劉寒青，劉 靜，趙建世，李海紅，趙 勇，王麗珍，龍愛(ài)華

(1.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100038；2.清華大學(xué)水利水電工程系，北京 100084)

水資源是基礎(chǔ)性的自然資源和戰(zhàn)略性的經(jīng)濟(jì)資源，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)支撐[1]。水資源系統(tǒng)可持續(xù)性狀態(tài)是關(guān)系到水資源能否保障社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要依據(jù)，采用科學(xué)合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)，定量分析水資源系統(tǒng)的可持續(xù)性，能為缺水地區(qū)的水資源綜合管理提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)有效規(guī)避水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)具有重要意義[2-5]。為此，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者圍繞水資源系統(tǒng)可持續(xù)性開(kāi)展了大量研究。Loucks[2]提出可持續(xù)的水資源系統(tǒng)是指在設(shè)計(jì)和管理上能夠滿(mǎn)足現(xiàn)在和未來(lái)的社會(huì)目標(biāo)，同時(shí)保持其生態(tài)、環(huán)境和水文完整性的系統(tǒng)；王麗珍等[6]結(jié)合自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境系統(tǒng)的可持續(xù)性構(gòu)建了區(qū)域水資源可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，引入模糊集理論與層次分析法對(duì)北京市1989—2008年的水資源系統(tǒng)可持續(xù)性進(jìn)行了評(píng)價(jià)；鄭德鳳等[7]基于水資源可持續(xù)度概念，應(yīng)用壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型構(gòu)建了區(qū)域水資源系統(tǒng)可持續(xù)能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用主成分分析法對(duì)遼寧省2003—2013年的水資源系統(tǒng)可持續(xù)能力進(jìn)行了評(píng)價(jià)；李玉龍等[8]基于系統(tǒng)協(xié)同視角，構(gòu)建水資源系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的協(xié)同測(cè)度模型，引入社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法探討了北京市2008—2016年的水資源系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的協(xié)同程度。以往關(guān)于水資源系統(tǒng)可持續(xù)性的研究多側(cè)重于概念內(nèi)涵的解析、評(píng)價(jià)方法及其評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建等，在應(yīng)用研究方面的視角相對(duì)單一，大多為對(duì)區(qū)域水資源系統(tǒng)的歷史與現(xiàn)狀可持續(xù)性狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)[9-15]，很少有研究對(duì)區(qū)域未來(lái)水資源系統(tǒng)可持續(xù)性狀態(tài)進(jìn)行預(yù)判，將水資源系統(tǒng)可持續(xù)性分析與區(qū)域水資源安全保障方案等規(guī)劃研究相結(jié)合。鑒于此，本文基于水資源供需平衡分析對(duì)區(qū)域未來(lái)水資源系統(tǒng)可持續(xù)性狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，并從水資源系統(tǒng)可持續(xù)性的角度探討區(qū)域未來(lái)水資源安全保障問(wèn)題，以拓展水資源系統(tǒng)可持續(xù)性研究的應(yīng)用，豐富水資源安全保障方案研究的視角。

北京屬于水資源嚴(yán)重短缺的特大城市，自20世紀(jì)50年代以來(lái)，多次出現(xiàn)嚴(yán)重的水危機(jī)[16]。為保障北京市供水安全，2014年12月南水北調(diào)中線(xiàn)工程正式通水，平均每年向北京市供水10.5億m3，初步緩解了北京市的缺水狀況。然而，隨著北京市人口的持續(xù)上升、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及生態(tài)建設(shè)目標(biāo)的不斷提高，城市需水逐年攀升，而本地水資源條件難以得到改善，水資源供需矛盾日益突出，北京市未來(lái)水資源安全保障形勢(shì)依然嚴(yán)峻[17]。因此，分析北京市水資源供需平衡并對(duì)北京市未來(lái)水資源系統(tǒng)可持續(xù)性做出合理的評(píng)價(jià)，對(duì)于北京市水資源綜合管理、南水北調(diào)工程的規(guī)劃與調(diào)整具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文在考慮水資源系統(tǒng)不確定性和復(fù)雜性的基礎(chǔ)上，針對(duì)北京市2025年多種人口發(fā)展與生態(tài)建設(shè)情景，研究不同水資源供需方案下北京市水資源系統(tǒng)的可持續(xù)性及其與南水北調(diào)規(guī)模的關(guān)系，以期為北京市需水管理與南水北調(diào)后續(xù)工程規(guī)劃提供參考。

