1 成都市水资源及水环境承载能力分析_薛小妮

水利水电技术第43卷2012年第4期成都市水资源及水环境承载能力分析薛小妮，甘泓，游进军，牛存稳（中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京100038）摘要：本文在分析水资源和水环境承载能力定义及研究意义的基础上，分别利用三层次分析方法和基于一维水质模拟的纳污能力模型计算了成都市不同水平年的水资源与水环境承载能力，并对计算结果进行对比分析。

结果显示现状条件下成都市的水环境承载能力对用水的限制更为严格，而未来水资源承载能力逐渐开始制约社会经济发展。

为此，只有以水资源承载能力及水环境承载能力作为控制点，才能保障经济社会的可持续发展。

关键词：水资源承载能力；水环境承载能力；三层次分析法；一维水质模型；成都中图分类号：TV213（271）文献标识码：B文章编号：1000-0860（2012）04-0014-05Study on water resources and water environmental carrying capacities of ChengduXUE Xiaoni ，GAN Hong ，YOU Jinjun ，NIU Cunwen（State Key Laboratory of Simulation and Regulation of Water Cycle in River Basin ，China Institute of Water Resourcesand Hydropower Research ，Beijing 100038，China ）Abstract ：Based on the analyses made on the definitions of the water resources carrying capacity and water environmental car-rying capacity and the significances of studies on them ，both the carrying capacities of various target years of Chengdu are cal-culated herein with a three-level methodology and the one-dimension water quality simulation based pollutant-holding capacity model respectively ，and then a comparative analysis is made on the calculation results.The result shows that the limitation from water environmental capacity on the water consumption of Chengdu becomes more strict under the current condition ，while the water resources carrying capacity is to restrict the socio-economic development gradually in the days to come.Therefore ，the sustainable economic and social development can only be ensured therein by taking both the carrying capacities as the control points concerned.Key words ：water resources carrying capacity ；water environmental carrying capacity ；three-level methodology ；one-dimensional water quality model ；Chengdu收稿日期：2011-01-07基金项目：国家自然科学基金（51021006，50879091），水利部公益性行业科研专项经费项目。

作者简介：薛小妮（1986—），女，陕西榆林人，硕士研究生。

1概述1.1相关概念及研究意义水资源是人类赖以生存的自然资源，一般指与人类社会和生态环境密切相关而又不断更新的淡水。

水环境是指以水体为核心的动态空间系统。

水资源承载能力和水环境承载能力均对区域的经济活动和人口规模形成约束和限制，但又有所区别。

本文采用的水资源承载能力定义为：在某一具体历史发展阶段下，以可预见的技术、经济和社会发展水平为依据，以可持续发展为原则，以维护生态环境良性发展为前提，经过合理的优化配置，某区域的水资源所能持续支撑的人口及社会经济规模的最大薛小妮，等∥成都市水资源及水环境承载能力分析能力与限度［1］。

关于水环境承载能力的定义目前还没有达成普遍共识，大致从广义和狭义两个角度对其进行定义，狭义的水环境承载能力指某一时期，在一定流域或区域内，水环境能够持续支撑人类社会经济活动所产生的各类污染物的容纳能力［2］。

广义的水环境承载能力是指在某一时期，某种环境状态下，某一区域水环境对人类社会、经济活动的支撑能力的限度或阈值［3］。

不管是水资源承载能力还是水环境承载能力，也无论是狭义还是广义的定义，都可以看出二者是对用水排污的阈值约束，相辅相成、紧密相联。

水资源承载能力从用水的角度来说明水资源能够支撑经济发展的程度，主要以水量作为约束；水环境承载能力从污水排放的角度来说明水体所能承受的污染物排放的量，主要以水质作为约束。

若用水量超过了水资源承载能力，不仅影响经济社会的发展，也会导致水环境恶化，从而降低了水环境承载能力；反之，当排污量超过水环境承载能力时，减少了本来可使用的水资源，也会降低水资源承载能力［2］。

