(遼寧省鞍山水文局，遼寧 鞍山 114000)

非常規(guī)水資源綜合評(píng)價(jià)與決策研究

周環(huán)宇

(遼寧省鞍山水文局，遼寧 鞍山 114000)

常規(guī)水資源是水資源開(kāi)發(fā)利用的重要組成部分，在常規(guī)水資源不能滿足當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求時(shí)，需建立非常規(guī)水資源開(kāi)發(fā)模式。本文針對(duì)目前遼寧省非常規(guī)水資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀，選取污水處理回用量、雨水利用量、微咸水淡化量、海水淡化量評(píng)價(jià)指標(biāo)，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)遼寧省現(xiàn)狀年、規(guī)劃年的非常規(guī)水資源進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，非常規(guī)水資源總利用量有所增加，成緩慢上升趨勢(shì)，在2020年的評(píng)價(jià)值達(dá)到最高。在評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的保護(hù)措施，為遼寧省水資源可持續(xù)利用提供了理論依據(jù)。

非常規(guī)水資源；模糊綜合評(píng)價(jià)；保障措施；應(yīng)用研究

1 引 言

非常規(guī)水資源是指區(qū)別于一般意義上的地表水、地下水的水源，包括污水處理回用水、海水、微咸水、雨洪水等。非常規(guī)水資源利用量的多少是一個(gè)城市水資源開(kāi)發(fā)利用先進(jìn)水平的重要標(biāo)志，充分利用非常規(guī)水是解決城市缺水問(wèn)題的必要手段[1]。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，人們對(duì)水資源的開(kāi)發(fā)利用意識(shí)普遍提高，非常規(guī)水資源研究已經(jīng)成為水資源優(yōu)化配置工作中的重要組成部分，也是衡量水資源開(kāi)發(fā)利用程度的重要標(biāo)志。

目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)非常規(guī)水資源評(píng)價(jià)具有廣泛的研究，主要涉及影響因素的選取和評(píng)價(jià)方法的研究。張樹(shù)軍等[2]以淮北市采煤沉陷區(qū)為研究對(duì)象，運(yùn)用情景分析法組合構(gòu)建了18種未來(lái)可能情景，采用典型年水量均衡法計(jì)算得到了不同情景下沉陷區(qū)的供水保證率；劉同僧[3]對(duì)廊坊市的微咸水、雨水、再生水等水資源的開(kāi)發(fā)利用進(jìn)行調(diào)查，對(duì)非常規(guī)水資源開(kāi)發(fā)利用潛力進(jìn)行分析；梁士奎等[4]從區(qū)域水資源配置的角度，探討了非常規(guī)水資源利用的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，提出了新密市開(kāi)發(fā)利用非常規(guī)水資源的途徑和措施，為新密市開(kāi)展最嚴(yán)格水資源管理提供了參考；卜慶偉等[5]對(duì)黃河三角洲地區(qū)水資源供需矛盾突出問(wèn)題，提出綜合利用模式，構(gòu)建生態(tài)水網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)非常規(guī)水資源的綜合利用。總體來(lái)看，非常規(guī)水資源研究受到地域性限制，發(fā)展極不平衡，還需要在今后研究中根據(jù)區(qū)域的實(shí)際情況，因地制宜選取合理的評(píng)價(jià)方法和利用途徑，建立多因素的保障體系。

2 非常規(guī)水資源模型建立

2.1 綜合評(píng)價(jià)模型的適用性

非常規(guī)水資源系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，其受生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等多方面因素綜合影響，水資源情況復(fù)雜、模糊。選用模糊綜合評(píng)價(jià)模型，將模糊數(shù)學(xué)方法與實(shí)際測(cè)量值相結(jié)合，可以有效地解決邊界模糊的影響和評(píng)價(jià)區(qū)域的檢測(cè)誤差。

