杜 恒，何 濤 (咸陽師范學院旅游與資源環(huán)境學院，陜西咸陽712000)

水資源是基礎性自然資源和戰(zhàn)略性經濟資源，水資源安全則是水資源管理的核心內容和重要目的［1］。人類的生存、生產與發(fā)展的重要制約因子是水資源，水資源的現(xiàn)狀令人擔憂，地表水污染、地下水位下降使得人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境日益破壞，不得不重新審視水資源及其引發(fā)的安全問題［2］。現(xiàn)階段，水成為是社會持續(xù)、快速、健康和協(xié)調發(fā)展的戰(zhàn)略性基礎資源，也是自然生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的控制性要素;水危機則是人類生存、生產及發(fā)展過程中面臨的最嚴重挑戰(zhàn)之一。因此，水安全問題已經成為水資源領域研究的熱點問題［3－7］。但對水安全一詞目前暫無普遍公認定義，國內學者王禮茂認為水資源安全是指經濟發(fā)展和人民生活所需的水資源能持續(xù)、穩(wěn)定和以合理的價格得到保障。張曉嵐等［9］、李曉明［10］認為水資源安全是指水資源的自然循環(huán)過程和系統(tǒng)不受破壞或嚴重威脅，水資源能夠滿足國民經濟和社會可持續(xù)發(fā)展的需要。賈紹鳳等認為水資源安全是以可承受的價格獲取足夠安全的水［11］。孫才志等［12］、郝東恒等［13］認為水資源安全涉及到自然、社會、經濟及人文等方面，是一個綜合概念，很難簡單用一兩個指標反映其全部內容，為了全面評價水資源安全程度、診斷水資源安全存在的問題，進行定量分析，構建水資源安全評價指標體系是有必要的［12－13］。總的來看，水資源的安全主體為人，基礎應是健康的水循環(huán)，目標是保證人類生存與發(fā)展而不因水資源的問題受到威脅，其本質是水資源的供需平衡。

目前，水資源的安全評價方法主要有層次分析法、熵權重法、系統(tǒng)動力法、目標線性規(guī)劃法、指數(shù)對數(shù)法［1］，模糊綜合評判法等［14－18］。層次分析法是一種定性與定量相結合的決策分析方法，常常被用于多目標、多準則、多要素、多層次的非結構化的復雜決策問題。通過這種方法，可以將復雜問題分解為若干層次和若干要素，在各因素之間進行簡單地比較和計算就可以得出不同方案重要性程度的權重，適合于戰(zhàn)略決策問題的研究，因此，該研究選取AHP分析法進行銅川市水資源安全評價研究。銅川市為季風氣候區(qū)，雨量偏少，較集中，與地下水資源重復量大，人均水資源量少，地表河流流量減少或斷流且污染比例加大，水資源流失嚴重(礦區(qū)采空區(qū))，農業(yè)水利管理的閑置與流失使耕地灌溉得不到保障，隨著經濟的發(fā)展，第二、三產業(yè)的用水也存在隱患。因此，選擇銅川市進行水資源安全評價，具有典型性，研究結果可為其水資源安全評價提供基礎，為區(qū)域水資源管理提供科學依據。

1 研究區(qū)概況

銅川位于陜西腹地關中盆地與黃土高原交接地帶，南距省會西安70 km。2013年全市轄四區(qū)一縣，34個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。全市土地面積3 882 km2。地勢呈西北高、東南低走勢，海拔多在600～1 700 m之間。地貌分山丘、臺原和川道三大類。全市境內主要河流屬渭河水系，主要有漆水河、清河、五里鎮(zhèn)河、紅土河等。銅川屬暖溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫8.9～12.3 ℃，年降水量555.8 ～709.3 mm 之間?？側丝?84.86萬人，其中城鎮(zhèn)人口40.6萬人。水資源總量2.288×109m3，人均占有水資源量269.04 m3/人，相當于全國人均量的1/8之一，全省人均量的1/4。截至2013年底，銅川市全年實現(xiàn)生產總值321.98億元，按常住人口計算，人均生產總值38 248元，比上年增長13.4%。社會經濟發(fā)展勢頭依然不減，新時期下，能否保證水資源供應的安全已成為一個重要的影響因素(數(shù)據來源于《銅川市統(tǒng)計年鑒》)。

2 指標體系構建及其權重確定

2.1 指標體系構建 根據水資源安全評價的系統(tǒng)性、可度量性及代表性的原則選取和建立水資源安全評價指標體系［1］，共建立5個中間維度準則層，對應20個評價指標(表1)。

2.2 權重計算 在已建立的構建模型基礎上，對所選指標進行AHP的權重計算，并對判斷矩陣一致性進行檢驗。通過檢驗，得出 λm=5.122 3，CI=0.027 3，RI=1.12，CR=0.024 375，(RI值由AHP平均隨機一致性指標表查出，CR值由公式計算得出，CR=CI/RI)，矩陣中的數(shù)據符合判斷矩陣質量的標準存在，判斷矩陣具有令人滿意的一致性。

