水資源承載力對城市水環境的影響探究

姚青梅，周 潔

（湖北省荊門市水文水資源勘測局，湖北 荊門 448002）

水是人類生存和經濟建設最基本的環境要素，隨著城市化進程的加快，城市活動對水環境的影響越來越大，直接影響到水資源的承載能力。因此，研究環境承載力是當前城市發展的重要工作之一。水資源承載能力是一個長期的、動態的現象，常被用來描述人類生活生產等活動對自然環境的耐受極限。目前水資源承載力的研究方法主要是系統動力學方法。本文結合水資源承載能力內涵及計算方法，分析研究水資源承載能力對城市水環境的影響。

1 水資源承載力概念

水資源承載力是承載力概念在水資源領域的應用，是繼土地承載力后在資源承載力方面研究最多的的內容。其主要的資源配置包括水資源可利用量、水資源承載目標，即主體與客體。水資源可利用量包括地下水資源可利用量、地下水資源可開采量，體現了水資源可開發利用的程度；水資源承載目標包括經濟社會關系、生態環境關系，體現力水資源承載客體的水平。綜合以上兩方面對水資源承載力進行研究計算。國際上關于水資源承載力的研究始于20世紀80年代，許多學者根據各自的認識提出了對水資源承載力的不同見解。最為著名、也被廣泛應用的水資源承載力概念是指在某種特定狀態或條件下，水環境自我維持、自我調節，并保證水環境功能可持續正常發揮時所能夠支撐的社會可持續發展的人口與經濟的最大規模[1]。

2 水資源承載力指標

結合當前對于水資源承載力的研究，水資源承載能力評價指標體系的確立主要歸結為2類。

（1）基于水資源供需平衡的評價體系。該指標可以被用于反映某一區域水資源的實際供需情況，但對于該區域的水資源系統和社會經濟系統對其水資源承載能力的影響缺乏實際參考價值。

（2）從人口數量、工業用水、農業用水、地下水埋深及水量、降雨量等角度構建的評價體系。該類指標解決了第一類指標存在的問題，不僅能夠準確、全面地反映出區域水資源的供需狀況，對區域水資源承載能力受社會活動影響的程度也能夠進行有效計算[2]。水資源承載水平指標體系見圖1。

圖1 水資源承載水平指標體系

3 水資源承載力計算

對于水資源承載力的計算主要是通過對水資源受影響范圍內的主、客體因素進行耦合量化，從而計算出某一區域水資源對其經濟和人口總量的最大支撐能力。計算過程中需要著重考慮3個部分：產業發展的可利用水資源量、生活用水量和河道外生態需水量[3]。

產業發展的可利用水資源量采用下式計算：

式中：Wz為包括本地水資源和外調水在內的可利用水資源總量；We為生態環境需水量（不含河道水），一般情況下可利用預測生態需水量的方法獲取；Ws為生活用水量[4]。

結合相應的行業發展規模、產業結構和用水定額指標可得出不同承載水平下相應的單位GDP綜合用水量：

式中：Cw為某一承載水平下單位GDP用水量；Ki為各行業增加值占GDP的比例；Ei為用水定額[5]。

產業發展的可利用水量和單位GDP用水量可以利用可承載的經濟規模進行推求：

式中：Ei為區域可承載的經濟規模；Wv為可用于產業發展的水資源利用量[5]。

根據可承載總經濟規模和人均GDP水平得到相應的承載人口計算公式（4）：

式中：P為區域可承載的人口規模；Vp為某一承載水平下的人均GDP[5]。

4 水資源承載力對城市水環境的影響

水資源承載力意味著該城市發展過程中水環境可以承受影響的能力。水資源承載力越大，可以接納的城市活動的影響越強，反之則會限制城市發展進程。城市的快速發展，也使得城市生產生活活動越來越強烈，對水資源的影響不斷增大，持續降低水資源的承載能力。因此，如何在城市發展中產生的高強度生活生產活動影響下保證城市水資源不超過水環境承載能力范圍十分重要。

（1）水資源的有限性。隨著社會的不斷發展，城市發生了翻天覆地的變化。城市人口集中、土地利用性質的改變、建筑物增加、道路及地下水管網建設使下墊面不透水面積增大等，直接改變了當地地表和地下徑流形態。另外，社會經濟發展對水資源的需求量也在不斷增大，廢污水相應增多，從而對水環境的各個方面都產生了一定的影響[6]。基于以上變化，對某一城市區域而言，在不受外界因素影響的條件下，自然狀態下水資源的總量與質量基本維持穩定狀態，水資源和水環境的承載能力也是客觀的、有限的，在規劃城市發展的實際工作中，應著重考慮該城市內有限的水資源承載能力，保證城市建設中的生態發展平衡。

（2）水環境的可變性。人類活動的存在，使得水資源在人類社會與自然界中產生了循環作用，構成了“自然——經濟——社會”的大系統。由于受到城市建設及社會生產活動不斷地擾動，水資源的水量和水質也發生了很大變化，破壞了水資源的自然屬性，導致水資源承載能力的變化。

（3）承載力的可干預性。由于水資源和水環境承載能力的有限性和可變性，使得其具有了可干預性。即可以通過改變人類的活動方式，調整人類活動的強度，以改變水資源和水環境的承載能力，使之朝著有利于人類的方向發展。

因此，在城市發展建設中，應以水資源承載能力為參考，規范城市建設活動，將各種社會活動以及生活所產生的影響限制在水資源承載能力可以承受的允許范圍之內，保障水資源的合理開發利用。與此同時，還必須考慮生態環境需水量，保障生態環境可持續發展。其中不僅包括常規水資源，也包含了非常規水資源的開發利用，主要如資源化的雨洪、淡化的海水、處理回用的污水等水資源；對于嚴重缺水的一些地區，經過嚴格規劃，可在確保合理利用本地水資源的前提下對其進行在空間上的優化配置，如跨流域調水等措施，更大程度滿足經濟社會發展狀況對于水資源條件的需求[7]。

5 結語

水資源的承載能力是人與自然相互協調發展的一個“警示閾值”，對實現水資源可持續利用及水環境循環發展有著重要意義。目前我國人們的節水意識淡薄，節水潛力很大，有關資料表明，我國約有20%～30%的節水能力，有必要利用行政、科技、法律、經濟等手段增強社會節水意識，建立節水型社會，達到對水資源的統一管理，有效提高水資源利用率與水資源的承載能力，優化城市水環境。