基于DPSIR模型的“四水四定”高質(zhì)量發(fā)展協(xié)調(diào)性評價

劉海嬌，陳學(xué)群，劉彩虹，楊小鳳，范明元

（1.山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014；2.山東省水資源與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250014）

1 引 言

水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基［1］。習(xí)近平總書記近年來對我國治水工作發(fā)表一系列重要論述，核心是堅(jiān)持“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)”（簡稱“四水四定”），強(qiáng)化水資源的剛性約束，提高水資源節(jié)約集約利用水平，解決水資源過度開發(fā)利用問題，促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展。而如何判斷一個地區(qū)“四水四定”是否協(xié)調(diào)，并通過相應(yīng)的對策措施，使水資源能夠有效支撐城市、人口和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是亟待解決的問題。

目前關(guān)于“四水四定”的研究主要集中在相關(guān)的政策機(jī)制等方面［2－6］，尚未見對“四水四定”相關(guān)指標(biāo)體系及協(xié)調(diào)性分析的研究。本文以DPSIR（驅(qū)動力－壓力－狀態(tài)－影響－響應(yīng)）模型為基礎(chǔ)，結(jié)合熵權(quán)法，構(gòu)建“四水四定”協(xié)調(diào)性評價指標(biāo)與評價方法，并將其應(yīng)用于濟(jì)南市“四水四定”協(xié)調(diào)性評價，以期為解決區(qū)域水資源供需矛盾、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展提供參考。

2 “四水四定”協(xié)調(diào)性評價指標(biāo)體系與評價方法

2.1 DPSIR模型

DPSIR模型是歐洲環(huán)境署系統(tǒng)考慮自然資源、生態(tài)環(huán)境、人類活動之間的相互影響以及人類采取的響應(yīng)措施而提出的［7］。DPSIR模型（見圖1）的主要含義是人類活動作為驅(qū)動力，給自然資源或生態(tài)環(huán)境造成了壓力，使資源數(shù)量或生態(tài)環(huán)境等的數(shù)量或質(zhì)量等狀態(tài)發(fā)生了變化，并對自然生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生了影響，人類社會通過相應(yīng)的措施來降低不良影響，以減輕壓力，使資源能夠可持續(xù)利用［8］。

圖1 DPSIR模型框架

DPSIR模型主要應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境安全評價、資源承載力評價、水資源脆弱性評價等。如：李新剛［8］構(gòu)建基于DPSIR的城市土地綜合承載力系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度概念模型、城市土地承載力評價概念模型和城市土地承載力綜合評價概念模型，并進(jìn)行了實(shí)證研究；Bidone等［9］利用DPSIR模型對巴西里約熱內(nèi)盧等進(jìn)行了可持續(xù)性評價；Karageorgis等［10］基于DPSIR提出了流域綜合管理的方法；Ness等［11］建立多級可持續(xù)發(fā)展DPSIR結(jié)構(gòu)，研究區(qū)域的持續(xù)發(fā)展問題；董四方等［12］從水資源復(fù)雜系統(tǒng)角度結(jié)合DPSIR模型，分析了河北省南水北調(diào)受水區(qū)水資源系統(tǒng)的脆弱性；秦志琴等［13］利用DPSIR模型對沈陽市的可持續(xù)性態(tài)勢進(jìn)行了評價；Newton等［14］利用DPSIR模型探討海岸脆弱性的成因和影響；Sun等［15］利用DPSIR模型進(jìn)行了水資源可持續(xù)利用評估；黃云等［16］利用DPSIR模型建立評價指標(biāo)體系，對湖南省生態(tài)治理水平進(jìn)行了評價；滕佳霏等［17］基于DPSIR模型對沈陽市的土地生態(tài)安全進(jìn)行了評價。但是目前尚未見將DPSIR模型應(yīng)用于“四水四定”協(xié)調(diào)性評價的研究。

