基于DPSIR模型的“四水四定”高質量發展協調性評價

劉海嬌，陳學群，劉彩虹，楊小鳳，范明元

（1.山東省水利科學研究院，山東 濟南 250014；2.山東省水資源與水環境重點實驗室，山東 濟南 250014）

1 引 言

水是生命之源、生產之要、生態之基［1］。習近平總書記近年來對我國治水工作發表一系列重要論述，核心是堅持“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產”（簡稱“四水四定”），強化水資源的剛性約束，提高水資源節約集約利用水平，解決水資源過度開發利用問題，促進生態文明建設和高質量發展。而如何判斷一個地區“四水四定”是否協調，并通過相應的對策措施，使水資源能夠有效支撐城市、人口和產業的發展，是亟待解決的問題。

目前關于“四水四定”的研究主要集中在相關的政策機制等方面［2－6］，尚未見對“四水四定”相關指標體系及協調性分析的研究。本文以DPSIR（驅動力－壓力－狀態－影響－響應）模型為基礎，結合熵權法，構建“四水四定”協調性評價指標與評價方法，并將其應用于濟南市“四水四定”協調性評價，以期為解決區域水資源供需矛盾、促進經濟社會高質量發展提供參考。

2 “四水四定”協調性評價指標體系與評價方法

2.1 DPSIR模型

DPSIR模型是歐洲環境署系統考慮自然資源、生態環境、人類活動之間的相互影響以及人類采取的響應措施而提出的［7］。DPSIR模型（見圖1）的主要含義是人類活動作為驅動力，給自然資源或生態環境造成了壓力，使資源數量或生態環境等的數量或質量等狀態發生了變化，并對自然生態系統的正常運行產生了影響，人類社會通過相應的措施來降低不良影響，以減輕壓力，使資源能夠可持續利用［8］。

圖1 DPSIR模型框架

DPSIR模型主要應用于生態環境安全評價、資源承載力評價、水資源脆弱性評價等。如：李新剛［8］構建基于DPSIR的城市土地綜合承載力系統協調發展度概念模型、城市土地承載力評價概念模型和城市土地承載力綜合評價概念模型，并進行了實證研究；Bidone等［9］利用DPSIR模型對巴西里約熱內盧等進行了可持續性評價；Karageorgis等［10］基于DPSIR提出了流域綜合管理的方法；Ness等［11］建立多級可持續發展DPSIR結構，研究區域的持續發展問題；董四方等［12］從水資源復雜系統角度結合DPSIR模型，分析了河北省南水北調受水區水資源系統的脆弱性；秦志琴等［13］利用DPSIR模型對沈陽市的可持續性態勢進行了評價；Newton等［14］利用DPSIR模型探討海岸脆弱性的成因和影響；Sun等［15］利用DPSIR模型進行了水資源可持續利用評估；黃云等［16］利用DPSIR模型建立評價指標體系，對湖南省生態治理水平進行了評價；滕佳霏等［17］基于DPSIR模型對沈陽市的土地生態安全進行了評價。但是目前尚未見將DPSIR模型應用于“四水四定”協調性評價的研究。

2.2 基于DPSIR模型的“四水四定”指標體系

“四水四定”是一個系統的多目標問題，“四定”中的“定”是構建水－城、水－地、水－人、水－產新型關系的核心，而城、地、人、產之間也是相互聯系的，如城市之間的差異反映在人口結構、產業結構、城市形態、生活方式、生活水平等許多方面，因此城市包含了人口規模、產業結構等，而產業結構由農業、工業、建筑業、服務業等組成。因而“四水四定”的影響因子眾多，既有水資源方面的因子，如水資源稟賦條件、水資源開發利用狀況、用水總量控制指標等，又有城市規模、灌溉規模、用水水平、產業結構等社會經濟因子。本研究基于DPSIR模型進行“四水四定”指標體系設置，從驅動力、壓力、狀態、影響、響應5個方面構建“四水四定”協調性評價指標體系。驅動力是引起“四水四定”變化的內在驅動力，如人口規模、耕地面積、人均GDP等；壓力是生活、生產、生態等方面用水對“四水四定”的影響；狀態是指特定的資源數量，如人均水資源量、水資源模數、用水總量控制指標等；影響是壓力對狀態產生的效果，如外調水等的利用；響應是采取應對措施來減少不良影響、維持資源的良好狀態、降低壓力，使經濟社會能夠可持續發展，如產業結構調整、用水計劃制訂、節水法規體系健全等。

