区域水环境承载力现状评价及对策研究——以台州市为例

齐枝花陈海棠林 星王 浩杨传国李桂萍

（1.台州市环境科学设计研究院，台州 318000；2.河海大学水文水资源学院，南京 210098）

区域水环境承载力现状评价及对策研究
——以台州市为例

齐枝花1陈海棠1林 星1王 浩1杨传国2李桂萍2

（1.台州市环境科学设计研究院，台州 318000；2.河海大学水文水资源学院，南京 210098）

以浙江省台州市为例，根据该市自然环境和社会经济现状，采用层次分析法和向量模法评价近年来台州市水环境承载力，确定水环境承载力等级和水环境状态。结果表明，近年来台州市水环境承载力等级在“差”和“一般”之间浮动，对应的水环境状态为“脆弱”到“一般”，水环境承载力总体上偏低。其主要影响指标有人均水资源量、工业用水重复利用率以及工业废水达标率和城镇生活污水处理率。本文同时根据台州市水环境承载力现状，提出相应的改善对策措施，提高水环境承载力，以促进台州市社会、经济和环境的协调发展。

水环境承载力；层次分析法；指标体系；对策；台州市

水环境承载力是承载力概念与水环境领域的自然结合，它体现了在维持一定生活水平的前提下，水环境所能承载的人类活动的强烈程度[1]。水环境承载力作为衡量城市经济发展与水环境条件适配度的重要指标[2]，对保障环境与社会经济的协调发展和科学制定水环境管理决策具有重要的指导意义。近年来，随着我国城市化进程的不断加快和人口的持续增长，水资源的过度开发利用和水环境污染已经成为制约社会经济发展的重要因素之一。合理利用水资源，保护水环境，从而实现水资源的可持续利用已经成为我国众多城市亟待解决的问题[3,4]。本文以浙江省台州市作为研究对象，评价近年来该市水环境承载力变化趋势，分析水环境承载力的主要影响因素，并根据评价结果提出相应的对策措施，以提高水环境承载力，促进当地社会经济的可持续发展。

1．研究区域概况

台州市位于浙江省中部沿海，地处我国海岸带中段，全市陆地面积9 411km2。近年来台州经济保持着较快的发展，人口呈现出不断增加的趋势，水量需

求的增多和污水排放的增加导致该地区的水质型缺水严重。根据《2010年台州市环境质量公报》：2010年全市废水排放总量14 570.8万吨，其中工业废水排放量5 291.57万吨，生活污水排放量9 279.23万吨。而2010年台州市河流与湖库的水质低于Ⅲ类标准的占46%，特别是市区河道，劣Ⅴ类水质占了多数，水环境问题对当地社会经济的稳定发展产生了严重影响，已成为台州市经济发展主要限制因素之一。

2．水环境承载力评价方法

影响水环境承载力的因素复杂多样，如当地的社会、经济、水资源及水污染状况等。常用的水环境承载力评价方法有多目标决策分析法、层次分析法、主成分分析法、模糊综合评判法和系统动力学法等[1]。本文采用层次分析法[5]，首先将水环境承载力评价体系分为三个级别，按照水环境生态分承载力、人口分承载力和经济分承载力三个方面建立水环境评价模型（见表1）。各个分承载力包含多个评价指标，通过各项指标的承载能力和权重计算分承载力，再根据各分载力和权重建立水环境综合承载力评价模型，从而对城市的水环境承载力进行综合评价。

表1 水环境承载力层次分析法的指标体系及指标权重

2．1 水环境分载力评价模型

选择上述层次分析法指标体系（见表1），根据各项指标在分承载力中所占的权重建立分载力评价模型，其计算公式为：

式中，Ei为第i个水环境分载力的大小；ei,j为第i个水环境分载力第j个指标的数值；wi,j为第i个水环境分载力第j个指标的权重；m为指标的数目。水环境承载力各指标的权重表明各评价指标的重要程度，由于综合承载力由生态、人口和经济三个方面决定。本文依据台州市水环境现状和前人研究成果[6,7]，按照各指标所属的分载力分别计算权重（见表1）。

2．2 指标承载度计算模型

由于各项指标的单位和数量级不同，因此需要对各指标进行标准化处理从而得到无量纲值，使每个指标的取值都保持在0～1之间，称为指标承载度，承载度值越大表明水环境承载力越高[8]。水环境承载度按下式计算：

