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        遼陽縣水資源承載力評價研究

        2021-02-18 08:15:40周志宇
        地下水 2021年6期
        關(guān)鍵詞:遼陽縣用水承載力

        周志宇

        (遼寧省撫順?biāo)木郑|寧 撫順 113000)

        水資源是促進經(jīng)濟社會發(fā)展重要的、基礎(chǔ)性的、戰(zhàn)略性的資源,也是維持地球生命系統(tǒng)不可或缺的一種自然資源,對城市建設(shè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活發(fā)揮著重大作用。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和人口的不斷增多,為滿足社會對水資源的需求部分地區(qū)增大了地下水開采量,致使地下水位持續(xù)下降、超采集面積不斷擴大,給水資源安全產(chǎn)生危機。此外,由于不合理的開發(fā)利用致使區(qū)域海水入侵加劇、水污染增加、濕地退化、土地沙化、地面沉降等地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境問題突出。采用科學(xué)的方法評價區(qū)域水資源承載力(WCC),對建設(shè)和認識水安全保障體系以及準確度量水系統(tǒng)安全狀況極具現(xiàn)實意義。目前,研究評價水資源承載力的方法、模型和理論較多,然而受經(jīng)濟發(fā)展與水資源利用之間的矛盾關(guān)系、水系統(tǒng)復(fù)雜性特征等條件限制,對于不同區(qū)域各類方法與理論體系的適用性仍需進一步探索?,F(xiàn)階段,遼陽縣面臨著日益增長的水資源供給壓力,通過合理測評與分析水資源狀況,以期為有效解決水資源問題,以及優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、資源配置、城鎮(zhèn)發(fā)展、人口布局等提供決策依據(jù)。

        1 研究區(qū)概況

        遼陽縣位于北緯40°42′19″~41°25′22″、東經(jīng)122°35′04″~123°41′00″范圍,地處遼東半島中部,被遼陽市市區(qū)一分為二,平原區(qū)、山區(qū)位于遼陽市的西部和南部,東與本溪相鄰,西與遼中搭界,北靠燈塔,南接鞍山。

        研究區(qū)位于遼河平原與遼東低山丘陵過渡地帶,地貌分區(qū)規(guī)整、分異規(guī)律清晰且類型齊全,屬于典型層狀地貌。從西南向東北,自西北部界河(渾河)到東南部邊界白云山地勢從低到高,依次為平原、臺地、低丘陵、高丘陵、低山、中山,依次跌落,層次分明,形成西北低、東南高同向緩降傾斜地勢。該區(qū)域?qū)贉貛Ъ撅L(fēng)氣候,主要氣候特點是四季分明,雨熱同季,光照充足,年平均氣溫為8.4℃,年降水量為735.3 mm,平均蒸發(fā)量為508 mm[1-5]。

        境內(nèi)水系發(fā)育,河流眾多,其中流域面積超過10 km2的80條、超過50 km2的有17條,主要有渾河、細河、渾沙河、太子河、蘭河、湯河、河欄溝河、湯河西支、王家堡子河、八盤嶺河、柳壕河、兵馬河、北地河、南沙河、判甲爐河、楊柳河、運糧河等。2013年,遼陽縣水資源利用量3.12億 m3,現(xiàn)狀利用程度如表1,地表與地下水4.84億 m3、3.68億 m3,年均水資源總量5.61億 m3,開發(fā)利用率為53.48%。

        表1 遼陽縣水資源開發(fā)利用程度 億m3

        2 遼陽縣水資源承載力評價方法

        水資源承載力是指在一定的科學(xué)技術(shù)和社會發(fā)展階段,在不破壞生態(tài)平衡和社會發(fā)展的條件下,某一地區(qū)的水資源最大可承載的人口規(guī)模、城市和工農(nóng)業(yè)發(fā)展水平,反映了水資源所能最大支撐區(qū)域發(fā)展的能力,隨科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟社會的發(fā)展承載力發(fā)生相應(yīng)的改變。因此,研究水資源承載力的本質(zhì)就是水資源實現(xiàn)既定規(guī)劃目標(biāo)所需的最低程度,或者說一定條件下水資源支撐的最大城鎮(zhèn)、人口規(guī)模和經(jīng)濟水平。依據(jù)既定的研究目標(biāo),考慮從以下幾點分析遼陽縣的水資源承載力。

