自贡市水环境承载力评价及对策研究

陈昌华，邹同静，江 欧，冯 敏

(四川省自贡生态环境监测中心站，四川 自贡 643000)

1 引言

承载力的概念由来已久，最早被应用于人口学的研究，现在被用于各类学科的研究中，其中关于水资源、水环境承载力的研究尤为突出[1]。2015年4月国务院发布实施《水污染防治行动计划》，提出要建立水资源、水环境承载能力监测评价体系，实行承载能力监测预警，2020年完成市、县域水环境承载能力现状评价。2017年修正版《中华人民共和国水污染防治法》第29条规定，环境保护主管部门应组织开展流域环境资源承载能力监测、评价，实施流域环境资源承载能力预警[2]。2017年9月中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于建立资源环境承载能力监测预警长效机制的若干意见》，推动实现资源环境承载能力监测预警规范化、常态化、制度化，引导和约束各地严格按照资源环境承载能力谋划经济社会发展。生态环境部组织编制了《水环境承载力评价方法(试行)》，并于2020年10月印发《关于开展水环境承载力评价工作的通知》，要求组织开展水环境承载力现状评价。

水是生命之源，水环境承载力评价关系到区域社会、经济、人口、资源、生态发展的前景，水环境承载力的大小是决定人类经济社会发展速度和规模的重要因素[3]。水环境承载力分析是研究水环境问题及其应对策略的重要途径之一，目前，学者们通过对城市、河流、湖库水环境承载力进行现状评价，研究水资源、水环境、水生态与人口和经济社会发展关系，从而推动产业结构的优化与调整，促进区域可持续发展。如长江经济带水环境承载力时空变化特征、滇池流域水环境承载力及其提升方案研究、京津冀水环境承载力评估技术与应用研究、城市水环境承载力分析和水污染物削减对策研究、水生态文明城市建设对城市水生态承载力的影响——以武汉市为例[4～8]。自贡市水资源极度匮乏，是全国50个最严重缺水城市之一，特别是人口稠密、厂矿集中、商贸繁荣的城市中心区，缺水问题尤为突出。本研究以自贡市为对象，通过2021年水环境监测数据评价自贡市及各区县水环境承载力现状，判定水环境承载力状态，为自贡市“十四五”进一步加强水污染防治、水资源利用、水环境管理提供基础支撑，为自贡市产业结构布局、经济社会发展和生态文明建设提供决策参考。

2 研究区域概况

2.1 自然概况

自贡市位于四川盆地南部、川南中心位置，辖自流井区、贡井区、大安区、沿滩区4个区和荣县、富顺县2个县，辖区面积4381 km2。地貌类型属低山丘陵，由低山地貌、丘陵地貌、平坝地貌和沟谷地貌组成，其中低山面积占7.1%，丘陵面积占83.7%，缓丘平坝面积占9.2%[9]。自贡市处于中亚热带湿润季风气候区，2021年平均气温18.7 ℃，平均降水量1018.8 mm，年均日照1121.6 h，全年晴天217 d、雨天148 d[10]。

2.2 河流水系

自贡境内河流分属岷江、沱江两大河流水系。岷江水系在境内有一级支流越溪河及沙溪河等大小河流。沱江水系在境内有沱江干流自贡段及一级支流釜溪河、二级支流旭水河、威远河、长滩河、镇溪河等河流[11]。自贡市常年平均降水量1000～1100 mm,降水年内分配极不均匀，5～9月份降水量约占全年降水总量的80%。年径流地区分布极不均匀，5～9月份径流量约占年径流总量的70%[12]。

2.3 水文资源

自贡市多年平均水资源总量14.58亿m3，其中地下水资源量2.10亿m3，是工程型、水质性缺水城市。人均水资源量和亩均水资源量分别为502.5 m3、454.2 m3，分别占全省人均水资源量的15.8%和14.7%，人均水资源量为289.7 m3，仅占四川省人均水资源量的9.1%[13]。

3 研究过程分析

3.1 数据来源

3.1.1 环境质量数据

本文地表水监测断面数据来源为四川省自贡生态环境监测中心站，断面(点位)为自贡市“十四五”国、省、市控水环境质量监测断面及县级以上集中式饮用水水源地点位，并保证至少每季度监测一次。2021年度水环境承载力评价监测断面(点位)共14个，其中国控断面7个、省控断面3个、市控断面1个，饮用水水源地点位3个(表1)。

