遼陽縣水資源承載力評價研究

周志宇

(遼寧省撫順水文局，遼寧 撫順 113000)

水資源是促進經濟社會發展重要的、基礎性的、戰略性的資源，也是維持地球生命系統不可或缺的一種自然資源，對城市建設、工農業生產和人類生活發揮著重大作用。隨著經濟的快速發展和人口的不斷增多，為滿足社會對水資源的需求部分地區增大了地下水開采量，致使地下水位持續下降、超采集面積不斷擴大，給水資源安全產生危機。此外，由于不合理的開發利用致使區域海水入侵加劇、水污染增加、濕地退化、土地沙化、地面沉降等地質、生態環境問題突出。采用科學的方法評價區域水資源承載力(WCC)，對建設和認識水安全保障體系以及準確度量水系統安全狀況極具現實意義。目前，研究評價水資源承載力的方法、模型和理論較多，然而受經濟發展與水資源利用之間的矛盾關系、水系統復雜性特征等條件限制，對于不同區域各類方法與理論體系的適用性仍需進一步探索。現階段，遼陽縣面臨著日益增長的水資源供給壓力，通過合理測評與分析水資源狀況，以期為有效解決水資源問題，以及優化產業結構、資源配置、城鎮發展、人口布局等提供決策依據。

1 研究區概況

遼陽縣位于北緯40°42′19″～41°25′22″、東經122°35′04″～123°41′00″范圍，地處遼東半島中部，被遼陽市市區一分為二，平原區、山區位于遼陽市的西部和南部，東與本溪相鄰，西與遼中搭界，北靠燈塔，南接鞍山。

研究區位于遼河平原與遼東低山丘陵過渡地帶，地貌分區規整、分異規律清晰且類型齊全，屬于典型層狀地貌。從西南向東北，自西北部界河(渾河)到東南部邊界白云山地勢從低到高，依次為平原、臺地、低丘陵、高丘陵、低山、中山，依次跌落，層次分明，形成西北低、東南高同向緩降傾斜地勢。該區域屬溫帶季風氣候，主要氣候特點是四季分明，雨熱同季，光照充足，年平均氣溫為8.4℃，年降水量為735.3 mm，平均蒸發量為508 mm[1-5]。

境內水系發育，河流眾多，其中流域面積超過10 km2的80條、超過50 km2的有17條，主要有渾河、細河、渾沙河、太子河、蘭河、湯河、河欄溝河、湯河西支、王家堡子河、八盤嶺河、柳壕河、兵馬河、北地河、南沙河、判甲爐河、楊柳河、運糧河等。2013年，遼陽縣水資源利用量3.12億 m3，現狀利用程度如表1，地表與地下水4.84億 m3、3.68億 m3，年均水資源總量5.61億 m3，開發利用率為53.48%。

表1 遼陽縣水資源開發利用程度 億m3

2 遼陽縣水資源承載力評價方法

水資源承載力是指在一定的科學技術和社會發展階段，在不破壞生態平衡和社會發展的條件下，某一地區的水資源最大可承載的人口規模、城市和工農業發展水平，反映了水資源所能最大支撐區域發展的能力，隨科學技術和經濟社會的發展承載力發生相應的改變。因此，研究水資源承載力的本質就是水資源實現既定規劃目標所需的最低程度，或者說一定條件下水資源支撐的最大城鎮、人口規模和經濟水平。依據既定的研究目標，考慮從以下幾點分析遼陽縣的水資源承載力。

2.1 偏離系數

水資源偏離系數是在既定水資源條件下，以全國人口規模、經濟發展為基準對比遼陽縣的人口和經濟發展水平，用以明確遼陽縣水資源較全國水平而言的豐裕或缺乏程度。一般地，將該系數分為與人口規模相關、與經濟發展相關的偏離2個部分，其表達式如下：

(1)

(2)

式中：Ie、Ip代表水資源對國民經濟和人口規模的支撐程度；GDPw、GDPq代表遼陽縣和全國國內的生產總值；Pw、Pq代表遼陽縣和全國人口總數；Rw、Rq代表遼陽縣和全國的水資源量。Ie>1時，其值越大則遼陽市單位水資源支撐GDP的量相對于全國而言越高，區域水資源就越缺乏；Ie<1時，其值越小則遼陽市單位水資源支撐GDP的量相對全國而言越低，區域水資源越豐裕。

2.2 負載系數

水資源負載指數是衡量區域水資源開發潛力的重要參數，利用選用所承載的經濟規模和人口數量來衡量，主要用于揭示經濟發展、人口規模與水資源之間的相互關系，其表達式為：

(3)

式中：K為反映降水程度的參數；G、P代表國內生產總值(億元)和人口數量(萬人)；C、W代表區域水資源負載指數和水資源總量(億m3)。將水資源開發利用潛力按照負載指數高低和相關導則標準劃分為5級，各等級的取值區間和開發條件如表2。

表2 負載指數與等級劃分

2.3 承載指數

對水資源與人口規模之間的關系可以利用水資源承載力(WCC)衡量，本文采用水資源折算的人均綜合用水量所維持的人口規模來描述，構建的測評模型如下：

WCC=W/Wp

(4)

