恩施州水环境承载力研究

孙 毅，常 胜，卢艳秋，宋鄂平

( 湖北民族学院 生物科学与技术学院，湖北 恩施445000)

众所周知，水是人类生活与生产的重要的物质基础，对社会经济的发展起到了极为重要的支撑作用．这种支持作用通常以水环境承载力来表征，其含义是在特定的时期与范围内，水环境系统所能承受人类社会经济规模的阈值［1－2］．恩施州位于湖北省西南部，地处湘、鄂、渝三省(市)交汇处，属中亚热带山地季风气候地区，雨量充沛，水资源丰富．清江为境内最大的河流，发源于湖北省利川市西部齐岳山东麓的龙洞沟，自西向东流经利川、恩施、宣恩、建始、巴东五县市．近年来随着恩施州的社会经济发展，清江的污染在不断的加剧．为了改变这一污染状况，恩施州委州政府于2014 年4 月15 日正式启动了清江流域综合治理．在这样的背景下，研究恩施的水环境承载力有极为重要的现实意义．

1 评价方法与指标

1．1 评价方法

文献［3－9］表明向量模法、目标决策分析法、系统动力学法及模糊评价法，尤其是向量模法在水环境承载力的分析与评价中有着广泛的应用．向量模法属于综合评价法，此法常用于对水环境承载力横向和纵向的比较中，能够说明不同地理位置水环境承载力相对大小或者同一区域不时期水环境承载力大小［10－11］．本文采用向量模法对恩施州的水环境承载力进行分析与评价．

在一个地区，不同时期有不同的水环境承载力;或者在相同时期不同的地理区域也有不同的水环境承载力相对应．不妨设有m个水环境承载力为Ej(j=1，2，…，m)，再设每个水环境承载力由n个具体指标确定的分量组成，即有归一化后为

第j个水环境承载力的大小:

式中wij为第j个水环境承载力的第i个指标的权重．

1．2 评价指标

水环境承载力与自然环境和经济社会发展水平密切相关．一方面水环境为社会经济发展提供了必不可少的水资源，另一方面水环境还要接纳社会经济活动产生的大量水体污染物．因此水环境承载力的指标体系必须涵盖这两个方面．依据恩施州的实际情况，选取了与水环境密切相关的6 个指标:综合性指标:单位新鲜水耗的工业增加值(n1)，工业用水重复率(n2)，城市污水处理率(n3)，单位化学需氧量(COD)的产值(GDP)(n4)，城市化水平(n5)．

单位新鲜水耗的工业增加值反映了经济发展对水资源的需求;工业用水重复率反映了清洁生产水平;城市污水处理率反映了水体污染物的排放强度;单位化学需氧量的产值反映了GDP 与污染物排放的关系;城市化水平可反映了水资源的需求．考虑到这些指标对于水环境承载力的重要程度，通过建立判断矩阵求各因子的相对重要程度，即权重．比较结果以9 标度法表示(见表1)［11－12］．

CI=0．027 5＜0．1，满足一致性检．由表1 可知恩施州水环境承载力的主要的影响因子是单位化学需氧量(COD)的产值与城市污水处理率，比重均为0．3982，两者之和超过了80%，其次为单位新鲜水耗的工业增加值，紧随其后的是工业用水重复率、城市化水平．

2 水环境承载力计算与分析

2．1 水环境承载力的计算

研究恩施州的社会经济与水资源状况，根据《恩施统计年鉴(2007－2011)》、《恩施自治州水资源公报(2007－2011)》等现有资料，得到恩施州2007－2011 年各评价指标的相关数据，如表2 所示．

根据式(1)对表2 的数据进行归一化处理，可计算出现有条件下不同年份的水环境承载力及各指标值，如表3 所示．

表1 指标体系的判断矩阵及权重Tab．1 Judgment matrix and the weight of index system

表2 恩施州环境承载力指标数据Tab．2 The values of the index of water resource carrying capacity of Enshi Autonomous Prefecture

表3 恩施州水环境承载力指标归一化量值Tab．3 The normalized value of the index ofwater resource carrying capacity of Enshi Autonomous Prefecture

2．2 水环境承载力的分析

由表3 可知，恩施州水环境承载力从2007 年的0．302 增加到2011 年的0．605 6，年平均增长率为19%．其主要原因，影响水环境承载力各指标从2007年到2011 年均有不同程度的增加，其中主要影响因素单位化学需氧量的产值与城市污水处理率平均增长速度为16．6%和20．2%，次要因素工业用水重复率的增长率更是高达31．6%，从而造成了水环境承载力呈逐年上升的趋势．

值得注意的是，随着经济社会的发展，水体污染物的排放量不断增加，污染排放物的总量也成增长趋势，势必会降低水环境承载力．从统计数据来看，恩施州水环境主要污染物化学需氧量从2010 年的1．6 万吨增长到2011 年，而后者的水环境承载力仍高于前者．2011 年水环境承载力比2010 年，主要原因是恩施的水资源丰富，水环境承载力高，多年平均地表径流在200 亿m3以上．尽管如此，但水环境的局部污染的形势不容小觑，城市中由于污水管网的不完善，部分生活污水的直排造成了城市水体的污染，这无疑降低了水环境承载力．因此，水环境承载力提高的主要途径就严格控制水环境污染．

3 结语

本文根据恩施州的有关统计数据，量化计算了近5 年来恩施州的水环境承载力．研究发现，从2007－2011 年恩施州的水环境承载力呈逐年增加的趋势，从2007 年的0．302 增加到2011 年的0．6056，年均增长率为16．1%．研究还表明水环境承载力的提高不仅要提高影响水环境承载力的各个方面，更重要的要控制水体污染．

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