城市水生態(tài)安全評(píng)價(jià)體系研究范文

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摘要:

以PSR模型和“五水共治”治水模式為基礎(chǔ)，從治污、防洪、排澇、供水、節(jié)水和社會(huì)經(jīng)濟(jì)6個(gè)方面選擇指標(biāo)，建立城市水生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)城市水生態(tài)安全狀況進(jìn)行定量分析。采用專家評(píng)分的層次分析法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)，采用綜合指數(shù)法對(duì)臨海市水生態(tài)安全狀況進(jìn)行綜合計(jì)算;最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果評(píng)價(jià)臨海市水生態(tài)安全狀況。結(jié)果表明，臨海市水生態(tài)安全狀況隨“五水共治”治水模式的推進(jìn)逐漸得到改善。

關(guān)鍵詞:

水生態(tài)安全;PSR模型;層次分析法;綜合指數(shù)法;五水共治;臨海市

水是人類社會(huì)生態(tài)和發(fā)展不可缺少、不可替代的自然資源，也是一種寶貴的戰(zhàn)略資源。水資源作為生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基［1］，水生態(tài)安全已經(jīng)成為21世紀(jì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素之一［2］。水生態(tài)安全問題的研究從20世紀(jì)70年代開始起步，直到目前，大多數(shù)研究仍集中于對(duì)其概念和內(nèi)涵的討論，也有學(xué)者開始對(duì)水安全問題進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，如英國生態(tài)與水文中心提出了由資源、途徑、利用、能力和環(huán)境5個(gè)分指數(shù)組成的水貧困指數(shù)(WPI)來反映水資源短缺對(duì)人類的影響［3-4］;夏軍等［5］構(gòu)建了水資源承載力的平衡指數(shù)(IWSD)來分析流域水資源安全的程度;韓宇平等［6］應(yīng)用多層次多目標(biāo)決策和模糊優(yōu)選理論建立了區(qū)域水安全評(píng)價(jià)的模糊優(yōu)選模型，并結(jié)合多層次的水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)我國部分省級(jí)行政區(qū)進(jìn)行水安全狀況評(píng)價(jià);張巧顯等［7］從生命安全、經(jīng)濟(jì)安全、生態(tài)安全等6方面選取了一些指標(biāo)對(duì)中國水安全問題進(jìn)行研究。

浙江省提出的“五水共治”，突破了傳統(tǒng)“就水論水”的思路，體現(xiàn)了水科學(xué)的多學(xué)科與多部門特征，對(duì)保障城市水生態(tài)安全具有積極意義。該模式從治污、防洪、排澇、供水、節(jié)水以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)幾方面對(duì)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行綜合考慮，更具有全面性、科學(xué)性和前瞻性。本文基于這一治水模式，利用“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)(PSR)”框架模型并結(jié)合“五水共治”的治水模式建立城市水生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)“五水共治”治水模式下的臨海市水生態(tài)安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，旨在給區(qū)域水生態(tài)安全提升提供一個(gè)新的思路。

1城市水生態(tài)安全評(píng)價(jià)方法

1．1建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系城市水生態(tài)安全系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)［7-8］，它的構(gòu)建既要考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水的需求的功利性目標(biāo)，又要考慮實(shí)現(xiàn)水環(huán)境自身及其周邊環(huán)境系統(tǒng)功能和諧的理性目標(biāo)，達(dá)到健康、可持續(xù)、循環(huán)利用的水生態(tài)狀態(tài)。而“五水共治”模式下的水生態(tài)安全系統(tǒng)能夠反映“治污、排澇、防洪、供水、節(jié)水”和社會(huì)經(jīng)濟(jì)幾個(gè)方面的綜合作用。為了達(dá)到這個(gè)目的，筆者以PSR模型［9］為基礎(chǔ)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。城市水生態(tài)安全狀態(tài)可以用壓力指標(biāo)、狀態(tài)指標(biāo)和響應(yīng)指標(biāo)來表現(xiàn)。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人口的不斷增多，水生態(tài)安全系統(tǒng)的壓力也不斷增大。這種壓力影響著水生態(tài)安全系統(tǒng)的狀態(tài)，水生態(tài)安全系統(tǒng)將這種狀態(tài)反饋給人類社會(huì)，人類社會(huì)將做出響應(yīng)。根據(jù)PSR模型，結(jié)合“五水共治”的內(nèi)涵，筆者從治污、防洪、排澇、供水、節(jié)水和社會(huì)經(jīng)濟(jì)6個(gè)方面構(gòu)建城市水生態(tài)安全評(píng)價(jià)體系［9-10］，分目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層來描述“五水共治”下的臨海市水生態(tài)安全，具體見表1。