表1 銅川市水資源安全評價指標體系及權重

2.3 數(shù)據來源 研究數(shù)據主要來源于2006～2013年《銅川統(tǒng)計年鑒》、《2011陜西省水利年鑒》、《水資源管理決策支持系統(tǒng)與水源優(yōu)化利用》、《陜西水資源公報》、《陜西省統(tǒng)計年鑒》、《銅川市水利年鑒》，及其實地調研數(shù)據。

3 水資源安全評價

3.1 數(shù)據標準化 由于27個指標原始數(shù)據單位不統(tǒng)一、數(shù)量級也有不同，需對其指標數(shù)據進行標準化處理計算。同時再對4個年份的數(shù)據進行標準化處理，由于評價指標的特征值對于評價方案，部分指標值取大為優(yōu)，稱之為正向指標;部分指標值取小為優(yōu)，稱之為逆向指標。對于兩種指標必須采用兩種不同計算方法。

對正向指標，標準化公式設計為:

對逆向指標，標準化公式設計為:

式中，Xi為第i個指標的具體統(tǒng)計值;Xim、XiM為指標i的統(tǒng)計數(shù)據極小值和極大值［13］。

3.2 水資源安全評價結果及分析

3.2.1 水資源安全變化趨勢。在已知的水資源安全條件值的基礎上，通過與準則層的權重相乘，得出銅川地區(qū)2006～2013年各項準則層指標的水資源安全評價值以及在各年度的水資源安全綜合評價得分，見表2。

表2 銅川市水資源安全評價值

由表2得出，2006年銅川地區(qū)水資源安全綜合評價值為0.31，2009 年為 0.41，2010 年為 0.54，2011 年為 0.44，2012年為 0.67，2013 年為 0.82。

3.2.2 水資源安全各維度變化趨勢。由圖1可以看出，水資源自身安全值在2006年度最低，原因是降水和地表水資源供應不足，2013年度達到最高，2011年水資源自身安全出現(xiàn)異常降低，在此期間起伏最大，2010～2011年期間先有回落，主要是因為人均水資源量減少0.41 m3，2011～2012又迅速回升，原因是降水量增加358.8 mm，安全保障程度隨之提高，2012～2013年期間水資源安全程度緩慢提升，人均水資源量增加1.31 m3。城市供水安全程度在2006最低，2009年度出現(xiàn)小高峰，主要是因為供水生產供水總量和銷量在短時期內達到最大，2013年度供水安全程度最高，得益于各項供水指標皆達到最大，2009～2011年度期間供水安全程度不斷走低，主要是因為水生產供水總量下降9.34%，銷量下降14.44%，2011年度在此達到最低，而后在2011～2013供水安全程度再次提高，原因是供水生產能力和售水量趨于穩(wěn)定。城市生活用水程度在2009年達到最低，2006～2009期間有所下降，主要是因為用水人口增加0.29萬人，城市用水普及率下降5.47%，2009～2013年期間安全保障程度在不斷地提高，2013年度達到最高，主要是由于各項指標不斷提高所致。農業(yè)用水2006年度水資源安全值最低，主要是因為用水普及率只有69%，農業(yè)用地中有效灌溉比例為44.81%，為研究范圍內的最低指標，2011年達到最大，主要是因為各項指標達到最高水平，2006～2011年間農業(yè)用水安全值不斷提高，2011～2012年間有小幅回落，主要是由于糧食產量和有效灌溉比例輕度下降導致，2012～2013年期間逐漸緩慢回升，原因是農業(yè)產值同比增加11.94%，有效灌溉比例增加4%。工業(yè)用水安全程度以2009年最低，主要是因為工業(yè)廢水排放達標量和重復利用水平比較低，2006～2009年期間安全程度有下降，原因是前兩項指標有所下降，2009～2013年間工業(yè)用水的安全程度緩慢提高，趨于小幅增長，主要得益于工業(yè)用水利用率不斷提高和優(yōu)化，負向指標萬元GDP用水量也在不斷較少。

