基于Bossel框架的吉林省安圖縣礦泉水資源可持續利用評價＊

孫文浩，顧瑞婷，陳夢迪，陳星羽，馬于曦，谷志琪

（吉林大學新能源與環境學院，吉林 長春 130026）

隨著經濟發展和人民生活水平日益提高，安全、健康、綠色的飲水理念為人所廣泛接受，越來越多的人選擇礦泉水作為日常飲用水。對礦泉水資源進行可持續性評價，可以為合理開發、制定保護措施做出指導。目前，通過建立評價模型，確定各項評價指標體系的方法進行可持續性評價被人們廣泛使用。李軍等[1]基于Bossel框架對沈陽市水資源做出評價，認為該方法具有良好的科學性、合理性。李俊曉等[2]則利用AHP—模糊綜合評價方法，證明該方法簡單實用，能很好地反映某地區水資源與經濟、社會發展的協調程度。石紅等[3]通過生態網絡分析法，定量評價淮河水資源可持續發展水平，為流域水資源管理提供了參考。對于特定的地區來說，因地制宜地構建最適宜的評價指標體系尤為重要[4]，不論采取何種方法，主要的思路都是將各類評價指標定量化，從而有利于根據特定的評價標準判斷各個指標孰優孰劣，進而指出對研究區水資源最不利的指標，并提出相應的建議。Bossel綜合指標評價體系在水資源的可持續利用評價中較為常用，本次將利用此方法對吉林省安圖縣礦泉水資源可持續發展情況進行評價。

1 研究區概況

吉林省安圖縣位于長白山北麓，南部為長白山自然保護區，總體地勢為南高北低，東高西低。安圖縣地質構造復雜，北西向構造帶和東西向構造帶由斷層、向斜、背斜組成。區域內巖性以氣孔狀玄武巖、粗面安山巖為主，玄武巖巖層為地下水提供了賦存空間，氣孔狀玄武巖為地下水的滲透提供了良好的通道[5]。

安圖縣坐擁豐富的礦泉水資源，優質礦泉五十余處，礦泉水資源量大，礦泉水質量較高。安圖縣的天然礦泉水大部分符合國家Ⅰ類水標準，所有水樣偏硅酸含量大于25mg/L，為高偏硅酸型礦泉水，是在特定的地質環境條件下形成的寶貴的液體礦產資源。因為其極高的品質，安圖縣礦泉水已經得到了國內外相關人士的一致好評，因而吸引了恒大、農心、統一、雅客、二江等企業在這片土地上生產銷售礦泉水。目前，礦泉水產業已經成為了安圖縣的重要產業之一。

2 可持續發展評價

2.1 評價指標的確定

Bossel框架包括生存、能效、自由、安全、適應、共存6個基本定向指標[6]。其中每個基本類定向指標都包含幾個能反映其具體含義的指標，可以借助這些指標衡量研究區可持續發展情況。本文結合安圖縣地區的實際情況，收集2019年吉林省統計年鑒數據以及安圖縣人民政府網站相關數據，選用礦泉水水資源、經濟社會、生態環境3個子系統[7]，建立指標體系見表1。

表1 指標評價體系

2.2 發展指數計算

2.2.1 計算方法

根據表1指標體系，利用直線型指標標準化方法將各指標定量化并根據Bossel評分標準對各指標評分計算其量化評分Pij。對于子系統指標的權重，計算方法是離差平方和最大法[8]，對于基本定向指標所屬指標按照等權計算[9]，對于有n組數據且每組數據基本類定向指標數為m的樣本，權重計算如下：

式中，i為3個子系統；j為6個基本類定向指標；n為樣本數目，在本次研究中由于只收集2019年數據，取n=1；m為各個系統中定向指標數目，在本次研究中，取m=6；wij為第i個子系統中j類定向指標權重；pij為第i個子系統中第j類定向指標指數值；p*ij取數值1，代表最不利值。

水環境子系統、社會經濟子系統和自然子系統發展指數按下式計算：

水環境可持續發展系統的6個基本類定向指標發展指數按下式計算：

水環境可持續發展系統綜合發展指數值按下式計算：

發展指數可以用來評估研究區礦泉是可持續發展情況，分為若干級別。根據不同的評價標準，不同的發展指數區間對應不同的評價級別。

2.2.2 計算結果

根據公式（1）、（2）、（3）得出礦泉水資源各子系統的綜合指標值見表2。

表2 子系統發展指數

根據公式（1）、（2）、（4）計算各基本類定向指標的可持續發展指數見表3。

表3 基本類定向指標發展指數

以上即為吉林省安圖縣礦泉水對于子系統和定向指標的發展指數。再根據公式（1）計算礦泉水可持續發展系統中各基本類定向指標相對于系統的權重，通過公式（5）計算系統可持續發展的綜合指數為2.538。

2.3 可持續發展態勢評價

2.3.1 評價方法

在表2、表3以及通過公式（5）計算的各類可持續發展指數可根據表6給出的度量標準劃分為不可接受級、危險級、良好級、優秀級四個發展態勢等級[10]。根據該等級可評價研究區礦泉水資源可持續發展情況。

表6 礦泉水資源系統發展態勢評價標準

2.3.2 評價結果分析

1）礦泉水系統的綜合可持續發展指數為2.538，處于良好評級，有利于可持續發展。說明在保證生態環境不受到破壞的情況下，安圖縣礦泉水有較大的潛力繼續開發利用，且能帶動社會經濟平穩向上發展。

2）由表2的結果可得出安圖縣礦泉水資源子系統、經濟社會子系統、生態環境子系統的可持續利用態勢均屬于良好等級。說明安圖縣目前礦泉水的開發利用程度較好，水資源量較為豐富且水質較好，水資源量能夠滿足人們生活需求和工農業需要，開發潛力巨大。并且安圖縣礦泉水資源的開發利用為當地帶來了一定的經濟效益，礦泉水廠的建立促進了社會經濟的發展。在二個子系統中生態環境子系統屬于評分最低的部分，說明在處理泉開發與生態環境的關系之間仍有提升空間。

3）由表3的結果可得出安圖縣礦泉水除了能效指標外，其他指標表現均為良好或優秀，說明總體可持續發展態勢良好。但是能效指標評分為1.89，屬于危險態勢，特別是表現在工業廢水排放率、自然保護區覆蓋率兩個方面，需要重點關注這些方面的改善和提高。

3 結論和建議

通過構建Bossel框架，對吉林省安圖縣礦泉水資源的可持續利用評價結果如下。

1）安圖縣礦泉水二個子系統可持續利用態勢均屬于良好等級。礦泉水系統綜合可持續發展指數為2.538，處于良好評級，礦泉水的開發利用可持續性良好，但要警惕開采過程中造成的環境問題和超采現象，在保證生態環境不受到破壞的情況下，維持礦泉水資源的可持續發展。

2）制約安圖縣礦泉水資源可持續發展最主要基本類定向指標為“能效”，主要限制因素為工業廢水排放、自然保護區覆蓋兩個部分。因此，必須嚴格控制工業廢水的過度排放，加強自然保護區的建設和保護，確保南部的長白山自然保護區在旅游業的發展下受到較少破壞。

3）在礦泉水資源的開發過程中，需要嚴格遵守有關水資源保護的法律、法規。另需要結合當地經濟發展和礦泉水資源保護的需要，不斷完善地方性法規。此外，要求相關執法人員盡快落實法律規定的各項保護措施，加大執法力度，為長白山礦泉水資源的保護提供法律保障。