2.2 非常規(guī)水資源評(píng)價(jià)模型

非常規(guī)水資源評(píng)價(jià)體系是由多個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)組成，常常涉及多個(gè)因素或者多個(gè)指標(biāo)，這就要求根據(jù)這么多因素對(duì)事物做出綜合評(píng)價(jià)，判斷事物的優(yōu)劣性，也是對(duì)受到多因素影響的事物做出全面評(píng)價(jià)。根據(jù)遼寧省實(shí)際情況，數(shù)學(xué)模型采用模糊綜合評(píng)價(jià)模型，該模型由多個(gè)影響因素組成，涉及多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)選取的指標(biāo)值進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的優(yōu)劣性。建立步驟如下[6]：

a.建立評(píng)價(jià)指標(biāo)因素集U={u1，u2，u3，…，un}。

b.建立評(píng)價(jià)集V={v1，v2，v3，…，vn}。

c.計(jì)算單因素評(píng)判矩陣Rf∈(U×V)：

對(duì)于i地區(qū)來(lái)說(shuō)，其隸屬函數(shù)的公式如下:

式中rjk——指標(biāo)j的特征值對(duì)第k級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度；

Sj1，Sj (k - 1)，Sjk，Sj( k+ 1)，Sjp——指標(biāo)j的第1級(jí)、k-1級(jí)、k級(jí)、k+1級(jí)、p級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)值。

d. 綜合評(píng)判。根據(jù)變異系數(shù)法[7]，計(jì)算各因素的權(quán)重A。運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法—主因素突出型。

在模型M(·，∨)中，乘以小于1的權(quán)重ai，說(shuō)明ai是在考慮多因素是rij的修正值，與主要因素有很大的相關(guān)性，而忽略了次要因素。

3 水資源開(kāi)發(fā)利用狀況

3.1 基本水資源狀況

遼寧省位于中國(guó)東北地區(qū)南部，轄14個(gè)地級(jí)市，其中副省級(jí)城市2個(gè)(沈陽(yáng)、大連)。2015年，全省平均降水量565.0 mm，比多年平均值少16.7%，全省水資源總量178.96億m3，比多年平均值少47.6%，入海水量58.83億m3，總供水量與總用水量均為140.75億m3，全省降水總量、地表水資源量、地下水資源量和水資源總量均少于多年平均值。

3.2 非常規(guī)水資源狀況

遼寧省非常規(guī)水源的開(kāi)發(fā)利用始于再生水及海水淡化的利用，再生水的利用逐步增加，海水淡化比重逐漸增大。遼寧省31個(gè)地市，全部建有污水處理廠，2015年污水處理量為4.04億m3，比2014年增加了0.8億m3；海水淡化量為0.11億m3，比2014年增加了10%，隨著沿海經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，海水淡化量日趨增多。

4 非常規(guī)水資源綜合評(píng)價(jià)

4.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取

非常規(guī)水資源評(píng)價(jià)指標(biāo)是水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)中典型參考因素，非常規(guī)水資源評(píng)價(jià)指標(biāo)從水資源因素、社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素、生態(tài)環(huán)境因素等方面考慮?？紤]到評(píng)價(jià)指標(biāo)間的相關(guān)性、獨(dú)立性、代表性和可收集性，通過(guò)調(diào)查收集，本文共選取4個(gè)反映遼寧省非常規(guī)水資源評(píng)價(jià)指標(biāo)。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如下圖所示。

非常規(guī)水資源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系圖

4.2 非常規(guī)水資源評(píng)價(jià)分析

科學(xué)分析評(píng)價(jià)遼寧省淡水資源是實(shí)施水資源集約利用與最嚴(yán)格管理的首要前提，對(duì)分析評(píng)估水資源保障能力、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。遼寧省是水資源緊缺型大省，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生態(tài)環(huán)境的變化，水資源供需平衡日趨矛盾尖銳，因此本文以遼寧省典型的非常規(guī)水資源為依據(jù)，進(jìn)行水資源模糊綜合評(píng)價(jià)。

a.以《遼寧省水資源公報(bào)》和《遼寧省統(tǒng)計(jì)年鑒》為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，選取評(píng)價(jià)因素集

U={u1污水處理回用量，u2雨水利用量，u3微咸水淡化量，u4海水淡化量}。

b.評(píng)價(jià)指標(biāo)集以時(shí)間為節(jié)點(diǎn)，即

V={v12001年，v22010年，v32015年，v42020年}。

c.計(jì)算單因素評(píng)判矩陣:

d.權(quán)重確定與評(píng)價(jià)結(jié)果。在非常規(guī)水資源評(píng)價(jià)中，由于各評(píng)價(jià)指標(biāo)具有獨(dú)立性，量綱不統(tǒng)一，指標(biāo)取值差異越大的指標(biāo)，也就是越難以實(shí)現(xiàn)的指標(biāo)，更能反映被評(píng)價(jià)單位的差距。權(quán)重的確定采用變異系數(shù)法，各價(jià)值指標(biāo)權(quán)重值A(chǔ)見(jiàn)下表。