圖1 銅川市水資源各準則層安全評價值

由圖2可以看出，評價結果顯示銅川地區(qū)水資源安全狀況穩(wěn)中有升，總體趨勢良好。除個別年份異常外，水資源安全評價值發(fā)展比較平穩(wěn)。

3.2.3 水資源安全等級確定。根據水資源安全臨界值的安全定義規(guī)定，安全等級劃分見表3。

表3 銅川地區(qū)水資源綜合評價安全等級劃分

對比水資源綜合評價等級劃分表，可以得出銅川市2006～2013年間水資源綜合評價安全等級表，見表4。

圖2 銅川市水資源安全綜合評價值

由表4可見，2006年銅川市水資源安全狀況為:安全等級低;2009～2011年為基本安全;2012年為安全;2013年為非常安全。

表4 銅川市2006～2013年間水資源安全等級

4 結論與討論

該研究采用AHP層次分析法對選取的陜西省銅川地區(qū)2006～2013年度20個水資源安全指標進行決策分析，得出以下結論:水資源安全評價結果中2006年安全等級最低，2013年安全等級最高，銅川地區(qū)水資源安全狀況處于非常安全狀態(tài)，2009～2011年間，水資源安全狀況處于基本安全狀態(tài)，2012年間為安全狀態(tài)?？傮w來看，2006～2013年度內水資源安全評價程度穩(wěn)中有升，增幅不等;2010～2011年度內，水資源安全程度異常下降。其中以2006年安全程度最低，究其原因與銅川市自然水資源有較大聯(lián)系，直接影響到了供水生產能力和用水總量，該年度內用水人口也較多，為39.1萬人，水資源的利用方式及其利用程度也比較低，綜合影響下，該年度水資源安全評價程度低。2006～2010期間安全程度穩(wěn)中有升，主要是由于用水方式的改變和水資源開發(fā)利用率的提高。此外，2010～2011年間，水資源安全評價等級降低，主要是因為工業(yè)萬元GDP用水量同比往年下降2.22%，呈現(xiàn)負增長，同時城市用水人口增加2 000多人也會導致水資源安全程度異常下滑。2011～2013年間水資源綜合安全評價等級迅速提高，主要是由于供水生產能力，供水總量，城市地下水供水，城市用水普及率，農村安全用水普及率，污水集中處理率的提高，平均增長 12.63%、6.90%、5.41%、2.86%、0.89%、1.14%、11.05%。但是自然水資源量穩(wěn)定性較差，可能會在將來影響到水資源安全評價安全狀況。

結合研究結果，為保證銅川市水資源安全，提出以下對策措施:①加大開源節(jié)流，加快水源工程的建設，興建和改造地表水工程、完善和挖潛水利設施，提高河川河流的控制能力;②大力提倡節(jié)約用水，合理分配工業(yè)和農田灌溉用水，提高水資源開發(fā)利用率，適度合理開采地下水;③城鄉(xiāng)生活用水方面，提倡水資源的多元多重利用，減少浪費，加強供水管道的管理和節(jié)水宣傳，提高人們的節(jié)水意識;④農業(yè)用水方面，改善農田水利設施和灌溉方式、調整農業(yè)生產結構、加強節(jié)水農業(yè)宣傳;⑤工業(yè)節(jié)水方面，重點提高用水工藝和水資源重復利用率，提高污水集中處理率，廢水達標排放達標率，減少水的污染和浪費。

［1］高媛媛，王紅瑞，許新宜，等.水資源評價安全模型構建與應用［J］.自然資源學報，2012，27(2):204 －213.

［2］韓劍宏，倪文，延克軍，等.水資源安全的影響因素［J］.中國環(huán)保產業(yè)，2004(1):26－29.

［3］代穩(wěn)，梁虹，舒棟才，等.水資源安全研究進展［J］.水科學與工程技術，2010(1):13－16.

［4］Proclamation of the Minister-class Conference on the 2nd World Water of Man of the United Nations.The Water Security in the 21st Century［R］.Proclamation of the Minister－class conference in Hague，2000.

［5］GREY D，SADOFF CW.Sink or swim?Water security for growth and development［J］.Water Policy，2007，9:545 －571.

［6］Global Water Partnership(GWP):Towardes security:A framework for action［R］.Stockholm:GWP，2000.

［7］World Bank.Towards awater-secure Kenya:Water resources sector memorandum［M］.Washington D C:World Bank，2004.

［8］王禮茂，郎一環(huán).中國資源安全研究的進展及問題［J］.地理科學進展，2002(4):333－338.

［9］張曉嵐，劉昌明，高媛媛，等.水資源安全若干問題研究［J］.中國農村水利水電，2011(1):9－13.

［10］李曉明.巢城水資源安全的形勢分析與保障措施［J］.安徽科技，2003(11):49－50.

［11］賈紹鳳，張軍巖，張士鋒，等.區(qū)域水資源壓力指數(shù)與水資源安全評價指標體系［J］.地理科學進展，2002，21(6):538 －545.

［12］孫才志，遲克續(xù).大連市水資源安全評價模型的構建及其應用［J］.安全與環(huán)境學報，2008(1):115－118.

［13］郝東恒，王殿茹，靳秉強，等.21世紀河北省資源安全評價體系設計［J］.石家莊經濟學院學報，2005(6):1 －5.

［14］郭永龍，武強，王焰新，等.中國的水安全及其對策探討［J］.安全與環(huán)境工程，2004，11(1):42 －45.

［15］王順久，李躍清，丁晶.基于指標體系的水安全評價方法研究［J］.中國農村水利水電，2007(2):116－119.

［16］鄧壽年，姜培華.度量判斷矩陣相容性的新方法［J］.安徽工程科技學院學報:自然科學版，2010(3):65－67.

［17］衛(wèi)仁娟，梁川，任財，等.松華壩水資源安全評價的可變模糊識別方法［J］.南水北調與水利科技，2013(2):1 －5.

［18］代穩(wěn)，諶洪星，仝雙梅，等.水資源安全評價指標體系研究［J］.節(jié)水灌溉，2012(3):40－43.