12卷第1期 水土保持研 Vol 12 No I 005年2月 Research of So il and w ater Conservaton Feb,2005 黄河流域地表水资源可再生性模糊综合评价 李春晖,杨志峰 (北京师范大学环境学院水沙科学教育部重点实验室水环境模拟国家重点实验室,北京100875) 摘要水资源具有可再生性。从水资源自然再生和社会再生角度,选取18个指标建立黄河流域地表水资源可再 生性评价指标体系,利用二层模糊综合评价法对整个黄河流域及其15个分区地表水资源可再生性进行综合评价, 结果表明龙羊峡以上、湟水流域、洮河流域和渭河流域可再生性较强,北洛河流域、泾河流域可再生性最弱。 关键词地表水资源,可再生性,综合评价,黄河流域 中图分类号:TV213 文献标识码A 文章编号:1005-3409(2005)010182-04 Fuzzy Com prehen s ive A ssessmen t of the Surface Water Resources Ren ewa b ity in the y ellow river Basin L Chun-hui, YANG Zhifeng (K ey L aboratory for W ater and Sed in ent S ciences, M inistry d Education, S tate Key L aboratory of water Env irom ent S in ulation, S chool d Env ironm ent, B eij ing N om al Universit, B eij ing 100875, China) Abstract water resources has renew ability. From the views of natural renew al and social renew al of water resources, an assessment index system of surface w ater resources renew ability in the Yellow R iver basin w as built w hich includes 18 indices and 3 layers Then the surface water resources renew ability assessments in 15 subreg ons of the Yellow r iver basin were fin ished w ith fuzzy comp rehensive assessment method, and the results show that the sub-regons of upper Longyangxia Gorge, the Huangshui basin, the Taohe basin and the weihe basin had the strongest renew ability. How ever, the Beiluhe basin and the J inghe basin had the w eakest renew ability. Key words surface w ater resources, renew ability, com p rehensive assessment; the Y ellow R iver basin 近年来由于全球水资源问题的凸现,水资源可再生性引对黄河流域地表水资源合理利用提供宏观指导。 起广泛关注,水资源可再生性研究已经成为水资源学研究的 热点口。水资源可再生性是水资源的基本特性之一,其基本 1评价指标体系与评价标准 涵义是“水资源通过天然作用或者人工经营能为人类反复利 从水资源可再生性涵义可知,从性质上,地表水资源可 用的特性☆4。水资源可再生性综合评价就是评价区域水再生分为水质恢复和水量再生。水质恢复包括自然净化引起 资源可再生性的综合能力和水平。黄河流域是我国第二大 的水质恢复和人工处理净化的水质恢复;水量再生包括自然 域,水资源短缺水分严重,进行水资源可再生性评价具有重循环的水资源量再生和社会循环(如污水处理增加可使用量 要意义。夏军等基于河段水体提出水资源可再生性量化指形式)的水资源量再生。自然再生的水量是地表再生水资源 数,沈珍瑶等根据人工、自然、自然·人工三个方面建立指的主体。从属性上,地表水资源可再生的分为自然再生和社 标体系对黄河流域水资源可再生性评价8。吴泽宁等从水会再生,前者通过自然循环得到后者通过社会循环得到。流 资源天然再生、水资源与社会经济生态环境协调和水资源调域地表水资源可再生性综合评价指标体系建立可以从两个 控风险因素三方面建立评价指标。考虑的出发点不同,指角度考虑,即从再生的性质,构建水质恢复和水量再生两部 标体系也不相同。