基于層次分析法的河南省水資源開發(fā)利用評價

王 磊

(河北省衡水水文勘測研究中心，河北 衡水 053000)

1 概 述

水資源評價是對一個國家或地區(qū)的水資源數(shù)量、質(zhì)量、時空分布特征以及開發(fā)利用情況作出的分析和評估[1]。水資源評價可以分為以下幾類：水資源數(shù)量評價、水資源質(zhì)量評價、水資源開發(fā)利用及其影響評價。水資源評價應(yīng)該遵循的原則：地表水和地下水同一原則、水量水質(zhì)并重原則、水資源可持續(xù)利用和社會經(jīng)濟發(fā)展相協(xié)調(diào)、水資源可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境保護相協(xié)調(diào)[2]。

水資源開發(fā)利用程度評價，是根據(jù)水資源開發(fā)利用有關(guān)的評價指標(biāo)，來評價區(qū)域水資源開發(fā)利用程度，然后建立數(shù)學(xué)模型，并充分考慮水資源、社會、經(jīng)濟、環(huán)境等基本情況[3]。河南省分別屬于長江流域、淮河流域、黃河流域以及海河流域。全省河流眾多，流域面積在100 km2以上的河流493條，2014年全省平均降水量725.9 mm，全省的水資源總量283.37×108m3，全省水資源總量比多年平均值低29.8%，全省人均用水量為224 m3；萬元GDP用水量48 m3，比2013年降低23%。河南省水資源總量不足，而且水資源在地區(qū)上的分布不均勻，在區(qū)域上差異也比較大，水資源利用率也比較低，水資源浪費現(xiàn)象嚴(yán)重，而且污染情況嚴(yán)重。因此根據(jù)河南省水資源的基本情況，進行水資源開發(fā)利用評價，分析開發(fā)利用過程中存在的問題，提出水資源可持續(xù)利用的建議對策，對于河南省的經(jīng)濟社會發(fā)展有著重要的意義。

2 河南省水資源開發(fā)利用評價

2.1 評價指標(biāo)體系

見圖1。

圖1 初篩指標(biāo)集

2.2 評價指標(biāo)的篩選與構(gòu)造

本文從水資源系統(tǒng)、社會經(jīng)濟系統(tǒng)、水環(huán)境系統(tǒng)等方面，選取能很好地反映河南省水資源開發(fā)利用綜合評價的20個指標(biāo)。為了排除這些指標(biāo)之間的影響，本文根據(jù)相關(guān)系數(shù)法的原理與方法，利用SPPS軟件，進行指標(biāo)的相關(guān)性分析。將相關(guān)系數(shù)在0.9以上的指標(biāo)視為重復(fù)指標(biāo)，通過對相關(guān)系數(shù)大于0.9的指標(biāo)進行處理，最終篩選得到15個評價指標(biāo)，分別為產(chǎn)水模數(shù)、人均水資源占有量、人均供水量、污水處理率、綠化覆蓋面積、萬元GDP用水量、人均GDP、第三產(chǎn)業(yè)占GDP比例、人口密度、人口自然增長率、人均綜合用水量、工業(yè)用水比例、用水普及率、生活垃圾無害化處理率和水資源開發(fā)利用率。

2.3 綜合評價過程

2.3.1 模型的建立

根據(jù)所選指標(biāo)的含義，將水資源開發(fā)利用綜合評價指標(biāo)分為水資源系統(tǒng)、水資源開發(fā)利用程度、社會經(jīng)濟系統(tǒng)、水環(huán)境系統(tǒng)等4個子系統(tǒng)。河南省水資源開發(fā)利用綜合評價指標(biāo)體系，包括1個目標(biāo)、3個準(zhǔn)則、7個領(lǐng)域、15個指標(biāo)[4]，見圖2。

圖2 河南省水資源開發(fā)利用綜合評價指標(biāo)體系

2.3.2 權(quán)重確定

通過分別進行判斷矩陣A-B、B1-C、B2-C、B3-C、C1-D、C4-D、C5-D、C6-D、C7-D的計算，擬合以上權(quán)重值，在A目標(biāo)下C1-C7的組合權(quán)重見表1和表2。