評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值表

遼寧省非常規(guī)水資源模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果歸一化，得：

4.3 結(jié)果分析

由水資源模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)看，遼寧省在每10年一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上非常規(guī)水資源評(píng)價(jià)排序?yàn)関4>v3>v2>v1，非常規(guī)水資源總的利用量有所增加，趨勢(shì)是緩慢上升的，在規(guī)劃水平年2020年的評(píng)價(jià)結(jié)果最高，其次是2015年，因?yàn)樵谝?guī)劃水平年2020年遼寧省城市排污量達(dá)到40億m3，如能合理利用開(kāi)發(fā)，可以解決今后幾年缺水量的30%左右。微咸水淡化方面，遼寧省開(kāi)發(fā)效率還比較低，微咸水淡化主要涉及到種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)，是今后開(kāi)發(fā)的主要的非常規(guī)水資源來(lái)源之一。遼寧省年內(nèi)降水分配極不均勻，發(fā)展雨水集中利用，對(duì)非常規(guī)水資源量進(jìn)行補(bǔ)充，符合遼寧省根據(jù)不同區(qū)域?qū)嶋H情況開(kāi)發(fā)非常規(guī)水資源的現(xiàn)狀。到2020年非常規(guī)水資源評(píng)價(jià)值最高，這與當(dāng)?shù)貙?shí)際水資源情況吻合，評(píng)價(jià)結(jié)果合理。

5 非常規(guī)水資源開(kāi)發(fā)利用保證措施

5.1 制定合理可行的水價(jià)管理體系

綜合考慮水資源費(fèi)的變化動(dòng)態(tài)，以改善水質(zhì)、輸排水管網(wǎng)、水量為目的，對(duì)供水成本進(jìn)行核算，在滿足非常規(guī)水資源成本基礎(chǔ)上，合理制定回用水的供水價(jià)格。完善水價(jià)形成機(jī)制，制定科學(xué)、合理、公平的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，取締不合理加價(jià)收費(fèi)，完善水價(jià)計(jì)費(fèi)方式，實(shí)行末級(jí)水價(jià)收費(fèi)制度。

5.2 加強(qiáng)非常規(guī)水資源工程建設(shè)

擴(kuò)大雨水回收利用、再生水回用、微咸水與海水淡化利用的范圍，加快基礎(chǔ)工程設(shè)施建設(shè)，全省污水處理覆蓋率擬達(dá)到85%以上。在全省各市區(qū)內(nèi)，凡是能夠符合再生水使用條件的，優(yōu)先使用再生水，實(shí)現(xiàn)中心城區(qū)—工業(yè)園區(qū)—農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)有效結(jié)合的供水管網(wǎng)工程。未來(lái)5年，建設(shè)海水淡化工程，推動(dòng)海水淡化在電力、化工兩個(gè)行業(yè)的應(yīng)用，充分利用海水的巨大潛力。

5.3 非常規(guī)水資源利用管理體系建設(shè)

在實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度的條件下，非常規(guī)水資源的用水、節(jié)水、治水等都離不開(kāi)法律規(guī)范的約束和管理，法律的實(shí)施是非常規(guī)水資源可持續(xù)利用的保證，因此，建立水法規(guī)體系，不僅能滿足可持續(xù)發(fā)展的要求，還能以水資源可持續(xù)發(fā)展來(lái)完善法律制度體系。在法律制度的條件下，把非常規(guī)水資源引入市場(chǎng)，在市場(chǎng)的機(jī)制下，建立與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)相適應(yīng)的水市場(chǎng)，這樣可以用經(jīng)濟(jì)手段去對(duì)水資源進(jìn)行公平的分配。