由于地表水资源是黄河流域水资源主要部分指标,从再生的属性,构建自然再生和社会再生指标。本文 分,评价各分区地表水资源可再生性的差异,对合理利用地仅从自然再生和社会再生角度建立黄河流域地表水资源可 表水资源和其可再生性维持具有现实意义。本文则从自然再再生性综合评价指标体系 生和社会再生两个属性建立综合评价指标体系来评价黄河11评价指标体系建立 流域各区域地表水资源可再生性综合能力的区域差异,以 根据科学性、完备性、可操作性、主导型、独立性、区域性 ①收稿日期2004-04-24 基金项目:国家重点基础研究规划项目(G1999043605);中国博士后科学基金资助Na2004036209) 作者简介李春晖(1976-),男,安徽阜阳人,博士,主要从事水资源水环境评价研究。 91994-2009ChinaAcademicjOUrmalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
第 12 卷第 1 期 水土保持研究 Vo l. 12 No. 1 2005 年 2 月 Research of So il and W ater Conservation Feb. , 2005 ① 黄河流域地表水资源可再生性模糊综合评价 李春晖, 杨志峰 (北京师范大学环境学院水沙科学教育部重点实验室水环境模拟国家重点实验室, 北京 100875) 摘 要: 水资源具有可再生性。从水资源自然再生和社会再生角度, 选取 18 个指标建立黄河流域地表水资源可再 生性评价指标体系, 利用二层模糊综合评价法对整个黄河流域及其 15 个分区地表水资源可再生性进行综合评价, 结果表明龙羊峡以上、湟水流域、洮河流域和渭河流域可再生性较强, 北洛河流域、泾河流域可再生性最弱。 关键词: 地表水资源, 可再生性, 综合评价, 黄河流域 中图分类号: TV 213 文献标识码: A 文章编号: 100523409 (2005) 0120182204 Fuzzy Com prehen sive A ssessm en t of the Surface Water Resources Renewability in the Yellow R iver Basin L I Chun2hu i, YAN G Zh i2feng (K ey L aboratory f or W ater and S ed im ent S ciences,M inistry of E d ucation, S tate K ey L aboratory of W ater E nv ironm ent S im u lation, S chool of E nv ironm ent,B eij ing N orm al U niv ersity ,B eij ing 100875,Ch ina) Abstract: W ater resources has renew ability. F rom the view s of natural renew al and social renew al of w ater resources, an assessm ent index system of surface w ater resources renew ability in the Yellow R iver basin w as built w h ich includes 18 indices and 3 layers. Then the surface w ater resources renew ability assessm ents in 15 subregions of the Yellow R iver basin w ere finished w ith fuzzy comp rehensive assessm ent m ethod, and the results show that the sub2regions of upper Longyangxia Go rge, the Huangshui basin, the Taohe basin and theW eihe basin had the strongest renew ability. How ever, the Beiluohe basin and the Jinghe basin had the w eakest renew ability. Key words: surface w ater resources; renew ability; comp rehensive assessm ent; the Yellow R iver basin 近年来由于全球水资源问题的凸现, 水资源可再生性引 起广泛关注, 水资源可再生性研究已经成为水资源学研究的 热点[1 ]。