齊枝花陳海棠林 星王 浩楊傳國(guó)李桂萍

（1.臺(tái)州市環(huán)境科學(xué)設(shè)計(jì)研究院，臺(tái)州 318000；2.河海大學(xué)水文水資源學(xué)院，南京 210098）

區(qū)域水環(huán)境承載力現(xiàn)狀評(píng)價(jià)及對(duì)策研究
——以臺(tái)州市為例

齊枝花1陳海棠1林 星1王 浩1楊傳國(guó)2李桂萍2

（1.臺(tái)州市環(huán)境科學(xué)設(shè)計(jì)研究院，臺(tái)州 318000；2.河海大學(xué)水文水資源學(xué)院，南京 210098）

以浙江省臺(tái)州市為例，根據(jù)該市自然環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀，采用層次分析法和向量模法評(píng)價(jià)近年來臺(tái)州市水環(huán)境承載力，確定水環(huán)境承載力等級(jí)和水環(huán)境狀態(tài)。結(jié)果表明，近年來臺(tái)州市水環(huán)境承載力等級(jí)在“差”和“一般”之間浮動(dòng)，對(duì)應(yīng)的水環(huán)境狀態(tài)為“脆弱”到“一般”，水環(huán)境承載力總體上偏低。其主要影響指標(biāo)有人均水資源量、工業(yè)用水重復(fù)利用率以及工業(yè)廢水達(dá)標(biāo)率和城鎮(zhèn)生活污水處理率。本文同時(shí)根據(jù)臺(tái)州市水環(huán)境承載力現(xiàn)狀，提出相應(yīng)的改善對(duì)策措施，提高水環(huán)境承載力，以促進(jìn)臺(tái)州市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

水環(huán)境承載力；層次分析法；指標(biāo)體系；對(duì)策；臺(tái)州市

水環(huán)境承載力是承載力概念與水環(huán)境領(lǐng)域的自然結(jié)合，它體現(xiàn)了在維持一定生活水平的前提下，水環(huán)境所能承載的人類活動(dòng)的強(qiáng)烈程度[1]。水環(huán)境承載力作為衡量城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水環(huán)境條件適配度的重要指標(biāo)[2]，對(duì)保障環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展和科學(xué)制定水環(huán)境管理決策具有重要的指導(dǎo)意義。近年來，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快和人口的持續(xù)增長(zhǎng)，水資源的過度開發(fā)利用和水環(huán)境污染已經(jīng)成為制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素之一。合理利用水資源，保護(hù)水環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用已經(jīng)成為我國(guó)眾多城市亟待解決的問題[3,4]。本文以浙江省臺(tái)州市作為研究對(duì)象，評(píng)價(jià)近年來該市水環(huán)境承載力變化趨勢(shì)，分析水環(huán)境承載力的主要影響因素，并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果提出相應(yīng)的對(duì)策措施，以提高水環(huán)境承載力，促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

1．研究區(qū)域概況

臺(tái)州市位于浙江省中部沿海，地處我國(guó)海岸帶中段，全市陸地面積9 411km2。近年來臺(tái)州經(jīng)濟(jì)保持著較快的發(fā)展，人口呈現(xiàn)出不斷增加的趨勢(shì)，水量需

求的增多和污水排放的增加導(dǎo)致該地區(qū)的水質(zhì)型缺水嚴(yán)重。根據(jù)《2010年臺(tái)州市環(huán)境質(zhì)量公報(bào)》：2010年全市廢水排放總量14 570.8萬(wàn)噸，其中工業(yè)廢水排放量5 291.57萬(wàn)噸，生活污水排放量9 279.23萬(wàn)噸。而2010年臺(tái)州市河流與湖庫(kù)的水質(zhì)低于Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)的占46%，特別是市區(qū)河道，劣Ⅴ類水質(zhì)占了多數(shù)，水環(huán)境問題對(duì)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，已成為臺(tái)州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要限制因素之一。

2．水環(huán)境承載力評(píng)價(jià)方法

影響水環(huán)境承載力的因素復(fù)雜多樣，如當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)、水資源及水污染狀況等。常用的水環(huán)境承載力評(píng)價(jià)方法有多目標(biāo)決策分析法、層次分析法、主成分分析法、模糊綜合評(píng)判法和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)法等[1]。本文采用層次分析法[5]，首先將水環(huán)境承載力評(píng)價(jià)體系分為三個(gè)級(jí)別，按照水環(huán)境生態(tài)分承載力、人口分承載力和經(jīng)濟(jì)分承載力三個(gè)方面建立水環(huán)境評(píng)價(jià)模型（見表1）。各個(gè)分承載力包含多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過各項(xiàng)指標(biāo)的承載能力和權(quán)重計(jì)算分承載力，再根據(jù)各分載力和權(quán)重建立水環(huán)境綜合承載力評(píng)價(jià)模型，從而對(duì)城市的水環(huán)境承載力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

