基于生態(tài)足跡法的合肥市水資源可持續(xù)利用評價

鄭佳重 朱 梅 王振龍,2 許良元 趙 博 趙家祥

基于生態(tài)足跡法的合肥市水資源可持續(xù)利用評價

鄭佳重1朱 梅1王振龍1,2許良元1趙 博1趙家祥1

隨著水資源短缺問題的日益凸顯，對水資源可持續(xù)利用的深入研究已成為促進經(jīng)濟社會環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。水資源生態(tài)足跡模型和水資源生態(tài)承載力模型兩種模型的提出與比較為水資源可持續(xù)利用的定量評價提供了新思路。

一、模型概述及水資源可持續(xù)利用評價指標(biāo)

1.水資源生態(tài)足跡模型

水資源生態(tài)足跡計算模型如公式（1）表示：

2.水資源生態(tài)承載力模型

水資源生態(tài)承載力計算公式可表述為：

3.模型中參數(shù)的選取

（1）水資源全球平均生產(chǎn)能力（PW）

水資源生產(chǎn)能力即為水文學(xué)中的平均產(chǎn)水模數(shù)，定義為計算時段內(nèi)為地表水資源量與地下水資源量中扣除重復(fù)計算量除以計算區(qū)域的面積，公式如下：

本文采用的水資源全球平均生產(chǎn)能力即為世界平均水平（31.4× 104m3/hm2）。

（2）水資源全球均衡因子（γw）

本文采用表1中Wackernagel所提供水域2的6.95作為水資源全球均衡因子。

表1 水資源均衡因子

（3）水資源產(chǎn)量因子（ψ）

水資源產(chǎn)量因子根據(jù)水資源平均生產(chǎn)能力確定的公式如下：

本文中的水資源產(chǎn)量因子取1.54。

4.水資源可持續(xù)利用評價指標(biāo)

為了更加科學(xué)地測度經(jīng)濟社會環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r，需要將生態(tài)足跡評價作進一步改進。因此，本文將水資源可持續(xù)利用評價指標(biāo)納入生態(tài)足跡的分析框架之中，并借此來客觀、準(zhǔn)確、深刻地評價合肥市水資源的可持續(xù)利用狀況。

（1）水資源生態(tài)容量

生態(tài)容量即承載力與生態(tài)足跡之間的差值，是水資源生態(tài)足跡對于水資源生態(tài)可持續(xù)利用的衡量，主要通過水資源生態(tài)赤字和水資源生態(tài)盈余來表示。計算方法如下公式：

（2）水資源生態(tài)壓力指數(shù)

水資源生態(tài)壓力指數(shù)是一個生態(tài)指數(shù)測度，能準(zhǔn)確地測評社會經(jīng)濟系統(tǒng)對水資源的壓力強度的相對大小，是一種理想的水資源可持續(xù)利用狀況的測度方法。同時，水資源生態(tài)壓力指數(shù)能把一個地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展所需要的水資源耗費量與該地區(qū)的水資源承載力有機地結(jié)合起來，并以定量和指數(shù)的形式科學(xué)地進行水資源安全的等級測度。其計算公式為：

二、合肥市水資源賬戶核算結(jié)果

本文對合肥市水資源生態(tài)足跡和水資源生態(tài)承載力進行計算，在此基礎(chǔ)上，計算了水資源生態(tài)容量和水資源生態(tài)壓力指數(shù)，對合肥市水資源可持續(xù)發(fā)展和利用情況進行深入分析。

1.生活用水賬戶

生活用水包括城鎮(zhèn)生活用水和農(nóng)村生活用水。

2.生產(chǎn)用水賬戶

生產(chǎn)用水細(xì)分為農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)以及林牧漁業(yè)4個三類賬戶。

①農(nóng)業(yè)用水包括牲畜用水和農(nóng)作物灌溉需水。根據(jù)灌溉面積的改變、種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整和灌溉定額及渠系水利用率的變化，可以求出未來年份的灌溉用水變化情況。為了更科學(xué)準(zhǔn)確地分析合肥市水資源可持續(xù)利用狀況，本文對生產(chǎn)用水賬戶中的農(nóng)業(yè)用水將依據(jù)農(nóng)業(yè)灌溉保證率的不同（50%、75%、95%）來進行計算分析。

②在計算生態(tài)需水量的時候，河道外生態(tài)總需水量為城鎮(zhèn)綠化和道路澆灑用水量之和。

③為考察不同的對策如何影響未來

工業(yè)、建筑業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)部門用水需求和節(jié)水潛力趨勢，從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、技術(shù)進步、節(jié)水政策和環(huán)境政策的制定與實施方面對工業(yè)、建筑業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)各情景做概述性描述。