1 水資源系統(tǒng)可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)

目前國(guó)際上最具權(quán)威性、代表性的水資源系統(tǒng)可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)是由Loucks提出、Sandoval-Solis改進(jìn)的可持續(xù)性指數(shù)Is，它是衡量水資源系統(tǒng)可持續(xù)性的綜合指標(biāo)，主要基于可靠性、彈性和脆弱性等性能指標(biāo)，在充分考慮水資源短缺和氣候變化的條件下突出強(qiáng)調(diào)水資源系統(tǒng)的適應(yīng)能力，可用于評(píng)估和比較不同供需情景下的水資源綜合管理方案，尤其適用于水文變化與氣候變化條件下的水資源系統(tǒng)可持續(xù)性評(píng)價(jià)[2,18-19]。

a. 可靠性D是與水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)的概念[20]，為模擬期內(nèi)(長(zhǎng)時(shí)間系列)可供水量滿(mǎn)足需水量的概率，可表示為需水得到滿(mǎn)足的年份數(shù)與模擬期總年份數(shù)之比：

(1)

式中：Te為不發(fā)生缺水的年份數(shù)；T為模擬期總年份數(shù)。計(jì)算某年份的可靠性指數(shù)時(shí)將該年份的需水量與模擬期內(nèi)各年份可供水量進(jìn)行比較，可供水量滿(mǎn)足需水量的年份數(shù)與總年份數(shù)之比即為該年份的可靠性指數(shù)。

b. 彈性R是模擬期內(nèi)不發(fā)生連續(xù)缺水的概率，表征水資源系統(tǒng)從缺水狀態(tài)恢復(fù)到正常狀態(tài)的能力：

(2)

其中

N=m-n

式中：N為連續(xù)2年缺水的次數(shù)；m為連續(xù)缺水時(shí)段的總年份數(shù)；n為模擬期內(nèi)連續(xù)缺水時(shí)段數(shù)(連續(xù)缺水年份為2年或以上的時(shí)段)。

c. 脆弱性V代表模擬期內(nèi)系統(tǒng)平均缺水程度，可表示為平均缺水量與需水量之比：

(3)

式中：Td為發(fā)生缺水的年份數(shù)；St為模擬期內(nèi)年份t的缺水量；X為需水量。某年份的脆弱性指數(shù)即為模擬期的平均缺水量與該年份的需水量之比。

可持續(xù)性指數(shù)Is可表示為可靠性、彈性和脆弱性3個(gè)指標(biāo)的幾何平均值，能綜合反映水資源系統(tǒng)的穩(wěn)定性與恢復(fù)調(diào)節(jié)能力[18]：

Is=[DR(1-V)]1/3

(4)

2 北京市未來(lái)水資源系統(tǒng)可持續(xù)性分析

2.1 水資源供需分析

2.1.1水資源需求

水資源需求分析包括生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)需水預(yù)測(cè)4個(gè)方面。考慮北京市未來(lái)人口規(guī)模與城市生態(tài)建設(shè)的不確定性，在進(jìn)行生活、生態(tài)需水預(yù)測(cè)時(shí)設(shè)置了不同人口發(fā)展情景與生態(tài)建設(shè)目標(biāo)，不同需水方案下北京市2025年需水預(yù)測(cè)結(jié)果如表1所示。

