济源市水资源承载力与可持续利用研究

□沙锦箖 □张保国 □王 鹏(黄河水资源保护科学研究所)

一、水资源承载力的概念

水资源承载能力的概念是在20世纪八九十年代提出的,“承载力”一词原为物理力学中的一个物理量,指物体在不产生任何破坏时的最大（极限）负荷。后来被用于群落生态学,其内涵是“在某一特定环境条件下,某个生物个体存在数量的最高极限”。随着人口、资源和环境问题日趋严重,三者都得到了较多的研究和探讨,承载力成了一个探讨可持续发展问题所不可回避的概念,目前已在生态规划与管理等多个领域得到广泛的应用，水资源承载力是承载力概念在水资源领域的应用。我国人均水资源短缺,水资源时空分布不均,水土资源布局不相匹配,水资源已成为我国社会经济可持续发展的制约因素。水资源承载力是我国持续发展过程中各种自然资源承载力的重要组成部分,而且是水资源紧缺和贫水地区支持人口与发展的“瓶颈”因素。由此可见,水资源承载能力对我国的综合发展规模是至关重要的，研究水资源承载力理论具有重要的现实意义。

二、水资源承载力的研究方法

经过20多年深入研究，水资源承载力的研究方法已经由过去单一指标、静态分析发展到系统多目标、动态综合分析等。现阶段研究水资源承载力的方法很多，代表性研究方法主要有常规趋势法、综合评价法、系统动力学法及多目标分析法等。其中综合评价法，是通过建立评价指标体系对水资源承载能力进行综合评判，将各个指标值的评价结果综合起来，得出一个比较全面的水资源承载能力的判断。目前综合评价的方法已较好地应用于水资源承载力的评价之中。

三、济源市水资源承载力分析

（一）济源市概况

济源市位于河南省西北部，北靠太行、西依王屋、南临黄河、东接华北平原，总面积1931km2，2009年全市总人口68万人，生产总值288.3亿元。

全市人均水资源量为537m3，为全国人均水资源量的1/4，属重度缺水地区，由于全市地表水水质较差，因此地表水利用率较低,其城市生活、工业用水主要依托地下水资源，地下水超采严重已造成地下水位的持续下降,因此如何确保水资源的可持续利用,将是济源市必须面对的问题。

（二）济源市水资源承载力现状及分析

区域水资源承载力涉及到经济、人口、水环境等多个目标，本文将同时兼顾经济、人口及环境的综合发展型方案来研究济源市水资源的承载能力需要。

1.建立多目标分析评价模型

选取GDP、人口规模、污染物总量3个指标来分别反映水资源对经济、人口及水环境的承载状况。多目标分析模型目标函数如下：

式中：Xijk为决策变量，表示第i用水部门从第k子区第j种水源所取的水量，i=1～5，分别表示第一、二、三产业，城镇和农村五个用水单元；j=1～n，表示水源的个数；k=1～n，表示子区的个数。

（1）经济目标函数

下式中：k为子区总数；j（K）为第k个子区的水源个数；第一、第二、第三产业万元产值用水量（m3/104元），

（2）人口目标函数

下式中：K4、K5分别表示城镇、农村生活居民生活需水定额(L/人·日)。

上式中：di表示i用水部门污染因子单位浓度。

2.主要约束条件

非约束：0≤Xijk

3.综合指标

本文选取RCI（相对承载指数）和ACI（绝对承载指数）作为综合评价指标。

式中：RCIi为为第i种指标的相对承载指数；Oi预测和Oi分别为第i种指标预测值和模型计算的水资源承载指标值；λi为第i种指标的权重。

4.基于不同发展方案的承载力分析

根据济源市发展现状，本文将济源市发展情景模式为社会经济8%的增长状况、社会经济12%的增长状况和节水情况下社会经济8%的增长状况、节水情况社会经济12%的增长状况，研究不同情景模式下的预测值与指标限值间的关系，并借助个指标的相对和绝对承载指数，结合承载能力的分类系统（基本类型和亚类型两级），对济源市的水资源可持续承载状况进行评价。计算结果见下表。

济源市水资源承载类型分析表

情景模式 预测年 济源市2020 超载状态正常2030 超载状态12%的增长率2020节水 临界状态2030 超载状态

由计算结果可知，济源市社会经济在8%增长率的情况下，至规划年2020年、2030年内无论正常发展模式或节水发展模式情况下其水资源承载水平均处于弱载状态，可以满足可持续发展需要。济源市社会经济在12%增长率的情况下，正常发展模式下规划年2020年、2030年内均出现超载状态，节水情景下2020年达到临界状态，2030年则处于超载状态。因此，济源市必须要采取一定的对策高效开发利用水资源，确保人水关系长期处于可持续发展状态。

（三）对策与建议

一是，增强节水意识，发展节水农业和节水工业，建立节水型社会体系。采用、推广先进的节水技术，新工艺、新设备，要大力提高人们的节水意识，用经济杠杆来保证节水社会的进行。二是，结合济源当地的实际情况，有计划的修建蓄水，引水和补水工程。山丘区以拦蓄地表水为主，最大限度地减少排泄水量，增加集雨蓄水工程。三是，加快城市污水处理再回用工程建设,新建污水处理厂回用工程,满足中水回用要求。鼓励再生水用于农业、工业、城市绿化、河湖景观、城市杂用、洗车以及城市污水集中处理回用管网覆盖范围内的公共建筑生活杂用水。四是，积极实施水资源优化配置,提高用水效率。

四、结语

随着社会经济发展、人口规模的增加，水资源短缺的情况在我国日益显现，因此水资源承载力的研究对实现可持续发展有着重要的意义。然后通过多目标分析评价模型，对济源市的水资源可持续发展能力做了一定的研究并提出对策，为济源市制定发展规划提供一定的参考依据。

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