三、結(jié)論與建議

社會生產(chǎn)的任何階段幾乎都需要水，因此社會發(fā)展對水的需求是導(dǎo)致水資源生態(tài)足跡持續(xù)走高的主要原因，同時由于水資源利用率不高導(dǎo)致生產(chǎn)用水增長也是水資源生態(tài)足跡較大的一個原因。經(jīng)過對合肥市水資源賬戶的計算分析后，本文得到如下四個結(jié)論，并提出相應(yīng)建議：

結(jié)論一：六種生產(chǎn)用水狀況下，合肥市人均水資源生態(tài)足跡都在逐年上升，但是每種生產(chǎn)用水狀況下的人均水資源生態(tài)足跡2015年較2010年增幅較大，2020年較2015年增幅較小。說明水資源生態(tài)足跡的不斷幅度上升是社會經(jīng)濟發(fā)展的需要，而增幅的不斷減小充分說明合肥市在“十二五“期間對水資源的利用效率有了顯著的提高，這與合肥市近年來以及今后的發(fā)展規(guī)律基本是一致的。

此外，同一年份生產(chǎn)用水狀況對應(yīng)的農(nóng)業(yè)保證率和工業(yè)情景越高，合肥市人均水資源生態(tài)足跡隨之也越大。由于水資源賬戶細(xì)分為生活用水賬戶、生產(chǎn)用水賬戶和生態(tài)用水賬戶3個二類賬戶，生產(chǎn)用水所占的比例達(dá)到30%以上，因此這類用水對水資源生態(tài)足跡的影響比較大。

結(jié)論二：從2010年到2020年，合肥市人均水資源生態(tài)承載力在不斷減小，由此可以推測，未來若干年，合肥市水資源可以開發(fā)利用的空間在不斷縮小，這對于合肥市經(jīng)濟、社會的快速發(fā)展是不利的，對合肥市“十二五”規(guī)劃中各項指標(biāo)的實現(xiàn)也會產(chǎn)生消極后果。

表2 水資源賬戶核算結(jié)果表

結(jié)論三：從2010年到2020年，六種生產(chǎn)用水狀況下對應(yīng)的水資源生態(tài)容量均為赤字。說明合肥市的生產(chǎn)消費活動不處于生態(tài)系統(tǒng)可承載的范圍之內(nèi)，這一點與前面兩點結(jié)論相吻合。

結(jié)論四：2010~2020年，六種生產(chǎn)用水狀況下，合肥市水資源生態(tài)壓力指數(shù)都在逐年上升，并且EPIW均大于1，表明合肥市水資源供給量小于消費量，未能實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。但是每種生產(chǎn)用水狀況下的水資源生態(tài)壓力指數(shù)2015年較2010年增幅較大，2020年較2015年增幅較小。

建議一：建議合肥市在“十二五”期間乃至今后更長的時期內(nèi)，應(yīng)當(dāng)將產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型作為經(jīng)濟發(fā)展的重中之重，依托城市科研能力，努力進行科技成果轉(zhuǎn)化和發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，從而減少高耗能的工業(yè)比重，為城市可持續(xù)發(fā)展做貢獻(xiàn)。

建議二：建議針對存在的問題，合肥市應(yīng)該在努力減少水資源消耗的基礎(chǔ)上積極尋求可持續(xù)利用的水源，如加快治理巢湖的步伐、積極保護董鋪、大房郢水庫的水質(zhì)安全、協(xié)調(diào)大別山地區(qū)大型水庫與合肥市供水保障的關(guān)系等。

建議三：綜合考慮水資源供給和需求兩方面的多種方案來實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，在促進節(jié)水、減少污水排放、避免水生態(tài)環(huán)境惡化等方面著手，努力減少水資源赤字，實現(xiàn)區(qū)域水資源可持續(xù)發(fā)展。

此外，同一年份生產(chǎn)用水狀況對應(yīng)的農(nóng)業(yè)保證率和工業(yè)情景越高，合肥市水資源生態(tài)壓力指數(shù)隨之也越大。EPIW越大，水資源安全受到的威脅就越大，說明在未來的一段時期合肥市水資源安全將會受到更大的威脅。

建議四：建議合肥市應(yīng)該采取有效、可行、科學(xué)的措施，從源頭解決產(chǎn)業(yè)布局不合理的問題，重視水資源的節(jié)約使用和廢污水的循環(huán)利用，加強對生態(tài)資源的保護，就有可能減輕這一系列威脅■

（作者單位：1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院230036 2.水利水資源安徽省重點實驗室 233000）