放強度;單位化學需氧量的產(chǎn)值反映了GDP 與污染物排放的關(guān)系;城市化水平可反映了水資源的需求．考慮到這些指標對于水環(huán)境承載力的重要程度，通過建立判斷矩陣求各因子的相對重要程度，即權(quán)重．比較結(jié)果以9 標度法表示(見表1)［11－12］．

CI=0．027 5＜0．1，滿足一致性檢．由表1 可知恩施州水環(huán)境承載力的主要的影響因子是單位化學需氧量(COD)的產(chǎn)值與城市污水處理率，比重均為0．3982，兩者之和超過了80%，其次為單位新鮮水耗的工業(yè)增加值，緊隨其后的是工業(yè)用水重復(fù)率、城市化水平．

2 水環(huán)境承載力計算與分析

2．1 水環(huán)境承載力的計算

研究恩施州的社會經(jīng)濟與水資源狀況，根據(jù)《恩施統(tǒng)計年鑒(2007－2011)》、《恩施自治州水資源公報(2007－2011)》等現(xiàn)有資料，得到恩施州2007－2011 年各評價指標的相關(guān)數(shù)據(jù)，如表2 所示．

根據(jù)式(1)對表2 的數(shù)據(jù)進行歸一化處理，可計算出現(xiàn)有條件下不同年份的水環(huán)境承載力及各指標值，如表3 所示．

表1 指標體系的判斷矩陣及權(quán)重Tab．1 Judgment matrix and the weight of index system

表2 恩施州環(huán)境承載力指標數(shù)據(jù)Tab．2 The values of the index of water resource carrying capacity of Enshi Autonomous Prefecture

表3 恩施州水環(huán)境承載力指標歸一化量值Tab．3 The normalized value of the index ofwater resource carrying capacity of Enshi Autonomous Prefecture

2．2 水環(huán)境承載力的分析

由表3 可知，恩施州水環(huán)境承載力從2007 年的0．302 增加到2011 年的0．605 6，年平均增長率為19%．其主要原因，影響水環(huán)境承載力各指標從2007年到2011 年均有不同程度的增加，其中主要影響因素單位化學需氧量的產(chǎn)值與城市污水處理率平均增長速度為16．6%和20．2%，次要因素工業(yè)用水重復(fù)率的增長率更是高達31．6%，從而造成了水環(huán)境承載力呈逐年上升的趨勢．

值得注意的是，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，水體污染物的排放量不斷增加，污染排放物的總量也成增長趨勢，勢必會降低水環(huán)境承載力．從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，恩施州水環(huán)境主要污染物化學需氧量從2010 年的1．6 萬噸增長到2011 年，而后者的水環(huán)境承載力仍高于前者．2011 年水環(huán)境承載力比2010 年，主要原因是恩施的水資源豐富，水環(huán)境承載力高，多年平均地表徑流在200 億m3以上．盡管如此，但水環(huán)境的局部污染的形勢不容小覷，城市中由于污水管網(wǎng)的不完善，部分生活污水的直排造成了城市水體的污染，這無疑降低了水環(huán)境承載力．因此，水環(huán)境承載力提高的主要途徑就嚴格控制水環(huán)境污染．

3 結(jié)語

本文根據(jù)恩施州的有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，量化計算了近5 年來恩施州的水環(huán)境承載力．研究發(fā)現(xiàn)，從2007－2011 年恩施州的水環(huán)境承載力呈逐年增加的趨勢，從2007 年的0．302 增加到2011 年的0．6056，年均增長率為16．1%．研究還表明水環(huán)境承載力的提高不僅要提高影響水環(huán)境承載力的各個方面，更重要的要控制水體污染．

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