2.2 基于DPSIR模型的“四水四定”指標(biāo)體系

“四水四定”是一個系統(tǒng)的多目標(biāo)問題，“四定”中的“定”是構(gòu)建水－城、水－地、水－人、水－產(chǎn)新型關(guān)系的核心，而城、地、人、產(chǎn)之間也是相互聯(lián)系的，如城市之間的差異反映在人口結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城市形態(tài)、生活方式、生活水平等許多方面，因此城市包含了人口規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)、服務(wù)業(yè)等組成。因而“四水四定”的影響因子眾多，既有水資源方面的因子，如水資源稟賦條件、水資源開發(fā)利用狀況、用水總量控制指標(biāo)等，又有城市規(guī)模、灌溉規(guī)模、用水水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等社會經(jīng)濟(jì)因子。本研究基于DPSIR模型進(jìn)行“四水四定”指標(biāo)體系設(shè)置，從驅(qū)動力、壓力、狀態(tài)、影響、響應(yīng)5個方面構(gòu)建“四水四定”協(xié)調(diào)性評價指標(biāo)體系。驅(qū)動力是引起“四水四定”變化的內(nèi)在驅(qū)動力，如人口規(guī)模、耕地面積、人均GDP等；壓力是生活、生產(chǎn)、生態(tài)等方面用水對“四水四定”的影響；狀態(tài)是指特定的資源數(shù)量，如人均水資源量、水資源模數(shù)、用水總量控制指標(biāo)等；影響是壓力對狀態(tài)產(chǎn)生的效果，如外調(diào)水等的利用；響應(yīng)是采取應(yīng)對措施來減少不良影響、維持資源的良好狀態(tài)、降低壓力，使經(jīng)濟(jì)社會能夠可持續(xù)發(fā)展，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、用水計(jì)劃制訂、節(jié)水法規(guī)體系健全等。

根據(jù)DPSIR模型概念，按照主導(dǎo)性、客觀性、可操作性、可比性等原則［18］，基于“四水四定”影響因子，構(gòu)建“四水四定”協(xié)調(diào)性評價指標(biāo)體系，見表1。

表1 基于DPSIR模型概念的“四水四定”協(xié)調(diào)性評價指標(biāo)體系

續(xù)表1

2.3 “四水四定”協(xié)調(diào)性評價方法

2.3.1 評價方法

在綜合考慮目前國內(nèi)外指標(biāo)研究和國家區(qū)域政策的基礎(chǔ)上，將“四水四定”協(xié)調(diào)性評價指標(biāo)分為非常協(xié)調(diào)、協(xié)調(diào)、基本協(xié)調(diào)、不協(xié)調(diào)和極不協(xié)調(diào)5個等級?？紤]到各指標(biāo)的取值難度以及評價的可操作性，將各指標(biāo)量化分級并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化賦分。各項(xiàng)指標(biāo)的定量評價為百分制：非常協(xié)調(diào)賦分100分、協(xié)調(diào)賦分80分、基本協(xié)調(diào)賦分60分、不協(xié)調(diào)賦分40分、極不協(xié)調(diào)賦分20分。各指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)及賦分等級見表2（其中，節(jié)水政策法規(guī)完善程度：（4～5］表示研究區(qū)水資源管理?xiàng)l例、節(jié)約用水管理辦法、階梯水價、綜合水價、節(jié)水行動方案等節(jié)水政策法規(guī)均已制定并實(shí)施，（3～4］表示上述節(jié)水政策法規(guī)大部分已制定并實(shí)施，（2～3］表示上述節(jié)水政策法規(guī)部分制定并實(shí)施，（1～2］表示上述節(jié)水政策法規(guī)小部分已制定并實(shí)施，（0～1］表示上述節(jié)水政策法規(guī)基本沒有制定；規(guī)劃等編制情況：（4～5］表示研究區(qū)城市發(fā)展規(guī)劃、節(jié)水型社會規(guī)劃、再生水規(guī)劃、供水規(guī)劃、水資源綜合規(guī)劃、水安全保證規(guī)劃等相關(guān)規(guī)劃均已編制并全部經(jīng)政府批準(zhǔn)，（3～4］表示上述相關(guān)規(guī)劃大部分編制并經(jīng)政府批準(zhǔn)，（2～3］表示上述相關(guān)規(guī)劃部分編制并經(jīng)政府批準(zhǔn)，（1～2］表示上述相關(guān)規(guī)劃小部分編制并經(jīng)政府批準(zhǔn)，（0～1］表示上述相關(guān)規(guī)劃基本沒有編制）。

表2 各指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)及賦分等級

根據(jù)對各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化打分并結(jié)合各指標(biāo)權(quán)重，得到各準(zhǔn)則層及目標(biāo)層的綜合得分。

