遼寧地區水資源承載能力監測預警機制及措施研究

李帥瑩

(遼寧省水利水電勘測設計研究院有限責任公司，遼寧 沈陽 110000)

為貫徹落實國家關于“抓緊對全國各縣進行資源環境承載能力評價，抓緊建立資源環境承載能力監測預警機制”的重要指示，按照《關于加快推進生態文明建設的意見》《生態文明體制改革總體方案》《水污染防治行動計劃》的有關要求和國家發展改革委關于建立資源環境承載能力監測預警機制工作的總體安排，水利部在全國范圍內組織開展水資源承載能力監測預警機制建設工作。為落實國家部委相關要求，探索建立水資源和水環境承載能力監測預警長效機制，亟需對水資源承載能力預警的標準以及工作機制進行探索和研究[1]。近些年來，水資源和水環境承載能力監測預警標準及機制研究國內不同流域已取得相應的研究成果[2- 14]，但各研究成果均表明水資源承載能力預警標準以及工作機制，需要結合區域水資源特點，因地制宜去制定相應的標準和工作機制體系。為此本文以遼寧省為例，從數據監測、監測預警數據庫、動態評價機制、預警標準、預警信息發布等方面，對遼寧省水資源承載能力監測預警流程和機制進行研究，研究成果可為建立東北區域資源環境承載能力監測預警長效機制提供重要參考。

1 水資源承載能力監測預警總體框架

水資源承載能力預警體系主體技術框架如圖1所示。首先是監測層，對水資源開發利用程度、水資源狀況、經濟社會指標等要素進行監測指標細化和網絡的完善。其次是評價層，主要結合監測層要素對區域水資源承載能力、負荷、水生態環境狀況進行評價，同評價指標和方法的完善，實現水資源承載能力的動態實時評價。第三是預警層，通過監測層以及評價層分析的數據，提出水資源承載能力實時狀態、演變趨勢以及變化原因，發布相關預警信息。第四是決策層，水行政主管部門會同相關部門對預警信息進行會商決策。第五是反饋層，通過資源、結構、經濟和性能指標來進行預警信息的反饋。

圖1 遼寧省水資源預警技術框架

2 水資源承載能力監測體系

2.1 監測要素分析

在現有水量水質兩類要素，用水總量指標、地下水開采量指標、水功能區水質達標率指標、污染物入河控制指標等四項基本評價指標基礎上，結合數據庫建設具體需求，選取影響區域水資源承載能力的指標作為監測要素。根據《全國水資源承載能力監測預警技術大綱(修訂稿)》中的評價方法，要進行水資源承載狀況評價，需得到水量、水質兩類要素共四項基本評價指標。為進行評價區域經濟社會發展水平、水資源情勢、水資源開發利用情況、水環境狀況等分析，還需要獲得評價區域經濟社會指標、水資源量(地表水資源量、地下水資源量、水資源總量、水資源可利用量)、分水源供水量、分行業用水量、水功能區水質狀況、污染物入河量等，還有輔助于水資源承載能力評價的用水總量控制指標、地下水開采量控制指標、水功能區水質達標率指標、污染物入河控制指標，輔助于水資源承載負荷評價的農業折減量、火核電折減量等，輔助于水資源承載狀況評價的地下水超采區狀況等。

2.2 監測數據庫

為保證水資源承載能力監測各環節、各部門工作的正常進行，依據“統一規劃、統一標準、統一設計、數據共享”的原則，在監測層將水資源承載能力監測預警數據信息分成基礎數據、監測數據、業務數據、空間數據、分析數據五大類，也因此可以構成遼寧省水資源承載能力監測預警通用數據庫結構，如圖2所示。針對上述監測指標，將各數據報表分門別類，建立基礎數據庫、監測數據庫、業務數據庫、空間數據庫、分析數據庫。此外需要考慮監測預警需求，建設相對應的監測預警平臺，將監測數據進行數據庫的收集和處理。

圖2 水資源承載能力監測數據庫

2.3 動態評價機制

供水和用水側需要對水資源承載能力進行平衡。其中供水側受區域水資源量、調水工程以及中水處理能力等多方面影響；需水側受經濟社會、節水能力等多方面影響，供水和需水側不斷在調整之中，這也使得水資源承載能力處于動態變化的一個時期。針對該變化特點，需要對水資源承載狀況進行實時動態分析，一是需要對承載能力進行定期校核，保證其評估的準確度；二是在供用水側變化較為明顯時，需要重新評估水資源承載狀況，確保其準確度和客觀度。

