台州市水资源承载能力评价

2023-06-11张自英尹志伟陈雨瑶

安徽农业科学 2023年10期

张自英尹志伟陈雨瑶

摘要为了促进台州市水资源与经济的全面发展，以2010—2020年为研究时间段，2020年为现状年，使用负载指数法和主成分分析法评价台州市水资源承载力的时间和空间发展趋势，结果表明：社会经济发展水平是影响台州水资源承载力的主要因素，同时台州市9个行政区水资源负载指数呈逐年上升，台州市水资源压力越来越大，水资源开发潜力普遍较低，其中路桥区情况最为严重，水资源负荷最大，开发潜力最低；天台县、仙居县的开发潜力相对较大，可作为台州市水资源开发的重点区域。

关键词水资源承载能力；主成分分析；水资源负载指数；台州市

中图分类号 TV213.4 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2023）10-0167-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.10.037

Abstract In order to promote the overall development of water resources and economy in Taizhou，taking 2010-2020 as the research period and 2020 as the status year， the load index method and principal component analysis method were used to evaluate the temporal and spatial development trend of water resources carrying capacity in Taizhou. Results showed that the social and economic development level are the main factors influencing Taizhou water resources carrying capacity， and Taizhou nine administrative region water resources load index has been rising year by year， Taizhou water pressure is more and more big， the water resources development potential is generally lower， the situation of Luqiao area is in the worst condition， water load is the biggest， development potential is the lowest;Tiantai County and Xianju County have relatively large development potential， which can be used as the key areas of water resources development in Taizhou City.

Key words Water resources carrying capacity;Principal component analysis;Water resource load index;Taizhou City

20世紀80年代，水资源承载力的概念被引入“社会-经济-生态环境”复合系统中［1］；随后水资源承载力在城市的发展规划和水资源评价与管理中得以应用［2-3］；2001年，Varis等［4］分析研究了工业化对我国长江水资源承载力的影响；2016年，Kuzdas等［5］从空间布局的角度进行水资源承载力空间比较；国内的研究最早出现于对新疆水资源承载能力和开发战略对策的研究［6］；开始时着重对概念和理论基础进行评价与研究；随着研究的深入，研究内容和方法逐渐完善，2004年龙腾锐等［7］提出应从社会经济、技术进步、时空间等多维度诠释水资源承载力的内涵；2001年惠泱河等［8］分析了水资源承载力的评价体系和评价方法；2008年王浩等［9］提出了水资源承载力评价指标体系的可比性、比例性、效率性和局限性原则。近10年的研究聚焦于水资源紧缺的地区，如西北干旱地区（新疆、陕西［10］等）和经济发达地区［11-12］。

有关学者也对台州市的水资源和水环境进行了研究，2012年李垚奎等［13］利用DRASTIC模型和Arcgis软件对台州市地下水承载力进行评价；2016年陈林华等［14］利用层次分析法对台州市环境承载力进行计算与评价，提出了提高水资源承载力的相关对策，为今后研究打下了良好的基础。台州市作为我国重要的沿海经济城市，近十几年来，随着经济水平显著提高，对水资源的需求也明显增加。因此，迫切需

要对台州市水资源承载能力从时间和空间维度进行评价，从而分析台州市水资源能否满足社会经济高速发展的需求。

1 研究区域概况

台州市位于浙江中部沿海，土地面积9 411 km2，台州市境内有大小河流（含干支流）700余条，其中流域面积大于100 km2的25条。台州市境内主要有椒江、金清两大河流水系。椒江是境内最大河流，金清水系横贯温黄平原中部，流经温岭区，为温黄平原主要排灌、航运水道。2020年，台州市水资源总量占浙江省的5.89%，共计60.3亿m3。台州市包括椒江区、黄岩区、路桥区、临海市、温岭市、玉环市、天台县、仙居县、三门县9个各级行政区。2020年台州市常住人口共计662.7万人，城镇化率61.98%，实现国内生产总值5 262.7亿元，固定资产投资3 151.3亿元，居民人均可支配收入5.02万元，全市产业结构为5.6∶43.7∶50.7。