表1 自贡市2021年水环境质量监测断面(点位)信息

3.1.2 社会经济数据

2021年自贡市实现地区生产总值1601.31亿元，比2020年增长8.3%，三次产业对经济增长的贡献率分别为13.7%、28.3%、58.0%，人均地区生产总值6.49万元。2021年末自贡市户籍人口316.66万人，人口自然增长率1.15‰，年末常住人口246.7万人，常住人口城镇化率56.20%[10]。2021年自贡市水资源总量为22.37亿m3，比多年平均增加51.1%,人均占有水资源量898 m3，人均水资源量仅占全省人均水资源量3869 m3的23.2%，属水资源严重贫乏地区(表2)[14]。

表2 自贡市2021年主要社会经济数据统计

3.2 研究方法

3.2.1 水环境质量评价

(1)评价指标。 参与自贡市2021年水环境承载力评价的水质指标为《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)[15]中除水温、粪大肠菌群和总氮以外的21项指标，包括：pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮、石油类、挥发酚、汞、铅、总磷、化学需氧量、铜、锌、氟化物、硒、砷、镉、铬(六价)、氰化物、阴离子表面活性剂和硫化物。

(2)评价标准。 水质达标情况参照《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)和《地表水环境质量评价办法(试行)》(环办〔2011〕22 号)[16]中的单因子评价法进行评价。

(3)水质目标。参评断面(点位)水质目标以2021年水质考核目标为准，即《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅲ类水质标准。

3.2.2 水环境承载力评价

根据《水环境承载力评价方法(试行)》[17]，水环境承载力评价指标体系包括水质时间达标率和水质空间达标率，主要评价自贡市水质在时间和空间尺度上的达标情况，水环境承载力指数越大，表明自贡市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。

(1)水质时间达标率。 水质时间达标率(A1)指评价区域内所有断面(点位)水质时间达标率的算术平均值。断面(点位)水质时间达标率指该断面(点位)2021年水质达标次数占总监测次数的百分比。

(1)

(2)

式(1)、(2)中，n为区域内断面(点位)个数；Ci是指第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(A2)指评价区域内2021年度达标断面(点位)个数占断面(点位)总个数的百分比。

(3)

(3)水环境承载力指数。 水环境承载力指数指定量反映水环境承载力大小的数值，将评价指标代入水环境承载力指数公式计算获得，无量纲。

(4)

式(4)中，Rc是水环境承载力指数，A1是水质时间达标率，A2是水质空间达标率。

3.3 水环境承载力评价

3.3.1 水质时间达标率(A1)评价结果

根据2021年水环境质量监测数据，自贡市14个断面的水质时间达标率为83.33%，区(县)各评价单元的评价结果由大到小依次是富顺县(97.22%)、荣县(95.83%)、沿滩区(75.00%)、自流井区(75.00%)、大安区(70.84%)、贡井区(62.50%)。自贡市断面水质时间达标率评价结果详见表3。

表3 自贡市2021年水质时间达标率评价结果

3.3.2 水质空间达标率(A2)评价结果

根据2021年水质监测数据评价，自贡市14个监测断面的水质空间达标率为92.86%，区(县)各评价单元的水质空间达标率评价结果除大安区为50.00%外，其余区县均为100%。详见表4。

表4 自贡市2021年水质空间达标率评价结果

3.3.3 水质承载力指数(Rc)评价结果

自贡市2021年度水环境承载力指数为88.10%，水环境承载力判定为临界超载状态，水环境系统对社会经济系统支持能力一般。自贡市各区县2021年度水环境承载力指数大小依次为富顺县(98.61%)、荣县(97.92%)、自流井区(87.50%)、沿滩区(87.50%)、贡井区(81.25%)、大安区(60.42%)，水环境承载力状态分别判定为未超载、未超载、临界超载、临界超载、临界超载、超载。大安区水环境承载力判定为超载状态，水环境系统对社会经济系统支持能力不足；自流井区、沿滩区和贡井区为临界超载，水环境系统对社会经济系统支持能力一般；荣县和富顺县为未超载，水环境系统对社会经济系统支持能力较强(表5)。

