杜 恒，何 濤 (咸陽師范學(xué)院旅游與資源環(huán)境學(xué)院，陜西咸陽712000)

水資源是基礎(chǔ)性自然資源和戰(zhàn)略性經(jīng)濟資源，水資源安全則是水資源管理的核心內(nèi)容和重要目的［1］。人類的生存、生產(chǎn)與發(fā)展的重要制約因子是水資源，水資源的現(xiàn)狀令人擔(dān)憂，地表水污染、地下水位下降使得人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境日益破壞，不得不重新審視水資源及其引發(fā)的安全問題［2］?，F(xiàn)階段，水成為是社會持續(xù)、快速、健康和協(xié)調(diào)發(fā)展的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)資源，也是自然生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的控制性要素;水危機則是人類生存、生產(chǎn)及發(fā)展過程中面臨的最嚴(yán)重挑戰(zhàn)之一。因此，水安全問題已經(jīng)成為水資源領(lǐng)域研究的熱點問題［3－7］。但對水安全一詞目前暫無普遍公認(rèn)定義，國內(nèi)學(xué)者王禮茂認(rèn)為水資源安全是指經(jīng)濟發(fā)展和人民生活所需的水資源能持續(xù)、穩(wěn)定和以合理的價格得到保障。張曉嵐等［9］、李曉明［10］認(rèn)為水資源安全是指水資源的自然循環(huán)過程和系統(tǒng)不受破壞或嚴(yán)重威脅，水資源能夠滿足國民經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的需要。賈紹鳳等認(rèn)為水資源安全是以可承受的價格獲取足夠安全的水［11］。孫才志等［12］、郝東恒等［13］認(rèn)為水資源安全涉及到自然、社會、經(jīng)濟及人文等方面，是一個綜合概念，很難簡單用一兩個指標(biāo)反映其全部內(nèi)容，為了全面評價水資源安全程度、診斷水資源安全存在的問題，進(jìn)行定量分析，構(gòu)建水資源安全評價指標(biāo)體系是有必要的［12－13］?？偟膩砜矗Y源的安全主體為人，基礎(chǔ)應(yīng)是健康的水循環(huán)，目標(biāo)是保證人類生存與發(fā)展而不因水資源的問題受到威脅，其本質(zhì)是水資源的供需平衡。

目前，水資源的安全評價方法主要有層次分析法、熵權(quán)重法、系統(tǒng)動力法、目標(biāo)線性規(guī)劃法、指數(shù)對數(shù)法［1］，模糊綜合評判法等［14－18］。層次分析法是一種定性與定量相結(jié)合的決策分析方法，常常被用于多目標(biāo)、多準(zhǔn)則、多要素、多層次的非結(jié)構(gòu)化的復(fù)雜決策問題。通過這種方法，可以將復(fù)雜問題分解為若干層次和若干要素，在各因素之間進(jìn)行簡單地比較和計算就可以得出不同方案重要性程度的權(quán)重，適合于戰(zhàn)略決策問題的研究，因此，該研究選取AHP分析法進(jìn)行銅川市水資源安全評價研究。銅川市為季風(fēng)氣候區(qū)，雨量偏少，較集中，與地下水資源重復(fù)量大，人均水資源量少，地表河流流量減少或斷流且污染比例加大，水資源流失嚴(yán)重(礦區(qū)采空區(qū))，農(nóng)業(yè)水利管理的閑置與流失使耕地灌溉得不到保障，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，第二、三產(chǎn)業(yè)的用水也存在隱患。因此，選擇銅川市進(jìn)行水資源安全評價，具有典型性，研究結(jié)果可為其水資源安全評價提供基礎(chǔ)，為區(qū)域水資源管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

銅川位于陜西腹地關(guān)中盆地與黃土高原交接地帶，南距省會西安70 km。2013年全市轄四區(qū)一縣，34個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。全市土地面積3 882 km2。地勢呈西北高、東南低走勢，海拔多在600～1 700 m之間。地貌分山丘、臺原和川道三大類。全市境內(nèi)主要河流屬渭河水系，主要有漆水河、清河、五里鎮(zhèn)河、紅土河等。銅川屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫8.9～12.3 ℃，年降水量555.8 ～709.3 mm 之間?？?cè)丝?84.86萬人，其中城鎮(zhèn)人口40.6萬人。水資源總量2.288×109m3，人均占有水資源量269.04 m3/人，相當(dāng)于全國人均量的1/8之一，全省人均量的1/4。截至2013年底，銅川市全年實現(xiàn)生產(chǎn)總值321.98億元，按常住人口計算，人均生產(chǎn)總值38 248元，比上年增長13.4%。社會經(jīng)濟發(fā)展勢頭依然不減，新時期下，能否保證水資源供應(yīng)的安全已成為一個重要的影響因素(數(shù)據(jù)來源于《銅川市統(tǒng)計年鑒》)。