表1 A-C的組合權(quán)重

表2 A-D的組合權(quán)重

最后進行目標(biāo)總排序一致性檢驗：

CR總=CI總/RI總=0.026<0.10

檢驗結(jié)果表明，總排序具有滿意的一致性。因此，判斷矩陣構(gòu)建有效。

2.3.3 指標(biāo)無量綱化

確定將對研究區(qū)域水資源開發(fā)利用綜合評價有顯著影響的水資源開發(fā)利用率作為參考指標(biāo)，記為X0(k)，k=1,2,…,m,m為研究區(qū)域的區(qū)域單元數(shù)，其余因素為比較指標(biāo)，記為Xi(k)，i=1,2,…,n,n為比較指標(biāo)數(shù)目，對各地市15個評價指標(biāo)進行數(shù)據(jù)無量綱化。

3 評價結(jié)果分析

見表3。

根據(jù)層次分析法的計算結(jié)果，結(jié)合河南省的實際情況，將河南省水資源開發(fā)利用程度分為3類：水資源開發(fā)利用程度高類、水資源開發(fā)利用程度中類、水資源開發(fā)利用程度低類[5]。這3類程度是通過比較得到的相對大小。見表4。

表3 2014年河南省水資源開發(fā)利用綜合評價指數(shù)

表4 2014年河南省水資源開發(fā)利用綜合評價指數(shù)和等級

由表4可以得出，鄭州市、鶴壁市為水資源開發(fā)利用程度高類，南陽市、商丘市、信陽市、周口市、駐馬店市為水資源開發(fā)利用程度低類，其他城市處于水資源開發(fā)利用程度中類。河南省的平均水平是處在水資源開發(fā)利用程度中類。

從表4中還可以得出，河南省水資源開發(fā)利用程度高的地市有2個，占全省地市數(shù)量的11.1%；水資源開發(fā)利用程度中等的地市有11個，占全省地市數(shù)量的61.1%；水資源開發(fā)利用程度低等的地市有5個，占全省地市數(shù)量的27.8%。水資源開發(fā)利用程度綜合指數(shù)最高只有0.648 0，綜合指數(shù)最低只有0.224 8。從地理位置上看，河南省水資源開發(fā)利用程度較高的地區(qū)主要集中于河南省的中北部，水資源開發(fā)利用程度較低的地區(qū)主要集中于河南省的中南部。從經(jīng)濟發(fā)展水平來看，河南省水資源開發(fā)利用程度較高的地區(qū)主要集中在人均GDP較高的鄭州市和鶴壁市，水資源開發(fā)利用程度較低的地區(qū)主要集中在人均GDP較低的南陽市、商丘市、信陽市、周口市、駐馬店市。

通過比較各地市的各指標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可以看出，水資源利用程度比較低的南陽市、商丘市、信陽市、周口市、駐馬店市，萬元GDP用水量比較大，城鎮(zhèn)化水平低，人均綜合用水量少，用水普及率低，水資源開發(fā)利用率低。這些城市水資源量還是比較多的，理論上水資源開發(fā)利用潛力較大。水資源開發(fā)利用程度比較高的城市，經(jīng)濟水平比較高，整個社會開始向節(jié)水型轉(zhuǎn)變。

4 對策研究

河南省的水資源時空分布不均勻。近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展、城市建設(shè)發(fā)展及人口的不斷增長，水資源危機不斷。水資源開發(fā)利用是否合理及是否可持續(xù)，關(guān)系著農(nóng)業(yè)、工業(yè)、人民生活，關(guān)系著整個國民經(jīng)濟的發(fā)展。

河南省水資源目前存在的問題：①水資源總量不足。2014年河南省水資源總量為283.4×108m3，居全國的第22名；人均水資源量為300.7 m3/人，居全國的第25名，占全國人均水量的1/7，水資源總量的不足使得全省水資源供需矛盾日益突出[6]。②水環(huán)境質(zhì)量不高。在2014年對河南省轄4流域河流水質(zhì)的監(jiān)測中，淮河流域監(jiān)測河段水質(zhì)全部是劣五類；黃河流域監(jiān)測河段水質(zhì)劣五類的占全部河段的29.8%，斷流河長占0.7%；淮河流域監(jiān)測河段水質(zhì)劣五類的占全部河段的25.3%，斷流河段占4.1%；長江流域水質(zhì)劣五類的占25.2%，河流的污染斷流情況不容樂觀。③水資源管理松散。地下水與地表水缺乏統(tǒng)一、協(xié)調(diào)管理，地表水與地下水在一定的條件下相互聯(lián)系。但由于在管理上的松散，使得城鎮(zhèn)用水與農(nóng)業(yè)用水出現(xiàn)矛盾，造成了水資源的浪費。河南省大多數(shù)城市以地下水供水為主，過度開采地下水，會造成地下漏斗等一系列問題，也不利于水資源的可持續(xù)發(fā)展。

