陜西省水資源承載力研究

楊 春，楊海娟

(西北大學城市與環境學院，陜西 西安710127)

水資源承載力是指在未來的不同時間尺度上和一定生產條件下，在保證正常的物質生活條件下，以維護生態環境良性發展為條件，某一研究區域人口增長與經濟發展的最大容量［2］。水資源承載力是一個國家或地區持續發展過程中各種自然資源承載力的重要組成部分，它對一個國家或地區的綜合發展和發展規模有著至關重要的影響。作為可持續發展和水資源安全戰略研究中的一個基礎課題，水資源承載力研究已引起學術界的高度關注，成為當前水資源科學中的一個重點和熱點研究問題［3］，并出現了很多研究方法和評價指標體系，如主成分分析法、模糊綜合評價法、多目標決策分析法、系統動力仿真模型等，大致可分為經驗估算法、指標體系評價法、復雜系統分析法 3大類［4－7］。

水資源承載力研究涉及到人口、社會經濟發展以及資源環境在內的諸多方面。本文在對大量數據進行分析整理的基礎之上，通過對基于水資源負載指數的水資源開發利用潛力評價和基于人水關系的水資源承載力評價兩方面對陜西省水資源承載力做以研究，從而為地區的可持續發展戰略提供具有可操作性的對策。

1 研究方法

1.1 研究區概況與數據來源

陜西省，簡稱陜或秦，也稱“三秦”，位于中國西北地區東部的黃河中游，東隔黃河與山西相望，西連甘肅、寧夏，北鄰內蒙古，南連四川、重慶，東南與河南、湖北接壤，是連接中國東、中部地區和西北、西南的交通樞紐，也是著名的古絲綢之路起點。總面積20.56萬 km2，占全國面積的2.14%。包括西安、寶雞、咸陽、銅川、渭南、延安、榆林、漢中、安康、商洛10個省轄市。東西較窄而南北較長，全省南北長1 000 km，東西寬360 km，從北至南分為陜北高原、關中平原、秦巴山區三個自然區。總土地面積20.58萬km2。從整個地形看，南北長、東西窄，兩頭高、中間低，由關中盆地、陜南秦巴山區與陜北黃土高原構成三個各具特征的自然區，其中關中盆地又號稱“八百里秦川”。

陜西省人均水資源只相當于全國的52%，人口和經濟集中的關中地區只相當于全國平均水平的15%。陜西不僅水資源總量少，且四分之三的水資源分布在面積不足三分之一的秦嶺以南，關中和陜北水資源量很少。此外，用水技術與設備落后，水的有效利用率較低，水資源浪費嚴重;水源污染、水資源功能下降、水環境惡化;以及科研投入有限，水資源基礎研究薄弱等也是重要的影響因素。目前陜西省工農業和城市缺水問題已很突出，隨著人口增加、城市和工業規模增大、農灌范圍擴展，水資源不足的矛盾將越來越尖稅。所以對陜西省水資源承載力進行綜合評價，對陜西省水資源的可持續利用具有一定的現實指導意義。

本研究所需數據包括水文數據、人口數據、經濟數據、土地數據、行政區劃五個方面。均來自于國家統計局城市社會經濟調查司所編制的城市統計年鑒以及陜西省水利廳，2009年各市區人口數據來自云南省人口和計劃生育委員會，各市區2009年GDP和土地面積來自各市區政府。

1.2 研究方法

將所搜集數據經過整理、提取、計算和分析，得出水資源基礎數據、水資源負載指數、水資源承載力指數等指標，進而對水資源開發利用潛力評價和水資源承載力進行評價，并將其應用GIS技術圖表化，使其表現的更為直觀。

其中，C為水資源負載指數;δ為降水系數;P為人口;G為GDP;W為平年水資源總量(m3)。

上式中，人口數據采2009年末總人口，GDP采用2009年各縣市地區生產總值。

水資源負載指數的物理意義是區域降水量、人口數量和農業灌溉面積決定水資源的需求量，可以反映目前水資源的利用程度，并判斷未來水資源開發的難易程度［8－9］。結合相關研究成果，本文采用降水系數，使水資源負載指數能更好地反映區域單位水資源負載的地區人口——經濟規模。

降水系數:

式中:δ為降水系數;M為多年平均降水量(mm)。

2)水資源承載指數

其中，WCCI為水資源承載指數;Wp為人均綜合用水量(m3/人);P為人口(人);W為可利用水資源量(m3)。

水資源承載指數比較準確地反映了區域水資源的人口承載能力與現實人口之間的關系，而且比較直觀，便于進行不同時期、不同區域間的水資源承載力的比較分析［10－11］。

2 結果與分析

2.1 陜西省水資源潛力的負載指數評價

利用研究區各區的上述基礎數據，根據公式①計算各市區相應的水資源負載指數。計算結果如表1。

表1 陜西省各區水資源負載指數(C)

由表1可以得出，陜西省水資源負載指數介于0.021～0.416之間，從不同的行政區劃尺度，將不同區域劃分為5個等級，分級情況見圖1所示。1)Ⅰ級區

圖1 陜西省水資源負載指數(C)分級空間格局

水資源負載指數為0.416的榆林市，該區面積為43 578 km2，占陜西省總面積的21.12%，相應人口為356.58萬人，占陜西省總人口的9.44%，人口密度較大，對水資源需求量較大，水資源開發利用程度很高，潛力很小，有條件時需要調水補充。

