水資源可持續(xù)發(fā)展管理論文

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水資源可持續(xù)發(fā)展管理論文

水資源問題是當(dāng)今世界熱門的話題之一,隨著人口的增長和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,水資源危機正與日俱增,尤其是一些干早地區(qū)和大中型城市,解決水荒問題已成燃眉之急。可持續(xù)發(fā)展是指既滿足當(dāng)代人的需要,又不危害后代人滿足其自身需要能力的發(fā)展,已成為許多學(xué)科的一個研究方向。在世界水資源短缺的今天,水資源可持續(xù)開發(fā)、利用及其定量評價已成為眾多學(xué)者研究的重點。

1我國北方地區(qū)水資源的現(xiàn)狀

眾所周知,我國北方地區(qū)水資源短缺,成了制約該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素之一。影響水資源可持續(xù)發(fā)展的主要因素有幾點:①經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不合理。②水資源短缺,表現(xiàn)在水資源總量偏少、人均占有水量偏低、徑流量年際變化大、降雨量和徑流量年內(nèi)分配不均等方面。③供水工程建設(shè)滯后。④環(huán)境惡化趨勢明顯,地下水過量開采、持續(xù)干旱少雨、工業(yè)和生活污染等造成了水環(huán)境的日益惡化。根據(jù)1996年水質(zhì)監(jiān)測資料對河流枯水期水質(zhì)進(jìn)行分類評價結(jié)果,北方17個省級行政區(qū)總河長51670km,水質(zhì)良好的Ⅰ類水占總河長的4.0%,水質(zhì)較好的Ⅱ類水占總河長的18.6%,水質(zhì)尚可的Ⅲ類水占總河長的21.4%,水質(zhì)已受污染的Ⅳ類水占總河長的23.7%,水質(zhì)受嚴(yán)重污染的Ⅴ類水占總河長的32.3%,有11個省區(qū)(冀、晉、遼、臺、黑、蘇、皖、魯、豫、陜、寧)受污染的河長占評價河長的50%以上。

依據(jù)國際通行的水資源緊缺指標(biāo)(表1)衡量,我國北方大部分城市地區(qū)屬于重度缺水地區(qū)。水資源現(xiàn)狀評價結(jié)果見表2。由表2可知,我國北方除寧夏、新疆為輕度缺水地區(qū)外,其他15個省市都為重度、極度缺水地區(qū)。

通過上面對我國北方地區(qū)水資源現(xiàn)狀的介紹和評價,可知水資源短缺已經(jīng)成為該地區(qū)人口密集和生產(chǎn)發(fā)達(dá)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。因此對其水資源可持續(xù)利用程度評價指標(biāo)體系的建立及其綜合評價就顯得十分緊迫和重要。

2水資源可持續(xù)利用程度評價指標(biāo)體系的建立

2.1指標(biāo)選擇的原則

判斷一個區(qū)域以水資源為主要控制因素的資源—社會—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境這一復(fù)合系統(tǒng)是否實現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展,必須建立該區(qū)域水資源可持續(xù)利用評價指標(biāo)體系和相應(yīng)的衡量標(biāo)準(zhǔn)與方法,才能給出可持續(xù)與否的科學(xué)界定。因此,區(qū)域水資源可持續(xù)利用評價,指標(biāo)體系不僅要體現(xiàn)該區(qū)域水資源本身的特征、開發(fā)、利用、管理狀況即水資源系統(tǒng)的發(fā)展水平,與水相關(guān)的社會系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)的發(fā)展水平,還要反映水資源系統(tǒng)與社會系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r和協(xié)調(diào)程度,以及復(fù)合系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展能力?;谶@種思想,在選擇指標(biāo)構(gòu)建指標(biāo)體系時,必須遵循如下原則:

2.1.1系統(tǒng)性與層次性相結(jié)合區(qū)域以水資源為主導(dǎo)因素的資源—社會—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境這一復(fù)合系統(tǒng)的內(nèi)部非常復(fù)雜,各個子系統(tǒng)之間相互影響,相互制約。因此,要求建立的指標(biāo)體系層次分明,不僅要反映

各子系統(tǒng)各自的特征,更要體現(xiàn)水資源系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的相互關(guān)系。

2.1.2全面性與概括性相結(jié)合所選擇的指標(biāo)既要盡量全面地反映區(qū)域水資源可持續(xù)利用這一復(fù)合系統(tǒng)的各個方面,又要精煉,避免信息重復(fù),從而影響評價結(jié)果的精度。

2.1.3可行性與可操作性相結(jié)合建立的指標(biāo)體系往往在理論上反映較好,但實踐性不強。因此,在選指標(biāo)時,不能脫離指標(biāo)相關(guān)資料信息條件的實際,盡量選擇那些關(guān)鍵性的具有綜合性的指標(biāo),使得建立的指標(biāo)體系簡潔明確,易于計算和分析。

2.1.4動態(tài)性與靜態(tài)性相結(jié)合作為一個系統(tǒng),水資源系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展是不斷變化的,是動態(tài)與靜態(tài)的統(tǒng)一。因此,可持續(xù)發(fā)展測度指標(biāo)體系也應(yīng)該是動態(tài)與靜態(tài)的統(tǒng)一,既要有靜態(tài)指標(biāo),也要有動態(tài)指標(biāo)。

