摘要：水資源系統(tǒng)是一個涉及自然環(huán)境、經(jīng)濟和社會組成的復雜系統(tǒng)。為了研究江漢平原水資源可持續(xù)利用的狀況，通過對江漢平原水資源影響因素和供需情況的分析，建立相應的評價指標體系及等級評價模型，將眾多的評價指標轉化為單個綜合指標，反映江漢平原水資源可持續(xù)利用的程度。通過對所收集的指標數(shù)據(jù)用SPSS軟件進行預測，結果表明，江漢平原水資源2020年的可持續(xù)系數(shù)是1.017 3，即從2010年起每年以1.7%的速度增長，表明江漢平原水資源有較大的發(fā)展?jié)摿?，但部分區(qū)域仍存在不穩(wěn)定因素。因此，應當采取相應的措施，加大對江漢平原水資源的保護力度，使江漢平原水資源不斷向著可持續(xù)的方向發(fā)展。

關鍵詞：江漢平原；水資源；可持續(xù)利用；指標體系

中圖分類號：TV213.9 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）04-0787-04

Evaluation of Sustainable Utilization of Water Resource in Jianghan Plain

PENG Chan，KAN Zheng，LI Ling-yi，TIAN Yuan，DONG Li-min

（School of Economics， Huazhong Normal University，Wuhan 430079，China）

Abstract： Water resources system is a complex giant system involving natural environment， economy and society. The influence factors and the supply and demand situation of the water resources in Jianghan plain were analyzed， then the models of corresponding evaluation index system and the rank appraisal were established and many of the evaluation indexes were translated into a single composite index to study the sustainable utilization situation of the water resources in Jianghan plain. The sustainability coefficient of the water resources in Jianghan plain was 1.017 3 from 2010 to 2020 years， and it increased by 1.7% every year， predicted by SPSS through the index data collected. These results indicated that the water resources in Jianghan plain had great development potential， but in some regions， the instability factors still existed. Therefore， the corresponding measures should be taken to protect the water resources， which could make the water resources in Jianghan plain develop toward the direction of sustainability.

Key words： Jianghan plain； water resources； sustainable utilization； index system

可持續(xù)發(fā)展是以人為中心，以資源環(huán)境保護為條件，以經(jīng)濟社會發(fā)展為手段，謀求當代人與后代人的共同繁榮、持續(xù)發(fā)展[1]。作為一種寶貴自然資源的水資源，在可持續(xù)發(fā)展過程中與人口、資源、環(huán)境和經(jīng)濟社會有著密不可分的關系，其作用就如同血液對人體生命一樣重要。據(jù)此，水資源可持續(xù)利用的涵義是在維持水資源的持續(xù)性和生態(tài)系統(tǒng)整體性的條件下，支持不同地區(qū)人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟社會的協(xié)調(diào)發(fā)展，滿足代內(nèi)與代際人生存與發(fā)展的用水需要[2]。水資源系統(tǒng)是一個涉及自然環(huán)境、經(jīng)濟和社會的復雜系統(tǒng)。為了研究江漢平原水資源可持續(xù)利用的狀況，通過對江漢平原水資源影響因素和供需情況的分析，建立相應的評價指標體系及等級評價模型，將眾多的評價指標轉化為單個綜合指標，反映江漢平原水資源可持續(xù)利用的程度。

1 水資源可持續(xù)利用評價指標體系的建立

水資源可持續(xù)利用評價是以區(qū)域自然環(huán)境、經(jīng)濟社會發(fā)展相互作用關系為基礎，對不同階段水資源開發(fā)利用所導致的生態(tài)過程、經(jīng)濟結構、社會組成的動態(tài)變化進行評價，解釋區(qū)域水資源可持續(xù)利用的程度，提出水資源開發(fā)利用的方向，是一個具有方向性的評判過程[3]。其方法是通過對區(qū)域水資源影響因素和供需情況的分析，建立相應的評價指標體系及等級評價模型，將眾多的評價指標轉化為單個綜合指標，反映區(qū)域水資源可持續(xù)利用的程度[4]。