1．2歸一化處理指標(biāo)值采用線性比例變換的方法對(duì)各指標(biāo)層指標(biāo)值進(jìn)行歸一化處理，得到無量綱指數(shù)。

1．3確定系統(tǒng)及指標(biāo)權(quán)重根據(jù)Saaty［12］于1980年提出的層次分析法(AHP法)，通過專家打分，同時(shí)參考相關(guān)水生態(tài)安全評(píng)價(jià)的資料，對(duì)各個(gè)系統(tǒng)層以及每個(gè)系統(tǒng)層中的各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行重要性標(biāo)度的評(píng)判，從而得到各系統(tǒng)層、各系統(tǒng)層中各個(gè)指標(biāo)的相對(duì)重要性矩陣［13］。

1．4計(jì)算子系統(tǒng)安全指數(shù)各子系統(tǒng)的安全指數(shù)是根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)各指標(biāo)的歸一化數(shù)值及其權(quán)重的乘積加權(quán)計(jì)算得到的［14］。子系統(tǒng)安全指數(shù)計(jì)算公式為

1．5綜合安全指數(shù)計(jì)算綜合安全指數(shù)指根據(jù)各個(gè)子系統(tǒng)的安全指數(shù)與其權(quán)重的乘積加權(quán)計(jì)算得到的值。

2應(yīng)用實(shí)例

臨海市地處浙江省東南沿海，地理位置界于北緯28°40'～29°04'，東經(jīng)120°49'～121°41'之間。東瀕東海，南接臺(tái)州市椒江區(qū)和黃巖區(qū)，西連仙居縣，北與天臺(tái)縣、三門縣相毗鄰。當(dāng)前臨海市水生態(tài)安全狀況不容樂觀，主要表現(xiàn)為:水體質(zhì)量較差，水資源分布和利用格局不平衡，開發(fā)程度不高，部分地區(qū)管網(wǎng)漏損率高，節(jié)水指標(biāo)與國內(nèi)外先進(jìn)水平差距較大，現(xiàn)有水系格局不滿足防洪排澇要求等。基于此現(xiàn)狀，“五水共治”在截污減排、水資源保障、水系綜合整治等方面均提出了相關(guān)規(guī)劃，分近中遠(yuǎn)期實(shí)施。根據(jù)建立的評(píng)價(jià)模型，臨海市隨著“五水共治”的實(shí)施，達(dá)到各階段的規(guī)劃目標(biāo)，更好地提高水生態(tài)安全服務(wù)，體現(xiàn)規(guī)劃的合理性與科學(xué)性。