表1 北京市2025年需水預(yù)測(cè)Table 1 Water demand forecast of Beijing in 2025

a. 生活需水。生活需水預(yù)測(cè)采用定額法?？紤]北京市2025年人口的不確定性，共設(shè)置兩種人口發(fā)展情景，情景1為實(shí)施人口嚴(yán)控政策下的人口發(fā)展，根據(jù)《北京城市總體規(guī)劃(2016—2035年)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《總體規(guī)劃》)設(shè)定情景1的人口規(guī)模為2 300萬(wàn)人；情景2為人口自然發(fā)展?fàn)顟B(tài)，基于北京市2001—2016年的人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用灰色Verhulst模型進(jìn)行人口預(yù)測(cè)[21]，據(jù)此設(shè)定情景2的人口規(guī)模為2 500萬(wàn)人。參考《北京市“十三五”時(shí)期節(jié)水型社會(huì)建設(shè)規(guī)劃》與北京市節(jié)水型區(qū)創(chuàng)建指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于人均生活用水量的設(shè)定，北京市2025年人均生活用水定額采用220 L/d。兩種人口發(fā)展情景下的生活需水量分別為18.52億m3和20.13億m3。

b. 工業(yè)需水。依據(jù)《總體規(guī)劃》《北京市“十三五”時(shí)期水資源保護(hù)與利用規(guī)劃》和《北京市“十三五”時(shí)期工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)規(guī)劃》的要求，以現(xiàn)狀實(shí)際用水為基礎(chǔ)，按照工業(yè)用新水零增長(zhǎng)、合理增加工業(yè)利用再生水量和疏解高耗水工業(yè)的規(guī)劃，預(yù)測(cè)北京市2025年萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量為7.2 m3，工業(yè)需水量穩(wěn)定控制在3.56億m3。

c. 農(nóng)業(yè)需水。參考《北京市“十三五”時(shí)期水資源保護(hù)與利用規(guī)劃》，采用定額法預(yù)測(cè)北京市2025年農(nóng)業(yè)需水量為4.93億m3。

d. 生態(tài)需水。生態(tài)需水即人工生態(tài)環(huán)境補(bǔ)水，主要包括河湖沼澤補(bǔ)水、生態(tài)林草需水、城鎮(zhèn)綠地需水和環(huán)境衛(wèi)生需水。分析河湖沼澤生態(tài)環(huán)境需水時(shí)，考慮河湖改善的不同目標(biāo)，以《總體規(guī)劃》為基礎(chǔ)分別設(shè)置了初步修復(fù)(低方案)、景觀良好(中方案)、生態(tài)健康(高方案)3個(gè)生態(tài)建設(shè)目標(biāo)方案，3種方案下的河湖沼澤生態(tài)環(huán)境需水量分別為15.48億m3、18.78億m3和22.48億m3；依據(jù)《總體規(guī)劃》和《北京市“十三五”時(shí)期水資源保護(hù)與利用規(guī)劃》，生態(tài)林草需水主要指百萬(wàn)畝造林工程等需水1.22億m3；兩種人口規(guī)模下的城鎮(zhèn)綠地需水和環(huán)境衛(wèi)生需水分別為1.62億m3和1.49億m3。綜合可得不同情景方案下的生態(tài)需水量為18.19億～25.32億m3。

2.1.2可供水量

北京市的可供水水源主要考慮本地地表水、本地地下水、再生水和南水北調(diào)水。在進(jìn)行北京市2025年可供水量分析時(shí)，地下水、再生水可供水量可根據(jù)相關(guān)規(guī)劃規(guī)定設(shè)為定值，而地表水可供水量與南水北調(diào)水可供水量由于受北京本地與丹江口水庫(kù)來(lái)水條件的影響而具有不確定性。

