陕西省水资源承载力研究

杨 春，杨海娟

(西北大学城市与环境学院，陕西 西安710127)

水资源承载力是指在未来的不同时间尺度上和一定生产条件下，在保证正常的物质生活条件下，以维护生态环境良性发展为条件，某一研究区域人口增长与经济发展的最大容量［2］。水资源承载力是一个国家或地区持续发展过程中各种自然资源承载力的重要组成部分，它对一个国家或地区的综合发展和发展规模有着至关重要的影响。作为可持续发展和水资源安全战略研究中的一个基础课题，水资源承载力研究已引起学术界的高度关注，成为当前水资源科学中的一个重点和热点研究问题［3］，并出现了很多研究方法和评价指标体系，如主成分分析法、模糊综合评价法、多目标决策分析法、系统动力仿真模型等，大致可分为经验估算法、指标体系评价法、复杂系统分析法 3大类［4－7］。

水资源承载力研究涉及到人口、社会经济发展以及资源环境在内的诸多方面。本文在对大量数据进行分析整理的基础之上，通过对基于水资源负载指数的水资源开发利用潜力评价和基于人水关系的水资源承载力评价两方面对陕西省水资源承载力做以研究，从而为地区的可持续发展战略提供具有可操作性的对策。

1 研究方法

1.1 研究区概况与数据来源

陕西省，简称陕或秦，也称“三秦”，位于中国西北地区东部的黄河中游，东隔黄河与山西相望，西连甘肃、宁夏，北邻内蒙古，南连四川、重庆，东南与河南、湖北接壤，是连接中国东、中部地区和西北、西南的交通枢纽，也是著名的古丝绸之路起点。总面积20.56万 km2，占全国面积的2.14%。包括西安、宝鸡、咸阳、铜川、渭南、延安、榆林、汉中、安康、商洛10个省辖市。东西较窄而南北较长，全省南北长1 000 km，东西宽360 km，从北至南分为陕北高原、关中平原、秦巴山区三个自然区。总土地面积20.58万km2。从整个地形看，南北长、东西窄，两头高、中间低，由关中盆地、陕南秦巴山区与陕北黄土高原构成三个各具特征的自然区，其中关中盆地又号称“八百里秦川”。

陕西省人均水资源只相当于全国的52%，人口和经济集中的关中地区只相当于全国平均水平的15%。陕西不仅水资源总量少，且四分之三的水资源分布在面积不足三分之一的秦岭以南，关中和陕北水资源量很少。此外，用水技术与设备落后，水的有效利用率较低，水资源浪费严重;水源污染、水资源功能下降、水环境恶化;以及科研投入有限，水资源基础研究薄弱等也是重要的影响因素。目前陕西省工农业和城市缺水问题已很突出，随着人口增加、城市和工业规模增大、农灌范围扩展，水资源不足的矛盾将越来越尖税。所以对陕西省水资源承载力进行综合评价，对陕西省水资源的可持续利用具有一定的现实指导意义。

本研究所需数据包括水文数据、人口数据、经济数据、土地数据、行政区划五个方面。均来自于国家统计局城市社会经济调查司所编制的城市统计年鉴以及陕西省水利厅，2009年各市区人口数据来自云南省人口和计划生育委员会，各市区2009年GDP和土地面积来自各市区政府。

1.2 研究方法

将所搜集数据经过整理、提取、计算和分析，得出水资源基础数据、水资源负载指数、水资源承载力指数等指标，进而对水资源开发利用潜力评价和水资源承载力进行评价，并将其应用GIS技术图表化，使其表现的更为直观。

其中，C为水资源负载指数;δ为降水系数;P为人口;G为GDP;W为平年水资源总量(m3)。

上式中，人口数据采2009年末总人口，GDP采用2009年各县市地区生产总值。

水资源负载指数的物理意义是区域降水量、人口数量和农业灌溉面积决定水资源的需求量，可以反映目前水资源的利用程度，并判断未来水资源开发的难易程度［8－9］。结合相关研究成果，本文采用降水系数，使水资源负载指数能更好地反映区域单位水资源负载的地区人口——经济规模。

降水系数:

式中:δ为降水系数;M为多年平均降水量(mm)。

2)水资源承载指数

其中，WCCI为水资源承载指数;Wp为人均综合用水量(m3/人);P为人口(人);W为可利用水资源量(m3)。

水资源承载指数比较准确地反映了区域水资源的人口承载能力与现实人口之间的关系，而且比较直观，便于进行不同时期、不同区域间的水资源承载力的比较分析［10－11］。

2 结果与分析

2.1 陕西省水资源潜力的负载指数评价

利用研究区各区的上述基础数据，根据公式①计算各市区相应的水资源负载指数。计算结果如表1。

表1 陕西省各区水资源负载指数(C)

由表1可以得出，陕西省水资源负载指数介于0.021～0.416之间，从不同的行政区划尺度，将不同区域划分为5个等级，分级情况见图1所示。1)Ⅰ级区

图1 陕西省水资源负载指数(C)分级空间格局

水资源负载指数为0.416的榆林市，该区面积为43 578 km2，占陕西省总面积的21.12%，相应人口为356.58万人，占陕西省总人口的9.44%，人口密度较大，对水资源需求量较大，水资源开发利用程度很高，潜力很小，有条件时需要调水补充。

