王 軍， 趙海娟

(1.大豐區(qū)新豐水利管理服務(wù)站， 江蘇 鹽城 224100；2.大豐區(qū)大橋水利管理服務(wù)站， 江蘇 鹽城 224100)

0 概 述

水不僅是人類生存、發(fā)展的必需品，也是世界萬(wàn)物生存所不可缺少的。在目前飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)社會(huì)中，如何能夠做到合理開發(fā)、有效利用、可持續(xù)發(fā)展及保護(hù)已開發(fā)和未開發(fā)的水資源，不僅關(guān)系到地球上所有生命的生存，而且關(guān)系到人類社會(huì)未來(lái)的發(fā)展道路和方向[1]。因此為了能夠保障水資源有效地可持續(xù)利用，做到人水和諧共存發(fā)展，合理地分析和研究一個(gè)區(qū)域水資源的量、質(zhì)、時(shí)空分布、開發(fā)情況(包括地表水和地下水)、利用情況、浪費(fèi)現(xiàn)象、保護(hù)情況以及對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的重視程度等[2]，從而發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)卦诎l(fā)展過(guò)程中即將出現(xiàn)的或者已經(jīng)出現(xiàn)的各種問(wèn)題，為科學(xué)合理地規(guī)劃、分配、利用和保護(hù)水資源提供建議，進(jìn)一步為保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)長(zhǎng)治久安提供參考。

眾所周知，灘涂和濕地是重要的后備土地資源，而江蘇省沿海地區(qū)擁有我國(guó)最廣闊的灘涂和濕地。但是，在大規(guī)模沿海灘涂圍墾與開發(fā)過(guò)程中，不可避免的要面臨水資源保障和供給、生態(tài)環(huán)境的影響以及環(huán)境污染的控制等問(wèn)題。為了避免不合理的灘涂開發(fā)引起淡水資源的短缺、環(huán)境污染、水質(zhì)惡化等問(wèn)題，迫切需要開展江蘇沿海圍墾區(qū)的水資源保障技術(shù)研究。本文以鹽城市沿海地區(qū)各縣市為研究對(duì)象，從水量、水質(zhì)方面分析水資源的演變規(guī)律，評(píng)價(jià)鹽城市沿海地區(qū)各縣市水資源的開發(fā)利用程度。研究可為沿海水資源的合理配置、水資源的保護(hù)以及水資源的可持續(xù)利用提供參考。

1 研究區(qū)域概況

1.1 地理位置

鹽城市隸屬于江蘇省，地處中國(guó)東部沿海，淮河流域下游，蘇北平原中東部，位于長(zhǎng)江三角洲經(jīng)濟(jì)區(qū)北緣，總面積約16972 km2，是江蘇省面積最大的地級(jí)市，其地理位置介于北緯32°34′～34°28′、東經(jīng)119°27′～120°54′之間。

1.2 氣候氣象

鹽城市處于亞熱帶向暖溫帶過(guò)渡性氣候區(qū)，具有明顯的季風(fēng)特征，兼有海洋性氣候特征：四季分明、雨熱同季、日照充足、無(wú)霜期較長(zhǎng)、雨水亦較充沛。多年平均日照2300 h，最多年份2750 h，最少年份只有1798 h；多年平均無(wú)霜期215 d，最長(zhǎng)年262 d，最短年164 d；多年平均氣溫14℃，最高氣溫39.1 ℃，最低氣溫-17.3 ℃；鹽城市多年平均降水量1016.6 mm，多年平均蒸發(fā)量855.0 mm。

1.3 河流水系

鹽城市地處淮河下游尾閭，境內(nèi)河流眾多，河網(wǎng)密布，溝渠縱橫，四通八達(dá)。境內(nèi)主要河流有灌河、廢黃河、淮河入海水道、蘇北灌溉總渠、射陽(yáng)河、黃沙港、新洋港、斗龍港、串場(chǎng)河和通榆河等貫穿全境，號(hào)稱“百河之城”。區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有骨干河道110余條，大溝級(jí)河渠道1800余條，中溝級(jí)河渠道24000余條，小溝級(jí)河渠道20余萬(wàn)條。

1.4 行政區(qū)劃

鹽城市下轄亭湖(含鹽城市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū))、鹽都2區(qū)，東臺(tái)、大豐2個(gè)縣級(jí)市和響水、濱海、阜寧、射陽(yáng)、建湖5個(gè)縣，計(jì)9個(gè)街道辦事處、138個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，其中處于鹽城市沿海地區(qū)的縣市有響水縣、濱?？h、射陽(yáng)縣、亭湖區(qū)、大豐市和東臺(tái)市。

2 水資源開發(fā)利用評(píng)價(jià)模型

2.1 構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基本原則

在評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取上，應(yīng)始終堅(jiān)持概念的內(nèi)涵、內(nèi)涵的準(zhǔn)確把握與實(shí)際評(píng)價(jià)的可操作性相統(tǒng)一的原則。構(gòu)建水資源開發(fā)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系一般應(yīng)遵循下述原則[3-5]：科學(xué)性、整體性、可操作性、特殊性、獨(dú)立性等。

