自貢市水環(huán)境承載力評價及對策研究

陳昌華，鄒同靜，江 歐，馮 敏

(四川省自貢生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心站，四川 自貢 643000)

1 引言

承載力的概念由來已久，最早被應用于人口學的研究，現在被用于各類學科的研究中，其中關于水資源、水環(huán)境承載力的研究尤為突出[1]。2015年4月國務院發(fā)布實施《水污染防治行動計劃》，提出要建立水資源、水環(huán)境承載能力監(jiān)測評價體系，實行承載能力監(jiān)測預警，2020年完成市、縣域水環(huán)境承載能力現狀評價。2017年修正版《中華人民共和國水污染防治法》第29條規(guī)定，環(huán)境保護主管部門應組織開展流域環(huán)境資源承載能力監(jiān)測、評價，實施流域環(huán)境資源承載能力預警[2]。2017年9月中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《關于建立資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預警長效機制的若干意見》，推動實現資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預警規(guī)范化、常態(tài)化、制度化，引導和約束各地嚴格按照資源環(huán)境承載能力謀劃經濟社會發(fā)展。生態(tài)環(huán)境部組織編制了《水環(huán)境承載力評價方法(試行)》，并于2020年10月印發(fā)《關于開展水環(huán)境承載力評價工作的通知》，要求組織開展水環(huán)境承載力現狀評價。

水是生命之源，水環(huán)境承載力評價關系到區(qū)域社會、經濟、人口、資源、生態(tài)發(fā)展的前景，水環(huán)境承載力的大小是決定人類經濟社會發(fā)展速度和規(guī)模的重要因素[3]。水環(huán)境承載力分析是研究水環(huán)境問題及其應對策略的重要途徑之一，目前，學者們通過對城市、河流、湖庫水環(huán)境承載力進行現狀評價，研究水資源、水環(huán)境、水生態(tài)與人口和經濟社會發(fā)展關系，從而推動產業(yè)結構的優(yōu)化與調整，促進區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。如長江經濟帶水環(huán)境承載力時空變化特征、滇池流域水環(huán)境承載力及其提升方案研究、京津冀水環(huán)境承載力評估技術與應用研究、城市水環(huán)境承載力分析和水污染物削減對策研究、水生態(tài)文明城市建設對城市水生態(tài)承載力的影響——以武漢市為例[4～8]。自貢市水資源極度匱乏，是全國50個最嚴重缺水城市之一，特別是人口稠密、廠礦集中、商貿繁榮的城市中心區(qū)，缺水問題尤為突出。本研究以自貢市為對象，通過2021年水環(huán)境監(jiān)測數據評價自貢市及各區(qū)縣水環(huán)境承載力現狀，判定水環(huán)境承載力狀態(tài)，為自貢市“十四五”進一步加強水污染防治、水資源利用、水環(huán)境管理提供基礎支撐，為自貢市產業(yè)結構布局、經濟社會發(fā)展和生態(tài)文明建設提供決策參考。

2 研究區(qū)域概況

2.1 自然概況

自貢市位于四川盆地南部、川南中心位置，轄自流井區(qū)、貢井區(qū)、大安區(qū)、沿灘區(qū)4個區(qū)和榮縣、富順縣2個縣，轄區(qū)面積4381 km2。地貌類型屬低山丘陵，由低山地貌、丘陵地貌、平壩地貌和溝谷地貌組成，其中低山面積占7.1%，丘陵面積占83.7%，緩丘平壩面積占9.2%[9]。自貢市處于中亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，2021年平均氣溫18.7 ℃，平均降水量1018.8 mm，年均日照1121.6 h，全年晴天217 d、雨天148 d[10]。

2.2 河流水系

自貢境內河流分屬岷江、沱江兩大河流水系。岷江水系在境內有一級支流越溪河及沙溪河等大小河流。沱江水系在境內有沱江干流自貢段及一級支流釜溪河、二級支流旭水河、威遠河、長灘河、鎮(zhèn)溪河等河流[11]。自貢市常年平均降水量1000～1100 mm,降水年內分配極不均勻，5～9月份降水量約占全年降水總量的80%。年徑流地區(qū)分布極不均勻，5～9月份徑流量約占年徑流總量的70%[12]。