根據DPSIR模型概念，按照主導性、客觀性、可操作性、可比性等原則［18］，基于“四水四定”影響因子，構建“四水四定”協調性評價指標體系，見表1。

表1 基于DPSIR模型概念的“四水四定”協調性評價指標體系

續表1

2.3 “四水四定”協調性評價方法

2.3.1 評價方法

在綜合考慮目前國內外指標研究和國家區域政策的基礎上，將“四水四定”協調性評價指標分為非常協調、協調、基本協調、不協調和極不協調5個等級。考慮到各指標的取值難度以及評價的可操作性，將各指標量化分級并進行標準化賦分。各項指標的定量評價為百分制：非常協調賦分100分、協調賦分80分、基本協調賦分60分、不協調賦分40分、極不協調賦分20分。各指標分級標準及賦分等級見表2（其中，節水政策法規完善程度：（4～5］表示研究區水資源管理條例、節約用水管理辦法、階梯水價、綜合水價、節水行動方案等節水政策法規均已制定并實施，（3～4］表示上述節水政策法規大部分已制定并實施，（2～3］表示上述節水政策法規部分制定并實施，（1～2］表示上述節水政策法規小部分已制定并實施，（0～1］表示上述節水政策法規基本沒有制定；規劃等編制情況：（4～5］表示研究區城市發展規劃、節水型社會規劃、再生水規劃、供水規劃、水資源綜合規劃、水安全保證規劃等相關規劃均已編制并全部經政府批準，（3～4］表示上述相關規劃大部分編制并經政府批準，（2～3］表示上述相關規劃部分編制并經政府批準，（1～2］表示上述相關規劃小部分編制并經政府批準，（0～1］表示上述相關規劃基本沒有編制）。

表2 各指標分級標準及賦分等級

根據對各指標的標準化打分并結合各指標權重，得到各準則層及目標層的綜合得分。

“四水四定”協調性評價得分計算公式為

式中：WF為協調性評價得分；Sij為第i個準則層第j個指標的打分值；Wij為第i個準則層第j個指標的權重；Wi為第i個準則層的綜合權重；n為各準則層的指標數量。

為了避免主觀賦權法的主觀隨意性，采用熵權法［19］計算各單項指標權重Wa（a＝1，2，…，24），各準則層包含的單項指標權重相加得到各準則層的層次權重Wi，各準則層包含的單項指標權重除以各準則層的層次權重得到各指標在相應準則層內的層內權重Wij。權重計算結果見表3。

表3 評價指標權重計算結果

2.3.2 評價等級

將“四水四定”協調性綜合評價等級劃分為非常協調、協調、基本協調、不協調和極不協調5個等級，見表4。

表4 “四水四定”協調性綜合評價等級劃分標準

3 研究區“四水四定”協調性評價

3.1 研究區概況

選取濟南市作為研究區進行協調性評價。濟南市是山東省省會，位于山東省的中部，總面積10 244 km2。地勢南高北低，屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候區，多年平均降水量681.3 mm，多年平均氣溫14.3℃，多年平均水面蒸發量1 150 mm，地表水資源量136 318萬m3，地下水資源量149 676萬m3。2019年末濟南市常住人口890.87萬人，地區生產總值9 461.37億元，其中：第一產業增加值343.06億元，第二產業增加值3 265.22億元，第三產業增加值5 853.09億元，三次產業結構為3.6∶34.5∶61.9。

