辽宁省重点流域水环境承载力评价

何军 刘岚昕 王留锁 赵鹏雷

（辽宁省生态环境保护科技中心，辽宁 沈阳 110161）

1 引言

人口、资源、环境与发展是当今世界关注的焦点［1-2］。随着人口的快速增长和工业化进程的加快，资源和环境面临着前所未有的压力，尤其是水资源和水环境。水环境的恶化在一定程度上制约或影响了当地和区域的经济发展。为了研究水环境所能支撑的经济和社会规模，学者们提出了水环境承载力的概念。承载力起源于生态领域，其定义为特定环境所能支持的最大人口规模，应用于各个领域后，产生了更多承载力概念，包括土地承载力、森林承载力、土壤承载力、水资源承载力、水环境承载力等［3-5］。水环境承载力被定义为“水环境在一个时期内所能支持的最大人口和经济规模”在特定区域在一段时间内会不会对当地水环境造成不利影响。如通过研究湖泊的水环境承载力，可以识别水环境维持与约束的社会和经济规模，这些发现反过来可以用于以可持续的方式调整发展计划［6］。

水环境承载力的研究本质上是复杂的，因为它是水环境、人口、经济、技术、规划方案等的复杂函数，它们之间存在不同类型的相互作用和反馈机制。学者已经提出了许多概念和模型，用于模拟人类和自然耦合系统对可持续发展的影响。目前，水环境承载力的研究方法基本上可以归纳为4 类：指数综合评价法、多目标规划法、水足迹法和系统动力学法［7-8］。

本文采用生态环境部发布的《水环境承载力评价方法（试行）》相关技术规定及计算方法［9］,对辽宁省全流域水环境承载力进行评价。全方位识别整个辽宁省主要水系的国控断面、省控断面、市控断面及县控断面4 级考核断面，通过河流水质时间达标率和水质空间达标率计算水环境承载力指数，对辽宁省整个省域水环境承载力现状进行评价，从而判定辽宁省水环境承载状态，识别水环境污染的重点区域和时段，为进一步加强区域水污染防治工作、建立水环境承载力监测预警长效机制提供服务和指导。

2 评价方法

根据生态环境部办公厅《关于开展水环境承载力评价工作的通知》要求［9］，依据《水环境承载力评价方法（试行）》中评价指标计算方法［9］，分别计算水质时间达标率（A1）、水质空间达标率（A2）及承载力指数（Rc）。

（1）水质时间达标率

水质时间达标率根据下式进行计算：

式中，n 为区域内断面（点位）个数；Ci为第i 个断面（点位）水质时间达标率。

（2）水质空间达标率

水质空间达标率根据下式进行计算：

式中，达标断面（点位）指一年内不同时期水质监测数据的算数平均值超过目标值的断面（点位），否则为不达标断面（点位）。

（3）承载力指数

水环境承载力指数根据承载力指数计算公式进行计算：

式中，Rc为水环境承载力指数；A1为水质时间达标率；A2为水质空间达标率。

水环境承载力指数越大，表明区域水环境系统对社会经济系统支持能力越强。根据评价区域水环境承载力指数大小，将评价结果划分为超载、临界超载、未超载3 种类型。当Rc＜70%时，判定该区域为超载状态；当70%≤Rc＜90%时，判定该区域为临界超载状态；当Rc≥90%时，判定该区域为未超载状态。

3 评价区域

3.1 评价区域地理位置

辽宁省位于东北地区的南部，介于118°53′～125°46′E，38°43′～43°26′N 之间。南濒黄海、渤海，辽东半岛斜插于两海之间，隔渤海海峡与山东半岛遥相呼应，西南与河北省接壤，西北与内蒙古自治区毗连，东北与吉林省为邻，东南以鸭绿江为界与朝鲜隔江相望。辽宁省陆地总面积14.86 万km2。

3.2 评价区域水系及考核断面

本文计算辽宁省重点流域水环境承载力，涵盖辽宁省沈阳市辖区内的辽河、浑河、蒲河等，大连市辖区内的碧流河、复州河、英那河等，鞍山市辖区内的辽河、太子河、哨子河等，抚顺市辖区内的浑河、太子河、苏子河等，本溪市辖区内的太子河、大雅河、北沙河等，丹东市辖区内的鸭绿江、哨子河、草河，锦州市辖区内的大凌河、小凌河、细河，营口市辖区内的大清河、熊岳河、碧流河，阜新市辖区内的杨柳河、细河、绕阳河，辽阳市辖区内的浑河、太子河、北沙河，铁岭市辖区内的东辽河、清河、柴河，朝阳市辖区内的大凌河、小凌河、牤牛河，盘锦市辖区内的辽河、大辽河、绕阳河，葫芦岛市辖区内的大凌河、女儿河、六股河等主要水系。参与评价的断面共计235 个，其中国控断面100 个，省控断面57 个，市控断面69 个，县控断面9 个。

利用公式（1）计算得到不同断面的A1；利用公式（3）计算得到各控制断面的A2；将各控制断面的A1和A2的计算结果带入公式（5），最终计算得到各控制断面的Rc。

2019 年辽宁省重点流域各水质断面的A1，A2，Rc计算结果见表1。

表1 2019 年辽宁省重点流域各水质断面的水环境承载力计算结果 %

续表

4 结果与讨论

根据水环境承载力评价结果，沈阳市、鞍山市、辽阳市、铁岭市、盘锦市、沈抚改革创新示范区6 个城市和区域属于超载状态，占比40.00%；大连市、本溪市、锦州市、营口市、葫芦岛市5 个城市属于临界超载状态，占比33.33%；抚顺市、丹东市、阜新市、朝阳市4 个城市处于未超载状态，占比26.67%。

由表1 可见，处于超载状态的区域主要集中在经济发达的辽宁省中部地区；未超载的区域主要位于辽宁省的东部和西部区域；临界超载状态主要位于超载区域的临近区域。

5 结论

本文采用《水环境承载力评价方法（试行）》中评价指标计算方法，计算出辽宁省重点流域控制断面A1，A2，Rc，计算结果基本可以准确地反映辽宁省社会经济发展与生态环境之间的耦合关系。超载状态的区域主要集中在经济发达的辽宁省中部地区，临界超载状态主要位于超载区域的临近区域，未超载的区域主要位于辽宁省的东部和西部区域。本文的计算结果可为辽宁省水环境治理政策的制定及规划流域经济的发展规模提供科学依据。