a. 本地地表水。本地地表水可供水量受北京本地來(lái)水條件影響，由于未來(lái)來(lái)水不確定，北京市2025年地表水可供水量也是不確定的。本文以歷史來(lái)水條件(1956—2018年)作為未來(lái)可能發(fā)生的狀況，考慮下墊面、氣候條件等變化對(duì)降水與地表水資源量之間關(guān)系的影響，對(duì)1956—2018年地表水資源量進(jìn)行系列一致性分析。由圖1可知，同量降水條件下，2000年前后時(shí)段地表水資源量相差較大，說(shuō)明下墊面條件變化對(duì)地表水資源量影響較大，為更準(zhǔn)確反映現(xiàn)狀下墊面情況下的地表水資源量，本文對(duì)2000年以前的地表水資源量進(jìn)行一致性修正。由于北方地區(qū)水資源短缺，地表水資源開(kāi)發(fā)利用率應(yīng)維持在60%～70%范圍之內(nèi)[22-23]，考慮北京市未來(lái)建設(shè)國(guó)際一流和諧宜居之都對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善的總體目標(biāo)，用于河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境的用水量應(yīng)相對(duì)較大，地表水資源開(kāi)發(fā)利用率可取較低值60%，故本文以修正后地表水資源量的60%作為地表水可供水量，從而生成北京市2025年地表水可供水量的系列值。

圖1 北京市降水量與地表水資源量關(guān)系Fig.1 The relation between the amount precipitation and surface water resources in Beijing

b. 本地地下水。本地地下水由于近年來(lái)超采嚴(yán)重，儲(chǔ)存水量虧損，近期地下水以豐補(bǔ)欠作用難以發(fā)揮，因此按照不利情況做好水源供給準(zhǔn)備，其可供水量取近期枯水年條件下的可供水量17億m3。

c. 再生水。隨著城市廢污水處理能力和處理標(biāo)準(zhǔn)的提高，再生水已成為北京市主要供水水源之一。2018年，北京市污水排放總量20.4億m3，污水處理率93.4%，再生水利用量10.8億m3，未來(lái)隨著城市用水量的增加和污水處理率的提高，再生水的生成量還將有所增加。結(jié)合《總體規(guī)劃》中2020年污水處理率要提高到95%、再生水利用量不少于 12億m3的要求，本文將北京市2025年再生水可供水量確定為15億m3。

d. 南水北調(diào)水?？紤]南水北調(diào)水可供水量受丹江口水庫(kù)來(lái)水不確定的影響，本文在分析這一部分可供水量時(shí)考慮了丹江口水庫(kù)來(lái)水頻率為50%、75%、95%以及無(wú)南水北調(diào)水4種供水條件(以下在圖表中簡(jiǎn)稱(chēng)為“50%、75%、95%、無(wú)調(diào)水”)，依據(jù)南水北調(diào)中線(xiàn)一期工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)，各頻率下的可供水量依次為10.5億m3、9.5億m3和6.8億m3。

綜上分析，可得出北京市2025年4種供水條件、6種需水方案下的水資源供需情況。由于未來(lái)北京本地來(lái)水的不確定性，本文將根據(jù)歷史水文系列(1956—2018年)計(jì)算的地表水可供水量系列值作為北京市2025年可能獲得的63種地表水供水量，因此每種供水條件對(duì)應(yīng)一組可供水量系列值(即63個(gè)值)。在進(jìn)行北京市2025年水資源供需平衡分析時(shí)，將各種需水方案下北京市2025年的需水預(yù)測(cè)值與各種供水條件下的可供水量系列值進(jìn)行逐一比較，進(jìn)而基于水資源供需平衡分析計(jì)算水資源系統(tǒng)可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)。這種充分考慮水文系統(tǒng)不確定性和波動(dòng)性的分析方法，更能體現(xiàn)水資源可持續(xù)性的內(nèi)涵，即水資源系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)環(huán)境變化時(shí)的適應(yīng)能力。

2.2 水資源系統(tǒng)可持續(xù)性評(píng)價(jià)

