臺州市水資源承載能力評價

張自英 尹志偉 陳雨瑤

摘要 為了促進臺州市水資源與經濟的全面發展，以2010—2020年為研究時間段，2020年為現狀年，使用負載指數法和主成分分析法評價臺州市水資源承載力的時間和空間發展趨勢，結果表明：社會經濟發展水平是影響臺州水資源承載力的主要因素，同時臺州市9個行政區水資源負載指數呈逐年上升，臺州市水資源壓力越來越大，水資源開發潛力普遍較低，其中路橋區情況最為嚴重，水資源負荷最大，開發潛力最低；天臺縣、仙居縣的開發潛力相對較大，可作為臺州市水資源開發的重點區域。

關鍵詞 水資源承載能力；主成分分析；水資源負載指數；臺州市

中圖分類號 TV213.4? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2023）10-0167-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.10.037

Abstract In order to promote the overall development of water resources and economy in Taizhou，taking 2010-2020 as the research period and 2020 as the status year， the load index method and principal component analysis method were used to evaluate the temporal and spatial development trend of water resources carrying capacity in Taizhou. Results showed that the social and economic development level are the main factors influencing Taizhou water resources carrying capacity， and Taizhou nine administrative region water resources load index has been rising year by year， Taizhou water pressure is more and more big， the water resources development potential is generally lower， the situation of Luqiao area is in the worst condition， water load is the biggest， development potential is the lowest;Tiantai County and Xianju County have relatively large development potential， which can be used as the key areas of water resources development in Taizhou City.

Key words Water resources carrying capacity;Principal component analysis;Water resource load index;Taizhou City

20世紀80年代，水資源承載力的概念被引入“社會-經濟-生態環境”復合系統中［1］；隨后水資源承載力在城市的發展規劃和水資源評價與管理中得以應用［2-3］；2001年，Varis等［4］分析研究了工業化對我國長江水資源承載力的影響；2016年，Kuzdas等［5］從空間布局的角度進行水資源承載力空間比較；國內的研究最早出現于對新疆水資源承載能力和開發戰略對策的研究［6］；開始時著重對概念和理論基礎進行評價與研究；隨著研究的深入，研究內容和方法逐漸完善，2004年龍騰銳等［7］提出應從社會經濟、技術進步、時空間等多維度詮釋水資源承載力的內涵；2001年惠泱河等［8］分析了水資源承載力的評價體系和評價方法；2008年王浩等［9］提出了水資源承載力評價指標體系的可比性、比例性、效率性和局限性原則。近10年的研究聚焦于水資源緊缺的地區，如西北干旱地區（新疆、陜西［10］等）和經濟發達地區［11-12］ 。

有關學者也對臺州市的水資源和水環境進行了研究，2012年李垚奎等［13］利用DRASTIC模型和Arcgis軟件對臺州市地下水承載力進行評價；2016年陳林華等［14］利用層次分析法對臺州市環境承載力進行計算與評價，提出了提高水資源承載力的相關對策，為今后研究打下了良好的基礎。臺州市作為我國重要的沿海經濟城市，近十幾年來，隨著經濟水平顯著提高，對水資源的需求也明顯增加。因此，迫切需

要對臺州市水資源承載能力從時間和空間維度進行評價，從而分析臺州市水資源能否滿足社會經濟高速發展的需求。

1 研究區域概況

臺州市位于浙江中部沿海，土地面積9 411 km2，臺州市境內有大小河流（含干支流）700余條，其中流域面積大于100 km2的25條。臺州市境內主要有椒江、金清兩大河流水系。椒江是境內最大河流，金清水系橫貫溫黃平原中部，流經溫嶺區，為溫黃平原主要排灌、航運水道。2020年，臺州市水資源總量占浙江省的5.89%，共計60.3億m3。臺州市包括椒江區、黃巖區、路橋區、臨海市、溫嶺市、玉環市、天臺縣、仙居縣、三門縣9個各級行政區。2020年臺州市常住人口共計662.7萬人，城鎮化率61.98%，實現國內生產總值5 262.7億元，固定資產投資3 151.3億元，居民人均可支配收入5.02萬元，全市產業結構為5.6∶43.7∶50.7。

2 水資源承載能力評價方法

2.1 水資源負載指數評價法

水資源負載指數能夠反映區域水資源承載負荷，表明區域水資源的開發潛力和開發難易程度［15］，計算公式為

3 水資源承載力評價

3.1 水資源承載力時間評價

以2010—2020年為研究時間段，研究臺州市水資源承載力隨時間的變化趨勢。

3.1.1 負載指數時間評價。

將所得的臺州市數據帶入公式，得到臺州市水資源負載指數如表1所示。由表1可知，水資源負載指數總體逐年上升，說明臺州市水資源的負載越來越大，開發潛力逐年降低。除了2010年為Ⅲ，2011、2017、2018、2020年為I外，其他時期均為II級，說明臺州市水資源開發潛力比較小，對該區域未來發展起到一定的制約作用。