可见，超出上述承载能力中的任何一个，都会使另外一个降低，导致恶性循环。

因此在研究水资源承载能力的同时必须分析水环境承载能力，二者共同形成对用水排污的约束控制，才能较好地保障经济社会的健康发展。

本文以成都市为例，选取2007年为现状年，2020年和2030年为规划水平年，分别利用模型计算其水资源及水环境承载能力。

1.2研究区域概况成都市位于四川省中部，属长江流域岷江、沱江两大水系。

境内岷江流域面积占全市幅员面积的70.4%，沱江流域面积占29.6%。

岷江水系在都江堰鱼嘴分为内江和外江。

内江水系主要包括江安河、柏条河、走马河、蒲阳河四大干流及其支流；外江水系主要包括沙黑河、金马河两大干流及其支流。

市境内的沱江水系主要为湔江。

近年来成都平原城市化进程加快，人口增加、经济发展迅速，用水量激增，全市多年平均缺水率为1.2%。

虽然水资源短缺量不是很大，但河道水污染加剧以及河流生态整体恶化等各种水问题逐渐显现。

2007年岷江水系监测的57个断面中，劣于Ⅳ类水（含）水质断面17个，占30%。

在沱江水系监测的25个断面中，劣于Ⅳ类水（含）水质断面15个，占60%［4］。

这已经直接影响到成都市的经济可持续发展和区域环境质量，迫切需要了解成都市水资源及水环境承载能力，以此为指导制定合理的水资源开发利用与保护策略。

2水资源承载能力计算2.1计算模型水资源承载能力计算采用由中国水利水电科学研究院提出的三层次分析［1］：第一层次是作为承载主体的可利用水资源及其变化，侧重研究水资源系统，分析评价水资源的可利用量；第二层次是指作为承载客体的承载水平及其变化。

水资源承载客体具体包括经济系统、社会系统、水生态系统、水环境系统，其相关指标的高低将直接影响水资源承载能力指标；第三层次是指水资源配置下的主客体耦合。

主客体的耦合，既可以促进水资源开发利用，提高水资源供给，也可以促进客体用水行为的改变，还解决了地区、行业间水资源分配不均的问题，协调可持续发展。

依照水资源承载能力三层次分析方法，在每个层次选择代表性指标作为评价指标。

主体方面选取水资源可利用量作为评价指标，客体方面选取经济发展水平（具体采用人口、GDP、各产业增加值表述）和用水水平（具体采用各行业净定额表述）作为评价指标，主客体耦合方面则采用单位GDP用水量表述，将承载人口和与其相应的经济发展规模（GDP总量）作为评价水资源承载能力的指标。

2.2水资源可利用量根据水资源调查评价成果，成都市本地水资源和过境水可利用量分别为27.4亿m3和113.1亿m3。

依据水资源配置的长系列计算，现状和规划水平条件下成都市可利用过境水量分别为34.4亿m3和57.4亿m3。

据此设置四种水资源可利用量情景：情景一，仅靠本地水资源，水资源可利用总量为27.4亿m3；情景二，过境水全为所用，可利用总量为140.5亿m3；情景三，过境水以现状水平进行利用，可利用总量为61.8亿m3；情景四，过境水在规划水平条件下利用，则可利用总量为84.8亿m3。

2.3不同情景下的水资源承载能力根据未来产业发展预测与结构调整，考虑技术进步带来用水效率和节水水平提高等因素，可以确定不同承载水平年的单位GDP综合用水量。

根据测算，成都市2007年单位GDP用水量为154m3/万元，2020年为39m3/万元，2030年为19m3/万元。

相应用于生产的水量分配比例为0.90、0.88、0.87，其薛小妮，等∥成都市水资源及水环境承载能力分析余为生活用水。

根据各水平年用于产业发展的可用水量和单位GDP综合用水量，计算相应水平年可承载的GDP总量，再除以该年人均GDP值，即可获得各水平年的可承载人口。

上述四种情景下的计算结果如表1所列。

表1不同情景下水资源承载能力计算结果水平年情景情景一情景二情景三情景四2007承载GDP/亿元1607823736234971承载人口/万人608311613701880超载度 2.070.400.920.672020承载GDP/亿元6119313661379618931承载人口/万人622318914031924超载度 2.450.48 1.090.792030承载GDP/亿元12470639222811638580承载人口/万人622318914031925超载度 2.660.52 1.180.86从表1可以看出，情景一，若仅依靠成都市本地水资源，超载度（预测人口/可承载人口）在2.07 2.66之间，成都市的经济社会规模已经超过了其水资源的承载能力。

考虑过境水可利用量全部为成都市所用（情景二），则2030可承载人口将达到3000万人，超载度远小于1，具有较大的承载潜力。

若以现状和规划过境水利用作为上限，则到2030年可承载人口分别为1400万和1900万左右，情景三得出的可承载人口与预测人口最为接近。