省內各級水利機構和相關水利部門根據標準化統計報表逐年監測與統計形成數據系列，根據區域供用水結構的變化幅度來確定統計報表的數據采集頻次，也可在供水結構或是用水結構發生重大變化時，及時進行數據采集獲得報表數據以便實現水資源承載能力的實時評價。

實時評價即：針對水量要素，選擇評價區域某平水年的年內用水月分配，對評價年份的水資源承載能力指標(用水總量指標、地下水開采量指標)進行折算，作為評價時間尺度的能力指標，通過相關平臺或技術資料獲取評價時間尺度的負荷指標，對其承載狀況進行實時評價。針對水質要素，年度水功能區水質達標率即為全年各時間段均應達到的標準，作為能力指標；污染物限排量受當地的經濟結構和產業布局、國家和政府的經濟和產業政策、市場因素和當地居民消費導向、以及近期經濟社會發展特點所影響，在評價區域不發生較大工業格局變化時，越貼近此刻的越具有參考意義，因此采用評價期上一年度污染物排放量月分配進行折算。但是在具體操作中，同樣的排放負荷會因為降水和徑流條件導致水功能區水質狀況和達標率發生變化，因此在評價中根據實際情況，可以考慮加入修正因子。

3 水資源承載狀況預警

結合國內外水資源承載能力預警相關研究成果，對遼寧省水資源承載預警內容進行設計。

3.1 預警目的

將水資源嚴格管理作為水資源規范化管理以及經濟轉化方式的重要措施，在保障水資源可持續利用和保護的基礎上加大區域節水措施的建設力度。協調區域水資源與社會經濟的平衡發展，持續推進社會經濟的健康發展。

3.2 預警內容

將預警信息及時反饋到省、市縣水資源行政管理主體部門的領導以及相關業務人員。預警內容主要是對預警的指標以及上限閾值范圍進行相對應的明確，一般而言該指標范圍屬于水資源承載能力預警指標的閾值區間屬于相對較為安全的預警指標范圍。

3.3 預警方法

將“三條紅線”作為水資源最嚴格管理制度的核心指標，對水資源預警方法和措施進行探索和分析，將水資源承載能力預警指標范圍進行有效拓展，實現相對統一的水資源承載能力紅線預警體系。由于不同區域水資源條件、組成結構、社會經濟特點都有所不同，基于指標獲取、定量分析、可操作的難易程度，結合水資源承載能力實時動態評估程序，對其承載能力進行狀態預警。

3.4 預警指標

預警的主要內涵就是水資源承載的能力，需要結合水資源數量、質量、以及服務社會經濟的程度、水環境影響程度，對比以上指標的歷史特征變化值進行綜合比較，才能對區域水資源超載變化的過程進行分析，對預警等級進行綜合劃分。對于超載過程的加劇和趨緩程度需要有一個指標來具體衡量。參考《資源環境承載能力監測預警技術方法(試行)》，要求在確定區域承載狀態基礎上，開展過程評價以綜合確定預警級別。針對水資源我們采用“水資源環境損耗指數”作為具體指標來開展過程評價。水資源環境損耗指數是人類生產生活過程中的水資源利用效率、污染物排放強度等變化過程的集合，是反映水資源承載狀態變化及可持續性的重要指標。具體指標構成見表1。根據水資源利用效率變化、污染物入河排放強度變化兩個類別的匹配關系，得到不同類型的水資源環境損耗指數。其中兩項均變差的評價單元為損耗加劇型，兩項均有所好轉的評價單元為損耗趨緩型，如圖3所示。