水资源可再生性是水资源的基本特性之一, 其基本 涵义是“水资源通过天然作用或者人工经营能为人类反复利 用的特性”[2～ 4 ]。水资源可再生性综合评价就是评价区域水 资源可再生性的综合能力和水平。黄河流域是我国第二大流 域, 水资源短缺水分严重, 进行水资源可再生性评价具有重 要意义。夏军等基于河段水体提出水资源可再生性量化指 数[5 ] ; 沈珍瑶等根据人工、自然、自然- 人工三个方面建立指 标体系对黄河流域水资源可再生性评价[6～ 8 ]。吴泽宁等从水 资源天然再生、水资源与社会经济生态环境协调和水资源调 控风险因素三方面建立评价指标[8 ]。考虑的出发点不同, 指 标体系也不相同。由于地表水资源是黄河流域水资源主要部 分, 评价各分区地表水资源可再生性的差异, 对合理利用地 表水资源和其可再生性维持具有现实意义。本文则从自然再 生和社会再生两个属性建立综合评价指标体系来评价黄河 流域各区域地表水资源可再生性综合能力的区域差异, 以便 对黄河流域地表水资源合理利用提供宏观指导。 1 评价指标体系与评价标准 从水资源可再生性涵义可知, 从性质上, 地表水资源可 再生分为水质恢复和水量再生。水质恢复包括自然净化引起 的水质恢复和人工处理净化的水质恢复; 水量再生包括自然 循环的水资源量再生和社会循环(如污水处理增加可使用量 形式) 的水资源量再生。自然再生的水量是地表再生水资源 的主体。从属性上, 地表水资源可再生的分为自然再生和社 会再生, 前者通过自然循环得到, 后者通过社会循环得到。流 域地表水资源可再生性综合评价指标体系建立可以从两个 角度考虑, 即从再生的性质, 构建水质恢复和水量再生两部 分指标; 从再生的属性, 构建自然再生和社会再生指标。本文 仅从自然再生和社会再生角度建立黄河流域地表水资源可 再生性综合评价指标体系。 1. 1 评价指标体系建立 根据科学性、完备性、可操作性、主导型、独立性、区域性 ① 收稿日期: 2004204224 基金项目: 国家重点基础研究规划项目(G1999043605); 中国博士后科学基金资助(No. 2004036209) 作者简介: 李春晖(1976- ) , 男, 安徽阜阳人, 博士, 主要从事水资源水环境评价研究
第1期 李春晖等:黄河流域地表水资源可再生性模糊综合评价 和指标数据可得性等原则建立了黄河流域地表水资源可再 生性评价指标体系,力求全面反映地表水资源可再生性的主 Legend 龙干视区间 要特征。建立黄河流域地表水资源可再生性评价指标体系见 表1。该指标体系由3层18个指标组成。该指标体系既能反 映各区域水资源可再生性的单位再生能力又能反映区域整 体再生水平,总体上可以较好地对各区域地表水资源可再生 性进行评价 3漫水流域 涧干流区间 12评价分区 根据黄河流域水资源条件的区域差异和河流体系的完 整性,本文把黄河流域划分为15个区域(不含内流区)(图 1),并把整个黄河流域作为一个区域,共16个区域,分别评 价各分区地表水资源的可再生性 1龙羊峡以上2龙兰区间;3湟水流域4洮河流域 L3评价标准确定 5兰河区间;6内流区;7泾河流域8北洛河流域 根据黄河流域数据并参考全国数据等得到各指标评价分级 Ω渭河流域,10河龙区间,11汾河流域12龙三区间; 标准这里采用五级标准一级表示地表水资源可再生性最强五 13伊洛河流域,14三花区间;15沁河流域,16黄河下游, 级表示最差其余介于最差和最强之间。各指标标准见表2。 图1黄河流域地表水资源可再生性评价分区 表1黄河流域地表水资源可再生性评价指标体系和权重 总目次目标层 指标层 权重(相对于权重(相对 标层权重) 中间目标层)于总目标层) 降水量hm 反映地表再生来源大小 0244 01708 自然再 径流系数 反映地表水资源再生过程强弱 生能力 径流深hmm 反映单位面积再生能力 00952 (07) 然径流量/亿m3 反映水资源自然再生量 02821 水质现状 反映影响水质自然恢复的大小 万元产值工业地表水用量/(万元·m3 0088 黄河流域地表水资源可再生性 万元产值农业用水量/(万 反映用水/节水效率 00219 农田灌溉单位面积地表水用量/mn3·hm2) 0073 00219 万元产值废水排放量/m3·万元) 反映废水排放水平 0027 单位面积废水排放量/(万m3km2 0090 社 城市水资源重复利用率/% 生能 污水达标排放率 00171 (03) 工业废水治理率‰ 业废水治理达标率/ 反映城市污水处理能力 0057 00171 00171 城市污水处理率/% 0057 00171 城市污水处理达标率/ 0057 00171 均国民生产总值/(万元·人) 反映水资源社会再生的支持能力 0122 国民生产总值/亿元 00366 表2黄河流域地表水资源可再生性评价标准 V级(最弱) I级(最强)Ⅱ级(较强)Ⅲ级(中等)N级(较弱) 降水量hm 