為了突出水資源對區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的支撐作用，可持續(xù)利用水資源，將區(qū)域發(fā)展分為社會、經(jīng)濟、生態(tài)以及水資源4個子系統(tǒng)，建立基于水資源的區(qū)域可持續(xù)發(fā)展評價指標體系[5，6]。評價指標體系是由目標層、準則層、指標層構成的層次體系，其中，目標層由準則層加以反映，準則層由指標層加以反映，指標層由分指標層加以反映。各層關系以及具體指標如表1所示。

1.1 目標層

目標層為可持續(xù)系數(shù)s，它作為目標層的綜合指標，用以衡量水資源系統(tǒng)支撐整個社會可持續(xù)發(fā)展的綜合水平與能力，體現(xiàn)區(qū)域水資源可持續(xù)利用的發(fā)展、協(xié)調(diào)、公平原則。

1.2 準則層

發(fā)展系數(shù)s1、協(xié)調(diào)系數(shù)s2、公平系數(shù)s3，分別反映整個區(qū)域綜合發(fā)展的持續(xù)情況及發(fā)展的強弱程度，整個區(qū)域社會、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)與水資源子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)程度，區(qū)域分區(qū)間的資源使用以及發(fā)展的公平程度。

1.3 指標層

1.3.1 發(fā)展系數(shù)指標層 由社會、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境、水資源發(fā)展的指標組成。反映社會發(fā)展的指標r1、r2分別為人口增長率、城鎮(zhèn)化程度；反映經(jīng)濟發(fā)展的指標r3、r4分別為人均GDP及第三產(chǎn)業(yè)比例；反映生態(tài)發(fā)展的指標r5、r6分別為森林覆蓋率和水體水質達標率；反映水資源系統(tǒng)發(fā)展的指標r7、r8、r9分別為供水量、生產(chǎn)用水定額、生活用水定額。

1.3.2 協(xié)調(diào)系數(shù)指標層 由社會、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)與水資源子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)指標組成，指標r10～r12分別用各部門與水資源的供需比來反映。

1.3.3 公平系數(shù)指標層 由反映水資源使用公平程度及反映發(fā)展公平程度的指標r13、r14組成，分別為各分區(qū)人均供水量與區(qū)域人均供水量之比及各分區(qū)發(fā)展系數(shù)與區(qū)域發(fā)展系數(shù)之比反映。

2 水資源可持續(xù)利用評價指標的計算方法

2.1 發(fā)展系數(shù)計算

2.1.1 分指標層發(fā)展系數(shù)計算 各分指標發(fā)展系數(shù)r1（j，k，l）的計算方法如下。

對于正向指標，即越大越好的指標，如城鎮(zhèn)化程度、人均GDP等，利用公式（1）計算：

r1（j，k，l）=■■ （1）

對于逆向指標，利用公式（2）計算：

r1（j，k，l）=■■ （2）

式中，j為分區(qū)；k取1、2、3、4，分別為指標層社會、經(jīng)濟、水資源、生態(tài)4個子系統(tǒng)；l取1，2，…，L，L為各發(fā)展指標層的分指標數(shù)目；r（j，k，l）+為規(guī)劃水平年第j個分區(qū)、第k個子系統(tǒng)、第l個分指標值；r（j，k，l）-為基準水平年第j個分區(qū)、第k個子系統(tǒng)、第l個分指標值；r1（j，k，l）為第j個分區(qū)、第k個子系統(tǒng)、第l個分指標的發(fā)展系數(shù)，r1（j，k，l）>1.0，表示相應分指標得以發(fā)展；r1（j，k，l）<1.0，表示相應分指標沒有發(fā)展；N為規(guī)劃水平年與基準水平年年數(shù)。

