淺析高質量發展背景下西安市水安全保障能力提升策略

馬 艷，吳景霞

（1 陜西省西安市二次供水管理中心,陜西 西安 710000；2 陜西省西安市水利規劃勘測設計院,陜西 西安 710000）

近年來,極端天氣頻發,全球資源嚴重緊缺問題凸顯,我國安全觀念也深受影響,水安全已成為國家安全的一個關鍵方面,與軍事安全、金融安全、文化安全一樣具有同等重要的戰略地位[1]。水安全是生存的基礎問題,其豐富內涵主要集中體現在水資源安全、供水安全、防洪安全、水生態安全四個方面[2]。我國水安全面臨著水污染嚴重、人均淡水資源量少、水資源時空分布不均等問題,雖已采取南水北調等具體工程措施加以改善,但對處于黃河流域的西安市來說,城市水安全保障能力仍有較大的提升空間,尤其是在2021 年國務院頒布的《黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要》、2022 年水利部印發《“十四五”水安全保障規劃》,對城市水安全保障能力提出了更高的要求。在黃河流域高質量發展背景之下,基于實現西部地區城市高質量發展的目標,分析西安市水安全保障能力,總結歸納西安市水安全保障能力的提升策略,對于提升城市水安全保障能力、落實國家規劃方針、加快實現高質量發展具有重要研究價值和現實需求。

1 水安全對黃河流域高質量發展的影響框架

黃河流域的高質量發展是一項復雜的系統工程,需要實現生態環境保護和經濟與社會的協同發展,既是生態學、水土保持學、金融學等諸多學科融合,又是水資源、生態環境、經濟社會三個子系統的相輔相成,互為促進與制約,其內涵十分豐富。水資源促進能力不足必然抑制經濟社會發展,同樣地,經濟社會蓬勃發展速度越過了生態環境保護的紅線或者突破了水資源承載能力的上限,最終必將損害生態環境,這三個子系統只有齊頭并進,互為依托,構成穩固的三角態勢,才能真正滿足高質量發展的要求。

習近平總書記在黃河流域生態保護和高質量發展座談會上提出五項重點任務,分別是加強生態環境保護,保障黃河長治久安,推進水資源節約集約利用,推動黃河流域高質量發展,保護、傳承、弘揚黃河文化[3]。水利行業對幸福河的內涵中也將水安全的支撐作用放在了很重要的位置,只有重視水安全,才能實現幸福河的目標,最終才能滿足黃河流域高質量發展的總體要求。黃河流域生態保護和高質量發展水安全支撐總體框架見圖1。

圖1 黃河流域生態保護和高質量發展水安全支撐總體框架

2 西安市水安全保障能力分析

西安市多年平均水資源總量為23.47 億m3,人均占有量約為230 m3,僅為全國、陜西省人均資源占有量的13%、25%,遠低于國際公認的人均年水資源量500 m3的絕對缺水線。強化水安全保障能力對于西安市的高質量發展具有重要意義。為系統評價西安市水安全保障能力,尋找提升策略,選取相關影響因素作為指標,分析西安市2016 年～2020 年的水安全保障發展特征。

2.1 評價指標體系

根據西安市實際情況,從水資源安全、供水安全、水生態安全和防洪安全4 個維度,選擇了18 個指標,構建了西安市水安全保障能力評價指標體系[4]。

2.2 評價方法

2.2.1 單指標量化法

采用分段隸屬度函數來度量各個指標的子安全度,數值介于0～1。

數值越大越優型指標的子安全度計算公式為：

數值越小越優型指標的子安全度計算公式為：

式中：xi、Ii分別為第i個指標的指標值和子安全度；ai、bi、ci、di、ei代表第i個指標的最差值、較差值、及格值、較優值和最優值,參考全國平均水平、省級發展規劃、部分學者研究成果[5-6]進行取值。

2.2.2 多指標綜合

采用熵值法確定各個指標和子系統權重,其計算步驟如下：構建m個評價目標,n個評價指標的判斷矩陣Q：

將判斷矩陣Q進行歸一化處理,得到歸一化矩陣：

式中：qmax、qmin為同一個指標體系下不同目標的最優解、最不優解。

確定評價因素的熵值Hi：

式中：0 ≤Hi≤1,且

確定評價指標的熵權M：

四個安全維度的安全度計算公式為：

式中：Tj為第j個子系統的安全度；wj為利用熵值法計算所得的第i個指標權重,計算結果見表1；nj為第j個維度指標數量；j=1,2,3,4,分別表示水資源安全、水生態安全、供水安全和防洪安全四個維度。

