鹽城市沿海地區(qū)水資源開發(fā)利用程度評價研究

王 軍， 趙海娟

(1.大豐區(qū)新豐水利管理服務(wù)站， 江蘇 鹽城 224100；2.大豐區(qū)大橋水利管理服務(wù)站， 江蘇 鹽城 224100)

0 概 述

水不僅是人類生存、發(fā)展的必需品，也是世界萬物生存所不可缺少的。在目前飛速發(fā)展的經(jīng)濟社會中，如何能夠做到合理開發(fā)、有效利用、可持續(xù)發(fā)展及保護已開發(fā)和未開發(fā)的水資源，不僅關(guān)系到地球上所有生命的生存，而且關(guān)系到人類社會未來的發(fā)展道路和方向[1]。因此為了能夠保障水資源有效地可持續(xù)利用，做到人水和諧共存發(fā)展，合理地分析和研究一個區(qū)域水資源的量、質(zhì)、時空分布、開發(fā)情況(包括地表水和地下水)、利用情況、浪費現(xiàn)象、保護情況以及對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的重視程度等[2]，從而發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)卦诎l(fā)展過程中即將出現(xiàn)的或者已經(jīng)出現(xiàn)的各種問題，為科學(xué)合理地規(guī)劃、分配、利用和保護水資源提供建議，進一步為保障經(jīng)濟社會長治久安提供參考。

眾所周知，灘涂和濕地是重要的后備土地資源，而江蘇省沿海地區(qū)擁有我國最廣闊的灘涂和濕地。但是，在大規(guī)模沿海灘涂圍墾與開發(fā)過程中，不可避免的要面臨水資源保障和供給、生態(tài)環(huán)境的影響以及環(huán)境污染的控制等問題。為了避免不合理的灘涂開發(fā)引起淡水資源的短缺、環(huán)境污染、水質(zhì)惡化等問題，迫切需要開展江蘇沿海圍墾區(qū)的水資源保障技術(shù)研究。本文以鹽城市沿海地區(qū)各縣市為研究對象，從水量、水質(zhì)方面分析水資源的演變規(guī)律，評價鹽城市沿海地區(qū)各縣市水資源的開發(fā)利用程度。研究可為沿海水資源的合理配置、水資源的保護以及水資源的可持續(xù)利用提供參考。

1 研究區(qū)域概況

1.1 地理位置

鹽城市隸屬于江蘇省，地處中國東部沿海，淮河流域下游，蘇北平原中東部，位于長江三角洲經(jīng)濟區(qū)北緣，總面積約16972 km2，是江蘇省面積最大的地級市，其地理位置介于北緯32°34′～34°28′、東經(jīng)119°27′～120°54′之間。

1.2 氣候氣象

鹽城市處于亞熱帶向暖溫帶過渡性氣候區(qū)，具有明顯的季風(fēng)特征，兼有海洋性氣候特征：四季分明、雨熱同季、日照充足、無霜期較長、雨水亦較充沛。多年平均日照2300 h，最多年份2750 h，最少年份只有1798 h；多年平均無霜期215 d，最長年262 d，最短年164 d；多年平均氣溫14℃，最高氣溫39.1 ℃，最低氣溫-17.3 ℃；鹽城市多年平均降水量1016.6 mm，多年平均蒸發(fā)量855.0 mm。

1.3 河流水系

鹽城市地處淮河下游尾閭，境內(nèi)河流眾多，河網(wǎng)密布，溝渠縱橫，四通八達。境內(nèi)主要河流有灌河、廢黃河、淮河入海水道、蘇北灌溉總渠、射陽河、黃沙港、新洋港、斗龍港、串場河和通榆河等貫穿全境，號稱“百河之城”。區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有骨干河道110余條，大溝級河渠道1800余條，中溝級河渠道24000余條，小溝級河渠道20余萬條。

1.4 行政區(qū)劃

鹽城市下轄亭湖(含鹽城市經(jīng)濟開發(fā)區(qū))、鹽都2區(qū)，東臺、大豐2個縣級市和響水、濱海、阜寧、射陽、建湖5個縣，計9個街道辦事處、138個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，其中處于鹽城市沿海地區(qū)的縣市有響水縣、濱海縣、射陽縣、亭湖區(qū)、大豐市和東臺市。

2 水資源開發(fā)利用評價模型

2.1 構(gòu)建評價指標(biāo)體系的基本原則

在評價指標(biāo)的選取上，應(yīng)始終堅持概念的內(nèi)涵、內(nèi)涵的準(zhǔn)確把握與實際評價的可操作性相統(tǒng)一的原則。構(gòu)建水資源開發(fā)利用評價指標(biāo)體系一般應(yīng)遵循下述原則[3-5]：科學(xué)性、整體性、可操作性、特殊性、獨立性等。