2.3 水文資源

自貢市多年平均水資源總量14.58億m3，其中地下水資源量2.10億m3，是工程型、水質性缺水城市。人均水資源量和畝均水資源量分別為502.5 m3、454.2 m3，分別占全省人均水資源量的15.8%和14.7%，人均水資源量為289.7 m3，僅占四川省人均水資源量的9.1%[13]。

3 研究過程分析

3.1 數據來源

3.1.1 環(huán)境質量數據

本文地表水監(jiān)測斷面數據來源為四川省自貢生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心站，斷面(點位)為自貢市“十四五”國、省、市控水環(huán)境質量監(jiān)測斷面及縣級以上集中式飲用水水源地點位，并保證至少每季度監(jiān)測一次。2021年度水環(huán)境承載力評價監(jiān)測斷面(點位)共14個，其中國控斷面7個、省控斷面3個、市控斷面1個，飲用水水源地點位3個(表1)。

表1 自貢市2021年水環(huán)境質量監(jiān)測斷面(點位)信息

3.1.2 社會經濟數據

2021年自貢市實現地區(qū)生產總值1601.31億元，比2020年增長8.3%，三次產業(yè)對經濟增長的貢獻率分別為13.7%、28.3%、58.0%，人均地區(qū)生產總值6.49萬元。2021年末自貢市戶籍人口316.66萬人，人口自然增長率1.15‰，年末常住人口246.7萬人，常住人口城鎮(zhèn)化率56.20%[10]。2021年自貢市水資源總量為22.37億m3，比多年平均增加51.1%,人均占有水資源量898 m3，人均水資源量僅占全省人均水資源量3869 m3的23.2%，屬水資源嚴重貧乏地區(qū)(表2)[14]。

表2 自貢市2021年主要社會經濟數據統(tǒng)計

3.2 研究方法

3.2.1 水環(huán)境質量評價

(1)評價指標。 參與自貢市2021年水環(huán)境承載力評價的水質指標為《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838-2002)[15]中除水溫、糞大腸菌群和總氮以外的21項指標，包括：pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數、生化需氧量、氨氮、石油類、揮發(fā)酚、汞、鉛、總磷、化學需氧量、銅、鋅、氟化物、硒、砷、鎘、鉻(六價)、氰化物、陰離子表面活性劑和硫化物。

(2)評價標準。 水質達標情況參照《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838-2002)和《地表水環(huán)境質量評價辦法(試行)》(環(huán)辦〔2011〕22 號)[16]中的單因子評價法進行評價。

(3)水質目標。參評斷面(點位)水質目標以2021年水質考核目標為準，即《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838-2002)Ⅲ類水質標準。

3.2.2 水環(huán)境承載力評價

根據《水環(huán)境承載力評價方法(試行)》[17]，水環(huán)境承載力評價指標體系包括水質時間達標率和水質空間達標率，主要評價自貢市水質在時間和空間尺度上的達標情況，水環(huán)境承載力指數越大，表明自貢市水環(huán)境系統(tǒng)對社會經濟系統(tǒng)支持能力越強。根據評價區(qū)域水環(huán)境承載力指數大小，將評價結果劃分為超載、臨界超載、未超載3種類型。當Rc<70%時，判定該區(qū)域為超載狀態(tài)；當70%≤Rc<90%時，判定該區(qū)域為臨界超載狀態(tài)；當Rc≥90%時，判定該區(qū)域為未超載狀態(tài)。

(1)水質時間達標率。 水質時間達標率(A1)指評價區(qū)域內所有斷面(點位)水質時間達標率的算術平均值。斷面(點位)水質時間達標率指該斷面(點位)2021年水質達標次數占總監(jiān)測次數的百分比。

(1)

(2)

式(1)、(2)中，n為區(qū)域內斷面(點位)個數；Ci是指第i個斷面(點位)水質時間達標率。

(2)水質空間達標率。 水質空間達標率(A2)指評價區(qū)域內2021年度達標斷面(點位)個數占斷面(點位)總個數的百分比。

(3)

(3)水環(huán)境承載力指數。 水環(huán)境承載力指數指定量反映水環(huán)境承載力大小的數值，將評價指標代入水環(huán)境承載力指數公式計算獲得，無量綱。

(4)