2.2 多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)模型

目前，對(duì)水資源的可持續(xù)發(fā)展的研究，具有代表性的評(píng)價(jià)方法有加權(quán)計(jì)分評(píng)價(jià)法、主成分分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、層次分析法、主分量分析法、灰色系統(tǒng)分析法、綜合指數(shù)法、專家系統(tǒng)法等。由于水資源的開發(fā)利用本身具有復(fù)雜多變性和模糊性，因此本文采用模糊綜合評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。

模糊綜合評(píng)價(jià)法可分為一級(jí)綜合評(píng)價(jià)模型和多級(jí)綜合評(píng)價(jià)模型。因?yàn)辂}城市沿海地區(qū)水資源開發(fā)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系在評(píng)價(jià)時(shí)，涉及到分級(jí)問(wèn)題且評(píng)價(jià)因子比較多，一般來(lái)說(shuō)，等級(jí)劃分本身中間過(guò)渡不分明性或者說(shuō)相鄰等級(jí)之間的界限具有模糊性，再加上評(píng)價(jià)指標(biāo)體系本身是多級(jí)的，所以采用多級(jí)綜合評(píng)價(jià)模型。其基本步驟為：

(1)確定評(píng)價(jià)對(duì)象。評(píng)價(jià)對(duì)象是要明確對(duì)什么目標(biāo)作出評(píng)價(jià)，是分析問(wèn)題的預(yù)定目標(biāo)或理想結(jié)果。

(2)確定評(píng)價(jià)對(duì)象的因素集。因素就是評(píng)價(jià)對(duì)象的各種屬性或性能，在不同場(chǎng)合，也稱為參數(shù)指標(biāo)或質(zhì)量指標(biāo)，它們綜合地反映出對(duì)象的質(zhì)量，即評(píng)價(jià)對(duì)象的指標(biāo)體系等。

(3)確定評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)語(yǔ)集。評(píng)語(yǔ)集是評(píng)價(jià)者對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象可能作出所有的評(píng)價(jià)結(jié)果所組成的集合。

(4)建立權(quán)重集。設(shè)A=(a1,a2,…,an)為權(quán)重分配模糊矢量，ai表示第i個(gè)因素的權(quán)重，要求ai>0,∑ai=1。A反映了各因素的重要程度。

(5)單因素模糊評(píng)價(jià)法。單獨(dú)從一個(gè)因素出發(fā)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以確定評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)評(píng)價(jià)集元素的隸屬度，稱為單因素模糊評(píng)價(jià)。單因素模糊評(píng)價(jià)，即建立一個(gè)從U到FV的模糊映射：

(1)

式中，rij表示ui屬于vj的隸屬度。

(2)

以單因素評(píng)價(jià)集為行組成的矩陣稱為單因素評(píng)價(jià)矩陣，該矩陣是一個(gè)模糊矩陣：

(3)

(6)模糊綜合評(píng)價(jià)。單因素模糊評(píng)價(jià)僅反映了一個(gè)因素對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的影響，這顯然是不夠的，要綜合考慮所有因素的影響，便是模糊綜合評(píng)價(jià)。

(4)

式中：bj稱為模糊綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，簡(jiǎn)稱評(píng)價(jià)指標(biāo)。其含義為：綜合考慮所有因素的影響時(shí)，評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)備擇集中的第j個(gè)元素的隸屬度。然后將權(quán)重矩陣與單因素評(píng)價(jià)進(jìn)行合成。公式為

(5)

(7)評(píng)價(jià)指標(biāo)處理。模糊綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果是權(quán)重A和關(guān)系矩陣R的復(fù)合運(yùn)算，不同的符合運(yùn)算會(huì)有不同結(jié)果不同側(cè)重點(diǎn)。本文選擇相乘相加法來(lái)處理評(píng)價(jià)結(jié)果。公式如下：

B=A·R=dj(j=1,2,3,…,n)

(6)

其中，dj=∑(aj∧rij)

式中：∧為復(fù)合運(yùn)算時(shí)取最小值；dj為樣本對(duì)第j級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度；ai為第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；rij為i個(gè)指標(biāo)在第j級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度。

通過(guò)對(duì)多因素層的分層劃分，可以將初始模型擴(kuò)展為多層次模糊綜合評(píng)價(jià)模型，即把下一層的結(jié)果作為上一層評(píng)價(jià)的輸入，直到最上層為止。本文分成了3層，即目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層。

2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)確定

根據(jù)指標(biāo)的選取和水資源開發(fā)利用特征，將指標(biāo)劃分為1～5共5個(gè)評(píng)分值。在各個(gè)指標(biāo)的劃分標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合鹽城市沿海地區(qū)的實(shí)際情況，參考相關(guān)文獻(xiàn)和年鑒，得出評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

