铁岭县水资源开发现状及优化配置评估模型探究

2016-04-06尹成红

水利规划与设计 2016年2期

关键词：铁岭县

尹成红

（铁岭县水政水资源办公室，辽宁铁岭112000）

铁岭县水资源开发现状及优化配置评估模型探究

尹成红

（铁岭县水政水资源办公室，辽宁铁岭112000）

摘要：通过分析铁岭县水资源面临的水资源短缺、水质污染、局域地下水超采、水源涵养及生态环境功能退化等问题，探索构建了区域水资源优化配置评估模型，并评估了全县各片区的水资源配置和谐度，相关研究可为铁岭县水资源的高效可持续开发利用提供技术支撑。

关键词：水资源开发现状；水资源配置评估；指标体系法；铁岭县

辽宁地区属于资源型缺水区域，而作为该区域重要粮食与工业生产基地的铁岭县，受长期轻环保、重经济的发展思维影响，全县境内大多数水库湖泊以及地下水资源遭受着不同程度的污染，从而导致该区域资源型缺水与水质型缺水的双重叠加。水资源的短缺与不合理开发已成为制约铁岭县经济社会可持续发展的重要因素［1］。鉴于此，笔者分析了该县水资源开发利用过程中所面临的问题，探索了基于指标体系法的铁岭县水资源优化配置评估模型，以期为铁岭县水资源的保护与合理开发提供有益借鉴。

1　水资源概况

铁岭县位于辽宁省北部铁岭市地域南端，属于辽河冲积平原，地势较为平坦，是东北地区重要的能源基地与商品粮生产基地。全县耕地总面积1.05×105hm2，林地7.76×104hm2，水域面积1.15×104hm2。辽河斜贯铁岭县境西北，柴河、凡河、王河、沙河、长沟河、万泉河、拉马河、亮沟河等8条一级支流纵横交错向西注入辽河［2］。全县建有中小型水库12座，总蓄水量2.1亿m3。依据辽宁省第二次水资源调查评价结果，全县水资源总量约4.98亿m3，其中地表水4.15亿m3，地下水2.64亿m3，重复利用水1.81亿m3，全县人均占有水量约1284m3，略高于辽宁省人均820m3的平均水平，但仍约为全国平均水平的1 /3。

受地貌、地形以及降水的影响，铁岭县水资源时空分布相对不均。全县降水呈东多西少的分布趋势，年降水量799.8mm，且多集中于7～9月份，占全年降水量的70%以上。铁岭县多年天然平均年径流量为19.9m3，保证率达75%的年径流量为12.4m3，地表径流与降水量的区域分布趋势基本吻合，即呈现由东向西逐渐递减的趋势。受降水丰枯变化交替的影响，全县径流丰枯交替的年内变化与年际变化态势明显［3］。铁岭县地下水资源主要蕴藏于辽河西部平原区的柴河、沙河以及凡河冲积洪扇的第四纪砂砾石含水层中，局部山区贮存有裂隙水、半承压水以及承压水。

2　水资源开发现状及面临的问题

2.1 水资源短缺且开发难度较大

铁岭县人均水资源量为1284m3，农业亩均水资源量为476m3，依据联合国人均水资源占有量标准，铁岭县仍属于重度缺水地区。近年来，铁岭县经济社会快速发展，城镇周边兴建了众多经济开发区以及工业园区，区域集中耗水量大幅增加［4］。另外，部分农村地区开采深层地下水灌溉，导致局域地下水位的下降与水资源的浪费。由此可知，铁岭县现有水资源供给能力已无法满足全县日益增长的用水需求，同时区域水资源开发难度的增加更是加剧了用水矛盾。

