水資源承載力指標體系及評判準則研究

李玉蘭

（阿拉善盟水務綜合服務中心，內蒙古 阿拉善 750306）

隨著社會的快速發(fā)展，水資源對區(qū)域社會的發(fā)展至關重要。對于我國干旱區(qū)或者半干旱區(qū)，水資源相對匱乏成為區(qū)域生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展的主要制約因素[1]。在此背景下，我國很多水利學者逐漸將重心放到水資源承載力的研究上，比如新疆學者在早期就開展了水資源承載力規(guī)?；芯?。部分學者提出水資源承載力是環(huán)境、社會、人口及經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展的上限，能夠最大限度維護社會經(jīng)濟發(fā)展的規(guī)模[2-3]；還有學者提出了水資源承載力的基本概念[3]。以上研究主要集中在水資源承載力的理論層面。針對實踐層面，部分學者針對區(qū)域特征采取定量手段提出了水資源承載的規(guī)模及優(yōu)化思路[4]，并對區(qū)域水資源在人口、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領域承載力進行了系統(tǒng)分析，并給出具體的水資源配置方案[5-6]。目前，水資源承載壓力主要集中在取用水[7]、入河排污[8]、水域空間占用[9]及流域的擾動[10]等方面，從而促使環(huán)境、社會、人口、發(fā)展及經(jīng)濟方面協(xié)同發(fā)展。鑒于此，本研究從水資源承載系統(tǒng)結構及基本概念入手，多維構建水資源承載力指標體系，并進行評判準則研究，旨在為區(qū)域水資源的高效配置提供一些參考依據(jù)。

1 水資源承載力基本概念及特性分析

1.1 水資源承載力概念

現(xiàn)階段，對于水資源承載力概念的界定，各學者持有不同的觀點，筆者通過系統(tǒng)整合分析，形成主要觀點，即：水資源承載力是某一區(qū)域內最大支撐或者容量人口規(guī)模及經(jīng)濟規(guī)模的承載能力。本質上，水資源承載力與人為因素密切相關，且與產(chǎn)業(yè)結構、城鎮(zhèn)規(guī)模及生態(tài)環(huán)境有著密切的聯(lián)動關系。尤其是國家提出“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)”治水方針之后，水資源承載力逐漸成為自然資源承載力的一個具體范疇。同時，水資源承載力也可認為是在可預見的時期內，在滿足水域生態(tài)環(huán)境保護和河流生態(tài)環(huán)境用水的基礎上，最大程度保證水資源的綜合配置，能夠在經(jīng)濟社會最大負荷情況下支撐人口規(guī)模和經(jīng)濟規(guī)模。

1.2 水資源承載力特性

通過對水資源承載力的基本概念系統(tǒng)分析可知，受制于區(qū)域發(fā)展、地域空間特征及代際間水平不同，水資源承載力特性主要集中在時效性、區(qū)域性和彈性三個層面。

首先，時效性特征。顧名思義，主要指水資源承載力在特定的時域內，不同時間段的水資源承載力是會發(fā)生動態(tài)變化的，直接反映出水資源承載力的動態(tài)性及不確定性。同時，水資源承載力是人為因素通過采取科學技術手段在某時期內可預測的水資源規(guī)模，反映了水資源承載力的相對極限性。

其次，區(qū)域性特征。主要指水資源承載力受制于區(qū)域的空間布局、水資源基本條件、水資源利用效率，還有區(qū)域水利基礎設施投入，廢水、污水回用量等方面差異性，導致水資源承載力出現(xiàn)差異性。當然，不同類型區(qū)域的水資源條件一致，但由于用水布局及水資源配置方式不同導致不同地區(qū)水資源承載力會有所差異，直接反映出水資源承載力的區(qū)域特性。

最后，彈性特征。水資源承載力彈性特征主要包含產(chǎn)業(yè)用水和生態(tài)環(huán)境用水兩個方面的彈性。其中產(chǎn)業(yè)用水彈性主要反映區(qū)域社會經(jīng)濟、生產(chǎn)生活及社會文化的整體水平，集中在用水需求的剛性水平、適宜水平和奢侈水平，反映出水資源使用水平的不同層面。此外，水資源配置的主要目的之一就是協(xié)調社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性，也就是說，不同生態(tài)環(huán)境條件和保護力度會導致水資源承載力規(guī)模出現(xiàn)差異性，生態(tài)環(huán)境約束彈性體現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境對經(jīng)濟社會的制約程度。

