广州市水资源可持续利用评价

广州市水资源可持续利用评价

刘德地陈晓宏

中山大学水资源与环境研究中心广东广州 510275

摘要根据可持续发展观念和广州市的实际情况，建立了广州市水资源可持续利用综合评价的指标体系，利用模糊评判对广州市2000年水资源的利用情况进行了评价，结果表明，广州市五个区中的从化市、花都区、增城市水资源都是可持续利用的，而广州市区和番禺区是不可持续利用的，且对过境水依赖程度较高。这对广州市的水资源可持续利用有着十分重要的指导意义。

关键词水资源，可持续，模糊评价，广州市

水是生命之源，人类的生存之本，水资源的可持续开发利用是社会、经济可持续发展的基础，因此只有水资源的可持续性才会有社会、经济的可持续发展。20世纪60年代以来，对水资源可持续利用的研究虽然在水资源可持续利用的基本涵义、基本原理和基本模式框架上已经取得了一些研究成果，但作为一个新的研究领域，由于问题的复杂性，使得对水资源可持续利用的理论研究和应用研究还远远满足不了发展的需要，尤其是在如何实现水资源可持续利用的定量化而使其结果具有可衡量性和可操作性方面[]1，本文以广州市为例来研究水资源的可持续利用综合评价问题。

1广州市概况

广州市地处珠江三角洲的中北部，广东省的中南部，濒临南海，毗邻香港和澳门（见图1），总面积7434.4 km2。地处南亚热带，属南亚热带的季风海洋气候，降水量十分丰富，多年平均降雨量为1758mm，但年内分布不均，冬春少，夏秋多，汛期4～9月雨量占年总量的80%以上，其中又以5、6两月降水量最为集中。广州市域范围内的主要水系有流经从化市、花都区和白云区的流溪河，上游来自龙门县、流经增城市的增江以及流经花都区的白坭河等；南部则为珠江三角洲河网区，主要为西、北、东江下游水道和珠江前、后航道汇流交成的河网。河网区主要水道总长度416km，其中前、后航道纵贯广州市城区；陈村水道、市桥水道、沙湾水道以及上、下横沥等交错使番禺区成为有名

基金项目：国家自然科学基金资助项目（50579078）

作者简介：刘德地（1980－），男，湖南石门人，博士生，主要从事水文变异和水资源配置方面的研究。

E-mail：dediliu@

的水乡。珠江八大口门中的三个口门：虎门、焦门、洪奇沥在本市境内。全市集雨面积在2000km2以上的河流有珠江正干流和流溪河及增江；集雨面积在100～1000km2的小河或支流共有19条。广州市境内多年平均产水量81.29亿m3，过境水1245亿m3，水资源量较为丰富。

图1 广州市行政分区图

改革开放以来，广州市国民经济保持持续快速增长的趋势，主要经济指标和增长速度一直处于全国的前列，2005年广州市国内生产总值达5154.23亿元，总人口750.53万人（户籍人口），经济的快速发展和人口的大量增加使得广州市的用水量也大量增加。因此为了保证社会经济的可持续发展就必须要保障水资源的可持续开发和利用。

2 水资源可持续利用评价指标体系

2.1建立评价指标体系的原则

水资源的可持续性开发和利用概括为：①适度开发。对资源利用后不应该破坏资源的固有价值, 并且尽可能地回避开发对资源的不利影响；②不妨碍后人未来的开发并留下各种选择的余地；③不妨碍他区的开发利用及其对水资源的共享利益；④水的利用率和投资效益是策略选择中的主要准则；⑤不能破坏因水而结合的地理系统（包括自然系统和社会人文系统）。进一步概括地讲，水资源可持续利用至少包括：①水资源开发利用不仅考虑当代，而且应将后代纳入考虑的范畴；②水资源可持续利用应与人口、资源、

