聊城市水资源可持续利用评价与预测

栾秀娟+徐跃通

摘要：指出了聊城市地处山东省鲁西地带，素有“江北水城”之称。长期以来水资源短缺及供需矛盾制约着聊城经济发展。因此如何实现聊城水资源的可持续利用是各级政府及专家的研究重点。采用层次分析法，选取17项指标构建水资源可利用评价指标体系，对聊城市水资源可持续利用进行了评估，选用灰色预测GM（1，1）模型对聊城市未来2017～2022六年的水资源可持续利用水平进行了预测，结果表明：聊城水资源可持续利用水平虽在稳步提升，但水平较低，进而提出了相应的对策和建议。

关键词：聊城市； 层次分析法； 灰色预测

中图分类号：TV213.9

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）20004405

1引言

近几年来，社会经济发展较快，水资源短缺问题成为区域经济发展的难题。水资源可持续利用发展于20世纪80年代被提出，一度成为国内外学者研究的热点问题之一，其核心是提高用水利用率，促使水资源在满足经济发展的同时又保护生态环境。

2研究区概况

聊城，位于与山东省、河北省、河南省的交汇处，是山东省的“西大门”，地理位置优越，是连接东西的重要交通要道，铁路、公路、航空发达，带动了聊城经济发展。地势由西南向东北倾斜，属温带大陆性气候，气候温暖湿润。耕地资源丰富，占聊城总面积的74%且境内黄河、马颊河、京杭大运河流经，但分布不平衡。优越的自然地理条件使得聊城人口数目多且人口密度大，因此需水量多、供水不足、水资源浪费等问题严重，聊城人均水资源量仅206m3，不到全国人均占有量的10%。因此对聊城水资源可持续利用进行了科学评价和预测，以期为各级政府及单位用水提供参考。

水资源可持续利用并不是单一的简单系统，而是由水资源，社会经济及水环境复合而成，受多种因素的共同制约。研究方法有主成分分析法、模糊综合评判法、DEA方法及层次分析法等。影响水资源可持续利用的因子较多，主成分分析法主要分析单个因子的影响程度比较片面；模糊综合评判采用主观赋值的方法评价结果往往具有个人主观性。层次分析法把复杂系统分解成若干个子系统形成层次分明的结构，近年来被广泛应用于此类研究中。笔者采用层次分析法，对聊城市2010～2016年水资源可持续利用情况进行动态综合评价，并运用灰色预测对未来几年聊城市水资源可持续潜力进行预测[1]。

3材料和方法

3.1层次分析法

3.1.1层次分析法原理

层次分析法（Analytic Hierarchy Process），简称AHP，由美国运筹学家T. L.Saaty 于20世纪70年代提出，是采用定性与定量相结合的多目标决策方法[3]。层次分析法通过将处理复杂系统的定性分析，转化为定性与定量结合的系统分析，且能将多目标、多准则的难以决策的问题转化为递阶层次单一目标问题，通过两两比较后得出该目标元素相对于上一层目标元素的权重进而进行简单计算。

3.1.2层次分析法的主要步骤

层次分析法首先把问题层次化，将问题分解成不同的因素（指標），然后按照因素间的隶属关系，将各因素分不同层次聚集组合，形成一个多层次的分析结构模型。模型中各因素的数值根据相对重要性分别按标度1～9及其倒数进行赋值，构成判断矩阵，然后计算出矩阵的最大特征根及特征向量，并进行一致性检验[2]。

下面以 B1-C判断矩阵为例，简述层次分析法的主要步骤。

（1）构造判断矩阵C各因素（指标） 进行两两比较，根据表1进行赋值，构造判断矩阵C。

倒数因素i与j比较得判断dij，则因素j与i比较得判断dji=1/dij

4.1指标体系的构建

水资源可持续利用评价指标体系是区域实现可持续的基本前提，水资源的可持续利用指的是在水资源实现可持续发展的水平下与经济、社会、环境的相适应性。所选指标应遵循可持续性、科学性、层次性、客观性原则。

一个地区的水资源可持续利用是个多层次的决策问题，所以所选指标应从水资源、社会经济及环境3个大目标层选取。根据上述原则，选取能够准确反映聊城水资源可持续利用的主控因素，同时考虑到有些指标的数据难以获取，本次评价共选取了水资源子系统、生态环境子系统和社会经济子系统3个准则层、共17个指标，构成聊城市水资源可持续利用评价指标体系层次结构。

从准则层权重排序来看，聊城市的水资源系统比社会经济子系统和环境子系统所占比重都大，说明这也表明水资源条件决定其他一切与之有关的发展状况；此外，经济社会比重明显高于环境指标权重，这也表明聊城市作为山东省经济较为落后的西部城市之一，在不惜余力的发展经济；在环境子系统中，生态用水量及植被覆盖率所占比重也不小，说明在发展经济的同时，聊城市逐步认识到环境的重要性，遵循协调发展的原则。

4.2.3评价指标的归一化处理[8]

进行归一化处理，在0～1之间划分为6个刻度，计算得到聊城市2010～2016年水资源可持续利用评价指标刻度值RT （ 表8）。

4.3水资源可持续发展能力综合评价及结果分析

根据上述各评价指标归一化后的结果，计算水资源可持续发展度：

E=RTWP （13）

式中：E 为水资源可持续发展度；RT为各评价指标刻度值；WP为各评价指标的权值向量水资源可持续利用发展度，代表地区水资源可持续利用的等级，其指数值越小，水资源可持续利用水平越低[5～7]。水资源可持续利用发展度分为5级标准（表9）。

计算得到目标年水资源可持续利用综合评价指数（表10），对照水资源可持续利用的评判标准，2010～2016 年聊城市水资源可持续利用等级属于3级，水资源可持续发展能力中等[8]。

