房 睿

（新疆石河子水文勘測(cè)局，新疆 石河子 832000）

1 概述

水資源納污能力是由水利部提出，在設(shè)計(jì)好的水文條件下，滿足計(jì)算水域的目標(biāo)要求時(shí)，該水域所能容納的污染物的最大數(shù)量。水資源納污能力設(shè)計(jì)大量復(fù)雜的信息及現(xiàn)象包括經(jīng)濟(jì)社會(huì)與資源的減量化聯(lián)系。

瑪納斯河發(fā)源于北天山中段依連哈比爾尕山烏代肯尼河的43號(hào)冰川，全長(zhǎng)420 km。源頭區(qū)發(fā)育有冰川瑪納斯河800條，冰川面積608 km2，是準(zhǔn)噶爾內(nèi)陸區(qū)冰川規(guī)模最大的一條河流[1]。瑪納斯河灌區(qū)是新疆五六十年代開(kāi)發(fā)建設(shè)的現(xiàn)代化大型灌區(qū)，對(duì)自治區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)?，敿{斯河發(fā)源于天山北麓依連哈比爾尕山，主要靠高山融雪和降水補(bǔ)給。多年平均徑流量12.61億m，年平均流量39.99 m/s，徑流年內(nèi)分配很不平衡。灌區(qū)泉水年出水量3.65億m，地下水可開(kāi)采量4～7億m?，敿{斯河是一條山溪性多沙河流，多年平均懸移質(zhì)輸沙量275萬(wàn)t，最大含沙量166 kg/m，推移質(zhì)40萬(wàn)t，泥沙80%集中在每年的7～8月。

2 水資源納污能力概念內(nèi)涵

水資源納污能力的內(nèi)涵為以水資源的水體功能區(qū)劃為主體依托，在利用水環(huán)境容量的基礎(chǔ)上其承納污染物的最大能力[2]。影響水資源納污能力的因素既多種多樣又復(fù)雜。不同類型水體有著不同的物理、化學(xué)形態(tài)、不同的水體本底狀況。不同的水資源，有著不同的水環(huán)境功能區(qū)劃，不同的污染量或濃度。

3 水資源納污能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

根據(jù)水資源納污能力的內(nèi)涵，將瑪納斯河流域的納污能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系可分為河道徑流型、湖泊水庫(kù)環(huán)流型及河口感灣型3個(gè)分納污能力的相關(guān)指標(biāo)，見(jiàn)表1。

4 水資源納污能力評(píng)價(jià)模型

根據(jù)水資源納污能力的內(nèi)涵的理解，將水資源納污能力分解為河道徑流型、湖庫(kù)環(huán)流型及河口感灣型3個(gè)部分，3個(gè)納污能力承載模型及子項(xiàng)分別按照體系的指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，得出各指標(biāo)的納污能力承載度[3]，再用加權(quán)法計(jì)算出納污能力。

4.1 水資源納污能力計(jì)算模型

4.1.1 模型運(yùn)算規(guī)則

根據(jù)水資源的區(qū)域性、兼容性差異，對(duì)水資源納污能力的計(jì)算模型做以下規(guī)定：

（1）水資源納污能力計(jì)算模型中的指標(biāo)為無(wú)量綱值：復(fù)雜的計(jì)量單位會(huì)導(dǎo)致無(wú)法使模型計(jì)算，在運(yùn)算之前必須將每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化處理；

（2）水資源納污能力計(jì)算模型中的任一指標(biāo)介于0～1間[4]：每個(gè)指標(biāo)會(huì)存在一個(gè)最優(yōu)值和一個(gè)最差值，當(dāng)指標(biāo)的值為0或者低于0時(shí)取0，當(dāng)指標(biāo)的值為1或者優(yōu)于1時(shí)取1。

