宋明遠(yuǎn)

(遼寧省阜新水文局,遼寧 阜新 123000)

0 引 言

近年來(lái),本溪市人口數(shù)呈下降趨勢(shì),勞動(dòng)力隨之降低,從而制約該市經(jīng)濟(jì)發(fā)展,另外,該市外流人口呈遞增趨勢(shì)。人口的流動(dòng)及增長(zhǎng)也影響著水資源承載力。故選取人均GDP值、工業(yè)萬(wàn)元GDP用水量、農(nóng)業(yè)灌溉用水定額、人口自然增長(zhǎng)率作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況評(píng)價(jià)的指標(biāo)[1]。本溪市位于遼寧東部山區(qū),森林覆蓋程度影響著水資源承載力,故選取森林覆蓋率作為一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

從本溪市水質(zhì)點(diǎn)源污染方面分析,本溪市渾江流域和太子河流域老官砬子以上區(qū)域的地表水水質(zhì)較好,基本上達(dá)到Ⅱ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。而老官砬子以下,由于大峪溝、溪湖溝、千金溝、本鋼建材廠、福金溝、鄭家河溝等排污口的污水匯入,太子河水質(zhì)惡化至劣Ⅴ類(lèi)。細(xì)河流域下馬塘以上,由于沒(méi)有大量的排污,水質(zhì)較好達(dá)到Ⅱ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn);下馬塘以下,由于南芬區(qū)大量生活污水和各廠礦的污水排放,細(xì)河流經(jīng)北臺(tái)廠區(qū)后水質(zhì)急劇下降為劣Ⅴ類(lèi),最終匯入太子河。

從本溪水質(zhì)面源污染方面分析,根據(jù)2018年數(shù)據(jù),全市污廢水排放總量為9495萬(wàn)t,主要污染物中,工業(yè)化學(xué)需氧量產(chǎn)生量4.21萬(wàn)t,去除率98.41%;工業(yè)氨氮產(chǎn)生量0.39萬(wàn)t,去除率94.11%。水體中的主要超標(biāo)污染物是氨氮及高錳酸鹽指數(shù)。其中氨氮污染物的來(lái)源主要是農(nóng)業(yè)化肥的使用。農(nóng)村生活污水基本上不經(jīng)過(guò)處理直接排放,城市生活污水基本能通過(guò)污水處理廠的處理,再排放至水體中,但由于污水處理廠的處理能力有限,處理的不及時(shí)不徹底同樣會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生污染[2-4]。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)

選取萬(wàn)元單位GDP廢水排放量、城鎮(zhèn)污水處理率以及單位農(nóng)田面積氮磷肥施用量作為生態(tài)環(huán)境狀況的評(píng)價(jià)指標(biāo)。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系詳見(jiàn)表1,各指標(biāo)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表1 水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

表2 水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)表

2 模型建立

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)等級(jí)劃分

為了更好地反映各等級(jí)水資源承載能力情況,根據(jù)各指標(biāo)數(shù)據(jù)的變化情況結(jié)合部分文獻(xiàn)劃分方法,現(xiàn)分別對(duì)每個(gè)因素劃分為5個(gè)等級(jí),以便于定量且直觀的反映各等級(jí)因素對(duì)承載力的影響程度。評(píng)價(jià)指標(biāo)等級(jí)劃分見(jiàn)表3。

表3 評(píng)價(jià)指標(biāo)類(lèi)型及等級(jí)劃分表

2.2 指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算

根據(jù)模糊層次分析法結(jié)合部分文獻(xiàn)取值方法進(jìn)行主觀判斷建立準(zhǔn)則層及相應(yīng)指標(biāo)層的模糊一致判斷矩陣[5]。

計(jì)算得岀各指標(biāo)的主觀權(quán)重見(jiàn)表4。對(duì)于指標(biāo)層客觀權(quán)重,根據(jù)熵權(quán)法步驟處理得到指標(biāo)層標(biāo)準(zhǔn)化矩陣,然后根據(jù)式(6-8)、(6-9)、(6-10),計(jì)算各指標(biāo)客觀權(quán)重及綜合權(quán)重。對(duì)于準(zhǔn)則層客觀權(quán)重,先利用指標(biāo)層各指標(biāo)客觀權(quán)重乘以其指標(biāo)實(shí)際值構(gòu)成準(zhǔn)則層判斷矩陣,再利用熵權(quán)法得到準(zhǔn)則層標(biāo)準(zhǔn)化矩陣,計(jì)算得到準(zhǔn)則層客觀權(quán)重及綜合權(quán)重。最后,將準(zhǔn)則層綜合權(quán)重乘以指標(biāo)層綜合權(quán)重得到指標(biāo)層各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)于目標(biāo)層的最終權(quán)重值W=(ω1,ω2,…ω13),詳見(jiàn)表4。

表4 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值

3 結(jié)果及分析

3.1 模糊綜合評(píng)判評(píng)價(jià)結(jié)果

將2010—2018年各個(gè)指標(biāo)的具體數(shù)值按照指標(biāo)極性和大小分類(lèi),得到相應(yīng)隸屬度矩陣,再將表4中最終權(quán)重與隸屬度矩陣對(duì)應(yīng)相乘得到模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣,最后進(jìn)行量化得到最終評(píng)價(jià)結(jié)果,見(jiàn)表5。