表5 自贡市2021年水环境承载力评价结果及状态

4 结果分析

4.1 自贡市水环境承载力总体呈临界超载

自贡市2021年度水环境承载力指数为88.10%，水环境承载状态为临界超载，对社会经济系统支持能力一般。全市6个县(区)中，大安区水环境承载能力超载，占比16.7%；自流井区、贡井区和沿滩区水环境承载能力为临界超载，占比50.0%；荣县和富顺县水环境承载能力为未超载，占比33.3%。自贡市水环境系统总体能够满足水质目标要求，但监测断面水质不能稳定达到Ⅲ类标准，水环境承载力已临界超载，对全市人口、产业、经济和社会发展支撑不足。

4.2 区县水环境承载力大小差距明显

从2021年自贡市各县(区)水环境承载力评价结果来看，差距较为明显，主城区4个区的水环境承载力明显低于两县。荣县、富顺县的水环境承载力指数分别为97.92%和98.61%，承载力强；而城区水环境承载力明显低于两县，尤其大安区处于城市上游和上方向，水环境承载力却已超载，主要是因为辖区考核断面水质较差，双河口断面水质达标率仅41.67%，全年水质类别为Ⅳ类，不达标。

4.3 经济社会发展程度影响水环境承载力大小

自贡市主要河流釜溪河穿城而过，承载着整个城市的发展，4个主城区政区面积不大，合计1434 km2，仅占全市的32.7%，但常住人口多，2021年末为128.9万人，占全市常住人口的52.2%，地区生产总值990.16亿元，占全市的61.8%，是自贡市主要的社会经济贸易中心。因经济社会发展，对水环境容量需求大，水资源分配不足，对水环境污染贡献也大，从而造成水环境承载力临界超载或超载。

4.4 水资源量对水环境承载力有极大贡献

自贡市2021年水资源总量为22.37亿m3，水资源人均占有量898 m3，仅占全省人均水资源量的23.2%。市政府驻地所在的自流井区水资源总量仅0.81亿m3，人均水资源量仅168 m3，另外3个主城区人均水资源量也不到1000 m3，因此水资源先天不足，水环境承载力相对较差；而荣县地处釜溪河上游，辖区还有越溪河，水资源人均占有量达到1510 m3，水环境承载力强，未超载。沱江干流和釜溪河均流经富顺县，水资源人均占有量为1035 m3，水环境承载力也未超载。

5 对策建议

5.1 有序推动产业结构转型升级

自贡市是一座老工业城市，化工城建设、“三线建设”铸就了曾经的工业辉煌，但随着时代变迁，机械制造、盐化工等传统产业结构陈旧、创新驱动不足。在抢抓成渝地区双城经济圈建设重大战略机遇之际，2017年4月份，自贡市被列为全国首批老工业城市产业转型升级示范区，转型升级传统产业、持续发力新兴产业已初见成效。建议进一步优化产业结构，加快发展装备制造、通用航空、先进材料、新能源等特色产业，推动形成绿色低碳生产方式，杜绝钢铁、煤炭、造纸、纺织等高耗水行业。鼓励水泥、化工、装备制造等重点行业实施绿色化改造，依托东方电气集团东方锅炉股份有限公司、中昊晨光化工研究院有限公司、凯盛(自贡)新能源有限公司等重点企业，坚定走绿色、低碳、发展之路。加快建成中兴能源全球总部基地、光储智能微电网研发生产基地，探索发展氢燃料电池、新能源动力锂电池等新能源产业，厚植“再造产业自贡”核心竞争力[18]。

5.2 引导产业向城市下游布局

自贡市因盐而兴、因盐设市，绕城而过的沱江支流釜溪河见证了这座城市的兴衰历程。釜溪河自古为自贡盐场的主要运道，工业企业依河而建，且主要集中在大安区、贡井区等城市上游，产业布局不尽合理。从水环境承载力评价结果来看，大安区、贡井区水环境承载力指数最低，评价为超载和临界超载。因此，引导工业企业逐步向城市下游方向发展势在必然。建议上游荣县发展农副产品加工，贡井区依托航空产业园重点发展无人机及通航产业；主城区大安区、自流井区重点发展商贸旅游、现代物流、电子商务，实现文旅融合发展；下游借力现有高新技术产业开发区、川南新材料产业基地、循环经济产业园和富顺县晨光工业园区，大力发展节能环保、装备制造、新材料等绿色新型产业。支持提升沿滩省级高新区和富顺晨光省级经开区的承载能力，优化全市化工产业布局，加快推进项目建设，推动化工产业集中、集约、集群发展[18]。