3.1.2 主成分時間分析評價。

各指標初始數據如表2所示。相關系數矩陣見表3，該主成分分析相關系數絕大部分大于0.7，因此比較理想。

選取特征值為11.30的主成分1與特征值為1.16的主成分2，貢獻率分別為87%和9%，累計貢獻率為96%，由此得到表4。

第一主成分擁有87%的貢獻率，同時構成第一主成分的驅動因子有X2、X3、X4、X5、X8，相關系數均高于95%，5個指標因子均與第一主成分呈正相關，因此社會經濟因素是水資源承載力的主要影響因子。第二主成分占9%的權重，構成第二主成分的主要因子是X10，因此，第二主成分反映水生態環境保護是水資源承載力的主要影響因子。將各指標標準化后的數據帶入各主成分表達式，得到表5［17］。綜合得分越高，說明水資源承載力越強，水資源開發利用潛力越低，水資源壓力越大［18］。

臺州市綜合得分保持逐年增長，由2010年的-3.57遞增至2020年的4.61（表5），水資源開發利用潛力逐漸減小，水資源壓力越來越大。這說明臺州市經濟的不斷發展提高了水資源承載力。但同時也意味著人口增長和經濟發展，使水資源的消耗與污水排放量增加，也使臺州市面臨的水資源負擔加大，而水資源開發潛力逐漸降低。

3.2 水資源承載力空間評價

3.2.1 2020年各行政區負載指數評價。

以2020年為現狀年，將臺州市各行政區數據帶入公式，得到水資源負載指數，如表6所示。由表6可知，除天臺縣為Ⅱ級，仙居縣為Ⅲ級外，其他行政區均為I級，其中路橋區情況最為嚴重，說明臺州市整體上處于水資源開發潛力較弱的困境，而天臺縣和仙居縣的開發潛力相對較大，可作為臺州市未來水資源開發的重點區域。

3.2.2 2020年各行政區主成分分析。

2020年各行政區主成分分析結果見表7。2020年臺州市各行政區水資源承載力綜合評分從低到高依次為仙居縣、三門縣、天臺縣、臨海市、黃巖區、路橋區、玉環市、椒江區、溫嶺市。其中，仙居縣、三門縣、天臺縣綜合評分小于-1，說明地區經濟發展水平和水資源承載力低于平均水平，但水資源開發潛力也相對較大；臨海市、黃巖區、路橋區、玉環市綜合評分在-1～1，說明地區經濟發展水平、水資源承載力和開發潛力均處于平均水平；椒江區、溫嶺市綜合評分大于1，說明地區經濟發展水平、水資源承載力高于平均水平，開發潛力相對較小，尤其是評分最高的溫嶺市2020年GDP達到1 136.9億元，遠遠高于其他行政區，但水資源開發利用潛力最低，未來需要外來調水。同時，天臺縣、仙居縣的水資源荷載等級在各行政區較優，說明水資源開發潛力高，是未來臺州市開發利用水資源的重點區域。

4 結論與建議

（1）臺州市水資源負載指數長期處于較低等級，負載指數評分總體呈逐年上升，說明臺州市水資源的負載越來越大，水資源壓力不斷增大，臺州市水資源開發潛力也逐年降低。

（2）通過主成分分析，臺州市水資源承載能力一直處于逐年上升狀態，尤其是2016年之后一直高于自身平均水平，但這也進一步反映了臺州市水資源壓力越來越大的問題。水資源承載力的主要影響因子是社會經濟因素，其次是生態環境保護因素。

（3）2020年臺州市水資源利用率為23.4%，高于全省同年平均水資源開發率16.0%，水資源荷載指數評價為I級，主成分分析評分為近10年來最高的4.64，說明臺州市水資源開發利用程度達到很高程度，開發潛力較低，水資源對該地區的未來發展起到制約作用。

（4）現狀年水資源承載力相對較高，水資源開發潛力較大的天臺縣，三門縣和仙居縣在未來可作為臺州市水資源開發的重點區域；中等水平的臨海市、黃巖區、路橋區、玉環市維持水資源平衡；溫嶺市、椒江區可能需要外來調水。同時，臺州市水資源時空分布不均勻，應當興建新的水利設施進行水資源調配，實現不同地區的水資源共享與互補。

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