王勝艷，唐 雋，王為攀，吳澤雄

（1.江蘇省水文水資源勘測局泰州分局，江蘇 泰州 225300；2.江蘇省泰州引江河管理處，江蘇 泰州 225321）

水環(huán)境安全是指在一定的歷史階段和社會背景下，水系統(tǒng)中擁有足夠的水量和安全的水質(zhì)，且水體能夠維持人類社會可持續(xù)發(fā)展，滿足生態(tài)系統(tǒng)能夠正常持續(xù)地運轉(zhuǎn)，直接關(guān)系到區(qū)域乃至國家安全[1]。在對泰州市水環(huán)境現(xiàn)狀分析的基礎上，找出其存在的水環(huán)境安全問題和限制因子，對于泰州市實行最嚴格水資源管理制度及實現(xiàn)水生態(tài)文明建設具有重要意義。

1 研究區(qū)域概況

泰州市地處長江、淮河下游，南臨長江，北通鹽城，東鄰南通，西接揚州。全市下轄海陵區(qū)、高港區(qū)、高新區(qū)、姜堰區(qū)、興化市、靖江市和泰興市，總面積5787.26 km2，其中河網(wǎng)水面積1180.81 km2，占20.4%。泰州市水環(huán)境主要問題有：（1）當?shù)厮Y源不足，外來水分布不均，隨著泰州市工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的高速發(fā)展，用水量迅速增加，水資源供需矛盾突出，補給水源主要為長江，然而，自流引江的涵閘受長江潮汐的影響，部分時段引水量并不能完全滿足用水要求。（2）污水收集率低，城市水體污染嚴重。隨著泰州市經(jīng)濟和城鎮(zhèn)化的發(fā)展，工業(yè)、城鎮(zhèn)生活污水排放量持續(xù)增長。近年來污水處理設施有所增加，但由于污水配套管網(wǎng)建設不完善，縣市主城區(qū)排水管網(wǎng)多為合流制，加之入河排污口布設不合理，使得污水收集處理率偏低，泰州市污水集中處理率為64.4%，在全省位于中下游水平。（3）水功能區(qū)水質(zhì)達標率較低。2016年《泰州市水資源公報》顯示，2016年全市評價河長為896.4 km，其中年均值劣于Ⅲ類水標準的河長為498.4 km，占總河的55.6%。全市43個重點水功能區(qū)按雙指標評價達標27個，達標率為62.8%，河流污染較嚴重。（4）飲用水源地存在安全隱患。目前，除興化以外，泰州市已基本實現(xiàn)長江區(qū)域供水。長江水質(zhì)常年處于Ⅱ～Ⅲ類，水質(zhì)能夠滿足飲用水源地供水水質(zhì)要求。而以內(nèi)河為水源地的興化市，地處里下河腹部區(qū)、淮河下游，地勢低洼，污染物易進難出，水源地水質(zhì)不穩(wěn)定。2016年興化市橫涇河、興姜河、鹵汀河、下官河和通榆河水源地達標率范圍為58.3%～75.0%。全市由于經(jīng)濟的發(fā)展、城市人口的增加，污染物排放總量增加，截污工程和污水處理建設的滯后，造成了城市水體污染，影響了城市景觀，水環(huán)境安全成為了制約泰州市社會及經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

2 研究方法

水環(huán)境安全評價最常用的方法有模糊聚類分析法、模糊綜合評價法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡法、綜合指數(shù)法等[2]。本文采用綜合指數(shù)法，具體步驟為：①構(gòu)建水環(huán)境安全指標評價體系；②收集各類資料，進行原始數(shù)據(jù)的整理；③確定各評價指標的標準值，對原始數(shù)據(jù)進行無量綱化；④采用AHP法對評價指標進行分層次逐級賦權(quán)；⑤將評價指標的無量綱化指數(shù)和相應權(quán)重進行計算，得到各級評價指標，逐層進行，最后得到綜合評價指數(shù)；⑥將綜合評價指數(shù)按一定標準評價分級。

2.1 評價指標體系的構(gòu)建

根據(jù)研究區(qū)域的實際情況以及資料獲取的難易程度，將水環(huán)境安全評價指標體系分為3個層次：綜合層，系統(tǒng)層和指標層。按科學性、代表性、系統(tǒng)性、定性定量結(jié)合和可操作性原則，建立了包括社會經(jīng)濟指標、水質(zhì)指標、水量指標和水生態(tài)指標4個系統(tǒng)層的水環(huán)境安全指標體系，查找相關(guān)數(shù)據(jù)資料，選取了與泰州市水環(huán)境安全相關(guān)的22項指標因素，構(gòu)建了泰州市水環(huán)境安全評價指標體系，見表1。

2.2 原始數(shù)據(jù)的收集與整理

根據(jù)2015年泰州市水資源公報、泰州市統(tǒng)計年鑒等資料，查找獲得表1中的相應的評價指標的原始數(shù)值。表1的指標體系能夠較全面地反映泰州市水環(huán)境安全影響因素，且指標數(shù)據(jù)容易獲取，易于明確，便于推廣和應用。泰州市水環(huán)境安全評價指標的原始數(shù)據(jù)見表1。