1500-1000 000-500 年地表径流系数 02 地表径流深hm 600400 400-200 00 天然径流量/亿m3 20~10 l0-0 水质现状 I 2 6 万元工业产值地表水用量/m3·万元) 400-800 万元产值农业用水量/m3·万元) 400~600 6001000 农田灌溉单位面积地表水使用量/m3·hm·2)0-1500 1500-4500 0075007500-12000 万元产值废水排放量/m3·万元) 050 50-100 00-200 200~400 单位面积废水排放量/(万m3·km·2) 0408 水资源重复利用率 100-80 80-60 0-0 废水达标排放率A 10080 8060 040 4020 200 工业废水治理率/ 工业废水治理达标率A 100-80 城市污水处理率 100-80 8060 城市污水达标率/ 10080 8060 040 4020 0-0 人均国内生产总值/(万元·人) 08a6 a604 a40 国内生产总值/亿元 1000800 91994-2009ChinaAcademicJOurnalElectronicPublishingHousealLrightsreservedhttp://www.enki.net
和指标数据可得性等原则建立了黄河流域地表水资源可再 生性评价指标体系, 力求全面反映地表水资源可再生性的主 要特征。建立黄河流域地表水资源可再生性评价指标体系见 表 1。该指标体系由 3 层 18 个指标组成。该指标体系既能反 映各区域水资源可再生性的单位再生能力又能反映区域整 体再生水平, 总体上可以较好地对各区域地表水资源可再生 性进行评价。 1. 2 评价分区 根据黄河流域水资源条件的区域差异和河流体系的完 整性, 本文把黄河流域划分为 15 个区域 (不含内流区) (图 1) , 并把整个黄河流域作为一个区域, 共 16 个区域, 分别评 价各分区地表水资源的可再生性。 1. 3 评价标准确定 根据黄河流域数据并参考全国数据等得到各指标评价分级 标准, 这里采用五级标准, 一级表示地表水资源可再生性最强, 五 级表示最差, 其余介于最差和最强之间。各指标标准见表2。 1. 龙羊峡以上; 2. 龙兰区间; 3. 湟水流域; 4. 洮河流域; 5. 兰河区间; 6. 内流区; 7. 泾河流域; 8. 北洛河流域; 9. 渭河流域; 10. 河龙区间; 11. 汾河流域; 12. 龙三区间; 13. 伊洛河流域; 14. 三花区间; 15. 沁河流域; 16. 黄河下游; 图 1 黄河流域地表水资源可再生性评价分区 表 1 黄河流域地表水资源可再生性评价指标体系和权重 总目 标层 次目标层 (权重) 指标层 涵义 权重(相对于 中间目标层) 权重(相对 于总目标层) 黄 河 流 域 地 表 水 资 源 可 再 生 性 自然再 生能力 (0. 7) 降水量ömm 反映地表再生来源大小 0. 244 0. 1708 径流系数 反映地表水资源再生过程强弱 0. 136 0. 0952 径流深ömm 反映单位面积再生能力 0. 136 0. 0952 天然径流量ö亿m 3 反映水资源自然再生量 0. 403 0. 2821 水质现状 反映影响水质自然恢复的大小 0. 079 0. 0553 社会再 生能力 (0. 3) 万元产值工业地表水用量ö(万元·m - 3 ) 0. 088 0. 0264 万元产值农业用水量ö(万元·m - 3 ) 反映用水ö节水效率 0. 073 0. 0219 农田灌溉单位面积地表水用量ö(m 3·hm - 2 ) 0. 073 0. 0219 万元产值废水排放量ö(m 3·万元- 1 ) 反映废水排放水平 0. 090 0. 027 单位面积废水排放量ö(万m 3·km - 2 ) 0. 090 0. 027 城市水资源重复利用率ö% 0. 057 0. 0171 污水达标排放率ö% 0. 057 0. 0171 工业废水治理率ö% 反映城市污水处理能力 0. 057 0. 0171 工业废水治理达标率ö% 0. 057 0. 0171 城市污水处理率ö% 0. 057 0. 0171 城市污水处理达标率ö% 0. 057 0. 0171 人均国民生产总值ö(万元·人- 1 ) 反映水资源社会再生的支持能力 0. 122 0. 0366 国民生产总值ö亿元 0. 122 0. 0366 表 2 黄河流域地表水资源可再生性评价标准 Í 级(最弱) É 级(最强) Ê 级(较强) Ë 级(中等) Ì 级(较弱) 降水量ömm > 1500 1500～ 1000 1000～ 500 500～ 100 100～ 0 年地表径流系数 > 0. 5 0. 5～ 0. 4 0. 4～ 0. 3 0. 3～ 0. 2 0. 