王兵

阜陽(yáng)市水資源承載能力綜合評(píng)價(jià)

王兵

阜陽(yáng)市地處安徽省西北部、黃淮海平原南端，總面積97752km2，屬亞熱帶與暖溫帶過渡帶，年均降水900.8mm，降雨總量為88.05億m3，地表徑流深203.3mm，地表水資源量19.87億m3；多年平均地下水資源量為16.95億m3，資源模數(shù)為17.3萬m3/km2；多年平均當(dāng)?shù)厮Y源總量32.22億m3，資源模數(shù)為33.0萬m3/km2。

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)和城市化的快速發(fā)展，阜陽(yáng)市用水對(duì)水資源的需求量大幅度增加，水資源供求矛盾日益突出。同時(shí)由于水環(huán)境污染、因超采中深層地下水引發(fā)地面沉降等問題，導(dǎo)致水資源短缺已成為阜陽(yáng)市國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展制約重要因素之一，因此對(duì)阜陽(yáng)市水資源承載能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)非常必要。

一、水資源承載力綜合評(píng)價(jià)模型

水資源承載能力系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的多目標(biāo)系統(tǒng)，其評(píng)價(jià)方法宜采用模糊綜合評(píng)價(jià)。本次評(píng)價(jià)采用基于AHP構(gòu)權(quán)的多層次模糊綜合評(píng)價(jià)模型，在多層次模糊綜合評(píng)價(jià)模型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用AHP對(duì)影響水資源承載力的各個(gè)因素按層次賦權(quán)。

1.因素集的劃分及評(píng)語(yǔ)集的建立

在綜合分析水資源承載力系統(tǒng)及其影響因素后，將影響承載能力因素集劃分為：

將上述因素對(duì)水資源承載能力影響程度劃分為3個(gè)等級(jí)，分別表示為V1、V2、V3。其中，V3級(jí)表示狀況較差，水資源承載能力已接近飽和值，進(jìn)一步開發(fā)潛力較??；V1級(jí)屬情況較好級(jí)別，表示本區(qū)水資源仍有較大的承載能力，水資源能夠滿足研究區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源的需求；V2級(jí)介于V3級(jí)和V1級(jí)之間，這一級(jí)別表明研究區(qū)水資源供給、開發(fā)、利用已有相當(dāng)規(guī)模，但仍有一定的開發(fā)利用潛力。

為了定量地反映各級(jí)因素對(duì)水資源承載能力的影響程度，對(duì)Vl、V2、V3進(jìn)行 0～1評(píng)分，取 αl=0.95，α2=0.50，α3=0.05，數(shù)值越高，表明水資源的開發(fā)潛力越大。綜合評(píng)定時(shí)，按αi的值以及B矩陣中各等級(jí)隸屬度bi的值，按加權(quán)平均法計(jì)算水資源承載能力的綜合評(píng)分值，即為基于綜合評(píng)價(jià)結(jié)果矩陣B的水資源承載能力的綜合評(píng)分值?？梢?，α值越高，水資源承載能力的潛力就越大。

2.用AHP法確定水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)選取的指標(biāo)體系，采用AHP方法，建立各指標(biāo)相應(yīng)的判斷矩陣，同時(shí)建立各級(jí)指標(biāo)的判斷矩陣，求得相應(yīng)單排序向量，并對(duì)各判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，如果不滿足一致性要求，則重新建立判斷矩陣直到滿足檢驗(yàn)，最后得到承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)的最終權(quán)重，即總排序。

3.隸屬函數(shù)的建立

二組菌體生物量均呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，添加茶堿與未添加茶堿對(duì)照比相比，其菌體生物量前者要稍高于后者，說明茶堿能刺激菌體生長(zhǎng)。發(fā)酵進(jìn)入第8 d，菌體量開始下降，對(duì)照pH值曲線，這可能是由于菌體自溶所引起的。

隸屬函數(shù)的建立必須考慮各單項(xiàng)指標(biāo)的變化規(guī)律。由于指標(biāo)數(shù)量多，因此對(duì)指標(biāo)進(jìn)行分類。在分類中，定義單項(xiàng)指標(biāo)與上一層指標(biāo)變化趨勢(shì)一致的指標(biāo)為“正指標(biāo)”，不一致的為“負(fù)指標(biāo)”。為了消除各等級(jí)之間數(shù)值相差不大，而評(píng)價(jià)等級(jí)相差一級(jí)的跳躍現(xiàn)象，必須對(duì)其進(jìn)行模糊化處理，使隸屬函數(shù)在各級(jí)之間平滑過渡。對(duì)于V2級(jí)，令其落在區(qū)間中點(diǎn)的隸屬度為1，兩側(cè)邊緣點(diǎn)的隸屬度為0.5，中間向兩側(cè)按線性遞減。對(duì)于V1和V3兩側(cè)區(qū)間，則令距臨界值越遠(yuǎn)兩側(cè)區(qū)間的隸屬度越大，在臨界值上則屬于兩側(cè)等級(jí)的隸屬度各為0.5，按照上述設(shè)想，根據(jù)相對(duì)隸屬度的定義，構(gòu)造了各評(píng)價(jià)等級(jí)相對(duì)隸屬度的計(jì)算式。V1和V2級(jí)的臨界值為k1，V2和V3級(jí)的臨界值為k3，V2等級(jí)區(qū)間中點(diǎn)值為k2，且有：k2=（k1+k3）/2。