1.3 水資源承載系統(tǒng)結構

從系統(tǒng)論的整體角度出發(fā)，水資源承載體系主要分為主體和客體兩個層面。而水資源、人口、經(jīng)濟社會及生態(tài)環(huán)境是水資源承載系統(tǒng)的主要方面，而水資源承載力系統(tǒng)的主體就是以水資源循環(huán)為核心的綜合系統(tǒng)；客體就是以水資源承載力為核心的社會經(jīng)濟系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。具體如下：

一方面，水資源承載系統(tǒng)的主體。受到多方面因素制約，區(qū)域水資源承載系統(tǒng)的水循環(huán)已經(jīng)演變成“自然環(huán)境-人為因素”二元水循環(huán)，表現(xiàn)出自然性、隨機性、時效性、周期性及可調控性相互制約的形態(tài)。水資源是一種極為重要的自然資源，作為經(jīng)濟社會發(fā)展的重要保障因素，具有不可代替的作用，而水資源承載作為一種動態(tài)、相對的理念，主要包括了兩個方面的含義。一是水資源綜合配置以消耗水資源為閾值，主要受到社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境、產(chǎn)業(yè)發(fā)展及人口等方面因素制約；二是排污規(guī)模應以水循環(huán)系統(tǒng)的自凈能力為閾值，主要包含廢水、污水回用量廢水、污水回收率、人均排污量等方面，還包含排入水域最大量等方面。另一方面，水資源承載系統(tǒng)的客體。上文已經(jīng)分析生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和經(jīng)濟社會系統(tǒng)是水資源系統(tǒng)承載的兩大客體，兩者相互制約、相互協(xié)調及相互作用。兩者此消彼長。從水循環(huán)角度出發(fā)，經(jīng)濟社會系統(tǒng)的排水是導致水資源承載力下降的主要因素，而生態(tài)環(huán)境具有消納、凈化水體質量的作用。因此，在統(tǒng)一的水循環(huán)框架下，區(qū)域水資源承載力必須統(tǒng)籌協(xié)調生態(tài)環(huán)境保護和經(jīng)濟社會發(fā)展，從“數(shù)量”“水質”“水域”“流域”四個方面分析調控。

2 水資源承載力指標體系的構建

2.1 指標體系架構的整體框架

水資源承載力的主要載體是區(qū)域經(jīng)濟社會系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，而以上兩大系統(tǒng)主要服務對象為人類。因此，水資源承載力指標體系必須以區(qū)域人口承載能力為核心進行構建。本研究主要對影響水資源承載力的“數(shù)量”“水質”“水域”“流域”四個方面進行分析。數(shù)量主要為水資源的流量，包含社會經(jīng)濟發(fā)展水資源的消耗量；水質主要為工業(yè)、生活廢水、污水排入河湖水體的污染物量；水域是維持河道、湖泊、濕地等的水域地表和地下水位；流域主要是以河道為對象，保障生態(tài)用水水量。并以此為依據(jù)，構建四個層次及三個級別的指標體系，從而構建科學的水資源承載力指標體系。此外，從水資源綜合配置角度出發(fā)，水資源承載力涉及“數(shù)量”“水質”“水域”“流域”四個方面。其中數(shù)量和水質是制約人類行為活動的主要因素，本質上屬于經(jīng)濟社會發(fā)展的指標類型。水域、流域是維持生態(tài)環(huán)境的主要載體，屬于生態(tài)環(huán)境保護的指標類型。“數(shù)量”“水質”“水域”“流域”四個因素存在相互協(xié)調發(fā)展、制約的內在關系。水資源承載力的系統(tǒng)分析及水資源的優(yōu)化配置是保證水資源高效開發(fā)、有效控制工業(yè)、生活廢水、污水及維持河道、湖泊、濕地等生態(tài)環(huán)境的關鍵所在。本研究以“數(shù)量”“水質”作為水資源承載力主導因素，而“水域”“流域”則是水資源承載力約束因素。