“四水四定”協(xié)調(diào)性評價得分計(jì)算公式為

式中：WF為協(xié)調(diào)性評價得分；Sij為第i個準(zhǔn)則層第j個指標(biāo)的打分值；Wij為第i個準(zhǔn)則層第j個指標(biāo)的權(quán)重；Wi為第i個準(zhǔn)則層的綜合權(quán)重；n為各準(zhǔn)則層的指標(biāo)數(shù)量。

為了避免主觀賦權(quán)法的主觀隨意性，采用熵權(quán)法［19］計(jì)算各單項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重Wa（a＝1，2，…，24），各準(zhǔn)則層包含的單項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重相加得到各準(zhǔn)則層的層次權(quán)重Wi，各準(zhǔn)則層包含的單項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重除以各準(zhǔn)則層的層次權(quán)重得到各指標(biāo)在相應(yīng)準(zhǔn)則層內(nèi)的層內(nèi)權(quán)重Wij。權(quán)重計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 評價指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果

2.3.2 評價等級

將“四水四定”協(xié)調(diào)性綜合評價等級劃分為非常協(xié)調(diào)、協(xié)調(diào)、基本協(xié)調(diào)、不協(xié)調(diào)和極不協(xié)調(diào)5個等級，見表4。

表4 “四水四定”協(xié)調(diào)性綜合評價等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

3 研究區(qū)“四水四定”協(xié)調(diào)性評價

3.1 研究區(qū)概況

選取濟(jì)南市作為研究區(qū)進(jìn)行協(xié)調(diào)性評價。濟(jì)南市是山東省省會，位于山東省的中部，總面積10 244 km2。地勢南高北低，屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均降水量681.3 mm，多年平均氣溫14.3℃，多年平均水面蒸發(fā)量1 150 mm，地表水資源量136 318萬m3，地下水資源量149 676萬m3。2019年末濟(jì)南市常住人口890.87萬人，地區(qū)生產(chǎn)總值9 461.37億元，其中：第一產(chǎn)業(yè)增加值343.06億元，第二產(chǎn)業(yè)增加值3 265.22億元，第三產(chǎn)業(yè)增加值5 853.09億元，三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為3.6∶34.5∶61.9。

3.2 數(shù)據(jù)來源

本文所用數(shù)據(jù)來源于《山東統(tǒng)計(jì)年鑒》（2017—2021）、《中國城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》（2016—2020）、《濟(jì)南統(tǒng)計(jì)年鑒》（2017—2021）、《山東省水資源公報(bào)》（2016—2020）、《濟(jì)南市水資源公報(bào)》（2016—2020）及山東省第三次水資源調(diào)查評價初步成果等。

3.3 協(xié)調(diào)性評價

濟(jì)南市“四水四定”協(xié)調(diào)性評價指標(biāo)值見表5。根據(jù)表2對濟(jì)南市各評價指標(biāo)進(jìn)行評分，再根據(jù)式（1）計(jì)算出濟(jì)南市“四水四定”協(xié)調(diào)性評價的綜合評分。受篇幅所限，僅以2019年為例進(jìn)行說明（見表6），濟(jì)南市2016—2020年“四水四定”協(xié)調(diào)性評價綜合評分值見表7。

表5 濟(jì)南市“四水四定”協(xié)調(diào)性評價指標(biāo)值

表6 2019年濟(jì)南市“四水四定”協(xié)調(diào)性評價綜合評分

表7 濟(jì)南市2016—2020年“四水四定”協(xié)調(diào)性評價綜合評分

由表6可知，驅(qū)動力和狀態(tài)處于不協(xié)調(diào)等級，壓力和影響處于基本協(xié)調(diào)等級，響應(yīng)處于協(xié)調(diào)等級。從各單項(xiàng)指標(biāo)來看，人均水資源量、非常規(guī)水供水比例、城鎮(zhèn)居民人均生活綜合用水量、萬元工業(yè)增加值用水量、人均城市建設(shè)用地面積、外調(diào)水量占外調(diào)水指標(biāo)比例、生態(tài)用水占總用水量的比例、人均耕地面積等對濟(jì)南市的“四水四定”協(xié)調(diào)性影響較大。由表7可知：濟(jì)南市2016年“四水四定”協(xié)調(diào)性評價綜合得分在60以下，屬于不協(xié)調(diào)等級；2017—2020年綜合得分在63～66范圍內(nèi)，屬于基本協(xié)調(diào)等級?？梢钥闯鰸?jì)南市存在的主要問題是水－人、水－城不協(xié)調(diào)，主要體現(xiàn)在：水資源稟賦條件一般，但是在人口、城市等驅(qū)動力的推動及生活生產(chǎn)等用水壓力下，出現(xiàn)了超引外調(diào)水的現(xiàn)象，雖然近幾年通過制定一系列節(jié)水規(guī)劃、節(jié)水政策等在一定程度上緩解了水資源供需矛盾，但是在生活和生產(chǎn)等方面還存在一定的浪費(fèi)現(xiàn)象且非常規(guī)水利用不足導(dǎo)致“四水四定”的協(xié)調(diào)性不高。

