馬 艷，吳景霞

（1 陜西省西安市二次供水管理中心,陜西 西安 710000；2 陜西省西安市水利規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院,陜西 西安 710000）

近年來(lái),極端天氣頻發(fā),全球資源嚴(yán)重緊缺問(wèn)題凸顯,我國(guó)安全觀念也深受影響,水安全已成為國(guó)家安全的一個(gè)關(guān)鍵方面,與軍事安全、金融安全、文化安全一樣具有同等重要的戰(zhàn)略地位[1]。水安全是生存的基礎(chǔ)問(wèn)題,其豐富內(nèi)涵主要集中體現(xiàn)在水資源安全、供水安全、防洪安全、水生態(tài)安全四個(gè)方面[2]。我國(guó)水安全面臨著水污染嚴(yán)重、人均淡水資源量少、水資源時(shí)空分布不均等問(wèn)題,雖已采取南水北調(diào)等具體工程措施加以改善,但對(duì)處于黃河流域的西安市來(lái)說(shuō),城市水安全保障能力仍有較大的提升空間,尤其是在2021 年國(guó)務(wù)院頒布的《黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》、2022 年水利部印發(fā)《“十四五”水安全保障規(guī)劃》,對(duì)城市水安全保障能力提出了更高的要求。在黃河流域高質(zhì)量發(fā)展背景之下,基于實(shí)現(xiàn)西部地區(qū)城市高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo),分析西安市水安全保障能力,總結(jié)歸納西安市水安全保障能力的提升策略,對(duì)于提升城市水安全保障能力、落實(shí)國(guó)家規(guī)劃方針、加快實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展具有重要研究?jī)r(jià)值和現(xiàn)實(shí)需求。

1 水安全對(duì)黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的影響框架

黃河流域的高質(zhì)量發(fā)展是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的協(xié)同發(fā)展,既是生態(tài)學(xué)、水土保持學(xué)、金融學(xué)等諸多學(xué)科融合,又是水資源、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)三個(gè)子系統(tǒng)的相輔相成,互為促進(jìn)與制約,其內(nèi)涵十分豐富。水資源促進(jìn)能力不足必然抑制經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,同樣地,經(jīng)濟(jì)社會(huì)蓬勃發(fā)展速度越過(guò)了生態(tài)環(huán)境保護(hù)的紅線或者突破了水資源承載能力的上限,最終必將損害生態(tài)環(huán)境,這三個(gè)子系統(tǒng)只有齊頭并進(jìn),互為依托,構(gòu)成穩(wěn)固的三角態(tài)勢(shì),才能真正滿足高質(zhì)量發(fā)展的要求。

習(xí)近平總書(shū)記在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上提出五項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù),分別是加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù),保障黃河長(zhǎng)治久安,推進(jìn)水資源節(jié)約集約利用,推動(dòng)黃河流域高質(zhì)量發(fā)展,保護(hù)、傳承、弘揚(yáng)黃河文化[3]。水利行業(yè)對(duì)幸福河的內(nèi)涵中也將水安全的支撐作用放在了很重要的位置,只有重視水安全,才能實(shí)現(xiàn)幸福河的目標(biāo),最終才能滿足黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的總體要求。黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展水安全支撐總體框架見(jiàn)圖1。

圖1 黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展水安全支撐總體框架

2 西安市水安全保障能力分析

西安市多年平均水資源總量為23.47 億m3,人均占有量約為230 m3,僅為全國(guó)、陜西省人均資源占有量的13%、25%,遠(yuǎn)低于國(guó)際公認(rèn)的人均年水資源量500 m3的絕對(duì)缺水線。強(qiáng)化水安全保障能力對(duì)于西安市的高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。為系統(tǒng)評(píng)價(jià)西安市水安全保障能力,尋找提升策略,選取相關(guān)影響因素作為指標(biāo),分析西安市2016 年～2020 年的水安全保障發(fā)展特征。

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)西安市實(shí)際情況,從水資源安全、供水安全、水生態(tài)安全和防洪安全4 個(gè)維度,選擇了18 個(gè)指標(biāo),構(gòu)建了西安市水安全保障能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[4]。

2.2 評(píng)價(jià)方法

2.2.1 單指標(biāo)量化法

采用分段隸屬度函數(shù)來(lái)度量各個(gè)指標(biāo)的子安全度,數(shù)值介于0～1。

數(shù)值越大越優(yōu)型指標(biāo)的子安全度計(jì)算公式為：

數(shù)值越小越優(yōu)型指標(biāo)的子安全度計(jì)算公式為：

式中：xi、Ii分別為第i個(gè)指標(biāo)的指標(biāo)值和子安全度；ai、bi、ci、di、ei代表第i個(gè)指標(biāo)的最差值、較差值、及格值、較優(yōu)值和最優(yōu)值,參考全國(guó)平均水平、省級(jí)發(fā)展規(guī)劃、部分學(xué)者研究成果[5-6]進(jìn)行取值。