2.2 指標體系的具體構建

由于水資源承載力涉及“數(shù)量”“水質”“水域”“流域”四個方面，對應提出第一級指標，具體如表1所示。本研究所提出的第一級指標主要為“數(shù)量”“水質”“水域”“流域”的主要指標，并不局限其他指標。第二級指標主要側重于“水域”“流域”的水資源配置和生態(tài)環(huán)境保護目標。同樣也是直接關乎第三級指標的核心變量。第三級指標主要是表征約束條件下的水資源承載力閾值，用來評價水資源承載力的大小。

表1 水資源承載力指標體系

可以看出，第三級指標主要分為水資源在環(huán)境、社會、人口、發(fā)展及經(jīng)濟等方面的承載能力和水生態(tài)約束邊界兩個層面。其中“水資源在環(huán)境、社會、人口、發(fā)展及經(jīng)濟等方面的承載能力”會直接反映出水資源的消耗量水平，直接決定水資源的用水量和使用效率；同時也對廢水、污水接受能力進行限定，限制廢水、污水排入水域最大量。而水生態(tài)約束邊界會直接反映出湖泊、濕地等生態(tài)面積和河道生態(tài)流量大小，在此基礎上決定了水域保護力度和河道流量及其保護力度。此外，水資源在環(huán)境、社會、人口、發(fā)展及經(jīng)濟等方面的承載能力在主要受到產(chǎn)業(yè)發(fā)展，人口結構產(chǎn)業(yè)用水定額，農(nóng)業(yè)用水有效利用率，城市供水管網(wǎng)漏失率，廢水、污水回用量，廢水、污水排放量，工業(yè)、生活用水回收率，經(jīng)濟社會人均排污量等因素制約。而水生態(tài)約束邊界主要集中在湖泊濕地補水量、地下水開采量及河道生態(tài)補水三個方面。總之，本研究所構建的總指標層級、第一層級、第二層級、第三層級、指標影響因子是一個系統(tǒng)的評價體系，能夠對水資源承載力評價結果形成一個閉環(huán)區(qū)域。

3 水資源承載力評判準則

在建立水資源承載力指標體系基礎上，需要構建水資源承載力評判準則。本研究主要采取定量方式進行單因素分析。主要是將各評價指標與度量標準進行對比分析，從而評價水資源承載力整體情況，具體如表2所示。

表2 水資源承載力評判準則

具體在核實數(shù)量、水質等要素的負載基礎上，對水資源評價指標進行對比分析，主要分為超載、臨界超載和不超載評判準則。在此基礎上，根據(jù)數(shù)量、水質、水域、流域等要素的評價指標的綜合結果，確定最終區(qū)域性的水資源承載狀態(tài)，考慮水資源承載指標狀況的通用性和實踐性，承載狀況標準取值參數(shù)為0.9～1，借鑒了2016年《全國水資源承載能力監(jiān)測預警技術大綱（修訂稿）》中評估值。

4 結語

總之，水資源作為自然資源，在國民經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)著主導地位，隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城市用水的需求量不斷增加，在未來時期內，勢必會造成水資源供不應求的現(xiàn)狀，導致人均水資源占有量不斷下降，水污染又使實際可利用的水資源量進一步減少，加之新的水源工程開發(fā)難度越來越大，因而水資源短缺的危機日益加劇。為此，本研究以“數(shù)量”“水質”“水域”“流域”四個要素為核心，從水資源在環(huán)境、社會、人口、發(fā)展及經(jīng)濟等方面的承載能力和水生態(tài)約束邊界綜合角度出發(fā)，構建由總指標層級、第一層級、第二層級、第三層級、指標影響因子組成的指標體系，并探討了指標體系的相互作用和影響關系。同時，在核實數(shù)量、水質等要素的負載基礎上，對水資源評價指標進行對比分析，主要分為超載、臨界超載和不超載三個方面，旨在為水資源承載力的研究提供一些可行性建議。