        2.1 偏離系數(shù)

        水資源偏離系數(shù)是在既定水資源條件下,以全國人口規(guī)模、經(jīng)濟發(fā)展為基準對比遼陽縣的人口和經(jīng)濟發(fā)展水平,用以明確遼陽縣水資源較全國水平而言的豐?;蛉狈Τ潭取R话愕?,將該系數(shù)分為與人口規(guī)模相關(guān)、與經(jīng)濟發(fā)展相關(guān)的偏離2個部分,其表達式如下:

        (1)

        (2)

        式中:Ie、Ip代表水資源對國民經(jīng)濟和人口規(guī)模的支撐程度;GDPw、GDPq代表遼陽縣和全國國內(nèi)的生產(chǎn)總值;Pw、Pq代表遼陽縣和全國人口總數(shù);Rw、Rq代表遼陽縣和全國的水資源量。Ie>1時,其值越大則遼陽市單位水資源支撐GDP的量相對于全國而言越高,區(qū)域水資源就越缺乏;Ie<1時,其值越小則遼陽市單位水資源支撐GDP的量相對全國而言越低,區(qū)域水資源越豐裕。

        2.2 負載系數(shù)

        水資源負載指數(shù)是衡量區(qū)域水資源開發(fā)潛力的重要參數(shù),利用選用所承載的經(jīng)濟規(guī)模和人口數(shù)量來衡量,主要用于揭示經(jīng)濟發(fā)展、人口規(guī)模與水資源之間的相互關(guān)系,其表達式為:

        (3)

        式中:K為反映降水程度的參數(shù);G、P代表國內(nèi)生產(chǎn)總值(億元)和人口數(shù)量(萬人);C、W代表區(qū)域水資源負載指數(shù)和水資源總量(億m3)。將水資源開發(fā)利用潛力按照負載指數(shù)高低和相關(guān)導(dǎo)則標(biāo)準劃分為5級,各等級的取值區(qū)間和開發(fā)條件如表2。

        表2 負載指數(shù)與等級劃分

        2.3 承載指數(shù)

        對水資源與人口規(guī)模之間的關(guān)系可以利用水資源承載力(WCC)衡量,本文采用水資源折算的人均綜合用水量所維持的人口規(guī)模來描述,構(gòu)建的測評模型如下:

        WCC=W/Wp

        (4)

        式中:Wpc、W代表遼陽市實際人均綜合用水量(m3)和可開發(fā)利用水量(m3)。WCCI值反映了人口與水資源間的關(guān)系,可以利用這兩項指標(biāo)來衡量,由此構(gòu)造的測評模型為:

        WCCI=Pa/WCC

        (5)

        Rp=(Pa-WCC)/WCC×100%

        (6)

        Rw=(WCC-Pa)/WCC×100%

        (7)

        式中:Pa代表遼陽縣實際人口數(shù)量(萬人);Rw、Rp代表水資源盈余率(%)和超載率(%),各等級劃分如表3。

        表3 承載指數(shù)與等級劃分

        2.4 評價結(jié)果分析

        根據(jù)遼陽縣2015-2018年相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù),利用文中所述計算公式求解各指標(biāo)評價值,如表4。

        表4 各評價指標(biāo)計算值

        從偏離系數(shù)的角度上,除2016年外遼陽市水資源壓力與全國平均水平相比均明顯較大,特別是2017年、2018年較高,區(qū)域水資源較為匱乏;從負載指數(shù)的角度上,除2016年外遼陽市水資源負載指數(shù)均超過10,尤其是2018年(30.35)達到Ⅰ級標(biāo)準,水資源進一步開發(fā)難度大、總體開采潛力小,總體處于較高的水資源利用水平;從承載力的角度上,2018年遼陽縣人均綜合用水量(371.52 m3)低于全國平均標(biāo)準(500 m3),在多年平均可利用量保持不變的條件下按2018年遼陽縣人均綜合用水量測算,其可承載人口最多達到30.28萬人;從超載率的角度上,遼陽縣2018年的超載率達到72%,可見該區(qū)域已達到超載狀態(tài)。

        3 遼陽縣水資源可持續(xù)利用對策

        根據(jù)遼陽縣水資源承載力分析結(jié)果及其未來變化趨勢可知,遼陽縣經(jīng)濟社會發(fā)展受水資源開發(fā)利用的影響較大,合理配置和協(xié)調(diào)區(qū)域水資源承載力成為當(dāng)前亟待解決的問題。為進一步提高用水效率,應(yīng)從以下多個角度入手加強對水資源利用和管理。