對(duì)北京市2025年水資源系統(tǒng)可持續(xù)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析不同供水條件和需水方案下北京市未來(lái)水資源安全保障形勢(shì)?；诒本┦?025年水資源供需平衡分析，采用水資源系統(tǒng)可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)，計(jì)算得到不同供水條件與需水方案下北京市2025年水資源系統(tǒng)可靠性、彈性、脆弱性，進(jìn)而得到水資源系統(tǒng)可持續(xù)性指數(shù)，計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表2 北京市2025年水資源系統(tǒng)可持續(xù)性指標(biāo)Table 2 Sustainability indicators of water resources system in Beijing in 2025

為了直觀表明水資源系統(tǒng)可持續(xù)性狀態(tài)，利用Quick Cluster過(guò)程(快速樣本聚類(lèi))對(duì)表2中各指標(biāo)進(jìn)行聚類(lèi)[24]，劃定“好、較好、中等、較差、差”5類(lèi)評(píng)價(jià)等級(jí)(等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3)，不同供水條件與需水方案下北京市2025年水資源系統(tǒng)可靠性、彈性、脆弱性與可持續(xù)性的等級(jí)情況如圖2所示。由圖2可以看出，在無(wú)南水北調(diào)水的情況下，各種需水方案下各類(lèi)評(píng)價(jià)指標(biāo)等級(jí)均為“差”，南水北調(diào)水進(jìn)京后，北京市未來(lái)水資源系統(tǒng)可持續(xù)性總體有所改善，但在較高需水方案下或丹江口水庫(kù)遭遇特枯水年時(shí)，北京市水資源系統(tǒng)可持續(xù)性狀況普遍不好，其中水資源系統(tǒng)可靠性在3類(lèi)分項(xiàng)指標(biāo)中表現(xiàn)相對(duì)更差，且對(duì)水資源系統(tǒng)可持續(xù)性狀態(tài)影響較大，表明水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)是影響北京市未來(lái)水資源系統(tǒng)可持續(xù)性較為關(guān)鍵的因素。

表3 可持續(xù)性指標(biāo)評(píng)價(jià)等級(jí)劃分Table 3 Evaluation grade classification of sustainability indicators

(a) 可靠性

(b) 彈性

(c) 脆弱性

(d) 可持續(xù)性指數(shù)圖2 北京市2025年水資源系統(tǒng)可持續(xù)性評(píng)價(jià)Fig.2 Sustainability evaluation of water resources system in Beijing in 2025

從不同需水方案來(lái)看，不同人口規(guī)模對(duì)水資源系統(tǒng)可持續(xù)性的影響相對(duì)較小，即方案Ⅰ與Ⅱ、Ⅲ和方案Ⅳ、Ⅴ與Ⅵ的各類(lèi)指標(biāo)等級(jí)相差較小，而不同生態(tài)建設(shè)方案對(duì)水資源系統(tǒng)可持續(xù)性的影響較大，即方案Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ之間以及方案Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ之間各類(lèi)指標(biāo)