2)Ⅱ級區

水資源負載指數介于0.1～0.3之間，包括渭南市、延安市、漢中市和商洛市，該區面積為96 844 km2，占云南省總面積的46.94%，該區人口1 388.9萬人，占陜西省總人口的36.76%。該區水資源開發利用程度較高，潛力較小，開發條件很困難。

3)Ⅲ級區

水資源負載指數介于0.05～0.1之間，包括寶雞市和安康市，水資源開發利用程度中等，潛力不大，開發條件也居于中等。該區面積41 701 km3，占陜西省總面積的20.21%，人口為677.04萬人，占陜西省總人口的17.92%。

4)Ⅳ級區

水資源負載指數介于0.03～0.05之間，該區包括西安市和銅川市，面積為13 990 km2，占陜西省總面積的6.78%，人口849.11萬人，占陜西省總人口的22.47%。水資源開發利用程度較低，潛力很大，開發條件較容易。

5)Ⅴ級區

水資源負載指數小于0.03，即為咸陽市，水資源開發利用程度最低，潛力最大，該區面積為10196 km2，占陜西省總面積的4.94%，相應人口506.84萬人，占陜西省總人口的13.41% 。

2.2 陜西省水資源潛力的承載指數評價

水資源承載指數有利的反映了區域水資源的人口承載能力與現實人口之間的關系。利用研究區各區的上述基礎數據，根據公式②計算各市區相應的水資源負載指數。計算結果如下表2所示。

表2 陜西省各區水資源承載指數(WCCI)

從上表可以看出，陜西省水資源承載指數介于0.062～10.704之間，按照水資源盈余、人水平衡和水資源超載3種不同類型，將5種水資源承載狀況進行劃分，具體見圖2。

圖2 陜西省水資源承載指數分級空間格局

2.2.1 水資源超載區

該區面積59 807 km2，占陜西省總面積的28.99%，人口1169.35萬人，占陜西省總人口的30.95%。水資源承載指數介于5.00～6.00之間，人口超載率介于100% ～400%之間，屬于水資源過載，主要是渭南市和漢中市;當水資源承載指數高于6，人口超載率大于400%，屬于水資源嚴重超載，陜西省屬于這種狀況的是商洛市。

2.2.2 人水平衡區

水資源承載指數介于1.00～5.00之間，該區面積132 512 km2，占陜西省總面積的 64.23%，人口為 1 760.01萬人，占陜西省總人口的46.58%，水資源平衡有余，主要包括寶雞市、咸陽市、延安市、榆林市和安康市，人水平衡區也是三個區中面積最大人口最多的一個區。

2.2.3 水資源盈余區

該區面積為13 990 km2，占陜西省總面積的6.78%，人口有849.11萬人，占陜西省總人口的22.47%。水資源承載指數介于0.50～0.10之間，水資源盈余率介于33% ～50%之間，屬于水資源盈余，主要是西安市，水資源承載指數介于0.05～0.50之間，水資源盈余率介于50% ～67%之間，屬于水資源富裕，主要是銅川市。

2.3 陜西省水資源可持續利用對策

2.3.1 加速國民經濟向節水型轉變

要實現陜西省水資源的可持續利用，必須加大節水力度。農業方面，推廣先進的節水灌溉技術，發展節水灌溉工程，提高灌溉水的利用率;工業及城市用水方面，采用先進技，加強污水處理能力，提高水的重復利用率。

2.3.2 合理統籌生活、生產、生態用水

要實現陜西省水資源的可持續利用，首先要對工業用水實行嚴格的控制，在保障工業產值增長的同時，保持用水量的相對低速增長。同時要重視生態環境改善，把生態用水放到更加重要的位置。此外，可以借鑒西安浐灞綜合治理及北方同類型地區的經驗，通過利用平原水庫、河道水庫等攔蓄雨洪資源，積極開發利用中水、礦井疏干水等非常規水源，減少水資源的流失，創造良好的生態、生活環境。

2.3.3 加強水資源保護及水環境治理

要實現陜西省水資源的可持續利用，必須進一步加強環境保護力度，切實保護水資源。通過水保措施逐步改善水質和減少水庫淤積，同時要加速城市污水的處理與再利用工程，減少城市污水直接流入江河的數量。

4 結論

通過分析，陜西省水資源承載力狀況良好，絕大部分地區都處于盈余－平衡狀態，水資源承載力盈余－－平衡的市區占71.01%。具體來說，全省水資源承載狀況富裕的市區占1.88%，盈余的市區占4.90%，水資源承載力人水平衡縣市占64.23%。由此可以看出，陜西省水資源條件整體良好，但是經濟發展較好地區人水矛盾突出，所以這些地區要想實現可持續發展戰略目標，在節水和水資源優化配置的基礎上，提高水資源利用效率和積極開發利用降水資源，從而增強區域水資源承載力。

然而本文對維持生態環境穩定以及進行生態恢復的生態用水量未做涉及，只是單純的研究水資源承載力，同時也忽視了水資源與其他資源(礦藏、森林、土地)綜合承載力的研究，這方面的問題值得繼續探討。

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