其中a 和b 为模型参数，根据水环境承载力评价指标核算标准进行确定。

根据上述水环境承载度计算公式，分别将台州市2005—2010年的水环境承载力指标值代入，得到各指标的承载度（见表2）。结果表明，台州市人均水资源量占有水平不高，污水排放量较大；城镇恩格尔系数较好；工业废水达标率和城镇生活污染处理率较高，但工业重复用水率不高，人均GDP和农民人均纯收入有待于进一步提高。

表2 台州市水环境承载力指标的承载度

表3 台州市近年来各项水环境分承载力变化

2．3 水环境分承载力动态变化

根据各种指标的承载度和相应的权重，按公式1，分别计算台州市2005—2010年的各项水环境分承载力，包括水环境生态分承载力、人口分承载力和经济分承载力，如表3和图1所示。

图1 水环境承载力变化曲线图

结果表明三种分承载力中，生态分承载力最高（均值为0.81），表明该市水环境生态分承载力较好，水资源总量较为丰富，但年际变化较大；经济分承载力居中（均值为0.69），但有逐年提高的趋势，这主要是因为农民人均纯收入、城镇生活污水处理率和工业重复用水率逐年提高；人口分承载力较差（均值为0.61），并对水环境承载力产生较大压力，人均水资源量和人均GDP有待于进一步提高。

2．4 水环境承载力评价

在层次分析法计算得到水环境分承载力（见表3）的基础上，采用模加法对水环境承载力进行综合评价[7,9]：

式中：E为水环境总承载力的大小；Wi为第i个水环境分承载力的权重；Ei为第i个水环境分承载力的数值。

计算得到的台州市水环境承载力的变化过程如图1所示。结果表明，台州市的水环境承载力2005年最大，2010年次之，2008年最小，近年来总体上在0.5上下浮动，并呈现出先减少后增加的趋势。

同时，按照水环境承载力的取值范围界定标准，将水环境承载力和对应的水环境状态分为5个级别[6]，见表4。水环境承载力的取值范围介于0～1之间，取值越大表明承载力越好，对社会经济发展和人口变化的承载力越大。根据水环境承载力评价结果（见图1），台州市的水环境承载力程度在“差”到“一般”间波动，相应的水环境状态为“脆弱”到“一般”。

综合分析台州市水环境分承载力及水环境承载力的变换趋势，影响台州市水环境承载力的主要指标有人均水资源量、工业用水重复利用率以及工业废水达标率和城镇生活污水处理率。

3．水环境承载力提升对策

虽然近年来台州市水环境承载力有变好的趋势，但总体上仍偏低，未来的水环境承载力仍然有待进一步提高。根据台州市水环境承载力评价结果及主要影响指标，现提出以下提升对策。

（1）节约用水，减少水资源消耗

在工业节水方面，需根据台州市水资源条件和行业结构特点，引导工业布局和产业结构调整，优化水资源配置，发展符合国家产业政策、水资源消耗少、用水效率高的产业。在农业节水方面，建设农业节水工程措施，推广各种农业用水工程设施联合控制与调度，提高农业灌区内的水量调蓄能力和反调节能力，以及农业用水的利用率。在生活节水方面，加强运用经济杠杆，深化水价改革，推广应用先进的节水器具，加强宣传教育，提高居民节水意识。

表4 水环境承载力范围界定

（2）中水回用，提高水资源利用率

在流域范围内大力推行中水回用，将经过深度处理的中水广泛应用于城市绿化浇灌、道路冲洗、厕所冲洗、工业用水和河道补水等方面，提高水资源重复利用率。积极做好台州市城镇污水处理设施中水处理工程和中水回用管网的规划及建设工作。对新建、改建、扩建的工程项目要求建设单位必须同期建设中水回用设施。同时，政府有关部门可制定城市污水处理和中水回用收费等相关政策，并逐步完善使之成为配套体系，提高水资源利用率。

（3）区域调水，优化水质源配置

合理开发利用台州市椒江流域上游仙居、天台地区的水资源，提高水资源的利用率。结合蓄水工程拦蓄当地径流，开发利用中小河流水资源，在有条件的地方建设小型水利水保工程；对现有的水库、塘坝进行清淤、截渗、加高加固、完善配套设施等建设，提高现有水库的有效容量，增强丰水期或枯水期的调节能力；合理规划和限制上游小水电的开发，避免开发过程中带来的水资源和生态环境破坏。

