非常規水資源綜合評價與決策研究

(遼寧省鞍山水文局，遼寧 鞍山 114000)

非常規水資源綜合評價與決策研究

周環宇

(遼寧省鞍山水文局，遼寧 鞍山 114000)

常規水資源是水資源開發利用的重要組成部分，在常規水資源不能滿足當今社會經濟發展需求時，需建立非常規水資源開發模式。本文針對目前遼寧省非常規水資源開發利用現狀，選取污水處理回用量、雨水利用量、微咸水淡化量、海水淡化量評價指標，運用模糊綜合評價法對遼寧省現狀年、規劃年的非常規水資源進行綜合評價。結果表明，非常規水資源總利用量有所增加，成緩慢上升趨勢，在2020年的評價值達到最高。在評價結果的基礎上，提出了相應的保護措施，為遼寧省水資源可持續利用提供了理論依據。

非常規水資源；模糊綜合評價；保障措施；應用研究

1 引 言

非常規水資源是指區別于一般意義上的地表水、地下水的水源，包括污水處理回用水、海水、微咸水、雨洪水等。非常規水資源利用量的多少是一個城市水資源開發利用先進水平的重要標志，充分利用非常規水是解決城市缺水問題的必要手段[1]。在社會經濟快速發展的背景下，人們對水資源的開發利用意識普遍提高，非常規水資源研究已經成為水資源優化配置工作中的重要組成部分，也是衡量水資源開發利用程度的重要標志。

目前，國內學者對非常規水資源評價具有廣泛的研究，主要涉及影響因素的選取和評價方法的研究。張樹軍等[2]以淮北市采煤沉陷區為研究對象，運用情景分析法組合構建了18種未來可能情景，采用典型年水量均衡法計算得到了不同情景下沉陷區的供水保證率；劉同僧[3]對廊坊市的微咸水、雨水、再生水等水資源的開發利用進行調查，對非常規水資源開發利用潛力進行分析；梁士奎等[4]從區域水資源配置的角度，探討了非常規水資源利用的幾個關鍵問題，提出了新密市開發利用非常規水資源的途徑和措施，為新密市開展最嚴格水資源管理提供了參考；卜慶偉等[5]對黃河三角洲地區水資源供需矛盾突出問題，提出綜合利用模式，構建生態水網等實現非常規水資源的綜合利用。總體來看，非常規水資源研究受到地域性限制，發展極不平衡，還需要在今后研究中根據區域的實際情況，因地制宜選取合理的評價方法和利用途徑，建立多因素的保障體系。

2 非常規水資源模型建立

2.1 綜合評價模型的適用性

非常規水資源系統是一個復雜的系統，其受生態環境、經濟、社會等多方面因素綜合影響，水資源情況復雜、模糊。選用模糊綜合評價模型，將模糊數學方法與實際測量值相結合，可以有效地解決邊界模糊的影響和評價區域的檢測誤差。

2.2 非常規水資源評價模型

非常規水資源評價體系是由多個復雜系統組成，常常涉及多個因素或者多個指標，這就要求根據這么多因素對事物做出綜合評價，判斷事物的優劣性，也是對受到多因素影響的事物做出全面評價。根據遼寧省實際情況，數學模型采用模糊綜合評價模型，該模型由多個影響因素組成，涉及多個評價指標，根據選取的指標值進行綜合評價，以確定評價指標的優劣性。建立步驟如下[6]：

a.建立評價指標因素集U={u1，u2，u3，…，un}。

b.建立評價集V={v1，v2，v3，…，vn}。

c.計算單因素評判矩陣Rf∈(U×V)：

對于i地區來說，其隸屬函數的公式如下:

式中rjk——指標j的特征值對第k級標準的隸屬度；

Sj1，Sj (k - 1)，Sjk，Sj( k+ 1)，Sjp——指標j的第1級、k-1級、k級、k+1級、p級的標準值。

d. 綜合評判。根據變異系數法[7]，計算各因素的權重A。運用模糊綜合評價法—主因素突出型。

在模型M(·，∨)中，乘以小于1的權重ai，說明ai是在考慮多因素是rij的修正值，與主要因素有很大的相關性，而忽略了次要因素。

3 水資源開發利用狀況

3.1 基本水資源狀況

遼寧省位于中國東北地區南部，轄14個地級市，其中副省級城市2個(沈陽、大連)。2015年，全省平均降水量565.0 mm，比多年平均值少16.7%，全省水資源總量178.96億m3，比多年平均值少47.6%，入海水量58.83億m3，總供水量與總用水量均為140.75億m3，全省降水總量、地表水資源量、地下水資源量和水資源總量均少于多年平均值。

