蒲河流域水資源承載能力評價

姜天宇

(遼寧省大伙房水庫輸水工程建設局，遼寧 沈陽 110166)

1 引言

21世紀水資源短缺與水環境惡化等問題日益突出，水資源超載現象頻繁出現。水資源是有限的，人類在開發利用方面必須在其可承載的范圍內進行，只有這樣才能滿足水資源的可持續發展。蒲河是沈陽市境內市管中型河流中最大的一條，河流貫穿該市中部產糧區，是沈陽市重要的糧食產區和經濟走廊。隨著蒲河流域經濟的快速增長以及社會各方面對水需求的迅猛增加，水資源供需矛盾日益突出。水資源承載能力是水資源可持續開發利用的前提，水資源可持續利用必須是在水資源承載能力允許的范圍內進行。水資源承載力作為可持續發展以及水安全等重大課題的基礎性研究內容，值得廣泛關注和研究。

2 國內外研究現狀

國外對承載力的研究起源于20世紀70年代，但專門的研究較少，僅是在可持續發展問題中得到泛泛的討論。國內在水資源承載能力方面的研究起步較晚。最早是20世紀80年代，以施雅鳳院士為代表的中科院水資源新疆課題組提出的水資源承載力的研究，當時的概念、理論以及計算評價方法等都還處于萌芽狀態。中國的水資源研究和水資源評價工作在整個80年代不斷的深入發展，90年代更是進入了深化理論基礎研究和提高水資源利用效率的新階段。

3 水資源承載力研究方法

3.1 水資源承載力影響因素

水資源承載力就是指在一定的社會經濟和技術條件下，以流域社會、經濟、生態相互協調可持續發展為目標，當地水資源能夠支撐的最大人口數量及社會經濟規模。影響水資源承載力的主要因素有:水資源系統本身、人類活動及意識等。其中水資源系統可利用水量的大小是其承載能力的內因;人類是水資源承載力的客體，在很大程度上影響著水資源承載力。

3.2 水資源承載力的主要研究方法

水資源承載力的主要研究方法及各自優缺點見表1。

本次研究將采用模糊綜合評價法對蒲河流域的水資源承載能力進行綜合評價分析。這種方法的優點是:一方面可以綜合處理主觀產生的離散過程，另一方面可以較全面的分析水資源承載力狀況。

3.3 模糊綜合評價法原理

模糊綜合評價方法是在對影響水資源承載力各個因素進行單因素評價的基礎上確定評語集合和權重，通過綜合評判矩陣對研究區承載力做出多因素綜合評價。本文采用層次分析法建立評價指標體系，結合模糊綜合評價法對蒲河流域各行政區進行評價分析，得到現狀年與規劃年的評價結果。

表1 評價方法對比表

4 蒲河流域水資源承載力評價

4.1 蒲河流域概況

4.2 承載力計算

4.2.1 評價指標體系的建立

根據指標體系選取的完整性、簡明性、層次性、動態性原則，全面考慮“水資源—社會—經濟—生態環境”的復合巨系統的特征，建立蒲河流域水資源承載力評價的指標體系如圖1。

圖1 蒲河流域水資源承載力評價指標體系

根據蒲河流域的具體條件，參照自然和社會經濟條件與研究區相似的其他區域的水資源承載力評價標準。作出相應調整后，確定表2中水資源承載力的三級標準V1、V2、V3，且V1級優于V2級，V2級優于V3級。

表2 綜合評價因素分級指標

4.2.2 層次分析法確定指標權重

層次分析法是在對復雜的決策問題的本質、影響因素及其內在關系等進行深入分析的基礎上，將各元素分解成目標、準則、方案等層次，利用較少的定量信息，使決策的思維過程數學化，從而為多目標、多準則或無結構特性的復雜決策問題提供簡便的決策方法。判斷矩陣標度及其內容見表3。

表3 判斷矩陣標度及其內容

分別計算上述8個指標的權重，均通過一致性檢驗，得到各指標層的組合權重結果如表4。

表4 各指標層組合權重

4.2.3 模糊綜合評價法計算綜合評分

1．計算步驟

每個樣品均進行 ROR-γt、Foxp3和內參 βactin的RT-qPCR，每個樣品設兩個平行管。總反應體積 20μl，反應條件:95℃30s；95℃15s，60℃ 1min,共40 個循環；95℃15s，60℃ 1min，95℃ 15s，60℃ 15s結束反應。計算ROR-γt mRNA、Foxp3 mRNA及βactin mRNA Ct值的平均值；根據目標基因和βactin Ct值均值計算樣本目標基因實際Ct值ΔCt=Ct目標-Ctβ-actin，對各樣本 ΔCt進行 2-ΔΔCt轉換，分析目標基因mRNA的表達，其中ΔΔCt=ΔCt實驗-ΔCt對照（對照為健康對照者）。