2 水资源承载能力评价方法

2.1 水资源负载指数评价法

水资源负载指数能够反映区域水资源承载负荷，表明区域水资源的开发潜力和开发难易程度［15］，计算公式为

3 水资源承载力评价

3.1 水资源承载力时间评价

以2010—2020年为研究时间段，研究台州市水资源承载力随时间的变化趋势。

3.1.1 负载指数时间评价。

将所得的台州市数据带入公式，得到台州市水资源负载指数如表1所示。由表1可知，水资源负载指数总体逐年上升，说明台州市水资源的负载越来越大，开发潜力逐年降低。除了2010年为Ⅲ，2011、2017、2018、2020年为I外，其他时期均為II级，说明台州市水资源开发潜力比较小，对该区域未来发展起到一定的制约作用。

3.1.2 主成分时间分析评价。

各指标初始数据如表2所示。相关系数矩阵见表3，该主成分分析相关系数绝大部分大于0.7，因此比较理想。

选取特征值为11.30的主成分1与特征值为1.16的主成分2，贡献率分别为87%和9%，累计贡献率为96%，由此得到表4。

第一主成分拥有87%的贡献率，同时构成第一主成分的驱动因子有X2、X3、X4、X5、X8，相关系数均高于95%，5个指标因子均与第一主成分呈正相关，因此社会经济因素是水资源承载力的主要影响因子。第二主成分占9%的权重，构成第二主成分的主要因子是X10，因此，第二主成分反映水生态环境保护是水资源承载力的主要影响因子。将各指标标准化后的数据带入各主成分表达式，得到表5［17］。综合得分越高，说明水资源承载力越强，水资源开发利用潜力越低，水资源压力越大［18］。

台州市综合得分保持逐年增长，由2010年的-3.57递增至2020年的4.61（表5），水资源开发利用潜力逐渐减小，水资源压力越来越大。这说明台州市经济的不断发展提高了水资源承载力。但同时也意味着人口增长和经济发展，使水资源的消耗与污水排放量增加，也使台州市面临的水资源负担加大，而水资源开发潜力逐渐降低。

3.2 水资源承载力空间评价

3.2.1 2020年各行政区负载指数评价。

以2020年为现状年，将台州市各行政区数据带入公式，得到水资源负载指数，如表6所示。由表6可知，除天台县为Ⅱ级，仙居县为Ⅲ级外，其他行政区均为I级，其中路桥区情况最为严重，说明台州市整体上处于水资源开发潜力较弱的困境，而天台县和仙居县的开发潜力相对较大，可作为台州市未来水资源开发的重点区域。

3.2.2 2020年各行政区主成分分析。

2020年各行政区主成分分析结果见表7。2020年台州市各行政区水资源承载力综合评分从低到高依次为仙居县、三门县、天台县、临海市、黄岩区、路桥区、玉环市、椒江区、温岭市。其中，仙居县、三门县、天台县综合评分小于-1，说明地区经济发展水平和水资源承载力低于平均水平，但水资源开发潜力也相对较大；临海市、黄岩区、路桥区、玉环市综合评分在-1～1，说明地区经济发展水平、水资源承载力和开发潜力均处于平均水平；椒江区、温岭市综合评分大于1，说明地区经济发展水平、水资源承载力高于平均水平，开发潜力相对较小，尤其是评分最高的温岭市2020年GDP达到1 136.9亿元，远远高于其他行政区，但水资源开发利用潜力最低，未来需要外来调水。同时，天台县、仙居县的水资源荷载等级在各行政区较优，说明水资源开发潜力高，是未来台州市开发利用水资源的重点区域。

4 结论与建议

（1）台州市水资源负载指数长期处于较低等级，负载指数评分总体呈逐年上升，说明台州市水资源的负载越来越大，水资源压力不断增大，台州市水资源开发潜力也逐年降低。

（2）通过主成分分析，台州市水资源承载能力一直处于逐年上升状态，尤其是2016年之后一直高于自身平均水平，但这也进一步反映了台州市水资源压力越来越大的问题。水资源承载力的主要影响因子是社会经济因素，其次是生态环境保护因素。

（3）2020年台州市水资源利用率为23.4%，高于全省同年平均水资源开发率16.0%，水资源荷载指数评价为I级，主成分分析评分为近10年来最高的4.64，说明台州市水资源开发利用程度达到很高程度，开发潜力较低，水资源对该地区的未来发展起到制约作用。

（4）现状年水资源承载力相对较高，水资源开发潜力较大的天台县，三门县和仙居县在未来可作为台州市水资源开发的重点区域；中等水平的临海市、黄岩区、路桥区、玉环市维持水资源平衡；温岭市、椒江区可能需要外来调水。同时，台州市水资源时空分布不均匀，应当兴建新的水利设施进行水资源调配，实现不同地区的水资源共享与互补。

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