2～ 0 年地表径流深ömm > 600 600～ 400 400～ 200 200～ 50 50～ 0 天然径流量ö亿m 3 > 100 100～ 50 50～ 20 20～ 10 10～ 0 水质现状 1～ 2 3 4 5 6 万元工业产值地表水用量ö(m 3·万元- 1 ) 0～ 50 50～ 200 200～ 400 400～ 800 > 800 万元产值农业用水量ö(m 3·万元- 1 ) 0～ 100 100～ 400 400～ 600 600～ 1000 > 1000 农田灌溉单位面积地表水使用量ö(m 3·hm - 2 ) 0～ 1500 1500～ 4500 4500～ 7500 7500～ 12000 > 12000 万元产值废水排放量ö(m 3·万元- 1 ) 0～ 50 50～ 100 100～ 200 200～ 400 > 400 单位面积废水排放量ö(万m 3·km - 2 ) 0～ 0. 2 0. 2～ 0. 4 0. 4～ 0. 8 0. 8～ 1. 2 > 1. 2 水资源重复利用率ö% 100～ 80 80～ 60 60～ 40 40～ 20 20～ 0 废水达标排放率ö% 100～ 80 80～ 60 60～ 40 40～ 20 20～ 0 工业废水治理率ö% 100～ 80 80～ 60 60～ 40 40～ 20 20～ 0 工业废水治理达标率ö% 100～ 80 80～ 60 60～ 40 40～ 20 20～ 0 城市污水处理率ö% 100～ 80 80～ 60 60～ 40 40～ 20 20～ 0 城市污水达标率ö% 100～ 80 80～ 60 60～ 40 40～ 20 20～ 0 人均国内生产总值ö(万元·人- 1 ) > 1. 0 1. 0～ 0. 8 0. 8～ 0. 6 0. 6～ 0. 4 0. 4～ 0 国内生产总值ö亿元 > 1000 1000～ 800 800～ 600 600～ 200 200～ 0 第 1 期 李春晖等: 黄河流域地表水资源可再生性模糊综合评价 ·183·
18 水土保持研究 第12卷 2评价方法-模糊综合评价 34评价结果对比分析 为了检验评价的合理性,我们又进行 TO PS IS法评价 自1965年查德提出模糊集合概念以来,经过几十年的其结果与模糊综合评价结果比较见表3。 发展,模糊数学方法已经广泛地应用于自然科学和社会科学 ⅣV级别区域 的研究中。运用模糊综合能对流域水资源可再生性进行客 0102500775013980197104818V龙羊峡以上 观、科学的评价。本文采用二层次模糊评价方法,即先对各对 0012301633030470399901198Ⅲ龙兰区间 每个子系统进行一级模糊综合评价,再把各子系统作为因素 0028501631017930402802263Ⅳ湟水流域 进行二级模糊综合评价,得出总体评价结果。其中隶属函数 0098102064002050218204568V洮河流域 采用升降半梯形和三角形函数确定。具体计算方法参见文献 0094602404027170169402239Ⅲ兰河区间 7]。采用层次分析法(AHP)确定黄河流域地表水资源可再 0013302862005920340403009Ⅳ泾河流域 0045800833016120212904%68V北洛河流域 生性的各指标权重(见表1),即充分考虑专家知识经验,根 025450246801750157901658 渭河流域(2 据各指标之间的相对重要性确定判断矩阵,并进行一致性检8杜会 0142402458005690264102719V河龙区间 验,得到各指标的权重值。其中,自然再生水量是区域水资 02050278502892010970117Ⅲ汾河流域 源利用的主要来源。在区域水资源可再生系统中占主要地 0195601169021010337601397Ⅳ龙三区间 位社会再生水是自然再生的延伸和必要补充,其规模相对 016490149503652011640204Ⅲ伊洛河流域 较小,对区域地表水资源再生系统贡献相对较低 020710324102194013150118Ⅱ三花区间 0115401927014960144704064V沁河流域 3评价结果 0111801598013340183904111V黄河下游 31自然可再生性评价结果 01486010403420310500949Ⅲ黄河流域 根据一级模糊综合评价,得到黄河流域地表水资源自然 lⅢⅣV级别区域 可再生性评价向量及其评价结果如式1。可见,黄河流域地 表水资源自然可再生性最强的是龙羊峡以上,较强的区域是 0368200708031920095401445I龙羊峡以上 湟水流域、洮河流域、渭河流域和河龙干流区间,北洛河流 0059011504541032330036Ⅲ龙兰区间 009370341023010210501232Ⅱ湟水流域 域、龙三区间和三花区间属于较弱区域,其它属于再生能力 Q08470409102985006930137Ⅱ洮河流域 中等区域。