(2)建立隸屬函數，構造模糊關系矩陣R。根據隸屬函數，可確定各指標實際值的隸屬度，進行單因素評價，并得到隸屬度模糊關系矩陣。

(4)模糊復合運算。將A與各被評事物的R合成，得到各指標的綜合評價結果向量B。即:B=A·R。

(5)對V1、V2、V3進行0～1之間的評分，根據計算綜合評分值α。評分值α與評價等級承載狀況之間的關系見表5。

表5 評分值表

2．隸屬度計算公式

對于越小越優型評價因素，各評語級隸屬函數計算公式為:

對于越大越優型評價因素，各評語隸屬函數計算公式為:

式中，k1為評價等級v1與v2的臨界值;k3為評價等級v2與v3的臨界值;k2為評價等級v2的中點值，

3．綜合評分結果

(1)現狀年2010年計算結果如表6。

表6 2010年蒲河流域各行政區水資源承載力綜合評價結果

(2)規劃年2020年和2030年與現狀年評價相同的評價指標體系和標準，計算結果如表7、表8。

表7 2020年蒲河流域各行政區水資源承載力綜合評價結果

表8 2030年蒲河流域各行政區水資源承載力綜合評價結果

4．結果分析

從計算結果可以看出，整體來說，蒲河流域現狀年水資源承載能力狀態處于可承載狀態，承載潛力相對較小。規劃年蒲河流域各行政分區較現狀年的水資源承載狀況已得到一定的改善，承載能力也有了一定程度的提高，不過各方面仍需進一步加強，使未來蒲河流域的水資源承載能力進一步提高。

5 提高蒲河流域水資源承載能力的措施

5.1 加強水資源的保護和管理

首先，大力治理水污染，提高廢水回收處理利用，減少排污量，使水質逐步得到好轉，改善水環境，從而提高水資源可利用量。其次，重點加強對地下水資源的保護，對地下水資源的綜合治理，并控制對地下水資源的過度開采及利用。最后要加強飲用水源的保護，以防止水源枯竭和水質污染。

5.2 加大節水力度

針對蒲河流域用水特點，農業用水所占比重相對過大，水資源浪費嚴重，節水潛力很大。因此應大力推進節水型農業，擴大節水灌溉面積，提高灌溉水利用系數。

5.3 加大水環境治理力度，建設生態蒲河

蒲河流域天然水資源嚴重不足，主要水源水量較小，并受到嚴重污染，主要是工業廢水以及生活污水所致。蒲河流域雖然已經采取了一系列的治理措施，形成了一條生態廊道，然而，蒲河生態環境的治理仍有提高的空間。

5.4 加強水資源調度與統一管理

進一步強化水資源管理職能，實現水資源的“需求”管理方式，加強區域與流域水資源的統一調度，優化配置水資源，優先保證城鄉生活用水，最大限度地滿足工業用水，努力保證糧食安全用水，兼顧生態環境用水，通過實現水資源的優化配置，來改善水資源狀況，提高水資源的承載能力。

［1］何俊仕，張廣濤，王文殊等．蒲河流域雨洪資源利用及河道水生態修復應用研究［M］．北京:中國水利水電出版社，2011．

［2］董小曼．基于模糊綜合評判方法評價聊城市水資源承載力［J］．水資源與水工程學報，2010(02):137-140．

［3］李如忠．基于指標體系的區域水環境動態承載力評價研究［J］．中國農村水電，2006(09):42-46．

［4］房睿．層次分析法(AHP)在水環境承載力中的應用—以瑪納斯河為例［J］．黑龍江水利科學，2012(01):32-33．

［5］馬英，石瑞杰．基于模糊層次分析法的水環境承載力評價［J］．安徽農業科學，2010(21):405-407．

［6］王暄．基于模糊綜合評判法的塔里木河流域水資源承載力評價［J］．廣東水利水電，2010(08):46-48．