阜阳市水资源承载能力综合评价
2013-03-02王兵
王兵
阜阳市水资源承载能力综合评价
王兵
阜阳市地处安徽省西北部、黄淮海平原南端,总面积97752km2,属亚热带与暖温带过渡带,年均降水900.8mm,降雨总量为88.05亿m3,地表径流深203.3mm,地表水资源量19.87亿m3;多年平均地下水资源量为16.95亿m3,资源模数为17.3万m3/km2;多年平均当地水资源总量32.22亿m3,资源模数为33.0万m3/km2。
近年来,随着经济社会和城市化的快速发展,阜阳市用水对水资源的需求量大幅度增加,水资源供求矛盾日益突出。同时由于水环境污染、因超采中深层地下水引发地面沉降等问题,导致水资源短缺已成为阜阳市国民经济发展制约重要因素之一,因此对阜阳市水资源承载能力进行综合评价非常必要。
一、水资源承载力综合评价模型
水资源承载能力系统是一个复杂的多目标系统,其评价方法宜采用模糊综合评价。本次评价采用基于AHP构权的多层次模糊综合评价模型,在多层次模糊综合评价模型的基础上,运用AHP对影响水资源承载力的各个因素按层次赋权。
1.因素集的划分及评语集的建立
在综合分析水资源承载力系统及其影响因素后,将影响承载能力因素集划分为:
将上述因素对水资源承载能力影响程度划分为3个等级,分别表示为V1、V2、V3。其中,V3级表示状况较差,水资源承载能力已接近饱和值,进一步开发潜力较小;V1级属情况较好级别,表示本区水资源仍有较大的承载能力,水资源能够满足研究区社会经济发展对水资源的需求;V2级介于V3级和V1级之间,这一级别表明研究区水资源供给、开发、利用已有相当规模,但仍有一定的开发利用潜力。
为了定量地反映各级因素对水资源承载能力的影响程度,对Vl、V2、V3进行 0~1评分,取 αl=0.95,α2=0.50,α3=0.05,数值越高,表明水资源的开发潜力越大。综合评定时,按αi的值以及B矩阵中各等级隶属度bi的值,按加权平均法计算水资源承载能力的综合评分值,即为基于综合评价结果矩阵B的水资源承载能力的综合评分值。可见,α值越高,水资源承载能力的潜力就越大。
2.用AHP法确定水资源承载力评价指标权重
根据选取的指标体系,采用AHP方法,建立各指标相应的判断矩阵,同时建立各级指标的判断矩阵,求得相应单排序向量,并对各判断矩阵进行一致性检验,如果不满足一致性要求,则重新建立判断矩阵直到满足检验,最后得到承载力评价指标的最终权重,即总排序。
3.隶属函数的建立
二组菌体生物量均呈现增加的趋势,添加茶碱与未添加茶碱对照比相比,其菌体生物量前者要稍高于后者,说明茶碱能刺激菌体生长。发酵进入第8 d,菌体量开始下降,对照pH值曲线,这可能是由于菌体自溶所引起的。
隶属函数的建立必须考虑各单项指标的变化规律。由于指标数量多,因此对指标进行分类。在分类中,定义单项指标与上一层指标变化趋势一致的指标为“正指标”,不一致的为“负指标”。为了消除各等级之间数值相差不大,而评价等级相差一级的跳跃现象,必须对其进行模糊化处理,使隶属函数在各级之间平滑过渡。对于V2级,令其落在区间中点的隶属度为1,两侧边缘点的隶属度为0.5,中间向两侧按线性递减。对于V1和V3两侧区间,则令距临界值越远两侧区间的隶属度越大,在临界值上则属于两侧等级的隶属度各为0.5,按照上述设想,根据相对隶属度的定义,构造了各评价等级相对隶属度的计算式。V1和V2级的临界值为k1,V2和V3级的临界值为k3,V2等级区间中点值为k2,且有:k2=(k1+k3)/2。
根据各评语级相对隶属度函数计算公式确定“负指标”,C21,C23,C25,C33,C41,C42,C52和“正指标”C11、C12、C22、C24、C31、C32、C43、C51、C53。
二、评价指标值的确定
根据阜阳市的社会经济和水资源调查评价成果,确定阜阳市水资源承载力评价指标体系中各指标实际值见表1。
表1 阜阳市水资源承载力评价指标值
1.各指标权重的确定
采用AHP法,建立各层次判断矩阵,然后进行单排序,一致性检验及总排序。总排序见表2。
表2 层次总排序
由以上得权重矩阵 A=(0.4632 0.2023 0.2023 0.0378 0.0945)。
根据隶属度计算式,求得各指标因素关于V1,V2,V3的隶属度,见表3。
表3 各指标对应于各等级的隶属度
三、阜阳市水资源承载力综合评价
1.评价计算
阜阳市水资源承载力综合评价计算结果见表4。
2.评价结果分析
综合评价阜阳市水资源开发利用已经达到一定规模,水资源承载力总体偏弱。水资源承载能力综合评价结果bj对V3的隶属度最大,隶属度值为0.5408,对V1和 V2的隶属度分别是 0.0274和0.4318,而综合评分值为0.2689,说明在现有经济技术条件下,阜阳市水资源承载能力已接近饱和,应采取相应的对策和措施,否则将会发生水资源短缺现象;水环境状况、社会发展状况和对V3隶属度较大,分别为0.6835和0.7648,说明水环境质量状况较差,社会发展水平亟待提高,水资源条件、经济发展状况和水资源开发利用程度对V2隶属度较大,分别为0.4608、0.3759和0.6166,说明水资源条件较好,经济发展状况良好,水资源开发利用还有一定潜力。
表4 阜阳市水资源承载力综合评价表
四、结论
根据阜阳市水资源承载能力状况,提出几点水资源开发利用策略。
1.转变用水观念,节约用水
要广泛宣传阜阳市水资源短缺的现状,增强公众水资源短缺的危机感,使全社会充分认识到节水的重要性。
2.开发新水源,提高水资源利用率
为缓解水资源的供需矛盾,要积极寻求开辟新水源。如充分利用淮河过境水资源、增加区内洼地、河道蓄水量,建立分质供水体系、实施再生水回用等。
3.加强水环境保护,注重生态经济建设
阜阳市内河流的污染物主要来自上游河南省及当地的工业和生活污水,基本上是“有河皆污”。实施水域纳污总量控制,加强水资源保护,实现水资源的良性循环。
4.逐步建立合理的水价体系
建议在逐步采用引淮河和外调水等地表水取代目前工业企业所取用的地下水的过程中,大幅度提高地下水价格,进一步划定地下水限采区和禁采区范围,缓解和恢复地下水超采局面,逐步恢复中深层地下水水位。
5.改革水资源管理体制
建立阜阳市防洪、水资源供需平衡和水生态环境保护的城乡统一管理的体制,对阜阳市实行水务一体化管理■
(作者单位:安徽省·水利部淮委水利科学研究院 水利水资源安徽省重点实验室 233000)