2.2 多級模糊綜合評價模型

目前，對水資源的可持續(xù)發(fā)展的研究，具有代表性的評價方法有加權(quán)計分評價法、主成分分析法、模糊綜合評價法、層次分析法、主分量分析法、灰色系統(tǒng)分析法、綜合指數(shù)法、專家系統(tǒng)法等。由于水資源的開發(fā)利用本身具有復(fù)雜多變性和模糊性，因此本文采用模糊綜合評價數(shù)學(xué)模型進行評價。

模糊綜合評價法可分為一級綜合評價模型和多級綜合評價模型。因為鹽城市沿海地區(qū)水資源開發(fā)利用評價指標(biāo)體系在評價時，涉及到分級問題且評價因子比較多，一般來說，等級劃分本身中間過渡不分明性或者說相鄰等級之間的界限具有模糊性，再加上評價指標(biāo)體系本身是多級的，所以采用多級綜合評價模型。其基本步驟為：

(1)確定評價對象。評價對象是要明確對什么目標(biāo)作出評價，是分析問題的預(yù)定目標(biāo)或理想結(jié)果。

(2)確定評價對象的因素集。因素就是評價對象的各種屬性或性能，在不同場合，也稱為參數(shù)指標(biāo)或質(zhì)量指標(biāo)，它們綜合地反映出對象的質(zhì)量，即評價對象的指標(biāo)體系等。

(3)確定評價對象的評語集。評語集是評價者對評價對象可能作出所有的評價結(jié)果所組成的集合。

(4)建立權(quán)重集。設(shè)A=(a1,a2,…,an)為權(quán)重分配模糊矢量，ai表示第i個因素的權(quán)重，要求ai>0,∑ai=1。A反映了各因素的重要程度。

(5)單因素模糊評價法。單獨從一個因素出發(fā)進行評價，以確定評價對象對評價集元素的隸屬度，稱為單因素模糊評價。單因素模糊評價，即建立一個從U到FV的模糊映射：

(1)

式中，rij表示ui屬于vj的隸屬度。

(2)

以單因素評價集為行組成的矩陣稱為單因素評價矩陣，該矩陣是一個模糊矩陣：

(3)

(6)模糊綜合評價。單因素模糊評價僅反映了一個因素對評價對象的影響，這顯然是不夠的，要綜合考慮所有因素的影響，便是模糊綜合評價。

(4)

式中：bj稱為模糊綜合評價指標(biāo)，簡稱評價指標(biāo)。其含義為：綜合考慮所有因素的影響時，評價對象對備擇集中的第j個元素的隸屬度。然后將權(quán)重矩陣與單因素評價進行合成。公式為

(5)

(7)評價指標(biāo)處理。模糊綜合評價的結(jié)果是權(quán)重A和關(guān)系矩陣R的復(fù)合運算，不同的符合運算會有不同結(jié)果不同側(cè)重點。本文選擇相乘相加法來處理評價結(jié)果。公式如下：

B=A·R=dj(j=1,2,3,…,n)

(6)

其中，dj=∑(aj∧rij)

式中：∧為復(fù)合運算時取最小值；dj為樣本對第j級標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度；ai為第i個指標(biāo)的權(quán)重；rij為i個指標(biāo)在第j級標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度。

通過對多因素層的分層劃分，可以將初始模型擴展為多層次模糊綜合評價模型，即把下一層的結(jié)果作為上一層評價的輸入，直到最上層為止。本文分成了3層，即目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層。

2.3 評價指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)確定

根據(jù)指標(biāo)的選取和水資源開發(fā)利用特征，將指標(biāo)劃分為1～5共5個評分值。在各個指標(biāo)的劃分標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合鹽城市沿海地區(qū)的實際情況，參考相關(guān)文獻和年鑒，得出評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

3 綜合評價模型在鹽城市沿海地區(qū)的應(yīng)用

3.1 水資源開發(fā)利用程度評價指標(biāo)的確定

本文在選擇評價指標(biāo)的過程，根據(jù)上一節(jié)指標(biāo)選取的準(zhǔn)則及鹽城市沿海地區(qū)各縣市的實際情況，分別選擇社會子系統(tǒng)、經(jīng)濟子系統(tǒng)、水資源子系統(tǒng)和生態(tài)子系統(tǒng)作為評價的準(zhǔn)則層。鹽城市沿海地區(qū)水資源開發(fā)利用程度評價分層指標(biāo)體系見表2。