预测结果的相对误差值分布在二级<0.05）与一级（>0.01）两个等级之间。对预测公式进行检验，得方差比为0.145，属于一级，说明结果的可信度较大。endprint

聊城市2016～2022 年水资源可持续利用潜力预测结果见表12。

6结论与讨论

在上述的3个目标层中，水资源子系统占的比重最大，社会经济子系统次之，环境子系统占的比重最小。水资源子系统中，人均生活用水、人均水资源量占的比重较大，说明供水及生活用水对水资源可持续发展的重要性，供水保证的情况下水资源才可能实现可持续发展。社会经济子系统中，地区生产总值占比重大，说明工业生产与水资源可持续关系大，在严格控制工业用水，排污之后才能实现水资源的可持续利用。环境子系统中，工业废水排放量与植被覆盖率的影响较大。

数值结果表明，聊城2010～2016年的水资源可持续利用的能力在不断的提升，三大目标层的各个因素比重都在提升。但聊城市水资源可持续利用等级可以得出聊城的水资源利用水平总体较低，在水资源开发利用保护中仍面临较大的压力。

从灰色预测中得知，聊城市水资源可持续利用潜力仍较大。这说明在严格执行水资源利用的三大红线的基础上，确保提高水资源利用率，坚决遏制水浪费，严格控制入河排污总量才能实现水资源的可持续利用。

7对策和建议

7.1引入长江水，缓解供水不足

由于聊城属于资源型缺水城市，水资源供应不足成为聊城经济发展的重大难题，仅仅依靠黄河水不足以解决问题。近年来，引长江水入聊的工程已经开始实施并略见成效2017年东阿县首次引长江水用于工业用水120万m3，在一定程度上缓解了供水不足问题，有利于实现水资源可持续利用。

7.2严格控制污水排放，提高污水利用率

工业、生活等污水直接排放导致黄河马颊河聊城段污染严重，河内垃圾漂流，河水水质下降，加剧了水源不足问题，污染了地下水。因此政府应严格制定污水排放制度，秉承“谁污染谁治理”原则。此外还应提高污水处理率，实现水资源的可重复利用。

7.3推行清洁生产和鼓励循环经济

通过提高生产技术，利用高新科技产品减少工业生产中的物耗、能耗和水耗，有条件的企业还可引入国外先进技术，通过能源、水源和废物利用的循环利用建立循环经济企业，实现资源可持续利用。

7.4节约用水，加强水资源安全意识

实现水资源可持续利用的关键是公众参与。生产生活中一旦人们养成节水的意识后才能更好的实现水资源的可持续。政府及各级部门应通过网络平台、电视等加强宣传公众，使人们认识到水资源短缺及安全问题对人们的危害并从实际生活中做到节约用水。

8结语

本文采用的层次分析法可以分层次、分结构的评价聊城水资源可持续利用水平。但因所需指标较多，所选的指标具有一定的主观性，文中得出的聊城水资源可持續利用指数只能提供参考。

致谢：本文从最初的选题、资料收集到论文题纲及论文的修改，徐跃通老师都给予认真的指导，在此谨向徐老师致以真挚的谢意。

参考文献：

[1]

徐跃通，冯海霞，吴元芳，等.黄河济南段水资源特点与可持续利用对策[J].自然资源学报，2001，16（2）：128～133.

[2]李魏武，陶涛，邹鹰.太湖流域水资源可持续利用评价研究[J].环境科学与管理，2012，37（1）：85～89.

[3]卓飞豹，陈兴伟.福建省水资源可持续利用的密切值法评价[J].水土保持研究，2008，15（1）：179～181.

[4]黎枫，陈亚宁，李卫红，等.基于熵权的集对分析法在水资源可持续利用评价中的应用：以塔里木河三源流地区为例[J].冰川冻土，2010，32（4）：723～730.

[5]楚文海，吴晓微，韩慧波，等.西南岩溶地区水资源可持续利用评价[J].资 源 科 学，2008，30（3）：468～474.

[6]鲁传一，周胜，陈星.水能资源开发生态补偿的测算方法与标准探讨[J].生态经济，2011（3）：27～30.

[7]刘毅，贾若祥，侯晓丽.中国区域水资源可持续利用评价及类型划分[J].环境科学，2005，26（1）：42～46.

[8]向碧为，黄国如，冯杰. 基于AHP法的东江流域水基系统健康模糊综合评价[J].水电能源科学，2011，29（10）：1～4.

Evaluation and Forecast of Water Resources Sustainable Utilization in Liaocheng City

Luan Xiujuan，Xu Yuetong

（College of Population，Resource and Environment， Shandong Normal University， Jinan， Shandong， 250358，China）

Abstract： Liaocheng city located in the lower reaches of the Yellow River region is lacking of water resources city. With the development of economic and society， Liaochengcityhas the increasingly prominent contradiction between supply and demand of water resources.Water resources and water supply shortage has become a “bottleneck” factor restricting the development of social economy. Therefore， evaluation and forecast level of sustainable utilization of water resources for the future development of Liaocheng city has important guiding significance.Based on the analytic hierarchy process （AHP）， 17 indicators were selectedto build sustainable utilization of water resources evaluation index system andto evaluate sustainable utilization of water resources in Liaocheng city.The grey prediction GM （1， 1） model was used to analyze the futureof Liaocheng city from 2017-2022 for predicting the level of sustainable utilization of water resources.It also put forward the corresponding countermeasures and suggestions.The results showed that the sustainable utilization of water resources in Liaochengcityis steadily increasing while with low level.

Key words： Liaochengcity；AHP；Grey predictionendprint