        加強水資源開發(fā)利用規(guī)劃,強化水資源管理。在滿足水質(zhì)要求和用水安全的條件下,最大限度的挖掘用水潛力,大力推進節(jié)水新工藝、新技術(shù)在生產(chǎn)生活中的實際運用,優(yōu)先使用中水、優(yōu)先使用地表水,最大限度地保護地下水。對地下水的開采實施最嚴格的控制,并采取人工回灌、封閉地下超采井等措施,除農(nóng)業(yè)灌溉取水外對地下水工程區(qū)取水量實施嚴格控制。此外,還要多渠道聯(lián)合供水,挖掘新水源。發(fā)展建設(shè)城鎮(zhèn)雨洪水的收集再利用,規(guī)劃建立遼陽縣應(yīng)急供水水源地,加強農(nóng)村用水的管理監(jiān)督、農(nóng)村飲水工程和中水回用工程建設(shè)。

        加強水利工程運行規(guī)劃管理。規(guī)劃管理、封閉超采地下水工程以及發(fā)展新的地表水利工程,加強農(nóng)業(yè)灌溉渠系工程、遼陽縣灌區(qū)續(xù)建配套工程和大伙房水庫輸水工程建設(shè),改善和發(fā)展城鎮(zhèn)供水、農(nóng)村飲水工程。

        開展現(xiàn)有蓄、引、提水等配套設(shè)施的更新建設(shè),加強供水管網(wǎng)及蓄、引、提水利工程安全檢修,新建水利工程要嚴格驗收、監(jiān)督,保證水利設(shè)施安全、高效的運行。

        加強水污染防治,強化水資源保護。強化水資源管理,嚴格工農(nóng)業(yè)等水資源的取、用、排許可的發(fā)放、管理;強化水質(zhì)、污水排放量、用水和取水總量的監(jiān)督,加強城鎮(zhèn)水功能區(qū)、污水排放點、如何排污口及工業(yè)密集河段的水質(zhì)監(jiān)測,加強生產(chǎn)和生活廢污水處理的管理,使污水資源化;開展地下水水量、水位的雙控管理,執(zhí)行用水總量和用水計劃制度;加強水土保持,對農(nóng)藥、化肥的施用要科學(xué)定量化,若不嚴格控制農(nóng)藥化肥和用水量,因灌溉水滲漏臨時農(nóng)藥化肥將進一步加劇用水緊張的現(xiàn)象,為了防止土壤侵蝕實施合理的農(nóng)田灌溉;強化地表、地下水水源地保護,劃 定水源地保護區(qū);加強水生物栽種、河道綠化等生態(tài)河道治理,切實提高河流的自凈功能。

        優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提高用水效率。積極鼓勵引進少污染、節(jié)水、高效的工業(yè)企業(yè),結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況在一定程度上限制高耗水產(chǎn)業(yè)發(fā)展;優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu),推廣免耕、少耕的耕作技術(shù)和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的品種,推行畦田標(biāo)準化、耕作園田化;優(yōu)化養(yǎng)殖業(yè)布局和畜牧漁業(yè)的養(yǎng)殖品種,全方位減少養(yǎng)殖用水需求;改善農(nóng)村、城鎮(zhèn)供水現(xiàn)狀,切實提升用水效率;

        加強水資源科學(xué)技術(shù)研究工作。以科學(xué)的管理手段、機制和信息化管理技術(shù),加強對水資源取水計量、質(zhì)量和數(shù)量的監(jiān)測,加強水污染監(jiān)測;及時掌握點面源污染,強化水量、水位監(jiān)測,加強資料匱乏區(qū)的監(jiān)測;加強基礎(chǔ)研究,引進專業(yè)、高新技術(shù)人才建立研究工作小組。

        4 結(jié)語

        水資源是確保區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和水生態(tài)安全的基本條件,為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)必須正確處理好水資源壓力問題,綜合利用技術(shù)、行政、經(jīng)濟和法律等手段促進資源與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。本文利用科學(xué)的方法評價了遼陽縣水資源現(xiàn)狀,研究成果可為實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、水資源合理開發(fā)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供一定參考依據(jù)。

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