2.2 水资源污染问题突出

2011年，铁岭县针对全县12座中小型水库实施了丰水期及枯水期的水质监测，结果显示部分水库水质较差，且各水库普遍存在生化需氧量、化学需氧量、氨氮总量以及氟化物超标的问题。同时，城镇污水大多未经过有效处理，直接排泄至干支流河道，造成区域地表水以及地下水的严重污染。据2012年水质调查结果显示，铁岭县辽河干流段年均属V类水质，成为严重污染河段［5］。针对全县地下水质的监测表明，地下水质基本符合灌溉用水标准，约30%的地下水达到饮用水标准，但仍有局部区域地下中硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、氨氮以及总硬度超标。水质的污染减少了全县水资源可利用量，从而对周边居民以及工农业用水产生严重影响。

2.3 局域地下水超采严重

铁岭县地下水资源量为2.64亿m3，其中平原区域地下水资源量约1.79亿m3，丘陵地区地下水资源量约1.01亿m3，山前侧向补给量约0.01亿m3。随着经济的快速发展，铁岭县地下水资源开采量逐年增大，据统计，2014年全县总用水量为2.39亿m3，其中开采地下水约1.29亿m3，占总用水量的53.9%［6］。铁岭县矿区因持续抽排地下水，已疏干区域含水层，造成大面积的地下漏斗区。

2.4 水源涵养功能及生态环境退化

由于盲目地滥垦草原、开荒毁林，已导致铁岭县部分林区面积缩减、水土流失，土地呈现沙漠化倾向，区域生态环境退化。据统计，2014年全县土地水土流失以及沙化面积约4.17×104hm2，占土地总面积的18.1%，且主要分布于北部风沙区域［7］。同时，不合理的水资源开发方式已造成约2.35×103hm2盐渍化土壤，从而导致局域水源涵养功能的退化。

3　水资源优化配置评估模型探析与应用

3.1 区域水资源优化配置评估模型构建

基于上述水资源开发利用过程中产生的问题，可构建综合考虑经济、社会以及生态环境的铁岭县区域水资源优化配置评估模型，以指导该区域水资源的合理配置。水资源优化配置的最终目的是寻求经济、社会以及生态用水综合效益的最大化［8］。因此，有必要依据铁岭县各区域经济、社会、生态环境同水资源之间的关系，构建适用于该区域的水资源优化配置评估模型。

模型基于指标体系法构建，并采用“和谐度”的模糊数学评价方法评估水资源优化配置的价值。由区域水资源开发状况、河道水文与水质状况、地区经济发展水平、生态环境状况等方面筛选出n个评估指标，将各评估指标分为优秀、良好、中等、差与极差5个标准，并分别赋值分数为5、4、3、2、1，通过指标赋值与加权平均的方式定量化评估区域水资源优化配置的和谐度。其中，为确保各指标权重的准确性与客观性，可采用专家咨询法来赋值权重。构建基于指标体系法的水资源优化配置评估模型可由式（1）表示：

式中：S为铁岭县区域生态环境与经济、社会用水的和谐度，0＜S≤1，其值越接近于1，表明水资源配置的和谐度越高；n表示指标数；k表示各指标占整体指标体系的权重；Mi表示第i个指标分数。因此，铁岭县水资源优化配置评估模型指标体系设置可如表1所示。

表1　水资源优化配置评估指标体系表

依据式（1）与表1中的评估指标体系计算可知，铁岭县区域水资源优化配置评估结果可划为四等，当S≥0.85时，表明配置较为和谐；当0.60≤S＜0.85时，表明配置一般和谐；当0.40≤S＜0.60时，表明配置不和谐；当S＜0.40时，表明配置极不和谐。铁岭县各区域可依据水资源优化配置评估指标体系与评估模型，计算评估该区域的用水和谐度现状，从而针对性的合理调节水资源的配置形式。