4 對策與措施

（1）提高再生水利用率。工業(yè)生產(chǎn)、城市綠化、道路清掃、車輛沖洗、建筑施工、生態(tài)景觀等優(yōu)先使用再生水；火力發(fā)電企業(yè)應(yīng)落實(shí)取用水量的50%采用再生水的要求，其他一般企業(yè)落實(shí)取用水量的20%采用再生水的要求。

（2）加強(qiáng)節(jié)約用水。加強(qiáng)節(jié)水宣傳，強(qiáng)化節(jié)水意識，通過加快城市供水管網(wǎng)改造、老舊小區(qū)配套基礎(chǔ)設(shè)施改造、全面提升生活節(jié)水水平。根據(jù)水資源條件和行業(yè)特點(diǎn)，嚴(yán)格高耗水行業(yè)節(jié)水管理。制定和明確工業(yè)各領(lǐng)域節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)，加快淘汰落后高耗水工藝、設(shè)備和產(chǎn)品。嚴(yán)控?cái)U(kuò)建、新建不符合水資源條件的高耗水項(xiàng)目。

（3）落實(shí)剛性約束。強(qiáng)化取水許可管理，嚴(yán)格落實(shí)取水許可制度，從嚴(yán)控制（審批）新增取水項(xiàng)目。各類規(guī)劃制定實(shí)施時堅(jiān)持“四水四定”，持續(xù)強(qiáng)化水資源的剛性約束作用，通過制定明確的用水效率基準(zhǔn)來限制和引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局，合理確定相應(yīng)的規(guī)模、結(jié)構(gòu)、發(fā)展方向等。

（4）合理配置水資源。根據(jù)不同行業(yè)、不同類型用水戶的用水需求，合理配置水資源，提高水資源的利用率，特別是將用水總量控制指標(biāo)內(nèi)的當(dāng)?shù)氐乇硭?、地下水、外調(diào)水用好用足，形成當(dāng)?shù)氐乇硭⒌叵滤?、黃河水、引江水和非常規(guī)水多水源優(yōu)化配置和各水源充分利用的格局。

5 結(jié) 語

（1）本文基于DPSIR模型構(gòu)建了包含驅(qū)動力、壓力、狀態(tài)、影響、響應(yīng)5個準(zhǔn)則24個評價指標(biāo)的“四水四定”指標(biāo)體系，建立了“四水四定”協(xié)調(diào)性評價模型，并確定了非常協(xié)調(diào)、協(xié)調(diào)、基本協(xié)調(diào)、不協(xié)調(diào)和極不協(xié)調(diào)5個評價等級，提出了相應(yīng)的評價標(biāo)準(zhǔn)。

（2）選取濟(jì)南市作為研究區(qū)進(jìn)行協(xié)調(diào)性評價，結(jié)果表明濟(jì)南市“四水四定”屬于基本協(xié)調(diào)等級，并根據(jù)評價發(fā)現(xiàn)的問題對研究區(qū)提出了相應(yīng)的對策措施。評價結(jié)果符合實(shí)際情況，證明建立的“四定”協(xié)調(diào)性評價指標(biāo)體系及評價標(biāo)準(zhǔn)是合理的。

（3）本研究建立的“四水四定”協(xié)調(diào)性評價指標(biāo)主要適用于省市級層面的協(xié)調(diào)性評價，對于縣域的“四水四定”協(xié)調(diào)性評價指標(biāo)還需根據(jù)數(shù)據(jù)獲取難易程度等合理確定，協(xié)調(diào)性評價模型具體如何運(yùn)用并指導(dǎo)區(qū)域發(fā)展規(guī)劃等是下一步研究的重點(diǎn)。