根據(jù)各評(píng)語(yǔ)級(jí)相對(duì)隸屬度函數(shù)計(jì)算公式確定“負(fù)指標(biāo)”，C21，C23，C25，C33，C41，C42，C52和“正指標(biāo)”C11、C12、C22、C24、C31、C32、C43、C51、C53。

二、評(píng)價(jià)指標(biāo)值的確定

根據(jù)阜陽(yáng)市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和水資源調(diào)查評(píng)價(jià)成果，確定阜陽(yáng)市水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中各指標(biāo)實(shí)際值見表1。

表1 阜陽(yáng)市水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)值

1.各指標(biāo)權(quán)重的確定

采用AHP法，建立各層次判斷矩陣，然后進(jìn)行單排序，一致性檢驗(yàn)及總排序?？偱判蛞姳?。

表2 層次總排序

由以上得權(quán)重矩陣 A=（0.4632 0.2023 0.2023 0.0378 0.0945）。

根據(jù)隸屬度計(jì)算式，求得各指標(biāo)因素關(guān)于V1，V2，V3的隸屬度，見表3。

表3 各指標(biāo)對(duì)應(yīng)于各等級(jí)的隸屬度

三、阜陽(yáng)市水資源承載力綜合評(píng)價(jià)

1.評(píng)價(jià)計(jì)算

阜陽(yáng)市水資源承載力綜合評(píng)價(jià)計(jì)算結(jié)果見表4。

2.評(píng)價(jià)結(jié)果分析

綜合評(píng)價(jià)阜陽(yáng)市水資源開發(fā)利用已經(jīng)達(dá)到一定規(guī)模，水資源承載力總體偏弱。水資源承載能力綜合評(píng)價(jià)結(jié)果bj對(duì)V3的隸屬度最大，隸屬度值為0.5408，對(duì)V1和 V2的隸屬度分別是 0.0274和0.4318，而綜合評(píng)分值為0.2689，說明在現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，阜陽(yáng)市水資源承載能力已接近飽和，應(yīng)采取相應(yīng)的對(duì)策和措施，否則將會(huì)發(fā)生水資源短缺現(xiàn)象；水環(huán)境狀況、社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r和對(duì)V3隸屬度較大，分別為0.6835和0.7648，說明水環(huán)境質(zhì)量狀況較差，社會(huì)發(fā)展水平亟待提高，水資源條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和水資源開發(fā)利用程度對(duì)V2隸屬度較大，分別為0.4608、0.3759和0.6166，說明水資源條件較好，經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r良好，水資源開發(fā)利用還有一定潛力。

表4 阜陽(yáng)市水資源承載力綜合評(píng)價(jià)表

四、結(jié)論

根據(jù)阜陽(yáng)市水資源承載能力狀況，提出幾點(diǎn)水資源開發(fā)利用策略。

1.轉(zhuǎn)變用水觀念，節(jié)約用水

要廣泛宣傳阜陽(yáng)市水資源短缺的現(xiàn)狀，增強(qiáng)公眾水資源短缺的危機(jī)感，使全社會(huì)充分認(rèn)識(shí)到節(jié)水的重要性。

2.開發(fā)新水源，提高水資源利用率

為緩解水資源的供需矛盾，要積極尋求開辟新水源。如充分利用淮河過境水資源、增加區(qū)內(nèi)洼地、河道蓄水量，建立分質(zhì)供水體系、實(shí)施再生水回用等。

3.加強(qiáng)水環(huán)境保護(hù)，注重生態(tài)經(jīng)濟(jì)建設(shè)

阜陽(yáng)市內(nèi)河流的污染物主要來自上游河南省及當(dāng)?shù)氐墓I(yè)和生活污水，基本上是“有河皆污”。實(shí)施水域納污總量控制，加強(qiáng)水資源保護(hù)，實(shí)現(xiàn)水資源的良性循環(huán)。

4.逐步建立合理的水價(jià)體系

建議在逐步采用引淮河和外調(diào)水等地表水取代目前工業(yè)企業(yè)所取用的地下水的過程中，大幅度提高地下水價(jià)格，進(jìn)一步劃定地下水限采區(qū)和禁采區(qū)范圍，緩解和恢復(fù)地下水超采局面，逐步恢復(fù)中深層地下水水位。

5.改革水資源管理體制

建立阜陽(yáng)市防洪、水資源供需平衡和水生態(tài)環(huán)境保護(hù)的城鄉(xiāng)統(tǒng)一管理的體制，對(duì)阜陽(yáng)市實(shí)行水務(wù)一體化管理■

（作者單位：安徽省·水利部淮委水利科學(xué)研究院 水利水資源安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 233000）