水資源綜合壓力指數(shù)法在遼陽地區(qū)的應(yīng)用

侯曉磊

(遼寧省盤錦水文局，遼寧 盤錦 124010)

1 遼陽地區(qū)水資源概況

遼陽市多年平均水資源總量為108693.2萬m3。人均水資源占有量為588.33m3，畝均水資源量為394.46m3[1]。地表水資源量88427.8萬m3，可利用水資源量75361.0萬m3，供水保證程度75%時的可利用量43082.0萬m3[2]。地下水資源量95275.0萬m3，可開采量75420.0萬m3，供水保證程度75%時的可開采量60862.0萬m3[3]。隨著遼陽市城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，遼陽地區(qū)水資源量供需矛盾日益突出，水資源承載能力降低，水資源壓力逐年有所增加[4]。為科學(xué)合理分配遼陽市水資源，需要通過對其水資源綜合壓力進行量化，采用量化指標(biāo)對遼陽市水資源規(guī)劃方案進行科學(xué)合理的制定[5]。近些年來，遼陽市水資源隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，水資源壓力較大，為對朝陽地區(qū)水資源壓力進行定量評估，結(jié)合當(dāng)前在國內(nèi)許多地區(qū)應(yīng)用較好的水資源綜合指數(shù)[6-15]，對遼陽地區(qū)水資源壓力進行評估，研究成果對于遼陽地區(qū)水資源保護和可持續(xù)利用具有參考價值。

2 水資源綜合壓力指數(shù)計算方法

基于農(nóng)業(yè)、生活、工業(yè)、水生態(tài)、水資源承載能力建立遼陽市水資源綜合壓力評估指數(shù)，該指數(shù)計算方程為：

WEF=γW(Wa+Wi+We+W1+We)/Pw

(1)

式中：WEF為各指標(biāo)水足跡值，hm2；Wa為農(nóng)業(yè)用水資源量，m3、Wi為工業(yè)用水資源量，m3；WC為城鎮(zhèn)用水水資源量，m3；W1為生活用水水資源量，m3；We為生態(tài)用水資源量，m3；γw為水資源綜合壓力指數(shù)；Pw為各資源生產(chǎn)能力值。首先需要對各水資源分區(qū)的水壓力指數(shù)進行計算：

WEC=0.4γWφWW/PW

(2)

式中：WEC為最大水資源承載能力對應(yīng)的水資源總量，m3；ψW為水壓力系數(shù)；W為水資源總量，m3。此外還需對各水資源分區(qū)的水生態(tài)壓力指數(shù)進行計算：

(3)

水壓力綜合指數(shù)采用Moran指數(shù)進行指標(biāo)聚集表征：

(4)

其中：

(5)

(6)

(7)

式中：Ii為水資源綜合壓力指數(shù)計算值。

3 計算與分析

3.1 遼陽地區(qū)各水資源分區(qū)水量情況

結(jié)合遼陽市7個水資源分區(qū)的水資源數(shù)據(jù)，對各分區(qū)的水資源水量情況進行分析，結(jié)果如表1和表2所示。

表1 遼陽市各分區(qū)地表水資源量

表2 朝陽市各分區(qū)地下水資源量

從遼陽市各水資源分區(qū)統(tǒng)計的地表水和地下水資源量分析結(jié)果可看出，不同分區(qū)的地表水和地下水資源量具有較大的差異度，這主要是因為不同分區(qū)的降水量差異較大，在遼陽地區(qū)降水量呈現(xiàn)明顯的東向西逐步遞減的變化，東部地區(qū)年平均降水量在600-800mm之間，而西部地區(qū)年平均降水量在400-500mm之間，東部地區(qū)多年平均徑流系數(shù)可達到0.5-0.6，而西部地區(qū)水資源量一般較少，多年平均徑流系數(shù)一般低于0.4，降水量和多年徑流深變化的影響使得遼陽市地表水和地下水資源量空間差異度較大。從地表水資源開發(fā)率可看出，遼陽市各水資源分區(qū)地表水資源開發(fā)率在43.20%-90.72%之間，東部水資源分區(qū)由于地表水資源較大，地表水資源開發(fā)利用率一般較大。而西部水資源分區(qū)由于地表水資源量較少，使得其地表水資源開發(fā)利用率一般較低。而對于地下水資源量而言，由于遼陽地區(qū)地下水資源量較少，近些年來，由于加強遼陽市地下水資源雙控能力的建設(shè)，使得遼陽地區(qū)地下水開采率總體低于30%，且從東部的水資源分區(qū)向西部的水資源分區(qū)逐步遞減。