3.2 數據來源

本文所用數據來源于《山東統計年鑒》（2017—2021）、《中國城市建設統計年鑒》（2016—2020）、《濟南統計年鑒》（2017—2021）、《山東省水資源公報》（2016—2020）、《濟南市水資源公報》（2016—2020）及山東省第三次水資源調查評價初步成果等。

3.3 協調性評價

濟南市“四水四定”協調性評價指標值見表5。根據表2對濟南市各評價指標進行評分，再根據式（1）計算出濟南市“四水四定”協調性評價的綜合評分。受篇幅所限，僅以2019年為例進行說明（見表6），濟南市2016—2020年“四水四定”協調性評價綜合評分值見表7。

表5 濟南市“四水四定”協調性評價指標值

表6 2019年濟南市“四水四定”協調性評價綜合評分

表7 濟南市2016—2020年“四水四定”協調性評價綜合評分

由表6可知，驅動力和狀態處于不協調等級，壓力和影響處于基本協調等級，響應處于協調等級。從各單項指標來看，人均水資源量、非常規水供水比例、城鎮居民人均生活綜合用水量、萬元工業增加值用水量、人均城市建設用地面積、外調水量占外調水指標比例、生態用水占總用水量的比例、人均耕地面積等對濟南市的“四水四定”協調性影響較大。由表7可知：濟南市2016年“四水四定”協調性評價綜合得分在60以下，屬于不協調等級；2017—2020年綜合得分在63～66范圍內，屬于基本協調等級。可以看出濟南市存在的主要問題是水－人、水－城不協調，主要體現在：水資源稟賦條件一般，但是在人口、城市等驅動力的推動及生活生產等用水壓力下，出現了超引外調水的現象，雖然近幾年通過制定一系列節水規劃、節水政策等在一定程度上緩解了水資源供需矛盾，但是在生活和生產等方面還存在一定的浪費現象且非常規水利用不足導致“四水四定”的協調性不高。

4 對策與措施

（1）提高再生水利用率。工業生產、城市綠化、道路清掃、車輛沖洗、建筑施工、生態景觀等優先使用再生水；火力發電企業應落實取用水量的50%采用再生水的要求，其他一般企業落實取用水量的20%采用再生水的要求。

（2）加強節約用水。加強節水宣傳，強化節水意識，通過加快城市供水管網改造、老舊小區配套基礎設施改造、全面提升生活節水水平。根據水資源條件和行業特點，嚴格高耗水行業節水管理。制定和明確工業各領域節水標準，加快淘汰落后高耗水工藝、設備和產品。嚴控擴建、新建不符合水資源條件的高耗水項目。

（3）落實剛性約束。強化取水許可管理，嚴格落實取水許可制度，從嚴控制（審批）新增取水項目。各類規劃制定實施時堅持“四水四定”，持續強化水資源的剛性約束作用，通過制定明確的用水效率基準來限制和引導產業發展布局，合理確定相應的規模、結構、發展方向等。

（4）合理配置水資源。根據不同行業、不同類型用水戶的用水需求，合理配置水資源，提高水資源的利用率，特別是將用水總量控制指標內的當地地表水、地下水、外調水用好用足，形成當地地表水、地下水、黃河水、引江水和非常規水多水源優化配置和各水源充分利用的格局。

5 結 語

（1）本文基于DPSIR模型構建了包含驅動力、壓力、狀態、影響、響應5個準則24個評價指標的“四水四定”指標體系，建立了“四水四定”協調性評價模型，并確定了非常協調、協調、基本協調、不協調和極不協調5個評價等級，提出了相應的評價標準。

（2）選取濟南市作為研究區進行協調性評價，結果表明濟南市“四水四定”屬于基本協調等級，并根據評價發現的問題對研究區提出了相應的對策措施。評價結果符合實際情況，證明建立的“四定”協調性評價指標體系及評價標準是合理的。

（3）本研究建立的“四水四定”協調性評價指標主要適用于省市級層面的協調性評價，對于縣域的“四水四定”協調性評價指標還需根據數據獲取難易程度等合理確定，協調性評價模型具體如何運用并指導區域發展規劃等是下一步研究的重點。