3.2 非常規水資源狀況

遼寧省非常規水源的開發利用始于再生水及海水淡化的利用，再生水的利用逐步增加，海水淡化比重逐漸增大。遼寧省31個地市，全部建有污水處理廠，2015年污水處理量為4.04億m3，比2014年增加了0.8億m3；海水淡化量為0.11億m3，比2014年增加了10%，隨著沿海經濟的迅速發展，海水淡化量日趨增多。

4 非常規水資源綜合評價

4.1 評價指標的選取

非常規水資源評價指標是水資源承載力評價指標中典型參考因素，非常規水資源評價指標從水資源因素、社會經濟因素、生態環境因素等方面考慮。考慮到評價指標間的相關性、獨立性、代表性和可收集性，通過調查收集，本文共選取4個反映遼寧省非常規水資源評價指標。評價指標體系如下圖所示。

非常規水資源評價指標體系圖

4.2 非常規水資源評價分析

科學分析評價遼寧省淡水資源是實施水資源集約利用與最嚴格管理的首要前提，對分析評估水資源保障能力、實現可持續發展具有重要意義。遼寧省是水資源緊缺型大省，隨著社會經濟的發展，生態環境的變化，水資源供需平衡日趨矛盾尖銳，因此本文以遼寧省典型的非常規水資源為依據，進行水資源模糊綜合評價。

a.以《遼寧省水資源公報》和《遼寧省統計年鑒》為基礎數據，選取評價因素集

U={u1污水處理回用量，u2雨水利用量，u3微咸水淡化量，u4海水淡化量}。

b.評價指標集以時間為節點，即

V={v12001年，v22010年，v32015年，v42020年}。

c.計算單因素評判矩陣:

d.權重確定與評價結果。在非常規水資源評價中，由于各評價指標具有獨立性，量綱不統一，指標取值差異越大的指標，也就是越難以實現的指標，更能反映被評價單位的差距。權重的確定采用變異系數法，各價值指標權重值A見下表。

評價指標權重值表

遼寧省非常規水資源模糊綜合評價結果歸一化，得：

4.3 結果分析

由水資源模糊綜合評價結果來看，遼寧省在每10年一個時間節點上非常規水資源評價排序為v4>v3>v2>v1，非常規水資源總的利用量有所增加，趨勢是緩慢上升的，在規劃水平年2020年的評價結果最高，其次是2015年，因為在規劃水平年2020年遼寧省城市排污量達到40億m3，如能合理利用開發，可以解決今后幾年缺水量的30%左右。微咸水淡化方面，遼寧省開發效率還比較低，微咸水淡化主要涉及到種植業和養殖業，是今后開發的主要的非常規水資源來源之一。遼寧省年內降水分配極不均勻，發展雨水集中利用，對非常規水資源量進行補充，符合遼寧省根據不同區域實際情況開發非常規水資源的現狀。到2020年非常規水資源評價值最高，這與當地實際水資源情況吻合，評價結果合理。

5 非常規水資源開發利用保證措施

5.1 制定合理可行的水價管理體系

綜合考慮水資源費的變化動態，以改善水質、輸排水管網、水量為目的，對供水成本進行核算，在滿足非常規水資源成本基礎上，合理制定回用水的供水價格。完善水價形成機制，制定科學、合理、公平的收費標準，取締不合理加價收費，完善水價計費方式，實行末級水價收費制度。

5.2 加強非常規水資源工程建設

擴大雨水回收利用、再生水回用、微咸水與海水淡化利用的范圍，加快基礎工程設施建設，全省污水處理覆蓋率擬達到85%以上。在全省各市區內，凡是能夠符合再生水使用條件的，優先使用再生水，實現中心城區—工業園區—農業灌溉區有效結合的供水管網工程。未來5年，建設海水淡化工程，推動海水淡化在電力、化工兩個行業的應用，充分利用海水的巨大潛力。