2.1.2 指標層發(fā)展系數(shù) 各分指標發(fā)展系數(shù)確定后，按公式（3）計算各指標層系數(shù)s11（j，k）：

s11（j，k）=■w1（j，k，l）·s11（j，k，l） （3）

式中，s11（j，k）為第j個分區(qū)、第k個子系統(tǒng)的發(fā)展系數(shù)，s11（j，k）>1.0表示相應子系統(tǒng)得以發(fā)展，s11（j，k）<1.0表示相應子系統(tǒng)沒有發(fā)展；w1（j，k，l）為第j個分區(qū)、第k個子系統(tǒng)、第l個分指標相對于指標層的權重，滿足w1（j，k，l）=1。其他符號意義同前。

2.1.3 分區(qū)發(fā)展系數(shù) 分區(qū)發(fā)展系數(shù)按公式（4）計算：

s1（j）=■w1（j，k）·s11（j，k） （4）

式中，s1（j）為第j個分區(qū)的發(fā)展系數(shù)，s1（j）>1.0表示第j個分區(qū)得以發(fā)展，s1（j）越大，表示發(fā)展強度越大，s1（j）<1.0表示第j個分區(qū)沒有發(fā)展；w1（j，k）為第j個分區(qū)、第k個子系統(tǒng)相對于該區(qū)的權重，滿足w1（j，k）=1。其他符號意義同前。

2.1.4 區(qū)域總體發(fā)展系數(shù) 區(qū)域發(fā)展系數(shù)按公式（5）計算：

s1=■w1（j）·s1（j） （5）

式中，s1為區(qū)域的發(fā)展系數(shù)，s1>1.0，表示區(qū)域整體得以發(fā)展，s1越大，表示發(fā)展強度越大，s1<1.0表示區(qū)域沒有發(fā)展；w1（j）為第j個分區(qū)相對于整個區(qū)域的權重，滿足■w1（j）=1；J為分區(qū)數(shù)；其他符號意義同前[7，8]。

2.2 協(xié)調(diào)系數(shù)計算

2.2.1 分指標層協(xié)調(diào)系數(shù) 水資源是支撐整個社會可持續(xù)發(fā)展的資源條件，系統(tǒng)協(xié)調(diào)是指社會、經(jīng)濟、生態(tài)子系統(tǒng)與水資源子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，而前3個子系統(tǒng)與水資源子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)最終體現(xiàn)在各部門需水與水資源子系統(tǒng)供水之間的協(xié)調(diào)，因此選取社會、經(jīng)濟、生態(tài)部門的供水量與需水量之比為分指標，計算見公式（6）。

r2（j，k，l）=■ （6）

式中，j為分區(qū)；k取1、2、3，分別為協(xié)調(diào)指標層社會、經(jīng)濟、生態(tài)子系統(tǒng)與水資源子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)的3個指標層；l取1，2，…，L，L為各協(xié)調(diào)指標層分指標數(shù)目；sw（j，k，l）為規(guī)劃水平年第j個分區(qū)、第k個協(xié)調(diào)指標層、第l個部門供水量；dw（j，k，l）為規(guī)劃水平年第j個分區(qū)、第k個協(xié)調(diào)指標層、第l個部門需水量；r2（j，k，l）為第j個分區(qū)、第k個協(xié)調(diào)指標層、第l個部門水資源供需比[9]。

2.2.2 指標層協(xié)調(diào)系數(shù) 各分指標協(xié)調(diào)系數(shù)確定后，按公式（7）計算各指標層協(xié)調(diào)系數(shù)s22（j，k）：