式(4)中，Rc是水環(huán)境承載力指數，A1是水質時間達標率，A2是水質空間達標率。

3.3 水環(huán)境承載力評價

3.3.1 水質時間達標率(A1)評價結果

根據2021年水環(huán)境質量監(jiān)測數據，自貢市14個斷面的水質時間達標率為83.33%，區(qū)(縣)各評價單元的評價結果由大到小依次是富順縣(97.22%)、榮縣(95.83%)、沿灘區(qū)(75.00%)、自流井區(qū)(75.00%)、大安區(qū)(70.84%)、貢井區(qū)(62.50%)。自貢市斷面水質時間達標率評價結果詳見表3。

表3 自貢市2021年水質時間達標率評價結果

3.3.2 水質空間達標率(A2)評價結果

根據2021年水質監(jiān)測數據評價，自貢市14個監(jiān)測斷面的水質空間達標率為92.86%，區(qū)(縣)各評價單元的水質空間達標率評價結果除大安區(qū)為50.00%外，其余區(qū)縣均為100%。詳見表4。

表4 自貢市2021年水質空間達標率評價結果

3.3.3 水質承載力指數(Rc)評價結果

自貢市2021年度水環(huán)境承載力指數為88.10%，水環(huán)境承載力判定為臨界超載狀態(tài)，水環(huán)境系統(tǒng)對社會經濟系統(tǒng)支持能力一般。自貢市各區(qū)縣2021年度水環(huán)境承載力指數大小依次為富順縣(98.61%)、榮縣(97.92%)、自流井區(qū)(87.50%)、沿灘區(qū)(87.50%)、貢井區(qū)(81.25%)、大安區(qū)(60.42%)，水環(huán)境承載力狀態(tài)分別判定為未超載、未超載、臨界超載、臨界超載、臨界超載、超載。大安區(qū)水環(huán)境承載力判定為超載狀態(tài)，水環(huán)境系統(tǒng)對社會經濟系統(tǒng)支持能力不足；自流井區(qū)、沿灘區(qū)和貢井區(qū)為臨界超載，水環(huán)境系統(tǒng)對社會經濟系統(tǒng)支持能力一般；榮縣和富順縣為未超載，水環(huán)境系統(tǒng)對社會經濟系統(tǒng)支持能力較強(表5)。

表5 自貢市2021年水環(huán)境承載力評價結果及狀態(tài)

4 結果分析

4.1 自貢市水環(huán)境承載力總體呈臨界超載

自貢市2021年度水環(huán)境承載力指數為88.10%，水環(huán)境承載狀態(tài)為臨界超載，對社會經濟系統(tǒng)支持能力一般。全市6個縣(區(qū))中，大安區(qū)水環(huán)境承載能力超載，占比16.7%；自流井區(qū)、貢井區(qū)和沿灘區(qū)水環(huán)境承載能力為臨界超載，占比50.0%；榮縣和富順縣水環(huán)境承載能力為未超載，占比33.3%。自貢市水環(huán)境系統(tǒng)總體能夠滿足水質目標要求，但監(jiān)測斷面水質不能穩(wěn)定達到Ⅲ類標準，水環(huán)境承載力已臨界超載，對全市人口、產業(yè)、經濟和社會發(fā)展支撐不足。

4.2 區(qū)縣水環(huán)境承載力大小差距明顯

從2021年自貢市各縣(區(qū))水環(huán)境承載力評價結果來看，差距較為明顯，主城區(qū)4個區(qū)的水環(huán)境承載力明顯低于兩縣。榮縣、富順縣的水環(huán)境承載力指數分別為97.92%和98.61%，承載力強；而城區(qū)水環(huán)境承載力明顯低于兩縣，尤其大安區(qū)處于城市上游和上方向，水環(huán)境承載力卻已超載，主要是因為轄區(qū)考核斷面水質較差，雙河口斷面水質達標率僅41.67%，全年水質類別為Ⅳ類，不達標。

4.3 經濟社會發(fā)展程度影響水環(huán)境承載力大小

自貢市主要河流釜溪河穿城而過，承載著整個城市的發(fā)展，4個主城區(qū)政區(qū)面積不大，合計1434 km2，僅占全市的32.7%，但常住人口多，2021年末為128.9萬人，占全市常住人口的52.2%，地區(qū)生產總值990.16億元，占全市的61.8%，是自貢市主要的社會經濟貿易中心。因經濟社會發(fā)展，對水環(huán)境容量需求大，水資源分配不足，對水環(huán)境污染貢獻也大，從而造成水環(huán)境承載力臨界超載或超載。

