区域水资源紧缺性风险评估研究——以浙江省为例

（杭州电子科技大学 管理学院，浙江 杭州 310018）

一、引言

我国正处于全面建成小康社会的关键时期，社会主义现代化建设正在稳步进行中，与此同时人口与环境资源的矛盾也日益突出，尤其是现代化的高速发展增大了对水资源的需求，而水环境治理问题却未得到及时有效的解决，使得水资源紧缺越来越成为制约经济社会发展的重要因素。我国水资源总体上显现出紧缺性，北方地区缺水严重，南方地区虽雨水相对充沛，但受季节和区域分布制约，仍然呈现缺水状态。此外，降水量和水资源总量，供水量和用水量等随年份可能存着偶然性和不确定性，意味着水资源紧缺有着一定的风险。本文在借鉴相关研究成果的基础上，构建出区域水资源紧缺性风险的评价体系，并以浙江省11 个地级市为研究区域，运用主成分分析法找出其主要影响因子，较为全面地分析浙江省各地市水资源紧缺的程度，进而对如何缓解水资源短缺提供了一定的意见与建议，为之后的城市发展应对水资源危机提供了理论基础。

二、文献回顾

国内学术界众多学者对水资源紧缺风险评价都曾做了许多的探讨，为缓解水资源短缺提供了许多宝贵的建设性意见。赵自阳等（2017）[1]采用灰色关联分析以及基于改进的蚁群算法，对我国各省市自治区十年间的水资源短缺风险进行了聚类分析研究。胡彬等（2017）[2]基于水足迹理念对2022 年冬奥会雪上项目举办地崇礼区进行了水资源短缺的评价。张峰等（2018）[3]运用物元可拓理论与关联函数建立水资源短缺指数测度模型，对广东省水资源短缺指数分别进行了纵向时序、横向界面和未来趋势的多维度分析。王爽（2019）[4]利用模糊综合评价法从水体环境、用水条件、供需程度以及经济社会这4 个方面，较为全面地评价了辽阳市水资源紧缺程度。世界各国学者也十分重视水资源紧缺风险问题的研究。Kummu 等（2010）[5]从时间维度出发对全球过去两千年的水资源紧缺情况做了评估。Gober和Kirkwood（2010）[6]利用模拟建模和不确定性决策原理，将气候信息转化为脆弱性评估，再根据水模拟模型评估了美国菲尼克斯城市的缺水状况。Naimi等（2016）[7]选取阿尔及利亚地区为研究区域，运用因子分析法对其水资源紧缺风险进行了研究。Lam等（2016）[8]通过比较澳大利亚昆士兰和珀斯这两个主要缺水城市的水资源运动轨迹探索应对水资源紧缺风险的方法与路径。Hsieh 等（2016）[9]运用随机时空模拟流的方法对水资源短缺进行评估，并提出了一定的缓解措施。

国内外学术界都曾对水资源紧缺问题献计献策，但没有把社会经济发展与水资源的可持续发展相联系，缺乏对风险的定量化描述。研究采用主成分分析法去探索水资源紧缺风险的关键影响因素，并根据其所占比重对水资源紧缺性风险进行等级划分，形成一套较为完整的评价体系，选取了浙江省11 个地级市作为研究区域进行实证分析，为浙江省应对水资源紧缺性风险提供理论依据，并为其他区域的水资源紧缺性风险评估提供借鉴。

三、评价指标体系构建

（一）评价指标体系

评价指标体系的构建应充分遵循科学性、可操作性、可行性、系统性、层次性和整体性等原则，结合部分学者研究成果[10-11]以及浙江省水资源紧缺状况的实际调查，建立了区域水资源紧缺性风险评价研究体系，如表1 所示。

表1 区域水资源紧缺风险评价管理调查指标体系

（二）研究方法

选择合理合适的分析方法是进行科学研究的关键，尤其是在多指标实际问题的研究中，恰当的多元分析方法起着重要的作用。主成分分析法是一种重要的多元统计方法，它可以通过降维技术把多个变量化为少数几个主成分，以少数综合变量取代原始变量，客观准确地确定各指标所占权重，保证最大化样本方差，最小化数据信息损失，保证了主成分间的相互独立性[12-13]。

四、实证分析

（一）主成分指标分析

对数据进行标准化处理后，运用主成分分析法，对水资源因子、社会生活因子、社会生产因子和水治理因子中包含的27 个调查指标进行分析，得到其特征值与方差贡献率，因篇幅有限，主要有效部分如表2 所示。

表2 区域水资源紧缺风险评价有效指标特征值及方差贡献率

根据特征值大于1 且累计方差贡献率大于85%的原则，前五个成分指标已囊括91.627%的成分信息，具备一定的解释能力，因此选取前五个为主成分。根据选取的主成分，计算各主成分与原指标之间的成分矩阵。同时，再根据成分矩阵系数r 与主成，计算得到对应主成分系数矩阵，如表3 所示。

