遼陽縣水資源承載力評(píng)價(jià)研究

周志宇

(遼寧省撫順?biāo)木?，遼寧 撫順 113000)

水資源是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展重要的、基礎(chǔ)性的、戰(zhàn)略性的資源，也是維持地球生命系統(tǒng)不可或缺的一種自然資源，對(duì)城市建設(shè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活發(fā)揮著重大作用。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人口的不斷增多，為滿足社會(huì)對(duì)水資源的需求部分地區(qū)增大了地下水開采量，致使地下水位持續(xù)下降、超采集面積不斷擴(kuò)大，給水資源安全產(chǎn)生危機(jī)。此外，由于不合理的開發(fā)利用致使區(qū)域海水入侵加劇、水污染增加、濕地退化、土地沙化、地面沉降等地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境問題突出。采用科學(xué)的方法評(píng)價(jià)區(qū)域水資源承載力(WCC)，對(duì)建設(shè)和認(rèn)識(shí)水安全保障體系以及準(zhǔn)確度量水系統(tǒng)安全狀況極具現(xiàn)實(shí)意義。目前，研究評(píng)價(jià)水資源承載力的方法、模型和理論較多，然而受經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源利用之間的矛盾關(guān)系、水系統(tǒng)復(fù)雜性特征等條件限制，對(duì)于不同區(qū)域各類方法與理論體系的適用性仍需進(jìn)一步探索。現(xiàn)階段，遼陽縣面臨著日益增長(zhǎng)的水資源供給壓力，通過合理測(cè)評(píng)與分析水資源狀況，以期為有效解決水資源問題，以及優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、資源配置、城鎮(zhèn)發(fā)展、人口布局等提供決策依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

遼陽縣位于北緯40°42′19″～41°25′22″、東經(jīng)122°35′04″～123°41′00″范圍，地處遼東半島中部，被遼陽市市區(qū)一分為二，平原區(qū)、山區(qū)位于遼陽市的西部和南部，東與本溪相鄰，西與遼中搭界，北靠燈塔，南接鞍山。

研究區(qū)位于遼河平原與遼東低山丘陵過渡地帶，地貌分區(qū)規(guī)整、分異規(guī)律清晰且類型齊全，屬于典型層狀地貌。從西南向東北，自西北部界河(渾河)到東南部邊界白云山地勢(shì)從低到高，依次為平原、臺(tái)地、低丘陵、高丘陵、低山、中山，依次跌落，層次分明，形成西北低、東南高同向緩降傾斜地勢(shì)。該區(qū)域?qū)贉貛Ъ撅L(fēng)氣候，主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是四季分明，雨熱同季，光照充足，年平均氣溫為8.4℃，年降水量為735.3 mm，平均蒸發(fā)量為508 mm[1-5]。

境內(nèi)水系發(fā)育，河流眾多，其中流域面積超過10 km2的80條、超過50 km2的有17條，主要有渾河、細(xì)河、渾沙河、太子河、蘭河、湯河、河欄溝河、湯河西支、王家堡子河、八盤嶺河、柳壕河、兵馬河、北地河、南沙河、判甲爐河、楊柳河、運(yùn)糧河等。2013年，遼陽縣水資源利用量3.12億 m3，現(xiàn)狀利用程度如表1，地表與地下水4.84億 m3、3.68億 m3，年均水資源總量5.61億 m3，開發(fā)利用率為53.48%。

表1 遼陽縣水資源開發(fā)利用程度 億m3

2 遼陽縣水資源承載力評(píng)價(jià)方法

水資源承載力是指在一定的科學(xué)技術(shù)和社會(huì)發(fā)展階段，在不破壞生態(tài)平衡和社會(huì)發(fā)展的條件下，某一地區(qū)的水資源最大可承載的人口規(guī)模、城市和工農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，反映了水資源所能最大支撐區(qū)域發(fā)展的能力，隨科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展承載力發(fā)生相應(yīng)的改變。因此，研究水資源承載力的本質(zhì)就是水資源實(shí)現(xiàn)既定規(guī)劃目標(biāo)所需的最低程度，或者說一定條件下水資源支撐的最大城鎮(zhèn)、人口規(guī)模和經(jīng)濟(jì)水平。依據(jù)既定的研究目標(biāo)，考慮從以下幾點(diǎn)分析遼陽縣的水資源承載力。

2.1 偏離系數(shù)