2.2.2 多指標(biāo)綜合

采用熵值法確定各個(gè)指標(biāo)和子系統(tǒng)權(quán)重,其計(jì)算步驟如下：構(gòu)建m個(gè)評(píng)價(jià)目標(biāo),n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的判斷矩陣Q：

將判斷矩陣Q進(jìn)行歸一化處理,得到歸一化矩陣：

式中：qmax、qmin為同一個(gè)指標(biāo)體系下不同目標(biāo)的最優(yōu)解、最不優(yōu)解。

確定評(píng)價(jià)因素的熵值Hi：

式中：0 ≤Hi≤1,且

確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵權(quán)M：

四個(gè)安全維度的安全度計(jì)算公式為：

式中：Tj為第j個(gè)子系統(tǒng)的安全度；wj為利用熵值法計(jì)算所得的第i個(gè)指標(biāo)權(quán)重,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1；nj為第j個(gè)維度指標(biāo)數(shù)量；j=1,2,3,4,分別表示水資源安全、水生態(tài)安全、供水安全和防洪安全四個(gè)維度。

表1 西安市水安全保障能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.2.3 多準(zhǔn)則綜合

最終目標(biāo)層水安全計(jì)算公式為：

式中：T為水安全度；β1、β2、β3、β4分別為熵值法計(jì)算所得的水資源安全、水生態(tài)安全、供水安全、防洪安全四個(gè)維度的權(quán)重。

基于評(píng)價(jià)結(jié)果將西安市水安全等級(jí)劃分為六個(gè)等級(jí),見(jiàn)表2。

表2 西安市水安全等級(jí)

2.3 評(píng)價(jià)結(jié)果及分析

2.3.1 指標(biāo)權(quán)重

通過(guò)熵權(quán)法對(duì)西安市2016 年、2017 年、2018 年、2019 年和2020 年18 項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行處理,得到各指標(biāo)權(quán)重及維度層權(quán)重見(jiàn)表1。在18 項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)中,水資源安全5 個(gè)指標(biāo)中農(nóng)田灌溉畝均用水量權(quán)重占比0.0588,表明各年中農(nóng)業(yè)灌溉用水對(duì)西安市的水資源安全影響較大；水生態(tài)安全5 個(gè)指標(biāo)中生態(tài)用水量占比權(quán)重占比0.0539,表明生態(tài)用水量對(duì)于水生態(tài)安全有著重要影響；供水安全的4 個(gè)指標(biāo)中供水安全系數(shù)的權(quán)重占比達(dá)到0.0925,表明供水安全系數(shù)對(duì)于西安市供水安全有著較為明顯的影響；防洪安全4 個(gè)指標(biāo)中,新增除澇面積率的權(quán)重占比為0.1342,說(shuō)明除澇是保障防洪安全的有效方面。水安全四個(gè)維度權(quán)重分別為0.2233、0.2562、0.2702 和0.2503,結(jié)果表明西安市的水資源安全相對(duì)于其他三個(gè)維度較好,供水安全、水生態(tài)安全和防洪安全在研究時(shí)段內(nèi)對(duì)西安市水安全有著更為顯著的影響。

2.3.2 水安全總體評(píng)價(jià)結(jié)果

通過(guò)對(duì)西安市2016 年～2020 年18 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行收集整理,利用單指標(biāo)量化—多指標(biāo)綜合—多準(zhǔn)則綜合的方法計(jì)算西安市水安全。西安市水安全得分情況進(jìn)行劃分結(jié)果見(jiàn)表3。由表3 可以看出西安市水安全得分總體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì),2016 年～2019 年的得分都在（0.5,0.67]內(nèi),均為基本安全狀態(tài)。2020 年的得分達(dá)到0.6780,進(jìn)入較安全的狀態(tài),可見(jiàn),對(duì)于水資源的保護(hù)、生態(tài)環(huán)境的改善、保障供水相關(guān)設(shè)施正常運(yùn)行以及防洪除澇等力度的加大對(duì)于水安全狀態(tài)的提升有著積極的促進(jìn)作用。

表3 西安市水安全度值總體評(píng)價(jià)結(jié)果

3 西安市水安全保障能力提升策略

結(jié)合相關(guān)指標(biāo)對(duì)西安市水安全保障能力進(jìn)行分析評(píng)價(jià),考慮水安全中水資源安全、供水安全、水生態(tài)安全和防洪安全這四個(gè)方面,對(duì)西安市水安全保障能力的提升提出以下4點(diǎn)建議[7]：