3.3 水資源壓力指數(shù)突變分析結(jié)果

在遼陽地區(qū)各水資源分區(qū)地表水和地下水分析的基礎(chǔ)上，對朝陽地區(qū)水資源承載力、水資源供需、水生態(tài)壓力指數(shù)進行分析，并綜合得到朝陽地區(qū)水壓力的綜合指數(shù)，各指數(shù)突變分析結(jié)果見圖1所示。

結(jié)合遼陽市水資源承載壓力、水資源供需壓力、水生態(tài)壓力以及水壓力綜合指數(shù)的分析結(jié)果，對遼陽地區(qū)不同水資源壓力指數(shù)的突變進行分析。從突變分析的結(jié)果可分別看出，遼陽地區(qū)水資源承載力壓力指數(shù)主要突變點發(fā)生在1980年左右，通過對遼陽市水資源量的分析，這一年份為枯水年份，由于水量的銳減，使得遼陽市水資源承載力壓力指數(shù)在這一年份出現(xiàn)較為明顯的突變特征，從水資源供需壓力指數(shù)的突變分析結(jié)果可看出，水資源供需壓力突變點較多，這主要是因為遼陽市水資源供需矛盾一直較多，水資源供給能力的不足和日益增長的需水要求之間的矛盾使得遼陽市水資源供需壓力指數(shù)分別在80年代和90年代均具有較為明顯的突變特征點。從水生態(tài)壓力指數(shù)的突變分析結(jié)果可看出，從2000年以后遼陽市受到城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，水生態(tài)壓力指數(shù)呈現(xiàn)較為明顯的突變變化，正向突變指數(shù)和負(fù)向突變指數(shù)之間具有較為明顯的重合度，而從2015年開始，由于遼陽市加大水生態(tài)環(huán)境治理的力度，使得區(qū)域水生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)突變特征有所下降。結(jié)遼陽市水資源承載壓力、水資源供需壓力、水生態(tài)壓力以及水壓力綜合指數(shù)分析結(jié)果，對遼陽水資源綜合指數(shù)進行分析，從分析結(jié)果可看出，遼陽市水資源綜合壓力指數(shù)總體呈現(xiàn)遞增變化趨勢，年遞增率為3.5%，主要突變年份出現(xiàn)1980年和2005年左右。

水資源承載力壓力指數(shù) 水資源供需壓力指數(shù)

4 結(jié) 論

1)遼陽市各水資源分區(qū)地表水資源開發(fā)率在43.20%-90.72%之間，東部水資源分區(qū)由于地表水資源較大，地表水資源開發(fā)利用率一般較大。而西部水資源分區(qū)由于地表水資源量較少，使得其地表水資源開發(fā)利用率一般較低。

2)遼陽地區(qū)地下水資源量較少，近些年來，由于加強遼陽市地下水資源雙控能力的建設(shè)，使得遼陽地區(qū)地下水開采率總體低于30%，且從東部的水資源分區(qū)向西部的水資源分區(qū)逐步遞減。

3)遼陽市水資源綜合壓力指數(shù)總體呈現(xiàn)遞增變化趨勢，年遞增率為3.5%，主要突變年份出現(xiàn)1980年和2005年左右。