蒲河流域水资源承载能力评价

姜天宇

(辽宁省大伙房水库输水工程建设局，辽宁 沈阳 110166)

1 引言

21世纪水资源短缺与水环境恶化等问题日益突出，水资源超载现象频繁出现。水资源是有限的，人类在开发利用方面必须在其可承载的范围内进行，只有这样才能满足水资源的可持续发展。蒲河是沈阳市境内市管中型河流中最大的一条，河流贯穿该市中部产粮区，是沈阳市重要的粮食产区和经济走廊。随着蒲河流域经济的快速增长以及社会各方面对水需求的迅猛增加，水资源供需矛盾日益突出。水资源承载能力是水资源可持续开发利用的前提，水资源可持续利用必须是在水资源承载能力允许的范围内进行。水资源承载力作为可持续发展以及水安全等重大课题的基础性研究内容，值得广泛关注和研究。

2 国内外研究现状

国外对承载力的研究起源于20世纪70年代，但专门的研究较少，仅是在可持续发展问题中得到泛泛的讨论。国内在水资源承载能力方面的研究起步较晚。最早是20世纪80年代，以施雅凤院士为代表的中科院水资源新疆课题组提出的水资源承载力的研究，当时的概念、理论以及计算评价方法等都还处于萌芽状态。中国的水资源研究和水资源评价工作在整个80年代不断的深入发展，90年代更是进入了深化理论基础研究和提高水资源利用效率的新阶段。

3 水资源承载力研究方法

3.1 水资源承载力影响因素

水资源承载力就是指在一定的社会经济和技术条件下，以流域社会、经济、生态相互协调可持续发展为目标，当地水资源能够支撑的最大人口数量及社会经济规模。影响水资源承载力的主要因素有:水资源系统本身、人类活动及意识等。其中水资源系统可利用水量的大小是其承载能力的内因;人类是水资源承载力的客体，在很大程度上影响着水资源承载力。

3.2 水资源承载力的主要研究方法

水资源承载力的主要研究方法及各自优缺点见表1。

本次研究将采用模糊综合评价法对蒲河流域的水资源承载能力进行综合评价分析。这种方法的优点是:一方面可以综合处理主观产生的离散过程，另一方面可以较全面的分析水资源承载力状况。

3.3 模糊综合评价法原理

模糊综合评价方法是在对影响水资源承载力各个因素进行单因素评价的基础上确定评语集合和权重，通过综合评判矩阵对研究区承载力做出多因素综合评价。本文采用层次分析法建立评价指标体系，结合模糊综合评价法对蒲河流域各行政区进行评价分析，得到现状年与规划年的评价结果。

表1 评价方法对比表

4 蒲河流域水资源承载力评价

4.1 蒲河流域概况

4.2 承载力计算

4.2.1 评价指标体系的建立

根据指标体系选取的完整性、简明性、层次性、动态性原则，全面考虑“水资源—社会—经济—生态环境”的复合巨系统的特征，建立蒲河流域水资源承载力评价的指标体系如图1。

图1 蒲河流域水资源承载力评价指标体系

根据蒲河流域的具体条件，参照自然和社会经济条件与研究区相似的其他区域的水资源承载力评价标准。作出相应调整后，确定表2中水资源承载力的三级标准V1、V2、V3，且V1级优于V2级，V2级优于V3级。

表2 综合评价因素分级指标

4.2.2 层次分析法确定指标权重

层次分析法是在对复杂的决策问题的本质、影响因素及其内在关系等进行深入分析的基础上，将各元素分解成目标、准则、方案等层次，利用较少的定量信息，使决策的思维过程数学化，从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题提供简便的决策方法。判断矩阵标度及其内容见表3。

表3 判断矩阵标度及其内容

分别计算上述8个指标的权重，均通过一致性检验，得到各指标层的组合权重结果如表4。

表4 各指标层组合权重

4.2.3 模糊综合评价法计算综合评分

1．计算步骤

每个样品均进行 ROR-γt、Foxp3和内参 βactin的RT-qPCR，每个样品设两个平行管。总反应体积 20μl，反应条件:95℃30s；95℃15s，60℃ 1min,共40 个循环；95℃15s，60℃ 1min，95℃ 15s，60℃ 15s结束反应。计算ROR-γt mRNA、Foxp3 mRNA及βactin mRNA Ct值的平均值；根据目标基因和βactin Ct值均值计算样本目标基因实际Ct值ΔCt=Ct目标-Ctβ-actin，对各样本 ΔCt进行 2-ΔΔCt转换，分析目标基因mRNA的表达，其中ΔΔCt=ΔCt实验-ΔCt对照（对照为健康对照者）。

(2)建立隶属函数，构造模糊关系矩阵R。根据隶属函数，可确定各指标实际值的隶属度，进行单因素评价，并得到隶属度模糊关系矩阵。

(4)模糊复合运算。将A与各被评事物的R合成，得到各指标的综合评价结果向量B。即:B=A·R。

(5)对V1、V2、V3进行0～1之间的评分，根据计算综合评分值α。评分值α与评价等级承载状况之间的关系见表5。

表5 评分值表

2．隶属度计算公式

对于越小越优型评价因素，各评语级隶属函数计算公式为:

对于越大越优型评价因素，各评语隶属函数计算公式为:

式中，k1为评价等级v1与v2的临界值;k3为评价等级v2与v3的临界值;k2为评价等级v2的中点值，

3．综合评分结果

(1)现状年2010年计算结果如表6。

表6 2010年蒲河流域各行政区水资源承载力综合评价结果

(2)规划年2020年和2030年与现状年评价相同的评价指标体系和标准，计算结果如表7、表8。

表7 2020年蒲河流域各行政区水资源承载力综合评价结果

表8 2030年蒲河流域各行政区水资源承载力综合评价结果

4．结果分析

从计算结果可以看出，整体来说，蒲河流域现状年水资源承载能力状态处于可承载状态，承载潜力相对较小。规划年蒲河流域各行政分区较现状年的水资源承载状况已得到一定的改善，承载能力也有了一定程度的提高，不过各方面仍需进一步加强，使未来蒲河流域的水资源承载能力进一步提高。

5 提高蒲河流域水资源承载能力的措施

5.1 加强水资源的保护和管理

首先，大力治理水污染，提高废水回收处理利用，减少排污量，使水质逐步得到好转，改善水环境，从而提高水资源可利用量。其次，重点加强对地下水资源的保护，对地下水资源的综合治理，并控制对地下水资源的过度开采及利用。最后要加强饮用水源的保护，以防止水源枯竭和水质污染。

5.2 加大节水力度

针对蒲河流域用水特点，农业用水所占比重相对过大，水资源浪费严重，节水潜力很大。因此应大力推进节水型农业，扩大节水灌溉面积，提高灌溉水利用系数。

5.3 加大水环境治理力度，建设生态蒲河

蒲河流域天然水资源严重不足，主要水源水量较小，并受到严重污染，主要是工业废水以及生活污水所致。蒲河流域虽然已经采取了一系列的治理措施，形成了一条生态廊道，然而，蒲河生态环境的治理仍有提高的空间。

5.4 加强水资源调度与统一管理

进一步强化水资源管理职能，实现水资源的“需求”管理方式，加强区域与流域水资源的统一调度，优化配置水资源，优先保证城乡生活用水，最大限度地满足工业用水，努力保证粮食安全用水，兼顾生态环境用水，通过实现水资源的优化配置，来改善水资源状况，提高水资源的承载能力。

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