圖3 水資源承載能力預警趨勢示意圖

表1 水資源環境消耗指數類別劃分標準

3.5 預警等級

通過靜態評價，將評價區域劃分嚴重超載、超載、臨界狀態、不超載四個預警等級，再按照水資源損耗過程評價結果，與靜態評價集成，最終劃分成多超載類型預警等級。將水資源損耗加劇的超載區域定為紅色預警區(極重警)，水資源損耗趨緩的超載區域定為橙色預警區(重警)，水資源損耗加劇的臨界超載區域定為黃色預警區(中警)，水資源損耗趨緩的臨界超載區域定為藍色預警區(輕中警)。不超載的區域為綠色無警區(無警)。水資源承載能力超載類型與預警等級關系如圖4所示。具體水資源承載能力預警等級劃分表見表2。

圖4 水資源承載能力超載類型與預警等級關系圖

表2 水資源承載能力預警等級劃分結果

3.6 預警信息發布

經過水資源承載能力預警相關技術人員確認，到達預警閾值確定預警等級，然后將預警等級、變化趨勢以及“預警短板”情況匯總后上報相關部門主管人員，經過各相關部門進行有效協商，且不同單項指標評估結果和水資源承載能力綜合評估結果具有一致性后才可對外進行預警信息的發布。可結合政務網站、移動端設備對數據傳輸進行有效對接，為業務單位、水行政主管單位以及社會公眾發布水資源預警相關信息，提高預警的范圍和影響程度。采用通用化的方式對預警信息進行分布，從而保證相關業務和行政主管人員可以在第一時間進行預警信息的接收和制定相對應的措施，具體調控措施見表3。將預警信息通過公眾網站向社會公眾采用圖表、空間分布等方式進行預警信息的發布。公眾可以通過查詢公示數據，查看最新的水資源供水結構、用水結構等相關信息，為公眾提供一個了解水資源承載狀況的最簡單、最有效的途徑。

表3 對應預警等級的管控方向

4 監測預警工作機制

依據相關評價結果確定各評價單元的預警等級并發布預警信息，相關地市水利部門研究確定超載成因，根據預警結果，制定并落實管控措施。以水利廳為工作主體，確定工作機制與流程。

4.1 評價準備工作

根據工作需要，確定評價單元：行政分區尺度的省級、地級、縣級；水資源分區尺度的三級區、二級區等，以及與行政分區相結合的相關單元；河流水系。確定評價周期：五年一度的常規評價、年度評價、月度評價、針對嚴重超載區與超載區的實時評價。確定評價要素：水量單要素評價、水質單要素評價、針對常規評價與嚴重超載區域的全要素評價、針對超載區域的超載要素評價。

4.2 數據收集和整理

按照監測要素，對不同要素的分類進行基礎數據的采集，并對不同數據類型進行校核和標準化處理。

4.3 初步評價工作

對選用的評價周期、評價要素，并對承載狀況進行初步評價。

4.4 成果協調工作

主要對水資源承載能力評估成果進行技術和行政兩個方面的協調。對不同評價區域、評估因素及評估方式進行各層次技術協調。對不同評估行政分區的管理主體之間進行成果的行政協調。通過相關電話溝通、會議協商、座談等多種方式進行成果協調，對于無法協調一致的成果，判斷是否基礎數據不準確或是評價方法運用有誤等原因導致，重回第(2)、(3)步進行監測評價工作。對于協調一致的成果，進行下一步工作。

4.5 預警等級確定

對不同評價單位進行成果協調后按照水資源承載能力評估結果進行不同預警等級的劃分。

4.6 預警信息發布

將不同評價單元的預警情況向各級水行政主管部門以及社會公眾進行信息發布。針對超載嚴重以及超載地區需要及時作出響應措施，結合超載原因進行水資源調控措施的制定和落實，將區域水資源狀況進行調配，將水資源損耗遞減到安全影響范圍內。

5 結論

(1)在設定預警標準時，建議統籌考慮水資源情勢、現狀水利工程建設格局、未來經濟社會發展規劃、水資源管理需求、生態文明建設總體要求等，對不同區域或流域實施有一定差異的預警標準。

(2)對于耗水量較高產能及節水程度相對較低的區域，建議加重預警等級從而促進產業結構化調整以及耗能優化；對于重要水源和生態保護功能區，建議按照最嚴格的預警標準對其資源環境進行有效保護。

(3)在進行水資源承載能力動態評價時，同樣的排放負荷會因為降水和徑流條件導致水功能區水質狀況和達標率發生變化，在后續研究中還應考慮如何確定修正因子來提高動態評價的精度。