5.3 强化水资源调配管理考核

自贡市是全国50个最严重缺水城市之一，切实保护和有效利用有限的水资源是当务之急。建议坚持节水优先方针，以水定城、以水定地、以水定人、以水定产，持续推进国家节水城市建设，有效提升水资源节约集约利用水平。坚持“先生活、后生产、再生态”的原则，统一调度管理小井沟水库、双溪水库及釜溪河、旭水河、威远河等河库的生产生活用水及放水、用水，统筹实施釜溪河生态补水，保证达到最小下泄流量，合理利用水资源，恢复水生态。全面实行最严格水资源管理制度，强化水资源管理考核，坚持开源与节流并重、治污与生态修复并举，用水总量控制、用水效率控制、水功能区限制纳污3项指标均达省考核目标要求[19]。充分利用外调水，合理使用当地水，以向家坝、长征渠两大重点跨区域引水工程为骨架，有效调节水资源时空分布，优化配置和调度管理水资源。加强全民行动，倡导全民节约用水，加强“中水”回用，减少水资源浪费，在全市范围内形成良好的节水氛围。

5.4 持续有力推进水污染防治

近年来，自贡市坚定不移走生态优先绿色发展之路，努力筑牢生态本底，环境质量持续改善。“十三五”期间，自贡市地表水环境质量改善明显，优良水质占比由15.4%提升至69.2%，中、重度污染水质占比由23.1%下降至0[13]。“十四五”期间应持续深入推进水环境治理，坚决打好碧水保卫战，不断加大釜溪河、旭水河、威远河流域污染治理力度，持续改善水生态环境质量。全面强化工业水污染防治，推进重点行业企业提标改造，落实污水达标，减少污水排放量。推进城镇和农村生活污水处理能力提质增效，坚持新建生活污水处理设施与配套管网同步设计、同步建设、同步投运。加大农业面源整治力度，加强农村生活污水治理，持续推进入河排污口整治，全面开展小流域整治。加强小井沟水库、双溪水库、木桥沟水库、碾子滩水库等重要饮用水水源地保护，充分保障饮水安全。坚决守住水环境质量“只能更好、不能变坏”底线，确保全市国控、省控地表水断面水质达到或好于Ⅲ类比例达100%，切实筑牢长江上游生态屏障。

6 结论与讨论

水环境作为社会、经济发展的基本条件，它的承载能力对地区发展起着重要作用。通过开展水环境承载力指数计算和评价，可得出以下结论：①自贡市2021年水环境承载力指数为88.10%，状态为临界超载，对区域人口、经济和社会活动的支持能力一般；②区县水环境承载力指数介于60.42%～98.61%之间，其中荣县和富顺县水环境承载力状态为未超载，对社会经济系统支持能力较强；自流井区、贡井区、沿滩区为临界超载，对社会经济系统支持能力一般；大安区为超载，对社会经济系统支持能力不足；③自贡市是老工业城市，产业结构陈旧、创新驱动不足，同时又是全国50个最严重缺水城市之一，水资源和水环境容量先天不足，因此，这也是水环境承载力临界超载的客观原因。

结合自贡市水环境质量、水资源现状和社会经济数据进行分析，提出有利于自贡市“十四五”期间绿色低碳发展，建设生态文明城市的对策建议，统筹“水资源、水生态、水环境”协同治理。①推动产业结构转型升级，以全国首批老工业城市产业转型升级示范区建设为契机，推动传统产业转型升级，走绿色、低碳、可持续发展之路；②优化调整产业布局，推动化工、新材料和装备制造业集中、集约、集群发展，引导工业企业逐步向城市下游发展；③强化水资源调配管理，以水定城、以水定地、以水定人、以水定产，统筹实施釜溪河生态补水，保证达到最小下泄流量；④持续推进水污染防治，以改善环境质量为核心，统筹釜溪河流域工业污水、生活污水及农业面源污染防治，确保国、省控断面水质全面达到或好于Ⅲ类。