4.4 水資源量對水環(huán)境承載力有極大貢獻

自貢市2021年水資源總量為22.37億m3，水資源人均占有量898 m3，僅占全省人均水資源量的23.2%。市政府駐地所在的自流井區(qū)水資源總量僅0.81億m3，人均水資源量僅168 m3，另外3個主城區(qū)人均水資源量也不到1000 m3，因此水資源先天不足，水環(huán)境承載力相對較差；而榮縣地處釜溪河上游，轄區(qū)還有越溪河，水資源人均占有量達到1510 m3，水環(huán)境承載力強，未超載。沱江干流和釜溪河均流經富順縣，水資源人均占有量為1035 m3，水環(huán)境承載力也未超載。

5 對策建議

5.1 有序推動產業(yè)結構轉型升級

自貢市是一座老工業(yè)城市，化工城建設、“三線建設”鑄就了曾經的工業(yè)輝煌，但隨著時代變遷，機械制造、鹽化工等傳統(tǒng)產業(yè)結構陳舊、創(chuàng)新驅動不足。在搶抓成渝地區(qū)雙城經濟圈建設重大戰(zhàn)略機遇之際，2017年4月份，自貢市被列為全國首批老工業(yè)城市產業(yè)轉型升級示范區(qū)，轉型升級傳統(tǒng)產業(yè)、持續(xù)發(fā)力新興產業(yè)已初見成效。建議進一步優(yōu)化產業(yè)結構，加快發(fā)展裝備制造、通用航空、先進材料、新能源等特色產業(yè)，推動形成綠色低碳生產方式，杜絕鋼鐵、煤炭、造紙、紡織等高耗水行業(yè)。鼓勵水泥、化工、裝備制造等重點行業(yè)實施綠色化改造，依托東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司、中昊晨光化工研究院有限公司、凱盛(自貢)新能源有限公司等重點企業(yè)，堅定走綠色、低碳、發(fā)展之路。加快建成中興能源全球總部基地、光儲智能微電網研發(fā)生產基地，探索發(fā)展氫燃料電池、新能源動力鋰電池等新能源產業(yè)，厚植“再造產業(yè)自貢”核心競爭力[18]。

5.2 引導產業(yè)向城市下游布局

自貢市因鹽而興、因鹽設市，繞城而過的沱江支流釜溪河見證了這座城市的興衰歷程。釜溪河自古為自貢鹽場的主要運道，工業(yè)企業(yè)依河而建，且主要集中在大安區(qū)、貢井區(qū)等城市上游，產業(yè)布局不盡合理。從水環(huán)境承載力評價結果來看，大安區(qū)、貢井區(qū)水環(huán)境承載力指數最低，評價為超載和臨界超載。因此，引導工業(yè)企業(yè)逐步向城市下游方向發(fā)展勢在必然。建議上游榮縣發(fā)展農副產品加工，貢井區(qū)依托航空產業(yè)園重點發(fā)展無人機及通航產業(yè)；主城區(qū)大安區(qū)、自流井區(qū)重點發(fā)展商貿旅游、現代物流、電子商務，實現文旅融合發(fā)展；下游借力現有高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)、川南新材料產業(yè)基地、循環(huán)經濟產業(yè)園和富順縣晨光工業(yè)園區(qū)，大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保、裝備制造、新材料等綠色新型產業(yè)。支持提升沿灘省級高新區(qū)和富順晨光省級經開區(qū)的承載能力，優(yōu)化全市化工產業(yè)布局，加快推進項目建設，推動化工產業(yè)集中、集約、集群發(fā)展[18]。

5.3 強化水資源調配管理考核

自貢市是全國50個最嚴重缺水城市之一，切實保護和有效利用有限的水資源是當務之急。建議堅持節(jié)水優(yōu)先方針，以水定城、以水定地、以水定人、以水定產，持續(xù)推進國家節(jié)水城市建設，有效提升水資源節(jié)約集約利用水平。堅持“先生活、后生產、再生態(tài)”的原則，統(tǒng)一調度管理小井溝水庫、雙溪水庫及釜溪河、旭水河、威遠河等河庫的生產生活用水及放水、用水，統(tǒng)籌實施釜溪河生態(tài)補水，保證達到最小下泄流量，合理利用水資源，恢復水生態(tài)。全面實行最嚴格水資源管理制度，強化水資源管理考核，堅持開源與節(jié)流并重、治污與生態(tài)修復并舉，用水總量控制、用水效率控制、水功能區(qū)限制納污3項指標均達省考核目標要求[19]。充分利用外調水，合理使用當地水，以向家壩、長征渠兩大重點跨區(qū)域引水工程為骨架，有效調節(jié)水資源時空分布，優(yōu)化配置和調度管理水資源。加強全民行動，倡導全民節(jié)約用水，加強“中水”回用，減少水資源浪費，在全市范圍內形成良好的節(jié)水氛圍。