表1 西安市水安全保障能力評價指標體系

2.2.3 多準則綜合

最終目標層水安全計算公式為：

式中：T為水安全度；β1、β2、β3、β4分別為熵值法計算所得的水資源安全、水生態安全、供水安全、防洪安全四個維度的權重。

基于評價結果將西安市水安全等級劃分為六個等級,見表2。

表2 西安市水安全等級

2.3 評價結果及分析

2.3.1 指標權重

通過熵權法對西安市2016 年、2017 年、2018 年、2019 年和2020 年18 項指標進行處理,得到各指標權重及維度層權重見表1。在18 項評價指標中,水資源安全5 個指標中農田灌溉畝均用水量權重占比0.0588,表明各年中農業灌溉用水對西安市的水資源安全影響較大；水生態安全5 個指標中生態用水量占比權重占比0.0539,表明生態用水量對于水生態安全有著重要影響；供水安全的4 個指標中供水安全系數的權重占比達到0.0925,表明供水安全系數對于西安市供水安全有著較為明顯的影響；防洪安全4 個指標中,新增除澇面積率的權重占比為0.1342,說明除澇是保障防洪安全的有效方面。水安全四個維度權重分別為0.2233、0.2562、0.2702 和0.2503,結果表明西安市的水資源安全相對于其他三個維度較好,供水安全、水生態安全和防洪安全在研究時段內對西安市水安全有著更為顯著的影響。

2.3.2 水安全總體評價結果

通過對西安市2016 年～2020 年18 個指標進行收集整理,利用單指標量化—多指標綜合—多準則綜合的方法計算西安市水安全。西安市水安全得分情況進行劃分結果見表3。由表3 可以看出西安市水安全得分總體上呈現上升趨勢,2016 年～2019 年的得分都在（0.5,0.67]內,均為基本安全狀態。2020 年的得分達到0.6780,進入較安全的狀態,可見,對于水資源的保護、生態環境的改善、保障供水相關設施正常運行以及防洪除澇等力度的加大對于水安全狀態的提升有著積極的促進作用。

表3 西安市水安全度值總體評價結果

3 西安市水安全保障能力提升策略

結合相關指標對西安市水安全保障能力進行分析評價,考慮水安全中水資源安全、供水安全、水生態安全和防洪安全這四個方面,對西安市水安全保障能力的提升提出以下4點建議[7]：

水資源安全方面,重點是要做好水資源集約節約工作。一方面做好重點領域節水工作,堅持量水而行、節水為重,把水資源作為最大的剛性約束,全面實施深度節水控水行動,推進水資源集約節約利用,另一方面針對農田灌溉畝均用水量這一指標做好萬畝以上灌區高效節水改造,依托黑河金盆水庫、零河水庫和大峪水庫等水庫,以及黑惠渠、灃惠渠等引水工程,構造大中小微并舉的灌溉渠系基礎設施系統,進一步提升農業綜合生產能力。

水生態安全方面,重點是做好水生態保護修復。一方面做好河湖生態修復工程,堅持保護優先、自然恢復為主、人工干預為輔,加大河湖生態保護修復力度,持續改善水生態環境,打造幸福河湖；另一方面針對水土流失治理面積率這一指標,做好重點區域水土保持工程,以西安重點水源地水土保持工程、生態清潔小流域治理為重點,因地制宜,推進水土流失綜合治理。構建“生態修復區、生態治理區、生態保護區”三道防線,防止水土流失,加強水源涵養。

供水安全方面,重點是做好水空間優化配置工作。一方面加強重點水源工程建設,進一步完善西安市調水、輸水網絡,完善承接近期引漢濟渭來水輸配水工程建設。逐步形成西部以黑河金盆水庫、東部以李家河水庫、北部以涇惠渠三原西郊水庫為主水源的城鎮供水基礎設施網絡系統；另一方面加強城鎮供水設施建設,完善水廠和管網配套設施,完善互聯互通供水通道。遠期實現以引漢濟渭、東莊水庫和寶雞峽水庫建成的配套水廠工程為重要供水源,以區域地下水、應急供水工程作為備用水源的供水格局,形成多水源聯合互調的“西安水網”。

防洪安全方面,重點是做好水災害防御保障工作,一方面加強堤防修復加固,突出重點河段、重點區域,全力做好水旱災害防御工作,繼續推進河流堤防治理工程,補齊防洪工程短板,全面提高防洪安全標準,有效消除病險堤防隱患,進一步完善西安市堤防工程體系,保障城鄉行洪安全；另一方面加強山洪災害防治,持續加強西安市周邊地區山洪災害防治,逐步完善監測預警預報等非工程設施,積極推進群測群防體系建設、基層防汛人員培訓和縣鄉預警設備配置,建成以監測、通信、預報、預警等非工程措施為主,非工程措施與工程措施相結合的防災減災體系。

4 結語

西安市是黃河流域在西部唯一的國家中心城市,有著人口大規模聚集、經濟基礎雄厚、自然資源消耗高等特點。由于區位條件的限制,西安市水資源需要量較大、水環境承載能力有限,對水安全保障提出了更高的要求。基于西安在黃河流域的自然生態、資源特點、人民居住環境和工業發展等綜合特點,并結合黃河優質開發的大特點,從水資源安全保障程度提高的新高度,西安市為達到黃河流域高質量發展的要求,必須繼續堅持水安全保障各方面措施的完善與加強。