表1 水環(huán)境承載力層次分析法的指標(biāo)體系及指標(biāo)權(quán)重

2．1 水環(huán)境分載力評(píng)價(jià)模型

選擇上述層次分析法指標(biāo)體系（見表1），根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)在分承載力中所占的權(quán)重建立分載力評(píng)價(jià)模型，其計(jì)算公式為：

式中，Ei為第i個(gè)水環(huán)境分載力的大小；ei,j為第i個(gè)水環(huán)境分載力第j個(gè)指標(biāo)的數(shù)值；wi,j為第i個(gè)水環(huán)境分載力第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；m為指標(biāo)的數(shù)目。水環(huán)境承載力各指標(biāo)的權(quán)重表明各評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要程度，由于綜合承載力由生態(tài)、人口和經(jīng)濟(jì)三個(gè)方面決定。本文依據(jù)臺(tái)州市水環(huán)境現(xiàn)狀和前人研究成果[6,7]，按照各指標(biāo)所屬的分載力分別計(jì)算權(quán)重（見表1）。

2．2 指標(biāo)承載度計(jì)算模型

由于各項(xiàng)指標(biāo)的單位和數(shù)量級(jí)不同，因此需要對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理從而得到無(wú)量綱值，使每個(gè)指標(biāo)的取值都保持在0～1之間，稱為指標(biāo)承載度，承載度值越大表明水環(huán)境承載力越高[8]。水環(huán)境承載度按下式計(jì)算：

其中a 和b 為模型參數(shù)，根據(jù)水環(huán)境承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)核算標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定。

根據(jù)上述水環(huán)境承載度計(jì)算公式，分別將臺(tái)州市2005—2010年的水環(huán)境承載力指標(biāo)值代入，得到各指標(biāo)的承載度（見表2）。結(jié)果表明，臺(tái)州市人均水資源量占有水平不高，污水排放量較大；城鎮(zhèn)恩格爾系數(shù)較好；工業(yè)廢水達(dá)標(biāo)率和城鎮(zhèn)生活污染處理率較高，但工業(yè)重復(fù)用水率不高，人均GDP和農(nóng)民人均純收入有待于進(jìn)一步提高。

表2 臺(tái)州市水環(huán)境承載力指標(biāo)的承載度

表3 臺(tái)州市近年來各項(xiàng)水環(huán)境分承載力變化

2．3 水環(huán)境分承載力動(dòng)態(tài)變化

根據(jù)各種指標(biāo)的承載度和相應(yīng)的權(quán)重，按公式1，分別計(jì)算臺(tái)州市2005—2010年的各項(xiàng)水環(huán)境分承載力，包括水環(huán)境生態(tài)分承載力、人口分承載力和經(jīng)濟(jì)分承載力，如表3和圖1所示。

圖1 水環(huán)境承載力變化曲線圖

結(jié)果表明三種分承載力中，生態(tài)分承載力最高（均值為0.81），表明該市水環(huán)境生態(tài)分承載力較好，水資源總量較為豐富，但年際變化較大；經(jīng)濟(jì)分承載力居中（均值為0.69），但有逐年提高的趨勢(shì)，這主要是因?yàn)檗r(nóng)民人均純收入、城鎮(zhèn)生活污水處理率和工業(yè)重復(fù)用水率逐年提高；人口分承載力較差（均值為0.61），并對(duì)水環(huán)境承載力產(chǎn)生較大壓力，人均水資源量和人均GDP有待于進(jìn)一步提高。

2．4 水環(huán)境承載力評(píng)價(jià)

在層次分析法計(jì)算得到水環(huán)境分承載力（見表3）的基礎(chǔ)上，采用模加法對(duì)水環(huán)境承載力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[7,9]：

式中：E為水環(huán)境總承載力的大小；Wi為第i個(gè)水環(huán)境分承載力的權(quán)重；Ei為第i個(gè)水環(huán)境分承載力的數(shù)值。