總體來看，河南省水資源存在的問題：水資源短缺，且污染浪費嚴(yán)重，水資源開發(fā)不均衡，管理不科學(xué)，水資源難以滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的要求。根據(jù)如上問題，提出以下建議：

1) 加大水利工程措施，植樹造林、發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。通過水利工程的引、調(diào)、蓄、排等各種措施，改善河南水資源總量不足的現(xiàn)狀，提高對水資源時空分布不均的調(diào)控能力，減輕旱澇災(zāi)害。加強水利工程的系統(tǒng)功能建設(shè)，提升水資源的可持續(xù)利用。發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，既可以減少生產(chǎn)過程中污染物排入水中，又可以減少農(nóng)業(yè)灌溉用水，提高水生態(tài)環(huán)境的承載能力。在節(jié)約用水的同時還要保障生態(tài)用水，生態(tài)對于人民生活、城市發(fā)展、國家建設(shè)至關(guān)重要。

2) 加強污染源的綜合治理，發(fā)展科技加強污水處理技術(shù)。在水資源總量一定的條件下，減少污染、提高水質(zhì)十分重要。進行污染源的治理，主要包括對工業(yè)污染源、生活污染源、農(nóng)業(yè)污染源的治理。對于工業(yè)污染源，要給予資金、技術(shù)的支持，提高污水處理水平。對于生活污染源，要注意加強對生活垃圾的處理，培養(yǎng)人們不隨地亂扔垃圾的習(xí)慣，興建垃圾處理廠，對垃圾進行分類處理。對于水生態(tài)環(huán)境保護，關(guān)鍵在于維護好江河湖庫的水質(zhì)安全。

3) 調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，合理調(diào)配各部門的用水。用水部門主要有工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)環(huán)境用水。河南省是農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)業(yè)灌溉用水占有很大比例，節(jié)約農(nóng)田灌溉用水具有很大的潛力。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，各行各業(yè)發(fā)展迅速，對于水資源的要求也越來越高，各部門之間用水矛盾加劇。調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，合理調(diào)配各部門用水，可以優(yōu)化水資源配置，協(xié)調(diào)各部門的需水要求。水資源管理重點在河網(wǎng)管理，河南省確立了“兩橫、一縱、一面、一改”的水利發(fā)展總體框架[7]。

4) 加強水資源發(fā)展的法制建設(shè)。開發(fā)利用水資源，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，必須要有法律的保駕護航。現(xiàn)行的有效法律有《水法》《水污染防治法實施細則》《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)等。相關(guān)部門要根據(jù)各地的實際情況，依據(jù)法律的規(guī)定取水、用水、治水和管水。認(rèn)真貫徹落實《河南省節(jié)約用水管理條例》，加強執(zhí)法隊伍和裝備建設(shè)，加強對水資源管理的監(jiān)督檢查[8]。

5 結(jié) 論

本文建立了河南省水資源開發(fā)利用評價指標(biāo)體系，采用層次分析法進行評價。分析2014年水資源開發(fā)利用評價結(jié)果，得出鄭州市和鶴壁市開發(fā)程度比較高，占全省地市數(shù)目的11.1%；開發(fā)程度比較低的是商丘市、信陽市、南陽市、周口市、駐馬店市，占全省地市的27.8%；其他61.1%的城市處于水資源開發(fā)利用程度中類。

總體來說，河南省水資源開發(fā)利用程度不高。從經(jīng)濟發(fā)展水平來看，河南省水資源開發(fā)利用程度的高低與其經(jīng)濟發(fā)展水平的高低基本對應(yīng)，鄭州市作為河南省政治、文化、經(jīng)濟中心，水資源開發(fā)利用程度比較高。開發(fā)利用程度比較低的地市，水資源量比較多，具有較大的水資源開發(fā)利用潛力。