水資源偏離系數(shù)是在既定水資源條件下，以全國(guó)人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)發(fā)展為基準(zhǔn)對(duì)比遼陽縣的人口和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，用以明確遼陽縣水資源較全國(guó)水平而言的豐?；蛉狈Τ潭取Ｒ话愕?，將該系數(shù)分為與人口規(guī)模相關(guān)、與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相關(guān)的偏離2個(gè)部分，其表達(dá)式如下：

(1)

(2)

式中：Ie、Ip代表水資源對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人口規(guī)模的支撐程度；GDPw、GDPq代表遼陽縣和全國(guó)國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)總值；Pw、Pq代表遼陽縣和全國(guó)人口總數(shù)；Rw、Rq代表遼陽縣和全國(guó)的水資源量。Ie>1時(shí)，其值越大則遼陽市單位水資源支撐GDP的量相對(duì)于全國(guó)而言越高，區(qū)域水資源就越缺乏；Ie<1時(shí)，其值越小則遼陽市單位水資源支撐GDP的量相對(duì)全國(guó)而言越低，區(qū)域水資源越豐裕。

2.2 負(fù)載系數(shù)

水資源負(fù)載指數(shù)是衡量區(qū)域水資源開發(fā)潛力的重要參數(shù)，利用選用所承載的經(jīng)濟(jì)規(guī)模和人口數(shù)量來衡量，主要用于揭示經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口規(guī)模與水資源之間的相互關(guān)系，其表達(dá)式為：

(3)

式中：K為反映降水程度的參數(shù)；G、P代表國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(億元)和人口數(shù)量(萬人)；C、W代表區(qū)域水資源負(fù)載指數(shù)和水資源總量(億m3)。將水資源開發(fā)利用潛力按照負(fù)載指數(shù)高低和相關(guān)導(dǎo)則標(biāo)準(zhǔn)劃分為5級(jí)，各等級(jí)的取值區(qū)間和開發(fā)條件如表2。

表2 負(fù)載指數(shù)與等級(jí)劃分

2.3 承載指數(shù)

對(duì)水資源與人口規(guī)模之間的關(guān)系可以利用水資源承載力(WCC)衡量，本文采用水資源折算的人均綜合用水量所維持的人口規(guī)模來描述，構(gòu)建的測(cè)評(píng)模型如下：

WCC=W/Wp

(4)

式中：Wpc、W代表遼陽市實(shí)際人均綜合用水量(m3)和可開發(fā)利用水量(m3)。WCCI值反映了人口與水資源間的關(guān)系，可以利用這兩項(xiàng)指標(biāo)來衡量，由此構(gòu)造的測(cè)評(píng)模型為：

WCCI=Pa/WCC

(5)

Rp=(Pa-WCC)/WCC×100%

(6)

Rw=(WCC-Pa)/WCC×100%

(7)

式中：Pa代表遼陽縣實(shí)際人口數(shù)量(萬人)；Rw、Rp代表水資源盈余率(%)和超載率(%)，各等級(jí)劃分如表3。

表3 承載指數(shù)與等級(jí)劃分

2.4 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

根據(jù)遼陽縣2015-2018年相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，利用文中所述計(jì)算公式求解各指標(biāo)評(píng)價(jià)值，如表4。

表4 各評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算值

從偏離系數(shù)的角度上，除2016年外遼陽市水資源壓力與全國(guó)平均水平相比均明顯較大，特別是2017年、2018年較高，區(qū)域水資源較為匱乏；從負(fù)載指數(shù)的角度上，除2016年外遼陽市水資源負(fù)載指數(shù)均超過10，尤其是2018年(30.35)達(dá)到Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，水資源進(jìn)一步開發(fā)難度大、總體開采潛力小，總體處于較高的水資源利用水平；從承載力的角度上，2018年遼陽縣人均綜合用水量(371.52 m3)低于全國(guó)平均標(biāo)準(zhǔn)(500 m3)，在多年平均可利用量保持不變的條件下按2018年遼陽縣人均綜合用水量測(cè)算，其可承載人口最多達(dá)到30.28萬人；從超載率的角度上，遼陽縣2018年的超載率達(dá)到72%，可見該區(qū)域已達(dá)到超載狀態(tài)。

3 遼陽縣水資源可持續(xù)利用對(duì)策

根據(jù)遼陽縣水資源承載力分析結(jié)果及其未來變化趨勢(shì)可知，遼陽縣經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展受水資源開發(fā)利用的影響較大，合理配置和協(xié)調(diào)區(qū)域水資源承載力成為當(dāng)前亟待解決的問題。為進(jìn)一步提高用水效率，應(yīng)從以下多個(gè)角度入手加強(qiáng)對(duì)水資源利用和管理。