5.4 持續(xù)有力推進水污染防治

近年來，自貢市堅定不移走生態(tài)優(yōu)先綠色發(fā)展之路，努力筑牢生態(tài)本底，環(huán)境質量持續(xù)改善?！笆濉逼陂g，自貢市地表水環(huán)境質量改善明顯，優(yōu)良水質占比由15.4%提升至69.2%，中、重度污染水質占比由23.1%下降至0[13]?！笆奈濉逼陂g應持續(xù)深入推進水環(huán)境治理，堅決打好碧水保衛(wèi)戰(zhàn)，不斷加大釜溪河、旭水河、威遠河流域污染治理力度，持續(xù)改善水生態(tài)環(huán)境質量。全面強化工業(yè)水污染防治，推進重點行業(yè)企業(yè)提標改造，落實污水達標，減少污水排放量。推進城鎮(zhèn)和農村生活污水處理能力提質增效，堅持新建生活污水處理設施與配套管網同步設計、同步建設、同步投運。加大農業(yè)面源整治力度，加強農村生活污水治理，持續(xù)推進入河排污口整治，全面開展小流域整治。加強小井溝水庫、雙溪水庫、木橋溝水庫、碾子灘水庫等重要飲用水水源地保護，充分保障飲水安全。堅決守住水環(huán)境質量“只能更好、不能變壞”底線，確保全市國控、省控地表水斷面水質達到或好于Ⅲ類比例達100%，切實筑牢長江上游生態(tài)屏障。

6 結論與討論

水環(huán)境作為社會、經濟發(fā)展的基本條件，它的承載能力對地區(qū)發(fā)展起著重要作用。通過開展水環(huán)境承載力指數計算和評價，可得出以下結論：①自貢市2021年水環(huán)境承載力指數為88.10%，狀態(tài)為臨界超載，對區(qū)域人口、經濟和社會活動的支持能力一般；②區(qū)縣水環(huán)境承載力指數介于60.42%～98.61%之間，其中榮縣和富順縣水環(huán)境承載力狀態(tài)為未超載，對社會經濟系統(tǒng)支持能力較強；自流井區(qū)、貢井區(qū)、沿灘區(qū)為臨界超載，對社會經濟系統(tǒng)支持能力一般；大安區(qū)為超載，對社會經濟系統(tǒng)支持能力不足；③自貢市是老工業(yè)城市，產業(yè)結構陳舊、創(chuàng)新驅動不足，同時又是全國50個最嚴重缺水城市之一，水資源和水環(huán)境容量先天不足，因此，這也是水環(huán)境承載力臨界超載的客觀原因。

結合自貢市水環(huán)境質量、水資源現狀和社會經濟數據進行分析，提出有利于自貢市“十四五”期間綠色低碳發(fā)展，建設生態(tài)文明城市的對策建議，統(tǒng)籌“水資源、水生態(tài)、水環(huán)境”協(xié)同治理。①推動產業(yè)結構轉型升級，以全國首批老工業(yè)城市產業(yè)轉型升級示范區(qū)建設為契機，推動傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級，走綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展之路；②優(yōu)化調整產業(yè)布局，推動化工、新材料和裝備制造業(yè)集中、集約、集群發(fā)展，引導工業(yè)企業(yè)逐步向城市下游發(fā)展；③強化水資源調配管理，以水定城、以水定地、以水定人、以水定產，統(tǒng)籌實施釜溪河生態(tài)補水，保證達到最小下泄流量；④持續(xù)推進水污染防治，以改善環(huán)境質量為核心，統(tǒng)籌釜溪河流域工業(yè)污水、生活污水及農業(yè)面源污染防治，確保國、省控斷面水質全面達到或好于Ⅲ類。