5.3 非常規水資源利用管理體系建設

在實施最嚴格水資源管理制度的條件下，非常規水資源的用水、節水、治水等都離不開法律規范的約束和管理，法律的實施是非常規水資源可持續利用的保證，因此，建立水法規體系，不僅能滿足可持續發展的要求，還能以水資源可持續發展來完善法律制度體系。在法律制度的條件下，把非常規水資源引入市場，在市場的機制下，建立與市場經濟相適應的水市場，這樣可以用經濟手段去對水資源進行公平的分配。

5.4 實行分質供水，削減入河和入海污染物

為了解決遼寧省水資源短缺問題，分質供水成為供水的主要方式。分質供水采用了小分質供水、大分質供水系統。小分質供水范圍主要是居民住宅、公共場所、賓館、學校等局部供水，有直接飲用水系統、中水系統兩種；大分質供水是城市大范圍供水區域供水，主要水源來于原水和污水。同時，取締污染水質的非法污水排放口，加大入河和入海水處理設施建設，保證城市集中供優質水是未來改善飲水水質的大方向。

6 結 論

本文通過對遼寧省非常規水資源開發利用進行分析，全面了解了非常規水資源開發利用是水資源短缺和經濟社會用水矛盾突出下的必然選擇。非常規水資源評價指標包括：污水處理利用量、雨水利用量、微咸水和海水淡化量等。以模糊綜合評價法為基礎，對遼寧省2001年、2010年、2015年、2020年非常規水資源進行評價，通過評價計算得到逐漸上升，結果表明遼寧省到2020年非常規水資源評價結果最高，與當地實際水資源情況吻合，評價結果合理。

為了更好地認識遼寧省非常規水資源的價值，提高雨水、污水回收、微咸水與海水淡化等的利用效率，提出非常規水資源面臨的主要問題和今后開發中所采取的保障措施。非常規水資源開發利用高效的實施，要結合區域的實際狀況，遵循開發—利用—管理—保護—再開發的原則，科學合理布局非常規水資源，為提高水資源承載能力與可持續發展提供理論依據。

[1] 劉偉.非常規水資源利用基本問題的研究[D].天津：天津大學，2004.

[2] 張樹軍，許士國.淮北市采煤沉陷區非常規水資源開發利用研究[J].水電能源科學，2010，28(7):27-30.

[3] 劉同僧.廊坊市非常規水資源開發利用潛力分析[J].地下水，2015，37(2):136-137.

[4] 梁士奎，左其亭.非常規水資源利用關鍵問題討論—以新密市為例[J].南水北調與水利科技，2012，10(3):109-112.

[5] 卜慶偉，辛宏杰.黃河三角洲非常規水資源綜合利用[J].水資源保護，2012，28(1):42-45.

[6] 謝季堅，劉承平.模糊數學方法及其應用[M].武漢：華中科技大學出版社，2006.

[7] 高威.遼寧省非常規水源利用情況與問題淺析[J].東北水利水電，2017，(11)：25-26..

Comprehensiveevaluationanddecisionstudyonunconventionalwaterresources

ZHOU Huanyu

(LiaoningAnshanHydrographicBureau,Anshan114000,China)

Unconventional water resources are important parts of water resources development and utilization. When conventional water resources cannot meet current demand on social and economic development, it is necessary to establish unconventional water resources development pattern. In the paper sewage treatment recycling dosage, rainwater utilization, brackish water desalination and seawater desalination evaluation index are selected in view of present status of unconventional water resources development and utilization status in Liaoning Province. Fuzzy comprehensive evaluation method is used for comprehensively evaluating unconventional water resources in Liaoning Province at current year and planned year. The results show that total consumption of unconventional water resources has been increased with a slow upward trend, and the evaluation value is highest in 2020. Corresponding protection measures are put forward based on the evaluation results, thereby providing theoretical basis for the sustainable utilization of water resources in Liaoning Province.

unconventional water resources; fuzzy comprehensive evaluation; safeguard measures; application research

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.011.013

TV213.9

A

2096-0131(2017)011-0048-04