s22（j，k）=■w2（j，k，l）·r2（j，k，l） （7）

式中，s22（j，k）為第j個分區(qū)、第k個協(xié)調(diào)指標層的協(xié)調(diào)系數(shù)，0

2.2.3 分區(qū)協(xié)調(diào)系數(shù) 分區(qū)協(xié)調(diào)系數(shù)按公式（8）計算：

s2（j）=■w2（j，k）·s22（j，k） （8）

式中，s2（j）為第j個分區(qū)的協(xié)調(diào)系數(shù)，0

2.2.4 區(qū)域協(xié)調(diào)系數(shù)計算 區(qū)域協(xié)調(diào)系數(shù)s2按公式（9）計算。

s2=■w2（j）·s2（j） （9）

式中，s2為區(qū)域的協(xié)調(diào)系數(shù)，0

2.3 公平系數(shù)計算

2.3.1 分指標層、指標層公平系數(shù) 公平指標層由兩項組成，一是反映各分區(qū)資源使用公平的，二是反映各分區(qū)發(fā)展公平的。即：

r3（j，1）=■，r3（j，2）=■ （10）

式中，j為分區(qū)；ow（j，1）為規(guī)劃水平年第j個分區(qū)人均供水量；gw（j，1）為規(guī)劃水平年區(qū)域人均供水量；r3（j，1）為第j個分區(qū)人均供水量與區(qū)域人均供水量之比；r3（j，2）為第j個分區(qū)發(fā)展系數(shù)與整個區(qū)域發(fā)展系數(shù)之比；其他符號意義同前。

2.3.2 分區(qū)公平系數(shù) 分區(qū)公平系數(shù)按公式（11）計算：

s3（j）=■w3（j，k）·s33（j，k） （11）

式中，s3（j）為第j個分區(qū)的公平系數(shù)，0

2.3.3 區(qū)域公平系數(shù) 區(qū)域公平系數(shù)按公式（12）計算：

s3=■w3（j）·s3（j） （12）

式中，s3為區(qū)域的公平系數(shù)，0

2.4 可持續(xù)系數(shù)計算

可持續(xù)系數(shù)按公式（13）計算：

s=■w（i）·si （13）

式中，w（i）為第i個準則系數(shù)，即發(fā)展系數(shù)、協(xié)調(diào)系數(shù)、公平系數(shù)相對于區(qū)域可持續(xù)系數(shù)的權重，i取1，2，3；si為第i個準則的系數(shù)，即發(fā)展系數(shù)s1、協(xié)調(diào)系數(shù)s2、公平系數(shù)s3。

3 江漢平原水資源可持續(xù)利用的計算結果

在進行江漢平原的水資源可持續(xù)利用評價時，將江漢平原分為8個區(qū)，分別為武漢、孝感、宜昌、荊州、荊門、天門、仙桃、潛江。然后采用上述指標體系和計算公式，對江漢平原水資源可持續(xù)利用的發(fā)展系數(shù)、協(xié)調(diào)系數(shù)、公平系數(shù)進行計算。

綜合2005～2010年的指標數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計軟件（SPSS）進行趨勢預估，按照線性模型（人口數(shù)據(jù)采用指數(shù)模型）計算出2020年的各個系數(shù)如表2所示。

根據(jù)上述發(fā)展、協(xié)調(diào)、公平系數(shù)的含義，對于發(fā)展中國家，為體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展原則，發(fā)展系數(shù)必須滿足s1≥1.0，協(xié)調(diào)系數(shù)s2和公平系數(shù)s3越接近1越好，因此嚴格來講，可持續(xù)發(fā)展的判別依據(jù)理想狀況應為：

s≥1.0且s1≥1.0，s2=1.0，s3=1.0。

其中，s、s1越大，可持續(xù)發(fā)展強度越高。

4 結論

江漢平原2020年水資源可持續(xù)利用的發(fā)展系數(shù)為1.042 5，也就是說以2010年為基準年每年以4.25%的速度增長；協(xié)調(diào)系數(shù)為0.964 2，接近1，說明江漢平原2020年的水資源供需比較合理；公平系數(shù)為0.773 0，可見區(qū)域間各地區(qū)的水資源使用存在不公平的現(xiàn)象，原因可能是人口因素，或者經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)向欠發(fā)達地區(qū)排放未經(jīng)嚴格處理的污水等?？沙掷m(xù)系數(shù)為1.017 3，說明江漢平原的水資源發(fā)展?jié)摿€是比較大的，以2010年為基準年每年以1.7%的速度在增長。

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