（4）海水利用，解决水资源短缺

海水利用——向大海要淡水和发展海水直接利用将是解决沿海城市和地区淡水缺乏的战略选择和根本措施之一，台州市要从战略高度充分认识海水利用在经济社会发展中的重大意义，牢固树立海水是水资源重要组成部分的现代观念，积极推进海水利用，大幅度提高海水利用规模和水平。

（5）污染治理，改善水质性缺水

工业污染治理要注重合理调整工业布局，深化工业企业废水达标整治，提高工业废水处理率和达标率，推进全市污染物总量控制和排污权交易；农业污染治理要加强台州市农业面源污染防治，加强畜禽养殖和水产养殖业污染防治；生活污染治理要加快推进全市城镇污水处理设施建设，全面开展农村生活污水处理；大力推进河道生态环境整治，逐步恢复全市河流生态功能，改善河道水质。

（6）创新机制，保障水环境承载力的提升

统一全市的涉水法规和各级政府规章及规范性文件，实现对地表水、地下水、中水、海水和水源工程的统一管理。流域内的各市、县（区）政府财政要切实增加水环境承载力提升方面的投入，加大节水、中水回用、海水淡化、水环境污染防治、生态建设等领域的直接投入、补助和奖励等。各级政府和相关部门要充分利用各种新闻媒体，开展多层次、多形式的舆论宣传和科普教育，普及水环境承载力知识，提高公众节水、护水的意识。

4．结论

运用层次分析法和向量模法对台州市的水环境承载力动态变化过程进行探讨，结果表明，近年来（2005年—2010年）台州市的水环境承载力的等级在“差”和“一般”间变动，水环境状态为“脆弱”到“一般”，总体上偏低。水环境承载力已成为台州市社会经济发展的一项重要限制因子，为促进台州市社会经济的可持续发展，采取措施提升水环境承载力已迫在眉睫。

水环境承载力涉及水资源总量、水资源的时空分布、社会经济发展水平和发展方式、水环境质量等各方面，提升水环境承载力是一个综合而庞杂的系统工程，必须开源和节流并重，治理与保护结合，工程措施与非工程措施共举。提升台州市水环境承载力是实现社会经济可持续发展的重要保障，也是今后促进台州市经济、社会和环境协调发展应努力的方向。

[1] 李川. 水环境承载力量化方法的研究进展[J]. 环境科学与管理，2008，33(8)：66-69.

[2] 马英，石瑞杰. 基于模糊层次分析法的水环境承载力评价[J]. 安徽农业科学，2010，38(21)：11405-11407.

[3] 薛联青，陆桂华. 排放口污水处理率的优化计算[J]. 水利学报，2002，(7)：25-27.

[4] 王莉芳，陈春雪. 济南市水环境承载力评价研究[J]. 环境科学与技术，2011，34，(5)：199-202.

[5] 徐建华. 现代地理学中的数学方法[M] . 北京：高等教育出版社，1994：35- 42.

[6] 钱华. 河流水库水环境承载力研究——以黄河万家寨水库为例[D] . 华北电力大学，2004：23-50.

[7] 张秀兰，赵彦红. 河北省水环境承载力动态变化分析[J].水土保持研究，2007，14，(3)：259-262.

[8] 成建国. 首都圈水资源保障体系监测、诊断、咨询系统研究(中间成果报告) [ R] . 中国水利水电科学研究院水资源所，2003.

[9] 邢有凯，余红，肖扬，马根慧，毛显强. 基于向量模法的北京市水环境承载力评价[J]. 水资源保护，2008， 24，(4)：1-3, 9.

Assessment of present regional water environmental carrying capacity
and its countermeasures --- a case study of Taizhou City

QI Zhihua1Chen Haitang1Lin Xing1Wang Hao1Yang Chuanguo2Li Guiping2
(1． Environmental Science Research & Design Institute of Taizhou City, Taizhou, 318000; 2． College of Hydrology and water Resources, Hehai University, Nanjing, 210098)

According to present status of society, economy and natural environment in the Taizhou City, hierarchy analysis and vector norm method were used to evaluate the present water environmental carrying capacity and to determine its level. Results showed that present level of water environmental carrying capacity locates between “poor”and “ordinary”, and the corresponding status of water environmental carrying capacity fluctuates from “vulnerable”to “ordinary”. Low per capita water resources, low industrial water recycling rate and annual variation of water resource volumes are the main reasons, according to present status of Taizhou water environmental carrying capacity, countermeasures are proposed to enhance the water environmental carrying capacity.

water environmental carrying capacity，hierarchy analysis，indicator system，countermeasures，Taizhou city

X708

A

1674-6252（2012）03-0046-05