4.1.2 水資源納污能力指標(biāo)分?jǐn)?shù)的確定

對(duì)于體系指標(biāo)越優(yōu)越小的指標(biāo)，采用下式計(jì)算：

表1 瑪納斯河水資源納污能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

對(duì)于體系指標(biāo)越優(yōu)越大的指標(biāo)，采用下式計(jì)算：

4.1.3 水資源納污能力計(jì)算模型

水資源納污能力體現(xiàn)了河道徑流型、湖庫(kù)環(huán)流型、河口感灣型及水資源納污能力的協(xié)調(diào)程度。水資源納污能力計(jì)算模型為：

分納污能力水資源納污能力計(jì)算模型為：

式中，E為水資源納污能力大??；Ei水資源第i個(gè)分納污能力大小；Eij第i個(gè)分納污能力j指標(biāo)的權(quán)重[5]；ωij第i個(gè)分納污能力j指標(biāo)的權(quán)重；n為分納污能力的數(shù)目；m為指標(biāo)數(shù)。

4.2 水資源納污能力權(quán)重確定

水資源納污能力體系中各指標(biāo)的權(quán)重采用AHP層次分析法確定，AHP是20世紀(jì)70年代著名美國(guó)運(yùn)算學(xué)家薩蒂提出的，是一種將定性和定量相結(jié)合的系統(tǒng)分析法。AHP是現(xiàn)將系統(tǒng)內(nèi)的指標(biāo)先分解開(kāi)來(lái)再綜合，實(shí)現(xiàn)定量數(shù)據(jù)決策。首先將水資源納污能力的指標(biāo)層次化，按照指標(biāo)間的相互隸屬聯(lián)系，構(gòu)成一個(gè)多層次模型，判斷矩陣見(jiàn)表2、表3、表4、及表5。

表2 河道徑流分納污能力判斷矩陣

經(jīng)過(guò)上述計(jì)算CR=CI/RI=0.004＜0.1，滿足一致性檢驗(yàn)。

表3 湖庫(kù)環(huán)流型分納污能力判斷矩陣

經(jīng)過(guò)上述計(jì)算CR=CI/RI=0＜0.1，滿足一致性檢驗(yàn)。

表4 河口感灣型分納污能力判斷矩陣

經(jīng)過(guò)上述計(jì)算CR=CI/RI=0.0132＜0.1，滿足一致性檢驗(yàn)。

表5 瑪納斯河納污能力判斷矩陣

經(jīng)過(guò)上述計(jì)算CR=CI/RI=0＜0.1，滿足一致性檢驗(yàn)。

4.3 水資源納污能力評(píng)價(jià)等級(jí)

經(jīng)過(guò)上述模型與矩陣計(jì)算，將瑪納斯河水資源納污能力的影響度劃分為5個(gè)等級(jí)，見(jiàn)表6。

表6 水資源納污能力綜合指數(shù)評(píng)價(jià)等級(jí)

5 實(shí)例應(yīng)用

瑪納斯河流域地處亞歐大陸腹地包括14個(gè)農(nóng)牧團(tuán)場(chǎng)、新湖總場(chǎng)及小拐，屬于天山北坡的核心經(jīng)濟(jì)帶?，敿{斯河水資源納污能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及計(jì)算值，見(jiàn)表7。

根據(jù)瑪納斯河水資源納污能力的計(jì)算模型，經(jīng)式（3）、式（4）計(jì)算得出，瑪納斯河水資源納污能力綜合評(píng)價(jià)指數(shù)為0.2442，由表6可知瑪納斯河流域水環(huán)境屬于惡劣情況，需采取措施對(duì)水環(huán)境質(zhì)量狀況進(jìn)行改善。

6 瑪納斯河流域水資源納污能力實(shí)施可持續(xù)發(fā)展建議

（1）全面推進(jìn)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)，大力提高水資源利用效率。

通過(guò)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)，科學(xué)調(diào)度水資源，從而提高水資源承載能力，發(fā)揮試點(diǎn)地區(qū)的地緣優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)布局，完善水資源配置和管理工程設(shè)施技術(shù)體系，不斷提高水資源利用效率和效益，形成先進(jìn)的節(jié)水型社會(huì)生產(chǎn)力；通過(guò)一系列制度建設(shè)，建立保障節(jié)水型社會(huì)實(shí)現(xiàn)良性、可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在機(jī)制，形成以人水和諧為核心的節(jié)水型社會(huì)生產(chǎn)關(guān)系；通過(guò)完善地方性水法規(guī)，增強(qiáng)公眾節(jié)水意識(shí)，提高水資源利用效率。