3.2 各層次指標(biāo)權(quán)重的確定

根據(jù)節(jié)層次分析法[6-7]和鹽城市沿海地區(qū)水資源開發(fā)利用程度的分層評價指標(biāo)體系(表2)，確定各層次指標(biāo)的權(quán)重，詳見表3。

3.3 鹽城市水資源開發(fā)利用程度綜合評價

利用多層次模糊綜合評價模型，把下一層的結(jié)果作為上一層評價的輸入，直到最上層為止。圖1和表4是鹽城市沿海地區(qū)各縣市水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀評價結(jié)果，根據(jù)上述評價結(jié)果可以看出：鹽城市全市目前水資源可持續(xù)利用處于3級，目前尚處于水資源開發(fā)利用的發(fā)展階段，仍具有進一步的開發(fā)潛力，但是鹽城市沿海地區(qū)不同縣市間水資源開發(fā)利用程度不均衡。根據(jù)各縣市評價結(jié)果的級別特征值可以看出，亭湖區(qū)水資源的開發(fā)利用程度最大，水資源開發(fā)潛力最?。粸I?？h水資源的開發(fā)利用程度最小，水資源開發(fā)潛力最大?？傮w來說，響水縣、濱?？h、射陽縣3個地區(qū)的水資源開發(fā)潛力強于亭湖區(qū)、大豐市、東臺市，即亭湖區(qū)、大豐市、東臺市3個地區(qū)的水資源開發(fā)利用程度相對較大。

由評價結(jié)果可得到各縣市水資源開發(fā)利用程度的排名依次為：亭湖區(qū)>東臺市>大豐市>射陽縣>響水縣>濱?？h。對于水資源開發(fā)利用程度最大的亭湖區(qū)，開發(fā)利用的潛力較小，在今后的發(fā)展過程中可能會出現(xiàn)水資源短缺的現(xiàn)象，故今后要加強對水資源管理的重視，加大對節(jié)約用水和廢水回收利用的宣傳。對于水資源開發(fā)利用程度最小的濱海縣來說，開發(fā)利用的潛力較大，在今后的發(fā)展過程中加強對水資源的開發(fā)利用，但是在進一步開發(fā)的過程中就要注意水環(huán)境的保護，應(yīng)該加強對水資源的管理，盡力做到各地水資源開發(fā)利用的可持續(xù)發(fā)展，促進經(jīng)濟、政治、社會、文化、生態(tài)的和諧發(fā)展。

表1 鹽城市水資源開發(fā)利用程度綜合評價指標(biāo)評分等級標(biāo)準(zhǔn)

表2 鹽城市沿海地區(qū)水資源開發(fā)利用程度評價指標(biāo)體系

表3 鹽城市沿海地區(qū)各層次指標(biāo)權(quán)重表

圖1 鹽城市沿海地區(qū)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀評價示意圖

4 結(jié) 論

水資源作為城市經(jīng)濟社會中重要的、不可替代的自然資源之一，對城市的發(fā)展起著重要作用。本文首先根據(jù)指標(biāo)體系的選取原則，確定了鹽城市沿海地區(qū)水資源開發(fā)利用程度的評價指標(biāo)，再根據(jù)層次分析法確定了各指標(biāo)的權(quán)重，并驗證了權(quán)重的分配是合理的。最后，運用模糊綜合評價模型對鹽城市沿海地區(qū)各縣市水資源的開發(fā)利用情況進行了評價，得出鹽城市沿海地區(qū)各縣市水資源開發(fā)利用程度的排名依次為：亭湖區(qū)>東臺市>大豐市>射陽縣>響水縣>濱?？h，亭湖區(qū)水資源的開發(fā)利用程度最大， 濱?？h的最小。根據(jù)鹽城市沿海地區(qū)不同縣市的評價結(jié)果，分析了水資源開發(fā)利用中存在的主要問題，給出了水資源合理開發(fā)利用的對策和建議。

通過對鹽城市水資源開發(fā)利用程度評價，可對鹽城市沿海城市水資源開發(fā)利用程度的情況有一定了解，同時給出了一定的建議，有助于進一步優(yōu)化水資源的開發(fā)利用，使其沿著高效、合理、可持續(xù)的方向發(fā)展，這對鹽城市經(jīng)濟社會的發(fā)展將起到積極推進作用。

表4 鹽城市沿海地區(qū)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀評價結(jié)果