3.2 水资源优化配置和谐度评估分析

根据上述水资源优化配置和谐度评估模型，计算铁岭县各片区2008～2013年度水资源配置和谐度，如表2所示。

表2　铁岭县各片区2008 ~2013年度水资源配置和谐度表

由表2可知，2008～2010年度，凡河镇区域水资源配置水平处于极度不和谐状态，且呈现逐年下降的趋势，2011～2013年度，该区域的水资源配置状况逐年好转，最终达到0.63的一般和谐配置水平。北部片区2008～2013年度的水资源配置初始水平很低，但之后呈现逐年好转的态势，最终达到0.72的一般和谐配置水平。西南片区2008～2012年度水资源配置水平呈逐年好转态势，曾于2012年度达到0.75的一般和谐配置水平，但于2013年度出现和谐度下滑，水资源配置水平降低。东南片区2008～2011年度水资源配置和谐度逐年增加且起始和谐度较高，并于2011年度达到0.86的较为和谐配置水平，却于2012～2013年度呈逐年下降态势。

究其原因，凡河镇是铁岭县的县城所在地，居民、工矿企业集中，用水观念相对落后，因此该区域的水资源配置和谐度不高，并于2010年度出现了和谐度最低点。此后，随着最严格水资源制度以及城镇环境保护工作的实施，县城各用水部门优化配置水资源，2011年之后，该区域的水资源配置和谐度逐年上升。北部片区是铁岭县传统的农业耕作区，旧式的大水漫灌、化肥农药滥用等不合理的耕作方式，致使该区域水资源浪费、水质污染问题严重，导致水资源配置和谐度较低。2011年，随着高标准农田建设以及灌区改造项目的实施，该区域的水资源配置和谐度逐年上升。西南片区属于铁岭县的工业集聚区，耗水量大且排污问题突出，水资源配置和谐度一直较低，并于2013年出现下降趋势，区域水资源问题不容乐观。东南片区多为山区丘陵，地广人稀且水资源相对丰富，水资源配置和谐度相对较高，但随着工矿业、旅游业的发展，该地区自2012年起，水资源配置和谐度出现下滑现象，区域水资源状况发生恶化，应引起足够重视。

4　结语

基于铁岭县水资源开发现状与面临的问题，提出了评估全县区域水资源优化配置水平的指标体系模型，并评估了全县各片区近年来的水资源配置和谐度变化态势。评估结果为科学指导该区域水资源的优化配置，促进地区经济、社会以及生态环境的可持续协调发展具有重要意义。值得注意的是，铁岭县生态环境以及经济社会建设对水资源提出了日益增长的需求，在充分合理开发全县现有水资源承载能力，实现水资源优化配置的同时，宜通过推行全面节水、实施雨水与污水的资源化处理以及实施跨流域调水等方式来保障该地区水资源的可持续开发利用。

参考文献

［1］王莉，尚佰晓，张爽，张辉.铁岭市水资源对粮食安全的影响及对策浅析［J］.黑龙江农业科学，2014（06）：100-102.

［2］赵洪洋.铁岭市水利综合规划问题的探讨［J］.水利规划与设计，2014（09）：14-17.

［3］宫丽芝，宁辉.铁岭地区水资源总量分析及抗旱减灾对策［J］.科技创新导报，2009（08）：117.

［4］宋兴治.浅谈铁岭市水资源现状与可持续利用对策［J］.地下水，2010，32（05）：120-121.

［5］张志军，黄宝连.基于水资源优化配置的多目标决策模型探析［J］.水利规划与设计，2011（03）：22-24.

［6］黄翠霞.铁岭市水资源可持续利用初探［J］.农业与技术，2009，29（02）：77-80.

［7］王彤，夏广锋.基于水资源环境承载力约束的工业结构调整模型研究——以辽河上游铁岭段为例［J］.四川环境，2010，29 （06）：71-75.

［8］狄旭东.辽宁朝阳市经济社会发展与水资源配置研究［J］.水利规划与设计，2011（05）：1-2.

作者简介：尹成红（1975年—），女，工程师。

收稿日期：2015-08-26

中图分类号：TV213.4