等級(jí)相差相對(duì)較大。這主要是因?yàn)楸本┦腥丝诎l(fā)展已經(jīng)進(jìn)入緩慢增長(zhǎng)甚至停滯不前的狀態(tài)，人口自然發(fā)展?fàn)顟B(tài)與人口嚴(yán)控政策下的人口規(guī)模相差不大，因而不同人口發(fā)展情景下北京市未來(lái)水資源系統(tǒng)可持續(xù)性狀態(tài)相差不大；而在當(dāng)前生態(tài)文明建設(shè)的背景下，不同生態(tài)建設(shè)發(fā)展階段的生態(tài)需水差異較大，因此未來(lái)北京市水資源系統(tǒng)可持續(xù)性狀態(tài)能否支撐高目標(biāo)生態(tài)建設(shè)是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題。在當(dāng)前南水北調(diào)中線(xiàn)一期工程調(diào)水規(guī)模下，北京市2025年水資源系統(tǒng)可持續(xù)性?xún)H在低目標(biāo)生態(tài)建設(shè)方案下可達(dá)到“較好”或“好”的狀態(tài)，而在高目標(biāo)生態(tài)建設(shè)方案下處于“差”或“較差”的狀態(tài)，說(shuō)明南水北調(diào)現(xiàn)有調(diào)水規(guī)模難以很好地支撐北京市未來(lái)高目標(biāo)生態(tài)建設(shè)。若要滿(mǎn)足北京市未來(lái)建設(shè)國(guó)際一流和諧宜居城市對(duì)生態(tài)用水的需求，保障較高需水方案下北京市2025年水資源系統(tǒng)的可持續(xù)性，則需進(jìn)一步增大南水北調(diào)調(diào)水規(guī)模。因此，未來(lái)應(yīng)在科學(xué)制定需水方案的基礎(chǔ)上合理增大南水北調(diào)調(diào)水規(guī)模，提升北京市水資源安全保障能力，實(shí)現(xiàn)首都水資源可持續(xù)發(fā)展。

從3種不同南水北調(diào)供水條件來(lái)看，南水北調(diào)調(diào)出區(qū)來(lái)水的豐枯情況對(duì)北京市水資源系統(tǒng)可持續(xù)性會(huì)產(chǎn)生較大的影響，尤其是當(dāng)?shù)そ谒畮?kù)來(lái)水頻率為95%時(shí)，北京市水資源系統(tǒng)可持續(xù)性指標(biāo)Is出現(xiàn)了降級(jí)，且無(wú)論未來(lái)在何種需水方案下，北京市水資源系統(tǒng)可持續(xù)性都無(wú)法達(dá)到“較好”或“好”的狀態(tài)，這一方面體現(xiàn)了南水北調(diào)水在北京市水資源安全保障中的重要性，同時(shí)也可在一定程度上反映出北京市供水對(duì)南水北調(diào)水的依賴(lài)性，且這種依賴(lài)性勢(shì)必會(huì)隨著南水北調(diào)供水占比的增加而增強(qiáng)，因此在考慮增大北京市未來(lái)南水北調(diào)調(diào)水規(guī)模時(shí)，應(yīng)注意提升承接調(diào)蓄南水北調(diào)水的能力，加強(qiáng)水資源應(yīng)急保障措施，提高應(yīng)急和戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備能力，以保障丹江口水庫(kù)遭遇特殊干旱期時(shí)北京市的供水安全。

3 南水北調(diào)調(diào)水規(guī)模分析

南水北調(diào)是解決北京市水資源短缺問(wèn)題的重要措施[14,25]，而由上文分析可知南水北調(diào)現(xiàn)有調(diào)水規(guī)模難以使北京市未來(lái)在較高需水方案下達(dá)到水資源系統(tǒng)可持續(xù)性較好的狀態(tài)，因此需進(jìn)一步分析南水北調(diào)調(diào)水規(guī)模對(duì)北京市未來(lái)水資源系統(tǒng)可持續(xù)性的影響。圖3為不同需水方案下北京市2025年水資源系統(tǒng)可持續(xù)性隨南水北調(diào)調(diào)水規(guī)模的變化情況，水資源系統(tǒng)可持續(xù)性達(dá)到不同狀態(tài)時(shí)南水北調(diào)調(diào)水規(guī)模閾值如表4所示。

圖3 南水北調(diào)調(diào)水規(guī)模與北京市2025年水資源系統(tǒng)可持續(xù)性關(guān)系Fig.3 The relation between the scale of SNWD and the sustainability of water resources system in Beijing in 2025

表4 北京市2025年南水北調(diào)調(diào)水規(guī)模閾值Table 4 The threshold value of the scale of SNWD in Beijing in 2025