2)Ⅱ级区

水资源负载指数介于0.1～0.3之间，包括渭南市、延安市、汉中市和商洛市，该区面积为96 844 km2，占云南省总面积的46.94%，该区人口1 388.9万人，占陕西省总人口的36.76%。该区水资源开发利用程度较高，潜力较小，开发条件很困难。

3)Ⅲ级区

水资源负载指数介于0.05～0.1之间，包括宝鸡市和安康市，水资源开发利用程度中等，潜力不大，开发条件也居于中等。该区面积41 701 km3，占陕西省总面积的20.21%，人口为677.04万人，占陕西省总人口的17.92%。

4)Ⅳ级区

水资源负载指数介于0.03～0.05之间，该区包括西安市和铜川市，面积为13 990 km2，占陕西省总面积的6.78%，人口849.11万人，占陕西省总人口的22.47%。水资源开发利用程度较低，潜力很大，开发条件较容易。

5)Ⅴ级区

水资源负载指数小于0.03，即为咸阳市，水资源开发利用程度最低，潜力最大，该区面积为10196 km2，占陕西省总面积的4.94%，相应人口506.84万人，占陕西省总人口的13.41% 。

2.2 陕西省水资源潜力的承载指数评价

水资源承载指数有利的反映了区域水资源的人口承载能力与现实人口之间的关系。利用研究区各区的上述基础数据，根据公式②计算各市区相应的水资源负载指数。计算结果如下表2所示。

表2 陕西省各区水资源承载指数(WCCI)

从上表可以看出，陕西省水资源承载指数介于0.062～10.704之间，按照水资源盈余、人水平衡和水资源超载3种不同类型，将5种水资源承载状况进行划分，具体见图2。

图2 陕西省水资源承载指数分级空间格局

2.2.1 水资源超载区

该区面积59 807 km2，占陕西省总面积的28.99%，人口1169.35万人，占陕西省总人口的30.95%。水资源承载指数介于5.00～6.00之间，人口超载率介于100% ～400%之间，属于水资源过载，主要是渭南市和汉中市;当水资源承载指数高于6，人口超载率大于400%，属于水资源严重超载，陕西省属于这种状况的是商洛市。

2.2.2 人水平衡区

水资源承载指数介于1.00～5.00之间，该区面积132 512 km2，占陕西省总面积的 64.23%，人口为 1 760.01万人，占陕西省总人口的46.58%，水资源平衡有余，主要包括宝鸡市、咸阳市、延安市、榆林市和安康市，人水平衡区也是三个区中面积最大人口最多的一个区。

2.2.3 水资源盈余区

该区面积为13 990 km2，占陕西省总面积的6.78%，人口有849.11万人，占陕西省总人口的22.47%。水资源承载指数介于0.50～0.10之间，水资源盈余率介于33% ～50%之间，属于水资源盈余，主要是西安市，水资源承载指数介于0.05～0.50之间，水资源盈余率介于50% ～67%之间，属于水资源富裕，主要是铜川市。

2.3 陕西省水资源可持续利用对策

2.3.1 加速国民经济向节水型转变

要实现陕西省水资源的可持续利用，必须加大节水力度。农业方面，推广先进的节水灌溉技术，发展节水灌溉工程，提高灌溉水的利用率;工业及城市用水方面，采用先进技，加强污水处理能力，提高水的重复利用率。

2.3.2 合理统筹生活、生产、生态用水

要实现陕西省水资源的可持续利用，首先要对工业用水实行严格的控制，在保障工业产值增长的同时，保持用水量的相对低速增长。同时要重视生态环境改善，把生态用水放到更加重要的位置。此外，可以借鉴西安浐灞综合治理及北方同类型地区的经验，通过利用平原水库、河道水库等拦蓄雨洪资源，积极开发利用中水、矿井疏干水等非常规水源，减少水资源的流失，创造良好的生态、生活环境。

2.3.3 加强水资源保护及水环境治理

要实现陕西省水资源的可持续利用，必须进一步加强环境保护力度，切实保护水资源。通过水保措施逐步改善水质和减少水库淤积，同时要加速城市污水的处理与再利用工程，减少城市污水直接流入江河的数量。

4 结论

通过分析，陕西省水资源承载力状况良好，绝大部分地区都处于盈余－平衡状态，水资源承载力盈余－－平衡的市区占71.01%。具体来说，全省水资源承载状况富裕的市区占1.88%，盈余的市区占4.90%，水资源承载力人水平衡县市占64.23%。由此可以看出，陕西省水资源条件整体良好，但是经济发展较好地区人水矛盾突出，所以这些地区要想实现可持续发展战略目标，在节水和水资源优化配置的基础上，提高水资源利用效率和积极开发利用降水资源，从而增强区域水资源承载力。

然而本文对维持生态环境稳定以及进行生态恢复的生态用水量未做涉及，只是单纯的研究水资源承载力，同时也忽视了水资源与其他资源(矿藏、森林、土地)综合承载力的研究，这方面的问题值得继续探讨。

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