加強(qiáng)水資源開發(fā)利用規(guī)劃，強(qiáng)化水資源管理。在滿足水質(zhì)要求和用水安全的條件下，最大限度的挖掘用水潛力，大力推進(jìn)節(jié)水新工藝、新技術(shù)在生產(chǎn)生活中的實(shí)際運(yùn)用，優(yōu)先使用中水、優(yōu)先使用地表水，最大限度地保護(hù)地下水。對(duì)地下水的開采實(shí)施最嚴(yán)格的控制，并采取人工回灌、封閉地下超采井等措施，除農(nóng)業(yè)灌溉取水外對(duì)地下水工程區(qū)取水量實(shí)施嚴(yán)格控制。此外，還要多渠道聯(lián)合供水，挖掘新水源。發(fā)展建設(shè)城鎮(zhèn)雨洪水的收集再利用，規(guī)劃建立遼陽縣應(yīng)急供水水源地，加強(qiáng)農(nóng)村用水的管理監(jiān)督、農(nóng)村飲水工程和中水回用工程建設(shè)。

加強(qiáng)水利工程運(yùn)行規(guī)劃管理。規(guī)劃管理、封閉超采地下水工程以及發(fā)展新的地表水利工程，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)灌溉渠系工程、遼陽縣灌區(qū)續(xù)建配套工程和大伙房水庫輸水工程建設(shè)，改善和發(fā)展城鎮(zhèn)供水、農(nóng)村飲水工程。

開展現(xiàn)有蓄、引、提水等配套設(shè)施的更新建設(shè)，加強(qiáng)供水管網(wǎng)及蓄、引、提水利工程安全檢修，新建水利工程要嚴(yán)格驗(yàn)收、監(jiān)督，保證水利設(shè)施安全、高效的運(yùn)行。

加強(qiáng)水污染防治，強(qiáng)化水資源保護(hù)。強(qiáng)化水資源管理，嚴(yán)格工農(nóng)業(yè)等水資源的取、用、排許可的發(fā)放、管理；強(qiáng)化水質(zhì)、污水排放量、用水和取水總量的監(jiān)督，加強(qiáng)城鎮(zhèn)水功能區(qū)、污水排放點(diǎn)、如何排污口及工業(yè)密集河段的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)生產(chǎn)和生活廢污水處理的管理，使污水資源化；開展地下水水量、水位的雙控管理，執(zhí)行用水總量和用水計(jì)劃制度；加強(qiáng)水土保持，對(duì)農(nóng)藥、化肥的施用要科學(xué)定量化，若不嚴(yán)格控制農(nóng)藥化肥和用水量，因灌溉水滲漏臨時(shí)農(nóng)藥化肥將進(jìn)一步加劇用水緊張的現(xiàn)象，為了防止土壤侵蝕實(shí)施合理的農(nóng)田灌溉；強(qiáng)化地表、地下水水源地保護(hù)，劃 定水源地保護(hù)區(qū)；加強(qiáng)水生物栽種、河道綠化等生態(tài)河道治理，切實(shí)提高河流的自凈功能。

優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高用水效率。積極鼓勵(lì)引進(jìn)少污染、節(jié)水、高效的工業(yè)企業(yè)，結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況在一定程度上限制高耗水產(chǎn)業(yè)發(fā)展；優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，推廣免耕、少耕的耕作技術(shù)和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的品種，推行畦田標(biāo)準(zhǔn)化、耕作園田化；優(yōu)化養(yǎng)殖業(yè)布局和畜牧漁業(yè)的養(yǎng)殖品種，全方位減少養(yǎng)殖用水需求；改善農(nóng)村、城鎮(zhèn)供水現(xiàn)狀，切實(shí)提升用水效率；

加強(qiáng)水資源科學(xué)技術(shù)研究工作。以科學(xué)的管理手段、機(jī)制和信息化管理技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)水資源取水計(jì)量、質(zhì)量和數(shù)量的監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)水污染監(jiān)測(cè)；及時(shí)掌握點(diǎn)面源污染，強(qiáng)化水量、水位監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)資料匱乏區(qū)的監(jiān)測(cè)；加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，引進(jìn)專業(yè)、高新技術(shù)人才建立研究工作小組。

4 結(jié)語

水資源是確保區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水生態(tài)安全的基本條件，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)必須正確處理好水資源壓力問題，綜合利用技術(shù)、行政、經(jīng)濟(jì)和法律等手段促進(jìn)資源與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。本文利用科學(xué)的方法評(píng)價(jià)了遼陽縣水資源現(xiàn)狀，研究成果可為實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、水資源合理開發(fā)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供一定參考依據(jù)。