式中：Wpc、W代表遼陽市實際人均綜合用水量(m3)和可開發利用水量(m3)。WCCI值反映了人口與水資源間的關系，可以利用這兩項指標來衡量，由此構造的測評模型為：

WCCI=Pa/WCC

(5)

Rp=(Pa-WCC)/WCC×100%

(6)

Rw=(WCC-Pa)/WCC×100%

(7)

式中：Pa代表遼陽縣實際人口數量(萬人)；Rw、Rp代表水資源盈余率(%)和超載率(%)，各等級劃分如表3。

表3 承載指數與等級劃分

2.4 評價結果分析

根據遼陽縣2015-2018年相關統計數據，利用文中所述計算公式求解各指標評價值，如表4。

表4 各評價指標計算值

從偏離系數的角度上，除2016年外遼陽市水資源壓力與全國平均水平相比均明顯較大，特別是2017年、2018年較高，區域水資源較為匱乏；從負載指數的角度上，除2016年外遼陽市水資源負載指數均超過10，尤其是2018年(30.35)達到Ⅰ級標準，水資源進一步開發難度大、總體開采潛力小，總體處于較高的水資源利用水平；從承載力的角度上，2018年遼陽縣人均綜合用水量(371.52 m3)低于全國平均標準(500 m3)，在多年平均可利用量保持不變的條件下按2018年遼陽縣人均綜合用水量測算，其可承載人口最多達到30.28萬人；從超載率的角度上，遼陽縣2018年的超載率達到72%，可見該區域已達到超載狀態。

3 遼陽縣水資源可持續利用對策

根據遼陽縣水資源承載力分析結果及其未來變化趨勢可知，遼陽縣經濟社會發展受水資源開發利用的影響較大，合理配置和協調區域水資源承載力成為當前亟待解決的問題。為進一步提高用水效率，應從以下多個角度入手加強對水資源利用和管理。

加強水資源開發利用規劃，強化水資源管理。在滿足水質要求和用水安全的條件下，最大限度的挖掘用水潛力，大力推進節水新工藝、新技術在生產生活中的實際運用，優先使用中水、優先使用地表水，最大限度地保護地下水。對地下水的開采實施最嚴格的控制，并采取人工回灌、封閉地下超采井等措施，除農業灌溉取水外對地下水工程區取水量實施嚴格控制。此外，還要多渠道聯合供水，挖掘新水源。發展建設城鎮雨洪水的收集再利用，規劃建立遼陽縣應急供水水源地，加強農村用水的管理監督、農村飲水工程和中水回用工程建設。

加強水利工程運行規劃管理。規劃管理、封閉超采地下水工程以及發展新的地表水利工程，加強農業灌溉渠系工程、遼陽縣灌區續建配套工程和大伙房水庫輸水工程建設，改善和發展城鎮供水、農村飲水工程。

開展現有蓄、引、提水等配套設施的更新建設，加強供水管網及蓄、引、提水利工程安全檢修，新建水利工程要嚴格驗收、監督，保證水利設施安全、高效的運行。

加強水污染防治，強化水資源保護。強化水資源管理，嚴格工農業等水資源的取、用、排許可的發放、管理；強化水質、污水排放量、用水和取水總量的監督，加強城鎮水功能區、污水排放點、如何排污口及工業密集河段的水質監測，加強生產和生活廢污水處理的管理，使污水資源化；開展地下水水量、水位的雙控管理，執行用水總量和用水計劃制度；加強水土保持，對農藥、化肥的施用要科學定量化，若不嚴格控制農藥化肥和用水量，因灌溉水滲漏臨時農藥化肥將進一步加劇用水緊張的現象，為了防止土壤侵蝕實施合理的農田灌溉；強化地表、地下水水源地保護，劃 定水源地保護區；加強水生物栽種、河道綠化等生態河道治理，切實提高河流的自凈功能。

優化產業結構，提高用水效率。積極鼓勵引進少污染、節水、高效的工業企業，結合區域實際情況在一定程度上限制高耗水產業發展；優化農業種植結構，推廣免耕、少耕的耕作技術和高產優質的品種，推行畦田標準化、耕作園田化；優化養殖業布局和畜牧漁業的養殖品種，全方位減少養殖用水需求；改善農村、城鎮供水現狀，切實提升用水效率；

加強水資源科學技術研究工作。以科學的管理手段、機制和信息化管理技術，加強對水資源取水計量、質量和數量的監測，加強水污染監測；及時掌握點面源污染，強化水量、水位監測，加強資料匱乏區的監測；加強基礎研究，引進專業、高新技術人才建立研究工作小組。

4 結語

水資源是確保區域經濟發展和水生態安全的基本條件，為實現可持續發展戰略目標必須正確處理好水資源壓力問題，綜合利用技術、行政、經濟和法律等手段促進資源與環境的協調發展。本文利用科學的方法評價了遼陽縣水資源現狀，研究成果可為實現區域經濟可持續發展、水資源合理開發和產業結構優化提供一定參考依據。