計(jì)算得到的臺(tái)州市水環(huán)境承載力的變化過程如圖1所示。結(jié)果表明，臺(tái)州市的水環(huán)境承載力2005年最大，2010年次之，2008年最小，近年來總體上在0.5上下浮動(dòng)，并呈現(xiàn)出先減少后增加的趨勢(shì)。

同時(shí)，按照水環(huán)境承載力的取值范圍界定標(biāo)準(zhǔn)，將水環(huán)境承載力和對(duì)應(yīng)的水環(huán)境狀態(tài)分為5個(gè)級(jí)別[6]，見表4。水環(huán)境承載力的取值范圍介于0～1之間，取值越大表明承載力越好，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口變化的承載力越大。根據(jù)水環(huán)境承載力評(píng)價(jià)結(jié)果（見圖1），臺(tái)州市的水環(huán)境承載力程度在“差”到“一般”間波動(dòng)，相應(yīng)的水環(huán)境狀態(tài)為“脆弱”到“一般”。

綜合分析臺(tái)州市水環(huán)境分承載力及水環(huán)境承載力的變換趨勢(shì)，影響臺(tái)州市水環(huán)境承載力的主要指標(biāo)有人均水資源量、工業(yè)用水重復(fù)利用率以及工業(yè)廢水達(dá)標(biāo)率和城鎮(zhèn)生活污水處理率。

3．水環(huán)境承載力提升對(duì)策

雖然近年來臺(tái)州市水環(huán)境承載力有變好的趨勢(shì)，但總體上仍偏低，未來的水環(huán)境承載力仍然有待進(jìn)一步提高。根據(jù)臺(tái)州市水環(huán)境承載力評(píng)價(jià)結(jié)果及主要影響指標(biāo)，現(xiàn)提出以下提升對(duì)策。

（1）節(jié)約用水，減少水資源消耗

在工業(yè)節(jié)水方面，需根據(jù)臺(tái)州市水資源條件和行業(yè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，引導(dǎo)工業(yè)布局和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，優(yōu)化水資源配置，發(fā)展符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策、水資源消耗少、用水效率高的產(chǎn)業(yè)。在農(nóng)業(yè)節(jié)水方面，建設(shè)農(nóng)業(yè)節(jié)水工程措施，推廣各種農(nóng)業(yè)用水工程設(shè)施聯(lián)合控制與調(diào)度，提高農(nóng)業(yè)灌區(qū)內(nèi)的水量調(diào)蓄能力和反調(diào)節(jié)能力，以及農(nóng)業(yè)用水的利用率。在生活節(jié)水方面，加強(qiáng)運(yùn)用經(jīng)濟(jì)杠桿，深化水價(jià)改革，推廣應(yīng)用先進(jìn)的節(jié)水器具，加強(qiáng)宣傳教育，提高居民節(jié)水意識(shí)。

表4 水環(huán)境承載力范圍界定

（2）中水回用，提高水資源利用率

在流域范圍內(nèi)大力推行中水回用，將經(jīng)過深度處理的中水廣泛應(yīng)用于城市綠化澆灌、道路沖洗、廁所沖洗、工業(yè)用水和河道補(bǔ)水等方面，提高水資源重復(fù)利用率。積極做好臺(tái)州市城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施中水處理工程和中水回用管網(wǎng)的規(guī)劃及建設(shè)工作。對(duì)新建、改建、擴(kuò)建的工程項(xiàng)目要求建設(shè)單位必須同期建設(shè)中水回用設(shè)施。同時(shí)，政府有關(guān)部門可制定城市污水處理和中水回用收費(fèi)等相關(guān)政策，并逐步完善使之成為配套體系，提高水資源利用率。

（3）區(qū)域調(diào)水，優(yōu)化水質(zhì)源配置

合理開發(fā)利用臺(tái)州市椒江流域上游仙居、天臺(tái)地區(qū)的水資源，提高水資源的利用率。結(jié)合蓄水工程攔蓄當(dāng)?shù)貜搅?，開發(fā)利用中小河流水資源，在有條件的地方建設(shè)小型水利水保工程；對(duì)現(xiàn)有的水庫(kù)、塘壩進(jìn)行清淤、截滲、加高加固、完善配套設(shè)施等建設(shè)，提高現(xiàn)有水庫(kù)的有效容量，增強(qiáng)豐水期或枯水期的調(diào)節(jié)能力；合理規(guī)劃和限制上游小水電的開發(fā)，避免開發(fā)過程中帶來的水資源和生態(tài)環(huán)境破壞。