整个黄河流域相对而言属于再生能力最强 0028400721036880303102262Ⅲ兰河区间 ⅣV级别区域 0004009510448023530216Ⅲ泾河流域 0482006803961005190 龙羊峡以上 001380043402560406302791Ⅳ北洛河流域 B 00790094305181029040Ⅲ龙兰区间 0187802799023380242600545Ⅱ渭河流域(3) 012170417302518012820079Ⅱ湟水流域 0057903406022060243601301Ⅱ河龙区间 0061500965052850173801382Ⅲ汾河流域 0079049604176000540Ⅱ洮河流域 00587007160257105312008Ⅳ龙三E 00041050360402271Ⅲ兰河区间 004950215705040168300612Ⅲ伊洛河流域 000132061490190301796Ⅲ泾河流域 0062101341033220434800354Ⅳ三花区间 00264029660489201858Ⅳ北洛河流域 003460086502636041560201Ⅳ沁河流域 a15920294102590278900068Ⅱ渭河流域(1) 0033501738046550188201376Ⅲ黄河下游 B自然 002803812029080234800694Ⅱ河龙区间 032670031203326027020038 黄河流域 表3两种评价方法的结果对比 00018606311020130147Ⅲ汾河流域 区域模糊综合评价 TOPSS法区域模糊综合评价TOPS法 00052202710614200544Ⅳ龙三区间 龙羊峡以上 I河龙区间Ⅱ 00244105634019050Ⅲ伊洛河流域 龙兰区间 Ⅲ汾河流域 0Ⅳ三花区间 湟水流域 Ⅱl龙三区间 Ⅲ 0004103124053160113Ⅳ沁河流域 Ⅱl伊洛河流域Ⅲ 0017980607801900204Ⅲ黄河下游 Ⅳ三花区间 Ⅲ 河流域 Ⅲ Ⅳ沁河流域 Ⅲ 04030032850252900136黄河流域 北洛河流域ⅣN Ⅳ黄河下游 32社会可再生性评价结果 _渭河流域Ⅱ 黄河流域 同样得到黄河流域各区域社会可再生性评价向量及其 显然大多数区域的两种评价结果相同,而且不同的区域 评价结果如式2。显然,除了渭河流域和三花干流区间社会相差一个等级。主要产水区域如龙羊峡以上、湟水流域、洮河 再生性最强和较强,龙羊峡以上、洮河流域、北洛河流域、河流域和渭河流域等在两种评价方法中都是可再生性最强或 龙、沁河和黄河下游则最弱,其余属于中等或较弱水平。 较强的区域,北洛河流域是最弱的区域。 33可再生性综合评价结果 根据二级模糊综合评价,其结果如式3,龙羊峡以上综 4结论 合可再生性最强,渭河流域、湟水流域、洮河流域和河龙 水资源可再生性评价是水资源利用与可再生性维持的 区间较强,北洛河流域、沁河流域、三花干流区间和龙三干流基础。本文从水资源自然再生和社会再生的角度,选取18个 区间较弱,其余可再生性中等。 指标体系建立黄河流域地表水资源可再生性评价指标体系; 91994-2009chinaAcademicJOurmalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.cnki.net
2 评价方法- 模糊综合评价 自 1965 年查德提出模糊集合概念以来, 经过几十年的 发展, 模糊数学方法已经广泛地应用于自然科学和社会科学 的研究中。运用模糊综合能对流域水资源可再生性进行客 观、科学的评价。本文采用二层次模糊评价方法, 即先对各对 每个子系统进行一级模糊综合评价, 再把各子系统作为因素 进行二级模糊综合评价, 得出总体评价结果。其中隶属函数 采用升降半梯形和三角形函数确定。具体计算方法参见文献 [7 ]。采用层次分析法(AHP) 确定黄河流域地表水资源可再 生性的各指标权重(见表 1) , 即充分考虑专家知识经验, 根 据各指标之间的相对重要性确定判断矩阵, 并进行一致性检 验, 得到各指标的权重值[8 ]。其中, 自然再生水量是区域水资 源利用的主要来源。在区域水资源可再生系统中占主要地 位; 社会再生水是自然再生的延伸和必要补充, 其规模相对 较小, 对区域地表水资源再生系统贡献相对较低。 3 评价结果 3. 1 自然可再生性评价结果 根据一级模糊综合评价, 得到黄河流域地表水资源自然 可再生性评价向量及其评价结果如式 1。可见, 黄河流域地 表水资源自然可再生性最强的是龙羊峡以上, 较强的区域是 湟水流域、洮河流域、渭河流域和河龙干流区间, 北洛河流 域、龙三区间和三花区间属于较弱区域, 其它属于再生能力 中等区域。整个黄河流域相对而言属于再生能力最强。 