2.2評價指標(biāo)體系的建立

根據(jù)以上原則選取了充分反映我國北方地區(qū)的水資源總量I1,(億m3)、年降水量I2,(mm)、大中型水庫蓄水量I3,(億m3)、供水總量I4,(億m3)、耗水總量I5,(億m3)、人均用水總量I6,(m3/人)、單位GDP(國內(nèi)生產(chǎn)總值)用水量I7,(億m3/萬元)、實際灌溉面積I8,(萬畝)和水質(zhì)I9,(等級)等9項指標(biāo)作為評價指標(biāo)(見表1),對該地區(qū)17個省、市、自治區(qū)的水資源持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行評價。

2.3水資源可持續(xù)利用的主成分分析評價方法

近年來,隨著多元統(tǒng)計方法的普及與應(yīng)用,主成分分析法也成為一種較新的評估方法,它有著不同的原理和特性,它的本質(zhì)目的是對高維變量系統(tǒng)進(jìn)行最佳綜合與簡化,同時也客觀地確定各個指標(biāo)的權(quán)重,避免主觀隨意性,而綜合評價的焦點正是如何科學(xué)、客觀地將一個多目標(biāo)問題綜合成一個單指標(biāo)形式,因此主成分分析法不失為一種較好的評價方法。

2.3.1主成分分析法主成分分析法的工作目標(biāo),就是要在力保數(shù)據(jù)信息丟失最小的原則下,對高維變量空間進(jìn)行降維處理;即在保證數(shù)據(jù)信息損失最小的前提下,經(jīng)線性變換和舍棄一小部分信息,以少數(shù)的綜合變量取代原始采用的多維變量。

由圖1及表5,將17個城市地區(qū)的水資源可持續(xù)利用程度劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等4個等級。其中I級表示該區(qū)域水資源開發(fā)尚處于初始階段,該階段水資源開發(fā)程度低,利用率低,水資源可持續(xù)利用潛力巨大,這樣的城市有2個,分別為圖1中寧夏和新疆;Ⅱ級表示該區(qū)域水資源開發(fā)利用處于起步階段,但該階段的水資源開發(fā)利用程度仍然較低,有較大的發(fā)展?jié)摿?,這樣的城市有4個,分別為青海、甘肅、黑龍江、內(nèi)蒙古;Ⅲ級表示水資源開發(fā)利用程度己相當(dāng)高,可持續(xù)發(fā)展?jié)摿^低,但還有一定的發(fā)展?jié)摿?;分別為江蘇、吉林;Ⅳ級表示水資源開發(fā)利用已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài),水資源系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展?jié)摿O低,應(yīng)該考慮較小區(qū)域調(diào)水,并且以節(jié)水型為主,這樣的城市為北京、天津、河北、山西、遼寧、安徽、山東、河南、陜西。這一評價結(jié)果同水資源緊缺程度的評價結(jié)果基本一致。

3.結(jié)語

本文在利用國際通行的水資源緊缺指標(biāo)對我國北方地區(qū)水資源現(xiàn)狀進(jìn)行評價的基礎(chǔ)上,采用主成分分析的方法對北方17個城市及地區(qū)的水資源可持續(xù)利用程度進(jìn)行了綜合評價,評價結(jié)果與緊缺指標(biāo)的評價結(jié)果基本一致。主成分分析的方法,可以將9個評價指標(biāo)綜合成4個主成分,根據(jù)評價指標(biāo)的數(shù)據(jù)本身的信息得到主成分的權(quán)重,進(jìn)而得到綜合評價值;避免了專家打分的人為任意性,同時該方法具有直觀和可操作性等優(yōu)點。

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EvaluationonsustainabledevelopmentofwaterresourcesinnorthChina

MENBao-huiZHAOXie-jingLIANGChuan

(1.AgriculturaldepartmentkeyopenlaboratoryofAgricultureresourceandenvironmentinYangtzeRiverupperreaches,Chengdu610066,China;2.CollegeofHydraulicEng.,SiChuanUniversity,Chengdu610065,China)

Abstract:Accordingtotheinternationalcurrentshortageindex,theamountofthewaterresourceofSichuan,China,arestudied.Theprimarycomponentanalysis(PCA)methodtoevaluatethewaterresourcesustainableutilizationof17citiesinnorthChinacomprehensivelyhasbeenused.Underthesystematical,comprehensiveandmanipulativeprinciples,weintroduce9indexestoconstructtheindexsystemofthecomprehensiveevaluationofthesustainableutilizationofwaterresourceinnorthChina.Theindexesare:grossofwaterresources(I1)、annualrainfall(I2)、reservoirsluiceamountofgreat-typeandmiddle-type(I3)、grassofwatersupply(I4)、consumegrossofwaterresources(I5)、amountofwaterresourcesperperson(I6)、amountofwaterresourcesperGDP(I7)、actualirrigationarea(I8)、waterquality(I9).Aswecansee,itisobviousthattheshortageofwaterhasbeenbecomingthebottleneckofthesustainabledevelopmentofSichuanProvince.ThisresultcouldprovidethescientificevidencetotheeconomicdevelopmentandenvironmentimprovementinnorthChina.

Keywords:sustainableutilization,shortageindexofwaterresource,primarycomponentanalysis(PCA)method

作者簡介:門寶輝(1973-),男,水文學(xué)及水資源專業(yè)在讀博士研究生,主要從事農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉、水文水資源開發(fā)利用、保護(hù)與評價等方面的研究。