（4）海水利用，解決水資源短缺

海水利用——向大海要淡水和發(fā)展海水直接利用將是解決沿海城市和地區(qū)淡水缺乏的戰(zhàn)略選擇和根本措施之一，臺(tái)州市要從戰(zhàn)略高度充分認(rèn)識(shí)海水利用在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的重大意義，牢固樹立海水是水資源重要組成部分的現(xiàn)代觀念，積極推進(jìn)海水利用，大幅度提高海水利用規(guī)模和水平。

（5）污染治理，改善水質(zhì)性缺水

工業(yè)污染治理要注重合理調(diào)整工業(yè)布局，深化工業(yè)企業(yè)廢水達(dá)標(biāo)整治，提高工業(yè)廢水處理率和達(dá)標(biāo)率，推進(jìn)全市污染物總量控制和排污權(quán)交易；農(nóng)業(yè)污染治理要加強(qiáng)臺(tái)州市農(nóng)業(yè)面源污染防治，加強(qiáng)畜禽養(yǎng)殖和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染防治；生活污染治理要加快推進(jìn)全市城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)，全面開展農(nóng)村生活污水處理；大力推進(jìn)河道生態(tài)環(huán)境整治，逐步恢復(fù)全市河流生態(tài)功能，改善河道水質(zhì)。

（6）創(chuàng)新機(jī)制，保障水環(huán)境承載力的提升

統(tǒng)一全市的涉水法規(guī)和各級(jí)政府規(guī)章及規(guī)范性文件，實(shí)現(xiàn)對(duì)地表水、地下水、中水、海水和水源工程的統(tǒng)一管理。流域內(nèi)的各市、縣（區(qū)）政府財(cái)政要切實(shí)增加水環(huán)境承載力提升方面的投入，加大節(jié)水、中水回用、海水淡化、水環(huán)境污染防治、生態(tài)建設(shè)等領(lǐng)域的直接投入、補(bǔ)助和獎(jiǎng)勵(lì)等。各級(jí)政府和相關(guān)部門要充分利用各種新聞媒體，開展多層次、多形式的輿論宣傳和科普教育，普及水環(huán)境承載力知識(shí)，提高公眾節(jié)水、護(hù)水的意識(shí)。

4．結(jié)論

運(yùn)用層次分析法和向量模法對(duì)臺(tái)州市的水環(huán)境承載力動(dòng)態(tài)變化過程進(jìn)行探討，結(jié)果表明，近年來（2005年—2010年）臺(tái)州市的水環(huán)境承載力的等級(jí)在“差”和“一般”間變動(dòng)，水環(huán)境狀態(tài)為“脆弱”到“一般”，總體上偏低。水環(huán)境承載力已成為臺(tái)州市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項(xiàng)重要限制因子，為促進(jìn)臺(tái)州市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，采取措施提升水環(huán)境承載力已迫在眉睫。

水環(huán)境承載力涉及水資源總量、水資源的時(shí)空分布、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和發(fā)展方式、水環(huán)境質(zhì)量等各方面，提升水環(huán)境承載力是一個(gè)綜合而龐雜的系統(tǒng)工程，必須開源和節(jié)流并重，治理與保護(hù)結(jié)合，工程措施與非工程措施共舉。提升臺(tái)州市水環(huán)境承載力是實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要保障，也是今后促進(jìn)臺(tái)州市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展應(yīng)努力的方向。

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Assessment of present regional water environmental carrying capacity
and its countermeasures --- a case study of Taizhou City

QI Zhihua1Chen Haitang1Lin Xing1Wang Hao1Yang Chuanguo2Li Guiping2
(1． Environmental Science Research & Design Institute of Taizhou City, Taizhou, 318000; 2． College of Hydrology and water Resources, Hehai University, Nanjing, 210098)

According to present status of society, economy and natural environment in the Taizhou City, hierarchy analysis and vector norm method were used to evaluate the present water environmental carrying capacity and to determine its level. Results showed that present level of water environmental carrying capacity locates between “poor”and “ordinary”, and the corresponding status of water environmental carrying capacity fluctuates from “vulnerable”to “ordinary”. Low per capita water resources, low industrial water recycling rate and annual variation of water resource volumes are the main reasons, according to present status of Taizhou water environmental carrying capacity, countermeasures are proposed to enhance the water environmental carrying capacity.

water environmental carrying capacity，hierarchy analysis，indicator system，countermeasures，Taizhou city

X708

A

1674-6252（2012）03-0046-05