2.3 AHP法確定權(quán)重

層次分析法（AHP，Analytic Hierarchy Process）是美國運籌學家薩得A.L.Saaty20世紀70年代初提出，20世紀80年代初開始引入我國[3]。AHP法的基本出發(fā)點是：在一般決策問題中，針對某一目標，很難同時對若干元素做出精確的判斷，將它們相對于目標的重要性以數(shù)量來表示，從而排出大小次序，為決策者提供依據(jù)。步驟為：（1）按9標度法對指標進行兩兩比較，構(gòu)造判斷矩陣比較 A=（aij）n×n，確定相鄰層次元素間的相關(guān)程度。（2）計算判斷矩陣A的最大特征值λmax并進行一致性檢驗。（3）計算最大特征根所對應的特征向量 w=（w1，w2，…，wn），該特征向量即為各評價因素重要性排序，即權(quán)值。（4）層次總排序。按照步驟2和3，利用層次單排序結(jié)果計算層次的組合權(quán)值，并進行總的一致性檢驗。計算最終結(jié)果見表2。

2.4 指標數(shù)據(jù)無量綱化

數(shù)據(jù)標準化處理常用的方法有標準化方法[4-5]、極值法、線性插值法[6]、建立數(shù)學模型法，建立隸屬度方法等[7]。本研究建立數(shù)學模型進行無量綱處理，選擇指數(shù)為1/2的冪函數(shù)，見公式1。

表1 泰州市水環(huán)境安全評價指標體系

表2 泰州市水環(huán)境安全評價指標體系權(quán)重

對于正向指標：當x取最優(yōu)值或大于最優(yōu)值的值，y=1；x取及格值時，y=0.6；當 x取最差值或小于最差值時，y=0。對于負向指標：當x取最優(yōu)值或小于最優(yōu)值的值，y=1；x取及格值時，y=0.6；當x取最差值或大于最差值時，y=0。

在獲取相應的評價指標原始數(shù)據(jù)后，依據(jù)標準確定原則和指標定義，借鑒各類研究成果，結(jié)合泰州市水環(huán)境實際情況，給出各評價指標的最差值、及格值和最優(yōu)值，代入公式（1）將原始數(shù)據(jù)標準化處理，標準化函數(shù)見表1，標準化數(shù)值見表3。

表3 泰州市水環(huán)境安全評價結(jié)果

2.5 水環(huán)境安全綜合評價指數(shù)

水環(huán)境安全綜合評價指數(shù)是采用各個系統(tǒng)元素安全度值及其相應權(quán)重的乘積加權(quán)計算而得，而系統(tǒng)層元素數(shù)值是根據(jù)其所包含的指標層指標因子標準化數(shù)值及其相應權(quán)重的乘積加權(quán)計算而得，見公式（2）和（3）。計算得到泰州市水環(huán)境安全綜合評價指數(shù)為0.6158，根據(jù)表4的分級標準[8]，泰州市水環(huán)境安全處于較安全狀態(tài)。

式中：

EA—水環(huán)境安全綜合評價指數(shù)；

EBi—系統(tǒng)層第i個系統(tǒng)元素的安全度值；

WBi—系統(tǒng)層第i個系統(tǒng)元素的權(quán)重；

n—子系統(tǒng)個數(shù)。

式中：

EB—系統(tǒng)層的安全度值；

ECi—指標層第i個指標因子的子安全度值；

WCi—指標層第i個指標因子的權(quán)重；

m—各系統(tǒng)的評價指標的個數(shù)。

表4 水環(huán)境安全狀態(tài)分級標準

3 結(jié)語

泰州市水環(huán)境安全綜合評價指數(shù)為0.6158，處于基本安全狀態(tài)。其中第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重、污水再生利用率、供水管網(wǎng)漏損率等安全度較低，是影響泰州市水環(huán)境安全的主要因素。為保障水環(huán)境安全，泰州市應立足現(xiàn)狀，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級，嚴格控制工業(yè)污染和城鎮(zhèn)生活污染，防治農(nóng)業(yè)面源污染，節(jié)能減排降低用水消耗，鼓勵中水回用，發(fā)展經(jīng)濟加大環(huán)保投入，提高公眾節(jié)水意識，實現(xiàn)水環(huán)境系統(tǒng)的良性發(fā)展。

泰州市水環(huán)境安全評價指標體系仍不完善，如缺少水環(huán)境安全預警系統(tǒng)、水生態(tài)系統(tǒng)指標有所欠缺、水質(zhì)系統(tǒng)中缺少重金屬檢測指標等，需逐步完善。同時數(shù)據(jù)獲取主要來自于統(tǒng)計年鑒和水資源公報等，存在一定的滯后性，下一步工作應引進新的技術(shù)方法，結(jié)合各種檢測技術(shù)和預警系統(tǒng)，進一步提高評價結(jié)果的時效性、科學性與指導性，為泰州市實行最嚴格水資源管理制度及實現(xiàn)水生態(tài)文明建設提供技術(shù)依據(jù)。

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