5.4 實(shí)行分質(zhì)供水，削減入河和入海污染物

為了解決遼寧省水資源短缺問(wèn)題，分質(zhì)供水成為供水的主要方式。分質(zhì)供水采用了小分質(zhì)供水、大分質(zhì)供水系統(tǒng)。小分質(zhì)供水范圍主要是居民住宅、公共場(chǎng)所、賓館、學(xué)校等局部供水，有直接飲用水系統(tǒng)、中水系統(tǒng)兩種；大分質(zhì)供水是城市大范圍供水區(qū)域供水，主要水源來(lái)于原水和污水。同時(shí)，取締污染水質(zhì)的非法污水排放口，加大入河和入海水處理設(shè)施建設(shè)，保證城市集中供優(yōu)質(zhì)水是未來(lái)改善飲水水質(zhì)的大方向。

6 結(jié) 論

本文通過(guò)對(duì)遼寧省非常規(guī)水資源開(kāi)發(fā)利用進(jìn)行分析，全面了解了非常規(guī)水資源開(kāi)發(fā)利用是水資源短缺和經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水矛盾突出下的必然選擇。非常規(guī)水資源評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：污水處理利用量、雨水利用量、微咸水和海水淡化量等。以模糊綜合評(píng)價(jià)法為基礎(chǔ)，對(duì)遼寧省2001年、2010年、2015年、2020年非常規(guī)水資源進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)評(píng)價(jià)計(jì)算得到逐漸上升，結(jié)果表明遼寧省到2020年非常規(guī)水資源評(píng)價(jià)結(jié)果最高，與當(dāng)?shù)貙?shí)際水資源情況吻合，評(píng)價(jià)結(jié)果合理。

為了更好地認(rèn)識(shí)遼寧省非常規(guī)水資源的價(jià)值，提高雨水、污水回收、微咸水與海水淡化等的利用效率，提出非常規(guī)水資源面臨的主要問(wèn)題和今后開(kāi)發(fā)中所采取的保障措施。非常規(guī)水資源開(kāi)發(fā)利用高效的實(shí)施，要結(jié)合區(qū)域的實(shí)際狀況，遵循開(kāi)發(fā)—利用—管理—保護(hù)—再開(kāi)發(fā)的原則，科學(xué)合理布局非常規(guī)水資源，為提高水資源承載能力與可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

[1] 劉偉.非常規(guī)水資源利用基本問(wèn)題的研究[D].天津：天津大學(xué)，2004.

[2] 張樹(shù)軍，許士國(guó).淮北市采煤沉陷區(qū)非常規(guī)水資源開(kāi)發(fā)利用研究[J].水電能源科學(xué)，2010，28(7):27-30.

[3] 劉同僧.廊坊市非常規(guī)水資源開(kāi)發(fā)利用潛力分析[J].地下水，2015，37(2):136-137.

[4] 梁士奎，左其亭.非常規(guī)水資源利用關(guān)鍵問(wèn)題討論—以新密市為例[J].南水北調(diào)與水利科技，2012，10(3):109-112.

[5] 卜慶偉，辛宏杰.黃河三角洲非常規(guī)水資源綜合利用[J].水資源保護(hù)，2012，28(1):42-45.

[6] 謝季堅(jiān)，劉承平.模糊數(shù)學(xué)方法及其應(yīng)用[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006.

[7] 高威.遼寧省非常規(guī)水源利用情況與問(wèn)題淺析[J].東北水利水電，2017，(11)：25-26..

Comprehensiveevaluationanddecisionstudyonunconventionalwaterresources

ZHOU Huanyu

(LiaoningAnshanHydrographicBureau,Anshan114000,China)

Unconventional water resources are important parts of water resources development and utilization. When conventional water resources cannot meet current demand on social and economic development, it is necessary to establish unconventional water resources development pattern. In the paper sewage treatment recycling dosage, rainwater utilization, brackish water desalination and seawater desalination evaluation index are selected in view of present status of unconventional water resources development and utilization status in Liaoning Province. Fuzzy comprehensive evaluation method is used for comprehensively evaluating unconventional water resources in Liaoning Province at current year and planned year. The results show that total consumption of unconventional water resources has been increased with a slow upward trend, and the evaluation value is highest in 2020. Corresponding protection measures are put forward based on the evaluation results, thereby providing theoretical basis for the sustainable utilization of water resources in Liaoning Province.

unconventional water resources; fuzzy comprehensive evaluation; safeguard measures; application research

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.011.013

TV213.9

A

2096-0131(2017)011-0048-04