成分矩阵显示了各个指标变量与主成分的相关系数，主成分系数值的大小则直接体现了该指标对主成分的影响程度。

首先，针对第一个主成分F1，它主要与供水量、用水量、城镇污水排放量、污水处理总量、污水治理总能力、工业总产值和企业数量等指标呈显著正相关，故称其为工业废污水治理成分。其次，第二个主分系数α 的关系式：成分F2 主要受农田灌溉水有效利用系数负向影响，地下水资源量、水资源达标率、地表水资源量的正向影响，则称其为水资源量成分。再次，第三个主成分F3 主要受到水资源总量，万元GDP 用水量和人均综合用水量的影响，称为生活用水成分。然后，第四个主成分F4 与人均GDP、总人口数等指标的影响显著，故称为人口经济发展成分。最后，第五主成分F5 主要受到耕地实际灌溉亩均用水量，农业有效灌溉面积的影响，则称其为农业用水成分。

表3 区域水资源紧缺性风险评价主成分系数矩阵

主成分确定后，根据主成分得分系数，可以得到主成分得分函数。第一主成分F1表达式为：

F1=0.114Zx1+0.099Zx2+0.080Zx3+0.103Zx4+0.265Zx5+0.265Zx6+0.264Zx7-0.018Zx8+0.226Zx9+0.135Zx10+0.007Zx11+0.234Zx12+0.235Zx13+0.250Zx14+0.252Zx15-0.083Zx16-0.053Zx17+0.084Zx18-0.057Zx19+0.23Zx20+0.202Zx21+0.161Zx22+0.229Zx23+0.263Zx24+0.223Zx25+0.258Zx26+0.260Zx27

其中Zxi为标准化后的指标数据。第二主成分F2，第三主成分F3，第四主成分F4，和第五主成分F5 同理可得。

（二）浙江省区域水资源紧缺性风险综合评价

应用已得到的主成分表达式及浙江省11 个地级市的水资源紧缺性风险评价指标数据，得到各个主成分的风险评价指数，最终得到浙江省区域水资源紧缺性综合风险评价指数，如表4 所示。

表4 浙江省区域水资源紧缺性风险评价指数

从综合风险评价指数可以看出：第一，杭州缺水总风险最高，宁波次之，符合杭州和宁波近年来工业信息产业发展势头强劲，人员净流入量大，对水的需求量逐渐提高，据统计2016 年杭州市仅工业用水总量就占了全省的22.7%，造成了水资源短缺的现状，更突出表现在工业废污水治理方面存着短板。第二，丽水和舟山缺水总风险较低，因为丽水和舟山两市相比较于省内其他地市经济发展水平低，农业和第三产业发展较好，工业化程度低，环境保护程度和资源利用率高。第三，其他城市水资源紧缺性处介于高风险与低风险之间，主要是由于浙江各地市经济发展水平的差异，工业化水平不均衡，水资源时空分布不均匀等因素造成的。

（三）区域水资源紧缺性等级划分

针对已得到的浙江省区域水资源紧缺性风险评价指数，利用统计软件SPSS 对综合风险评价指数进行正态分布性检验，结果如表5 所示。

表5 浙江省区域水资源紧缺性综合风险评价指数正态分布检验表

结果显示Kolmogorov-Smirnov 统计量中显著性概率为0.093＞0.05，且综合风险评价指数近似集中于对角线上，则认为在95%的置信区间里，该综合风险评价指数服从正态分布N（μ，σ2），其中μ 和σ2分别为均值与标准差，即N（0，1.942）。根据正态分布性质原理并结合其百分位数，将浙江省区域水资源紧缺性风险评价由低到高划分为五个等级，分别定义为低风险、较低风险、中风险、较高风险和高风险，各类约占整体分布的25%，如表6 所示。

由此可见，对比得出浙江省内区域水资源紧缺性风险处于高风险的是杭州市，处于较高风险的是宁波市和温州市，而丽水市为较低风险，舟山市位于低风险，其余地市则为中风险。

表6 区域水资源紧缺性风险分级

五、结论与建议

水是生命之源，是人们生产生活不可或缺的必需品，水资源紧缺性问题一直以来都是社会热点问题。本文通过构建区域水资源紧缺性风险评价体系，选取不同的影响指标并以浙江省各地级市为研究区域进行分析研究，发现浙江省水资源紧缺风险主要受到工业废污水治理、水资源量、生活用水、人口经济发展和农业用水等因子的制约影响。浙江省虽为江南水乡，水资源理应颇为丰富，但大部分地级市水资源紧缺程度却均存在着一定的风险，属于典型的资源性缺水，再加上浙江省近年来经济突飞猛进，生产力水平显著提高，外来人口大量涌入，废污水大量排放且未及时得到治理而引起的水质性缺水，导致形成了“江南水乡没水喝”的窘境，可见浙江省水资源状况不容乐观。针对上述问题，为应对浙江省水资源紧缺性风险，本文提出以下几点建议：

1.继续坚持和深化开展“五水共治”项目。以习近平总书记的“绿水青山就是金山银山”为理论指导依据，切实做好治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水工作，打赢“五水共治”攻坚战。积极倡导节水型社会建设，提倡植树造林，大力防治水土流失。

2.构建水资源多主体协同治理机制。政府部门可以从行政法律的方面来提高工农业废污水治理，非政府部门包括企业可以积极响应用水转型号召，转变以往粗放型水资源利用模式。各多主体之间要通力合作，为应对水资源紧缺性风险做出贡献。

3.引入市场嵌入机制，利用市场手段来提高水资源利用率。通过水权交易，实现区域间、流域间和用户间水资源使用权的正常流转，来达到水价反映水资源紧缺程度的目的，再根据其紧缺程度进行定价，通过价格机制来调节水资源的利用和配置，从而实现水资源使用的合理优化。