水資源安全方面,重點(diǎn)是要做好水資源集約節(jié)約工作。一方面做好重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)水工作,堅(jiān)持量水而行、節(jié)水為重,把水資源作為最大的剛性約束,全面實(shí)施深度節(jié)水控水行動(dòng),推進(jìn)水資源集約節(jié)約利用,另一方面針對(duì)農(nóng)田灌溉畝均用水量這一指標(biāo)做好萬(wàn)畝以上灌區(qū)高效節(jié)水改造,依托黑河金盆水庫(kù)、零河水庫(kù)和大峪水庫(kù)等水庫(kù),以及黑惠渠、灃惠渠等引水工程,構(gòu)造大中小微并舉的灌溉渠系基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng),進(jìn)一步提升農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力。

水生態(tài)安全方面,重點(diǎn)是做好水生態(tài)保護(hù)修復(fù)。一方面做好河湖生態(tài)修復(fù)工程,堅(jiān)持保護(hù)優(yōu)先、自然恢復(fù)為主、人工干預(yù)為輔,加大河湖生態(tài)保護(hù)修復(fù)力度,持續(xù)改善水生態(tài)環(huán)境,打造幸福河湖；另一方面針對(duì)水土流失治理面積率這一指標(biāo),做好重點(diǎn)區(qū)域水土保持工程,以西安重點(diǎn)水源地水土保持工程、生態(tài)清潔小流域治理為重點(diǎn),因地制宜,推進(jìn)水土流失綜合治理。構(gòu)建“生態(tài)修復(fù)區(qū)、生態(tài)治理區(qū)、生態(tài)保護(hù)區(qū)”三道防線,防止水土流失,加強(qiáng)水源涵養(yǎng)。

供水安全方面,重點(diǎn)是做好水空間優(yōu)化配置工作。一方面加強(qiáng)重點(diǎn)水源工程建設(shè),進(jìn)一步完善西安市調(diào)水、輸水網(wǎng)絡(luò),完善承接近期引漢濟(jì)渭來(lái)水輸配水工程建設(shè)。逐步形成西部以黑河金盆水庫(kù)、東部以李家河水庫(kù)、北部以涇惠渠三原西郊水庫(kù)為主水源的城鎮(zhèn)供水基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；另一方面加強(qiáng)城鎮(zhèn)供水設(shè)施建設(shè),完善水廠和管網(wǎng)配套設(shè)施,完善互聯(lián)互通供水通道。遠(yuǎn)期實(shí)現(xiàn)以引漢濟(jì)渭、東莊水庫(kù)和寶雞峽水庫(kù)建成的配套水廠工程為重要供水源,以區(qū)域地下水、應(yīng)急供水工程作為備用水源的供水格局,形成多水源聯(lián)合互調(diào)的“西安水網(wǎng)”。

防洪安全方面,重點(diǎn)是做好水災(zāi)害防御保障工作,一方面加強(qiáng)堤防修復(fù)加固,突出重點(diǎn)河段、重點(diǎn)區(qū)域,全力做好水旱災(zāi)害防御工作,繼續(xù)推進(jìn)河流堤防治理工程,補(bǔ)齊防洪工程短板,全面提高防洪安全標(biāo)準(zhǔn),有效消除病險(xiǎn)堤防隱患,進(jìn)一步完善西安市堤防工程體系,保障城鄉(xiāng)行洪安全；另一方面加強(qiáng)山洪災(zāi)害防治,持續(xù)加強(qiáng)西安市周邊地區(qū)山洪災(zāi)害防治,逐步完善監(jiān)測(cè)預(yù)警預(yù)報(bào)等非工程設(shè)施,積極推進(jìn)群測(cè)群防體系建設(shè)、基層防汛人員培訓(xùn)和縣鄉(xiāng)預(yù)警設(shè)備配置,建成以監(jiān)測(cè)、通信、預(yù)報(bào)、預(yù)警等非工程措施為主,非工程措施與工程措施相結(jié)合的防災(zāi)減災(zāi)體系。

4 結(jié)語(yǔ)

西安市是黃河流域在西部唯一的國(guó)家中心城市,有著人口大規(guī)模聚集、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)雄厚、自然資源消耗高等特點(diǎn)。由于區(qū)位條件的限制,西安市水資源需要量較大、水環(huán)境承載能力有限,對(duì)水安全保障提出了更高的要求。基于西安在黃河流域的自然生態(tài)、資源特點(diǎn)、人民居住環(huán)境和工業(yè)發(fā)展等綜合特點(diǎn),并結(jié)合黃河優(yōu)質(zhì)開(kāi)發(fā)的大特點(diǎn),從水資源安全保障程度提高的新高度,西安市為達(dá)到黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的要求,必須繼續(xù)堅(jiān)持水安全保障各方面措施的完善與加強(qiáng)。