2．1數(shù)據(jù)計(jì)算以《臨海市“五水共治”綜合規(guī)劃》中的規(guī)劃目標(biāo)為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算，采用打分制的數(shù)據(jù)均為5分制。經(jīng)過歸一化的各指標(biāo)數(shù)據(jù)及各子系統(tǒng)安全指數(shù)見表2～3。2．2評(píng)價(jià)結(jié)果將各子系統(tǒng)安全指數(shù)及臨海市水生態(tài)安全指數(shù)的變化表示出來，見圖1和圖2。對(duì)臨海市水生態(tài)安全指數(shù)與各指標(biāo)的相關(guān)性進(jìn)行分析，相關(guān)系數(shù)見圖3。由圖1和圖2可以看出，從現(xiàn)狀年到遠(yuǎn)期規(guī)劃年，臨海市的子系統(tǒng)安全指數(shù)及水生態(tài)安全系統(tǒng)安全指數(shù)基本呈上升趨勢(shì)。現(xiàn)狀條件下，臨海市水生態(tài)安全狀況一般，與規(guī)劃期相比相差較大。其制約因素主要有排澇和供水兩方面，說明當(dāng)前臨海市的排澇標(biāo)準(zhǔn)較低，供水能力不能滿足需水要求。各子系統(tǒng)間相互制約，相互作用，共同對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。從現(xiàn)狀年2013年到遠(yuǎn)期規(guī)劃年2030年，隨著“五水共治”治水模式的推進(jìn)與深化，各項(xiàng)指標(biāo)逐步達(dá)到國家相關(guān)規(guī)定或標(biāo)準(zhǔn)，近、中、遠(yuǎn)期臨海市的水生態(tài)安全狀況將逐步得到改善。由圖3可以看出，除人口密度外，其他指標(biāo)均與臨海市水生態(tài)安全指數(shù)具有較強(qiáng)的相關(guān)性。其中COD排放總量、NH3-N排放總量、城區(qū)生活污水處理率、規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖廢水治理率、萬元GDP用水量、灌溉水利用系數(shù)、節(jié)水器具普及率、管網(wǎng)損失率、公共環(huán)保意識(shí)和人均GDP與水生態(tài)安全指數(shù)的相關(guān)性高達(dá)0.95，說明這些指標(biāo)對(duì)水生態(tài)安全系統(tǒng)影響較大。因此，要提升臨海市水生態(tài)安全，可以從COD排放量、NH3-N排放總量等這些與水生態(tài)安全指數(shù)相關(guān)性較高的指標(biāo)入手。

3結(jié)論

基于PSR模型和“五水共治”理念，構(gòu)建了“五水共治”治水模式下的城市水生態(tài)安全評(píng)價(jià)體系，并將其應(yīng)用于臨海市水生態(tài)安全評(píng)價(jià)中。與基于普通治水模式的評(píng)價(jià)體系相比，“五水共治”治水模式下的城市水生態(tài)安全評(píng)價(jià)體系具有一定的科學(xué)性和前瞻性，評(píng)價(jià)結(jié)果能較為全面、客觀地描述在“五水共治”治水模式下臨海市的水生態(tài)安全變化趨勢(shì)。評(píng)價(jià)結(jié)果表明:①目前臨海市水生態(tài)安全狀況一般，主要受排澇標(biāo)準(zhǔn)較低以及供水不能滿足需求這兩方面的影響。②隨著“五水共治”治水模式的推進(jìn)與深入實(shí)施，臨海市水生態(tài)安全狀態(tài)從現(xiàn)狀年2013年到遠(yuǎn)期規(guī)劃年2030年將得到較大提升，各子系統(tǒng)的安全程度均得到了一定程度上的改善。③提升臨海市水生態(tài)安全可以從COD排放量、NH3-N排放總量等與水生態(tài)安全系統(tǒng)相關(guān)性較高的指標(biāo)入手。④“五水”之間是相互作用、相互促進(jìn)的，在“五水共治”的治水模式下，治污、防洪、排澇、供水、節(jié)水等方面均得到了顯著改善，帶動(dòng)了整個(gè)臨海市水生態(tài)系統(tǒng)安全狀態(tài)的提升，將臨海市水生態(tài)文明建設(shè)推向了一個(gè)新的高度。

作者：王繄瑋 陳星 朱琰 熊雪珍 盧婉瑩 單位：河海大學(xué)水文水資源學(xué)院