É Ê Ë Ì Í 级别 区域 B 自然= 0. 482 0. 068 0. 3961 0. 0519 0 É 龙羊峡以上 0. 079 0. 0943 0. 5181 0. 2904 0 Ë 龙兰区间 0. 1217 0. 4173 0. 2518 0. 1282 0. 079 Ê 湟水流域 0. 079 0. 496 0. 4176 0. 0054 0 Ê 洮河流域 0 0 0. 4105 0. 3604 0. 2271 Ë 兰河区间 0 0. 0132 0. 6149 0. 1903 0. 1796 Ë 泾河流域 0 0. 0264 0. 2966 0. 4892 0. 1858 Ì 北洛河流域 (1) 0. 1592 0. 2941 0. 259 0. 2789 0. 0068 Ê 渭河流域 0. 0218 0. 3812 0. 2908 0. 2348 0. 0694 Ê 河龙区间 0 0. 0186 0. 6311 0. 2013 0. 147 Ë 汾河流域 0 0. 0522 0. 2772 0. 6142 0. 0544 Ì 龙三区间 0 0. 2441 0. 5634 0. 1905 0 Ë 伊洛河流域 0 0. 0527 0. 3806 0. 5647 0 Ì 三花区间 0 0. 041 0. 3124 0. 5316 0. 113 Ì 沁河流域 0 0. 1798 0. 6078 0. 19 0. 0204 Ë 黄河下游 0. 403 0 0. 3285 0. 2529 0. 0136 É 黄河流域 3. 2 社会可再生性评价结果 同样得到黄河流域各区域社会可再生性评价向量及其 评价结果如式 2。显然, 除了渭河流域和三花干流区间社会 再生性最强和较强, 龙羊峡以上、洮河流域、北洛河流域、河 龙、沁河和黄河下游则最弱, 其余属于中等或较弱水平。 3. 3 可再生性综合评价结果 根据二级模糊综合评价, 其结果如式 3, 龙羊峡以上综 合可再生性最强, 渭河流域、湟水流域、洮河流域和河龙干流 区间较强, 北洛河流域、沁河流域、三花干流区间和龙三干流 区间较弱, 其余可再生性中等。 3. 4 评价结果对比分析 为了检验评价的合理性, 我们又进行 TO PS IS 法评价, 其结果与模糊综合评价结果比较见表 3。 É Ê Ë Ì Í 级别 区域 B 社会= 0. 1025 0. 0775 0. 1398 0. 1971 0. 4818 Í 龙羊峡以上 0. 0123 0. 1633 0. 3047 0. 3999 0. 1198 Ë 龙兰区间 0. 0285 0. 1631 0. 1793 0. 4028 0. 2263 Ì 湟水流域 0. 0981 0. 2064 0. 0205 0. 2182 0. 4568 Í 洮河流域 0. 0946 0. 2404 0. 2717 0. 1694 0. 2239 Ë 兰河区间 0. 0133 0. 2862 0. 0592 0. 3404 0. 3009 Ì 泾河流域 0. 0458 0. 0833 0. 1612 0. 2129 0. 4968 Í 北洛河流域 0. 2545 0. 2468 0. 175 0. 1579 0. 1658 É 渭河流域 (2) 0. 1424 0. 2458 0. 0569 0. 2641 0. 2719 Í 河龙区间 0. 205 0. 2785 0. 2892 0. 1097 0. 1177 Ë 汾河流域 0. 1956 0. 1169 0. 2101 0. 3376 0. 1397 Ì 龙三区间 0. 1649 0. 1495 0. 3652 0. 1164 0. 204 Ë 伊洛河流域 0. 2071 0. 3241 0. 2194 0. 1315 0. 118 Ê 三花区间 0. 1154 0. 1927 0. 1496 0. 1447 0. 4064 Í 沁河流域 0. 1118 0. 1598 0. 1334 0. 1839 0. 4111 Í 黄河下游 0. 1486 0. 104 0. 342 0. 3105 0. 0949 Ë 黄河流域 É Ê Ë Ì Í 级别 区域 B 综合= 0. 3682 0. 0708 0. 3192 0. 0954 0. 1445 É 龙羊峡以上 0. 059 0. 115 0. 4541 0. 3233 0. 036 Ë 龙兰区间 0. 0937 0. 341 0. 2301 0. 2105 0. 1232 Ê 湟水流域 0. 0847 0. 4091 0. 2985 0. 0693 0. 137 Ê 洮河流域 0. 0284 0. 0721 0. 3688 0. 3031 0. 2262 Ë 兰河区间 0. 004 0. 0951 0. 4482 0. 2353 0. 216 Ë 泾河流域 0. 0138 0. 0434 0. 256 0. 4063 0. 