2 指標(biāo)體系構(gòu)建及其權(quán)重確定

2.1 指標(biāo)體系構(gòu)建 根據(jù)水資源安全評價的系統(tǒng)性、可度量性及代表性的原則選取和建立水資源安全評價指標(biāo)體系［1］，共建立5個中間維度準(zhǔn)則層，對應(yīng)20個評價指標(biāo)(表1)。

2.2 權(quán)重計算 在已建立的構(gòu)建模型基礎(chǔ)上，對所選指標(biāo)進(jìn)行AHP的權(quán)重計算，并對判斷矩陣一致性進(jìn)行檢驗。通過檢驗，得出 λm=5.122 3，CI=0.027 3，RI=1.12，CR=0.024 375，(RI值由AHP平均隨機一致性指標(biāo)表查出，CR值由公式計算得出，CR=CI/RI)，矩陣中的數(shù)據(jù)符合判斷矩陣質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)存在，判斷矩陣具有令人滿意的一致性。

表1 銅川市水資源安全評價指標(biāo)體系及權(quán)重

2.3 數(shù)據(jù)來源 研究數(shù)據(jù)主要來源于2006～2013年《銅川統(tǒng)計年鑒》、《2011陜西省水利年鑒》、《水資源管理決策支持系統(tǒng)與水源優(yōu)化利用》、《陜西水資源公報》、《陜西省統(tǒng)計年鑒》、《銅川市水利年鑒》，及其實地調(diào)研數(shù)據(jù)。

3 水資源安全評價

3.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 由于27個指標(biāo)原始數(shù)據(jù)單位不統(tǒng)一、數(shù)量級也有不同，需對其指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理計算。同時再對4個年份的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，由于評價指標(biāo)的特征值對于評價方案，部分指標(biāo)值取大為優(yōu)，稱之為正向指標(biāo);部分指標(biāo)值取小為優(yōu)，稱之為逆向指標(biāo)。對于兩種指標(biāo)必須采用兩種不同計算方法。

對正向指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)化公式設(shè)計為:

對逆向指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)化公式設(shè)計為:

式中，Xi為第i個指標(biāo)的具體統(tǒng)計值;Xim、XiM為指標(biāo)i的統(tǒng)計數(shù)據(jù)極小值和極大值［13］。

3.2 水資源安全評價結(jié)果及分析

3.2.1 水資源安全變化趨勢。在已知的水資源安全條件值的基礎(chǔ)上，通過與準(zhǔn)則層的權(quán)重相乘，得出銅川地區(qū)2006～2013年各項準(zhǔn)則層指標(biāo)的水資源安全評價值以及在各年度的水資源安全綜合評價得分，見表2。

表2 銅川市水資源安全評價值

由表2得出，2006年銅川地區(qū)水資源安全綜合評價值為0.31，2009 年為 0.41，2010 年為 0.54，2011 年為 0.44，2012年為 0.67，2013 年為 0.82。

3.2.2 水資源安全各維度變化趨勢。由圖1可以看出，水資源自身安全值在2006年度最低，原因是降水和地表水資源供應(yīng)不足，2013年度達(dá)到最高，2011年水資源自身安全出現(xiàn)異常降低，在此期間起伏最大，2010～2011年期間先有回落，主要是因為人均水資源量減少0.41 m3，2011～2012又迅速回升，原因是降水量增加358.8 mm，安全保障程度隨之提高，2012～2013年期間水資源安全程度緩慢提升，人均水資源量增加1.31 m3。城市供水安全程度在2006最低，2009年度出現(xiàn)小高峰，主要是因為供水生產(chǎn)供水總量和銷量在短時期內(nèi)達(dá)到最大，2013年度供水安全程度最高，得益于各項供水指標(biāo)皆達(dá)到最大，2009～2011年度期間供水安全程度不斷走低，主要是因為水生產(chǎn)供水總量下降9.34%，銷量下降14.44%，2011年度在此達(dá)到最低，而后在2011～2013供水安全程度再次提高，原因是供水生產(chǎn)能力和售水量趨于穩(wěn)定。城市生活用水程度在2009年達(dá)到最低，2006～2009期間有所下降，主要是因為用水人口增加0.29萬人，城市用水普及率下降5.47%，2009～2013年期間安全保障程度在不斷地提高，2013年度達(dá)到最高，主要是由于各項指標(biāo)不斷提高所致。農(nóng)業(yè)用水2006年度水資源安全值最低，主要是因為用水普及率只有69%，農(nóng)業(yè)用地中有效灌溉比例為44.81%，為研究范圍內(nèi)的最低指標(biāo)，2011年達(dá)到最大，主要是因為各項指標(biāo)達(dá)到最高水平，2006～2011年間農(nóng)業(yè)用水安全值不斷提高，2011～2012年間有小幅回落，主要是由于糧食產(chǎn)量和有效灌溉比例輕度下降導(dǎo)致，2012～2013年期間逐漸緩慢回升，原因是農(nóng)業(yè)產(chǎn)值同比增加11.94%，有效灌溉比例增加4%。工業(yè)用水安全程度以2009年最低，主要是因為工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)量和重復(fù)利用水平比較低，2006～2009年期間安全程度有下降，原因是前兩項指標(biāo)有所下降，2009～2013年間工業(yè)用水的安全程度緩慢提高，趨于小幅增長，主要得益于工業(yè)用水利用率不斷提高和優(yōu)化，負(fù)向指標(biāo)萬元GDP用水量也在不斷較少。