（2）嚴(yán)格控制禁采區(qū)、限采區(qū)內(nèi)的地下水開(kāi)采。針對(duì)不同的功能區(qū)應(yīng)采取不同的利用措施，保證地下水環(huán)境生態(tài)平衡及可持續(xù)利用。例如，對(duì)于生態(tài)脆弱區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)、地下水水源涵養(yǎng)區(qū)等區(qū)域，應(yīng)嚴(yán)格保護(hù)，防止地下水超采和水質(zhì)惡化；對(duì)地下水超采的區(qū)域，通過(guò)節(jié)約用水、水資源合理配置和聯(lián)合調(diào)度等措施，逐步壓縮地下水開(kāi)采量，實(shí)現(xiàn)均衡利用。對(duì)于劃定地下水禁采的區(qū)域，應(yīng)通過(guò)水源替代、企業(yè)搬遷等方式，嚴(yán)格控制地下水的開(kāi)采。

（3）合理控制經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)模和調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，減少經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水負(fù)荷。要重點(diǎn)抓好農(nóng)業(yè)節(jié)水，調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展節(jié)水、高效作物，對(duì)現(xiàn)有灌區(qū)進(jìn)行續(xù)建配套和節(jié)水改造，推廣先進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)，提高用水效益。壓縮耗水量大、用水效益低、水污染嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)污水回用，提高工業(yè)用水重復(fù)利用率，逐步形成節(jié)水高效型產(chǎn)業(yè)體系。

表7 瑪納斯河水資源納污能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及權(quán)重

（4）減少入河污染物排放，提高水環(huán)境質(zhì)量。通過(guò)工業(yè)搬遷改造，工業(yè)結(jié)構(gòu)水平優(yōu)化。淘汰落后工藝，提高技術(shù)水平，推行清潔生產(chǎn)，以知識(shí)、技術(shù)密集為特點(diǎn)的尖端工業(yè)為主，耗水少，效益高，降低污染物排放量；加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)，確保飲用水水源地安全建立污染源監(jiān)控系統(tǒng)，加強(qiáng)水環(huán)境監(jiān)管力度結(jié)合區(qū)域發(fā)展需求，合理調(diào)整水環(huán)境功能區(qū)劃，盡可能提高點(diǎn)源排放標(biāo)準(zhǔn)；核定納污能力，明確地方減排要求。建議嚴(yán)格按照納污能力執(zhí)行，同時(shí)根據(jù)時(shí)空變化特點(diǎn)和行政區(qū)劃等情況，進(jìn)行納污能力區(qū)域分配，并結(jié)合污染源測(cè)算結(jié)果，明確各個(gè)行政區(qū)域的污染物減排要求。

（5）擴(kuò)大污水處理廠處理能力。通過(guò)新建、改擴(kuò)建的方式。加強(qiáng)雨污分流建設(shè)、修補(bǔ)滲漏嚴(yán)重的管網(wǎng)，完善污水管網(wǎng)系統(tǒng)，嚴(yán)禁直接向河道內(nèi)排放污廢水和傾倒垃圾的行為。不斷加大環(huán)境保護(hù)投資，推進(jìn)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)。

（6）健全水資源管理制度，建立河長(zhǎng)制和水資源承載能力監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制。對(duì)水資源實(shí)行科學(xué)管理，確保對(duì)水資源的合理開(kāi)發(fā)、高效利用、優(yōu)化配置、全面節(jié)約、有效保護(hù)和綜合治理，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利轉(zhuǎn)變。通過(guò)建立新疆水資源承載能力監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)水資源承載狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，將顯著提高水資源開(kāi)發(fā)、利用、治理、配置、節(jié)約和保護(hù)的綜合管理水平。

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