基于ＳＷＡＴ 模型的藍綠水短缺指數計算與風險評價

程琰 左其亭 邱曦

摘 要：為了降低沁河流域水資源短缺風險，以沁河流域為研究對象，基于所構建ＳＷＡＴ 模型的輸出結果，估算２０１０—２０１６ 年沁河流域藍綠水資源量，利用藍綠水足跡和可利用藍綠水資源量計算藍綠水短缺指數，并劃分４ 個藍綠水短缺風險等級，定量評估沁河流域藍綠水短缺狀況。結果顯示：１）沁河流域多年平均藍水資源量為９．１ 億ｍ３，占水資源總量的１２．０％；多年平均綠水資源量為６６．９ 億ｍ３，占水資源總量的８８．０％，說明沁河流域水資源大部分為綠水資源；２） 年尺度下沁河大部分子流域的藍水短缺指數大于１．０，藍水短缺風險等級為較大風險，其中下游地區(qū)的焦作市藍水短缺問題尤為嚴重；３） 年尺度下沁河各子流域的綠水短缺指數呈現(xiàn)一定差異性，大部分子流域多年平均綠水短缺指數在０．５～１．０ 范圍內，綠水短缺面臨中度風險，總體而言，綠水短缺風險低于藍水短缺風險。基于藍綠水短缺指數分析，提出應對沁河流域水安全風險的措施建議。

關鍵詞：藍綠水；ＳＷＡＴ 模型；水短缺指數；風險評價；沁河流域

中圖分類號：ＴＶ２１３．４ 文獻標志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０５．０１５

引用格式：程琰，左其亭，邱曦．基于ＳＷＡＴ 模型的藍綠水短缺指數計算與風險評價［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（５）：９１－９７．

水資源作為生活、生產和社會發(fā)展的基礎資源，在社會經濟中具有舉足輕重的地位。受人口增長及氣候變化等因素的影響，目前全球超過１０ 億人面臨生活用水不足的問題，約２６ 億人無法獲得安全衛(wèi)生的水源，２０５０ 年缺少飲用水的人口將達到２０ 億之多［１－３］ ，全球水資源利用面臨巨大壓力［４］ 。水資源短缺問題已經成為國際上普遍關心的熱點，了解地區(qū)水資源短缺狀況對于水資源管理具有重要意義。因此，有必要科學評價不同尺度的水資源短缺程度，量化其水資源短缺風險狀況，為當地水資源管理與優(yōu)化配置提供科學依據。

目前針對水資源短缺風險評價的研究成果較為豐富，主要包括應用于流域［５］ 和區(qū)域［６］ 等不同空間尺度，采取模糊綜合評價法［７］ 、正態(tài)云模型［８］ 、主成分分析法［９］ 等不同研究方法，基于水貧乏指數［１０］ 、Ｆａｌｋｅｎ?ｍａｒｋ 指數［１１］ 、水壓力指數［１２］ 等不同指數來評價水資源短缺風險，然而長期以來水資源短缺風險評價往往缺乏對水資源及生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展等方面的考慮。為綜合評價水資源的經濟－ 生態(tài)效益， Ｆａｌｋｅｎｍａｒｋ等［１３］ 提出了藍綠水資源相關概念：藍水資源是儲存于地表河流、湖泊、水庫及地下含水層中可供人類直接開發(fā)利用的水資源；綠水資源包括儲存于非飽和土壤中的水量和下墊面通過蒸散發(fā)返回大氣的綠水流兩部分，其中綠水流分為生產性綠水流（植物、作物通過光合作用和蒸騰作用吸收的土壤水分，是維持生態(tài)和保障糧食生產的重要部分）和非生產性綠水流（裸土通過蒸發(fā)作用消耗的水分，是區(qū)域水平衡的基本要素）［１４－１５］ 。目前針對藍綠水資源的研究較多，但主要聚焦于利用ＶＩＣ 模型［１６］ 、ＳＷＡＴ 模型［１７－１８］ 、ＬＰＪＭＬ（Ｌｕｎｄ?Ｐｏｔｓｄａｍ?Ｊｅｎａ Ｍａｎａｇｅｄ Ｌａｎｄ）模型［１９］ 等研究藍綠水資源量的估算方法［２０］ 、對藍綠水資源的時空演變狀況及其影響因素進行分析［２１］ ，而基于藍綠水資源狀況對水資源短缺問題的相關研究還有待進一步開展。以藍綠水復合視角對水資源短缺風險進行評價，可為流域水資源問題應對和可持續(xù)利用研究提供一種新思路。

基于此，本文以沁河流域為研究對象，通過構建ＳＷＡＴ 模型，分別計算淡水資源中支撐經濟社會發(fā)展的藍水資源量及維持生態(tài)環(huán)境健康穩(wěn)定的綠水資源量，并利用以水資源消耗量與可利用量的比率表征的藍綠水短缺指數定量研究沁河流域藍綠水短缺風險狀況，以期為應對水資源短缺風險和提升沁河流域水資源可持續(xù)利用水平提供科學依據。