表5 本溪市水資源承載力綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

從表5可以看出,2010—2018年中,大部分年份的評(píng)價(jià)結(jié)果都是Ⅲ級(jí),2016年和2018年承載結(jié)果較好,評(píng)價(jià)結(jié)果為Ⅱ級(jí)。整體看來(lái),本溪市各年的水資源承載力比較穩(wěn)定,且穩(wěn)定在Ⅲ級(jí)一般可承載水平。但綜合評(píng)價(jià)值有增加的趨勢(shì),最后三年中有兩年已經(jīng)達(dá)到了Ⅱ級(jí)的水平[6-8]。

從模糊綜合評(píng)判評(píng)價(jià) 結(jié)果來(lái)看,本溪市水資源承載力整體穩(wěn)定在III級(jí),但有不斷改善提高的趨勢(shì)。

4.2 物元分析評(píng)價(jià)結(jié)果

將待評(píng)物元中的數(shù)據(jù)輸入物元模型,計(jì)算2010年各評(píng)價(jià)指標(biāo)關(guān)于各評(píng)價(jià)等級(jí)的關(guān)聯(lián)度,結(jié)果見(jiàn)表6。各年份的各評(píng)價(jià)指標(biāo)關(guān)于各評(píng)價(jià)等級(jí)的綜合關(guān)聯(lián)度見(jiàn)表7,各年份水資源承載力對(duì)各評(píng)價(jià)等級(jí)的綜合關(guān)聯(lián)度見(jiàn)表8。

表6 2010年水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)各評(píng)價(jià)等級(jí)的關(guān)聯(lián)度

表7 各年份水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)各評(píng)價(jià)等級(jí)

表8 各年份水資源承載力對(duì)各評(píng)價(jià)等級(jí)的綜合關(guān)聯(lián)度

根據(jù)表7提供的單個(gè)指標(biāo)與等級(jí)關(guān)聯(lián)度信息,人均虛擬水量、水資源利用效率、人口自然增長(zhǎng)率、人均GDP、森林覆蓋率、城鎮(zhèn)污水處理率、水資源匱乏指數(shù)、單位農(nóng)田面積氮肥施用量以及生態(tài)環(huán)境用水占比9個(gè)指標(biāo)在2010—2018年出現(xiàn)不同等級(jí)的上升趨勢(shì)或者保持著較高等級(jí),說(shuō)明這些指標(biāo)對(duì)研究區(qū)水資源承載力等級(jí)的保持具有重要的貢獻(xiàn)。農(nóng)田灌溉用水定額、萬(wàn)元GDP耗水量、第二產(chǎn)業(yè)萬(wàn)元GDP用水量、水資源開(kāi)發(fā)利用率、單位GDP廢水排放量等4個(gè)指標(biāo)在這9年間出現(xiàn)不同等級(jí)的下降趨勢(shì)或者保持著較低等級(jí),成為制約本溪市水資源承載力等級(jí)提升的因素[9-10]。綜合分析,提高萬(wàn)元GDP用水量,減少污染物排放量是目前提高水資源承載力最快速和最有效的手段。

從表8可以看出,2010—2018年中,所有年份的評(píng)價(jià)結(jié)果都可以認(rèn)定為Ⅲ級(jí)。其中2012和2015年的評(píng)價(jià)結(jié)果在-1-0之間且與之相鄰的Ⅱ級(jí)承載力數(shù)值更大,說(shuō)明這幾年的水資源承載力可基本認(rèn)定為Ⅲ級(jí)并具備向Ⅱ級(jí)轉(zhuǎn)化的趨勢(shì),其他年份的評(píng)價(jià)結(jié)果均>0,可見(jiàn)近幾年的水資源承載力整體較為穩(wěn)定。

4 結(jié) 語(yǔ)

2010—2018年本溪市水資源承載力等級(jí)處于一般可承載水平并呈現(xiàn)比較穩(wěn)定的趨勢(shì)。各評(píng)價(jià)指標(biāo)中城鎮(zhèn)污水處理率等9個(gè)指標(biāo)對(duì)本溪市水資源承載力等級(jí)的保持具有重要的貢獻(xiàn)。而第二產(chǎn)業(yè)萬(wàn)元GDP用水量等四個(gè)指標(biāo)是制約本溪市水資源承載力等級(jí)提升的重要因素。經(jīng)過(guò)分析可以看出,人均GDP和萬(wàn)元GDP廢水排放總量?jī)身?xiàng)數(shù)值的波動(dòng)是造成這四個(gè)指標(biāo)等級(jí)下降或始終較低的主要原因。因此未來(lái)應(yīng)該對(duì)這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)給予足夠重視,進(jìn)而達(dá)到提升水資源承載力的目的。

本溪市水資源承載力并未達(dá)到最優(yōu)的強(qiáng)承載水平,存在很大的提升空間。因此對(duì)于水資源承載力等級(jí)的保持具有重要貢獻(xiàn)的指標(biāo)應(yīng)繼續(xù)保持,對(duì)于制約本溪市水資源承載力等級(jí)提升的指標(biāo)應(yīng)采取相應(yīng)措施,提高用水效率,減少污染物排放、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展是提高水資源承載力最直接也最有效的措施。