3 綜合評(píng)價(jià)模型在鹽城市沿海地區(qū)的應(yīng)用

3.1 水資源開發(fā)利用程度評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定

本文在選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)的過(guò)程，根據(jù)上一節(jié)指標(biāo)選取的準(zhǔn)則及鹽城市沿海地區(qū)各縣市的實(shí)際情況，分別選擇社會(huì)子系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)、水資源子系統(tǒng)和生態(tài)子系統(tǒng)作為評(píng)價(jià)的準(zhǔn)則層。鹽城市沿海地區(qū)水資源開發(fā)利用程度評(píng)價(jià)分層指標(biāo)體系見表2。

3.2 各層次指標(biāo)權(quán)重的確定

根據(jù)節(jié)層次分析法[6-7]和鹽城市沿海地區(qū)水資源開發(fā)利用程度的分層評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表2)，確定各層次指標(biāo)的權(quán)重，詳見表3。

3.3 鹽城市水資源開發(fā)利用程度綜合評(píng)價(jià)

利用多層次模糊綜合評(píng)價(jià)模型，把下一層的結(jié)果作為上一層評(píng)價(jià)的輸入，直到最上層為止。圖1和表4是鹽城市沿海地區(qū)各縣市水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀評(píng)價(jià)結(jié)果，根據(jù)上述評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出：鹽城市全市目前水資源可持續(xù)利用處于3級(jí)，目前尚處于水資源開發(fā)利用的發(fā)展階段，仍具有進(jìn)一步的開發(fā)潛力，但是鹽城市沿海地區(qū)不同縣市間水資源開發(fā)利用程度不均衡。根據(jù)各縣市評(píng)價(jià)結(jié)果的級(jí)別特征值可以看出，亭湖區(qū)水資源的開發(fā)利用程度最大，水資源開發(fā)潛力最??；濱?？h水資源的開發(fā)利用程度最小，水資源開發(fā)潛力最大?？傮w來(lái)說(shuō)，響水縣、濱?？h、射陽(yáng)縣3個(gè)地區(qū)的水資源開發(fā)潛力強(qiáng)于亭湖區(qū)、大豐市、東臺(tái)市，即亭湖區(qū)、大豐市、東臺(tái)市3個(gè)地區(qū)的水資源開發(fā)利用程度相對(duì)較大。

由評(píng)價(jià)結(jié)果可得到各縣市水資源開發(fā)利用程度的排名依次為：亭湖區(qū)>東臺(tái)市>大豐市>射陽(yáng)縣>響水縣>濱?？h。對(duì)于水資源開發(fā)利用程度最大的亭湖區(qū)，開發(fā)利用的潛力較小，在今后的發(fā)展過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)水資源短缺的現(xiàn)象，故今后要加強(qiáng)對(duì)水資源管理的重視，加大對(duì)節(jié)約用水和廢水回收利用的宣傳。對(duì)于水資源開發(fā)利用程度最小的濱海縣來(lái)說(shuō)，開發(fā)利用的潛力較大，在今后的發(fā)展過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)水資源的開發(fā)利用，但是在進(jìn)一步開發(fā)的過(guò)程中就要注意水環(huán)境的保護(hù)，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)水資源的管理，盡力做到各地水資源開發(fā)利用的可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、政治、社會(huì)、文化、生態(tài)的和諧發(fā)展。

表1 鹽城市水資源開發(fā)利用程度綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表2 鹽城市沿海地區(qū)水資源開發(fā)利用程度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

表3 鹽城市沿海地區(qū)各層次指標(biāo)權(quán)重表

圖1 鹽城市沿海地區(qū)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀評(píng)價(jià)示意圖

4 結(jié) 論

水資源作為城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)中重要的、不可替代的自然資源之一，對(duì)城市的發(fā)展起著重要作用。本文首先根據(jù)指標(biāo)體系的選取原則，確定了鹽城市沿海地區(qū)水資源開發(fā)利用程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)，再根據(jù)層次分析法確定了各指標(biāo)的權(quán)重，并驗(yàn)證了權(quán)重的分配是合理的。最后，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)鹽城市沿海地區(qū)各縣市水資源的開發(fā)利用情況進(jìn)行了評(píng)價(jià)，得出鹽城市沿海地區(qū)各縣市水資源開發(fā)利用程度的排名依次為：亭湖區(qū)>東臺(tái)市>大豐市>射陽(yáng)縣>響水縣>濱?？h，亭湖區(qū)水資源的開發(fā)利用程度最大， 濱?？h的最小。根據(jù)鹽城市沿海地區(qū)不同縣市的評(píng)價(jià)結(jié)果，分析了水資源開發(fā)利用中存在的主要問(wèn)題，給出了水資源合理開發(fā)利用的對(duì)策和建議。

通過(guò)對(duì)鹽城市水資源開發(fā)利用程度評(píng)價(jià)，可對(duì)鹽城市沿海城市水資源開發(fā)利用程度的情況有一定了解，同時(shí)給出了一定的建議，有助于進(jìn)一步優(yōu)化水資源的開發(fā)利用，使其沿著高效、合理、可持續(xù)的方向發(fā)展，這對(duì)鹽城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展將起到積極推進(jìn)作用。

表4 鹽城市沿海地區(qū)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀評(píng)價(jià)結(jié)果