环境和经济密切协调起来, 相互促进；③水资源可持续利用要实现整体、协调、优化与高效。

水资源可持续利用是一个反映区域水资源状况（包括水质、水量、时空变化等) 、开发利用程度、水资源工程状况、区域社会、经济、环境与水资源协调发展，近期与远期不同水平年对水资源分配竞争,地区之间、城市和农村之间水资源的受益差异等多目标的决策系统。水资源可持续利用指标体系是衡量水资源高效持续利用水平的各种指标组成的有机整体，它直接影响到资源利用水平评价结果。因此该指标体系的完备性是正确评价水资源可持续利用程度的前提。因此在设置水资源可持续利用评价指标体系时必须遵循5个原则：科学性原则、可操作性原则、独立性原则、层次性原则、动态性原则。

2.2 评价指标体系的构建

在水资源可持续利用评价指标体系构建过程中，遵循以下几个步骤：①对水资源可持续利用系统进行层次分析；②对描述基本层次状态指标进行“海选”；③通过主观预断、理论分析和频度统计法，初步确立指标体系；④采用独立分析和主成分性分析进行最后一次筛选，最终确立评价指标体系。本论文采用的指标体系有包括三个部分内容[2]：总量指标，比例指标，强度指标。

总量指标用来表征地区在某时段内水资源、人口、经济总的规模或总的水平，主要包括可利用水资源总量[3]、可供水总量[4]、人口总量、国内生产总值GDP等4个指标；比例指标是用来表征地区水环境和水资源复用率及分质用水的程度，包括2个指标：水质达标率r；水资源重复利用率t。强度指标是用以表征科学用水水平及水资源利用效率与水资源利用的经济效益，一般包括人均生活用水；第一产业耗水系数[5]；第二产业耗水系数；第三产业耗水系数；环境耗水系数等5个指标。水资源可持续开发利用综合评价指标体系框图如图2所示。

3 水资源可持续利用综合评判模型

目前，国内外学者从各自不同的研究领域出发，提出了众多的多指标综合评价方法，其中最常用的有专家Delphi法、综合评判法、时间序列法、层次分析法和空间分析法等[6][7][8]，而本文利用模糊综合评判法对水资源可持续利用进行综合评价。

3.1 水资源可持续利用模糊综合评判的原理

所谓模糊评判，就是根据给出的评价标准和实测值，经过模糊变换对事物作出评价的一种方法。水资源的可持续利用受到生态环境、经济和社会发展的综合影响，因此评

价水资源的可持续利用必须同时考虑多种因素，这种评价难以用一个简单的数值表示，

图2 水资源可持续开发利用综合评价指标体系图

即常常带有模糊性，这时就可以采用模糊综合评价。

模糊综合评判的理论认为[9]: 设给定两个有限域

U = {U 1, U 2, ,U n }， V = {V 1, V 2, , V m } （1）

其中U 代表综合评判的因素所组成的集合，V 代表最终评语所组成的集合。 取U 上的模糊子集A 和V 上的模糊子集B ，通过模糊关系矩阵R ，则有如下模糊变换：

A R •=

B （2）

其中A 为U 中诸因素U i 按其对各事物影响的程度，分别赋予不同权重所组成的模糊子集；R 为总的单因子判别矩阵；模糊向量B = (B 1, B 2, , B m ) 即为最终综合评价的结果，由模糊向量A 与模糊关系矩阵R 合成而得。

3.2 水资源可持续利用模糊综合评判的步骤

综合考虑区域水资源可持续利用的各方面因素，得出区域水资源可持续利用水平的总体评价结果，其步骤如下：

（1）分析影响因素，建立区域水资源可持续利用指标体系及单项指标的评价标准。

（2）计算评价指标权重，建立权重模糊矩阵A 。

用评价因素贡献率的方法确定权重向量。考虑各种指标对水资源可持续利用的影响，根据其在综合作用中的大小分别给予不同的权重，其计算公式为

0/ij ij j W X S = （3）

式中X ij 表示第i 个地区第j 个指标的特征值；S j 0表示第j 个指标标准值的平均值；W ij