研究結(jié)果表明，當(dāng)南水北調(diào)調(diào)水規(guī)模為9.6億m3時(shí)，即可保證2025年北京市在最低需水方案(方案Ⅰ)下達(dá)到水資源系統(tǒng)可持續(xù)性“好”的狀態(tài)，說(shuō)明南水北調(diào)中線(xiàn)一期工程的調(diào)水能力能滿(mǎn)足北京市2025年的最低需水方案，但不能使其他需水方案達(dá)到水資源系統(tǒng)可持續(xù)性“好”的狀態(tài)；當(dāng)南水北調(diào)調(diào)水量大于16.6億m3時(shí)，即可保證實(shí)施人口嚴(yán)控政策、高目標(biāo)生態(tài)建設(shè)方案(方案Ⅴ)下北京市2025年水資源系統(tǒng)可持續(xù)性達(dá)到“好”的狀態(tài)，而南水北調(diào)中線(xiàn)一期工程現(xiàn)有調(diào)水能力只能使該需水方案下的水資源系統(tǒng)可持續(xù)性處于“差”的狀態(tài)，說(shuō)明未來(lái)需要進(jìn)一步增大南水北調(diào)調(diào)水規(guī)模來(lái)保障高目標(biāo)生態(tài)建設(shè)方案下北京市水資源系統(tǒng)的可持續(xù)性；當(dāng)人口發(fā)展突破嚴(yán)控規(guī)模且實(shí)施高目標(biāo)生態(tài)建設(shè)方案(方案Ⅵ)時(shí)，則需將南水北調(diào)調(diào)水量提高至18.3億m3才能保證在最高需水方案下水資源系統(tǒng)可持續(xù)性達(dá)到“好”的狀態(tài)，因此在研究南水北調(diào)調(diào)水規(guī)模時(shí)，應(yīng)考慮工程實(shí)際情況制定合理的需水方案，對(duì)人口發(fā)展及生態(tài)建設(shè)作出科學(xué)的規(guī)劃。此外，由圖3可以看出，當(dāng)水資源系統(tǒng)可持續(xù)性處于“差”或“較差”狀態(tài)時(shí)，水資源系統(tǒng)可持續(xù)性指數(shù)隨調(diào)水規(guī)模的增大呈現(xiàn)緩慢增大的趨勢(shì)，當(dāng)水資源系統(tǒng)可持續(xù)性達(dá)到“中等”狀態(tài)后，調(diào)水規(guī)模增加1.2億m3則可使水資源系統(tǒng)可持續(xù)性達(dá)到“好”的狀態(tài)，即在水資源系統(tǒng)可持續(xù)性處于“中等”水平時(shí)，增加少量南水北調(diào)調(diào)水量即可使水資源系統(tǒng)可持續(xù)性發(fā)生質(zhì)的飛躍，相關(guān)決策者在進(jìn)行南水北調(diào)后續(xù)工程規(guī)劃時(shí)可充分考慮這一特性。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文基于水資源系統(tǒng)可持續(xù)性評(píng)價(jià)方法研究北京市南水北調(diào)調(diào)水規(guī)模，從水資源系統(tǒng)可持續(xù)性的角度探討北京市未來(lái)水資源安全保障，與傳統(tǒng)的水資源保障方案研究相比，不只是考慮未來(lái)某一時(shí)期的水資源供需平衡，更多地考慮了水資源系統(tǒng)在不確定條件下的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r，因此，本研究可為支撐北京市社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的水資源保障方案研究提供一個(gè)新視角。另需強(qiáng)調(diào)的是，實(shí)際南水北調(diào)調(diào)水規(guī)模與水資源保障方案的研究需要考慮的現(xiàn)實(shí)因素非常復(fù)雜，本研究主要從思考角度與定性認(rèn)識(shí)上為北京市未來(lái)需水管理與南水北調(diào)后續(xù)工程規(guī)劃提供一定的參考依據(jù)。