圖1 銅川市水資源各準(zhǔn)則層安全評價值

由圖2可以看出，評價結(jié)果顯示銅川地區(qū)水資源安全狀況穩(wěn)中有升，總體趨勢良好。除個別年份異常外，水資源安全評價值發(fā)展比較平穩(wěn)。

3.2.3 水資源安全等級確定。根據(jù)水資源安全臨界值的安全定義規(guī)定，安全等級劃分見表3。

表3 銅川地區(qū)水資源綜合評價安全等級劃分

對比水資源綜合評價等級劃分表，可以得出銅川市2006～2013年間水資源綜合評價安全等級表，見表4。

圖2 銅川市水資源安全綜合評價值

由表4可見，2006年銅川市水資源安全狀況為:安全等級低;2009～2011年為基本安全;2012年為安全;2013年為非常安全。

表4 銅川市2006～2013年間水資源安全等級

4 結(jié)論與討論

該研究采用AHP層次分析法對選取的陜西省銅川地區(qū)2006～2013年度20個水資源安全指標(biāo)進(jìn)行決策分析，得出以下結(jié)論:水資源安全評價結(jié)果中2006年安全等級最低，2013年安全等級最高，銅川地區(qū)水資源安全狀況處于非常安全狀態(tài)，2009～2011年間，水資源安全狀況處于基本安全狀態(tài)，2012年間為安全狀態(tài)?？傮w來看，2006～2013年度內(nèi)水資源安全評價程度穩(wěn)中有升，增幅不等;2010～2011年度內(nèi)，水資源安全程度異常下降。其中以2006年安全程度最低，究其原因與銅川市自然水資源有較大聯(lián)系，直接影響到了供水生產(chǎn)能力和用水總量，該年度內(nèi)用水人口也較多，為39.1萬人，水資源的利用方式及其利用程度也比較低，綜合影響下，該年度水資源安全評價程度低。2006～2010期間安全程度穩(wěn)中有升，主要是由于用水方式的改變和水資源開發(fā)利用率的提高。此外，2010～2011年間，水資源安全評價等級降低，主要是因為工業(yè)萬元GDP用水量同比往年下降2.22%，呈現(xiàn)負(fù)增長，同時城市用水人口增加2 000多人也會導(dǎo)致水資源安全程度異常下滑。2011～2013年間水資源綜合安全評價等級迅速提高，主要是由于供水生產(chǎn)能力，供水總量，城市地下水供水，城市用水普及率，農(nóng)村安全用水普及率，污水集中處理率的提高，平均增長 12.63%、6.90%、5.41%、2.86%、0.89%、1.14%、11.05%。但是自然水資源量穩(wěn)定性較差，可能會在將來影響到水資源安全評價安全狀況。

結(jié)合研究結(jié)果，為保證銅川市水資源安全，提出以下對策措施:①加大開源節(jié)流，加快水源工程的建設(shè)，興建和改造地表水工程、完善和挖潛水利設(shè)施，提高河川河流的控制能力;②大力提倡節(jié)約用水，合理分配工業(yè)和農(nóng)田灌溉用水，提高水資源開發(fā)利用率，適度合理開采地下水;③城鄉(xiāng)生活用水方面，提倡水資源的多元多重利用，減少浪費，加強供水管道的管理和節(jié)水宣傳，提高人們的節(jié)水意識;④農(nóng)業(yè)用水方面，改善農(nóng)田水利設(shè)施和灌溉方式、調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、加強節(jié)水農(nóng)業(yè)宣傳;⑤工業(yè)節(jié)水方面，重點提高用水工藝和水資源重復(fù)利用率，提高污水集中處理率，廢水達(dá)標(biāo)排放達(dá)標(biāo)率，減少水的污染和浪費。

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