2791 Ì 北洛河流域 0. 1878 0. 2799 0. 2338 0. 2426 0. 0545 Ê 渭河流域 (3) 0. 0579 0. 3406 0. 2206 0. 2436 0. 1301 Ê 河龙区间 0. 0615 0. 0965 0. 5285 0. 1738 0. 1382 Ë 汾河流域 0. 0587 0. 0716 0. 2571 0. 5312 0. 08 Ì 龙三区间 0. 0495 0. 2157 0. 504 0. 1683 0. 0612 Ë 伊洛河流域 0. 0621 0. 1341 0. 3322 0. 4348 0. 0354 Ì 三花区间 0. 0346 0. 0865 0. 2636 0. 4156 0. 201 Ì 沁河流域 0. 0335 0. 1738 0. 4655 0. 1882 0. 1376 Ë 黄河下游 0. 3267 0. 0312 0. 3326 0. 2702 0. 038 É 黄河流域 表 3 两种评价方法的结果对比 区域 模糊综合评价 TO PS IS 法 区域 模糊综合评价 TO PS IS 法 龙羊峡以上 É É 河龙区间 Ê Ë 龙兰区间 Ë Ë 汾河流域 Ë Ë 湟水流域 Ê Ê 龙三区间 Ì Ë 洮河流域 Ê Ê 伊洛河流域 Ë Ê 兰河区间 Ë Ì 三花区间 Ì Ë 泾河流域 Ë Ì 沁河流域 Ì Ë 北洛河流域 Ì Ì 黄河下游 Ë Ê 渭河流域 Ê Ê 黄河流域 É É 显然大多数区域的两种评价结果相同, 而且不同的区域 相差一个等级。主要产水区域如龙羊峡以上、湟水流域、洮河 流域和渭河流域等在两种评价方法中都是可再生性最强或 较强的区域, 北洛河流域是最弱的区域。 4 结 论 水资源可再生性评价是水资源利用与可再生性维持的 基础。本文从水资源自然再生和社会再生的角度, 选取 18 个 指标体系建立黄河流域地表水资源可再生性评价指标体系; ·184· 水 土 保 持 研 究 第 12 卷
第1期 李春晖等:黄河流域地表水资源可再生性模糊综合评价 85· 划分5级评价标准,采用AHP法确定权重最后利用二级模生能力中等区域。除了渭河流域和三花干流区间社会再生性 糊综合评价对各区域地表水资源可再生性进行评价。结果表最强和较强,龙羊峡以上、洮河流域、北洛河流域、河龙、沁河 明:主要产水区龙羊峡以上、湟水流域、洮河流域和渭河流域和黄河下游则最弱,其余属于中等或较弱水平。 可再生性较强,北洛河流域、泾河流域可再生性最弱。其中黄 由于水资源可再生性理论及其评价研究处于起步阶段, 河流域地表水资源自然可再生性最强的是龙羊峡以上,较强本文对流域地表水资源可再生性综合评价进行初步探索,其 的区域是湟水流域、洮河流域、渭河流域和河龙干流区间,北指标体系及其评价还需要进一步完善 洛河流域、龙三区间和三花区间属于较弱区域,其它属于 参考文献 [1 Sandra L Postel Hum an app rop raton of renew ab le fresh water[) Science, 1996, 271(9): 785-788 ]沈珍瑶,杨志峰,刘昌明水资源的天然可再生能力及其与更新速率之间的关系[}地理科学,2002,22(2):162-165 [3]杨志峰沈珍瑶,夏星辉,等水资源可再生性基本理论及其在黄河流域的应用[中国基础科学,-2002,(5):4-7 [4]曾维华,杨志峰,蒋勇水资源可再生能力刍议[]水科学进展,2001,12(2):276-279 [5]夏军,王中根,刘昌明黄河水资源可再生性问题及量化研究[地理学报,2003,58(4):534541 6]沈珍瑶,杨志峰黄河流域水资源可再生性评价指标体系与评价方法[]自然资源学报,202,17(2):188-197 7]沈珍瑶,杨志峰水资源的可再生性与可持续利用[J↓中国人口资源与环境,2002,12(5):77-78 [8]左其亭,吴泽宁基于风险的黄河流域水资源可再生性评价指标[J↓人民黄河,2003,25(1):38-40 [9]王莲芬层次分析法引论(第一版)M]北京:中国人民大学出版社,1990 [10]郑成德流域水资源丰富度评价的模糊综合评判[}地理学与国土研究,1998,14(1):42-46 (上接第181页) 复亲和力,再者注重沿河景观和游憩场所的设计,开发市民 (3)建立规范的公众参与制度,鼓励公众参与城市河流 休闲活动空间,为广州市民提供一个周末和假日游憩休闲的规划,成立公众监督小组。为规划决策者提供更全面的信息, 好处去。 避免决策失误 (4)总结。河流流域是具有层次结构和整体功能的复合 4)健全流溪河管理的法律制度,保障流溪河的综合规 系统,通过整个流域的整合开发,是实现经济社会可持续发划的具体实施。“法治”是实现河流可持续发展的必由之路。 展和解决水环境和诸多生态问题的最佳出路。 要紧尽快制定有关流域规划、流域管理以及公众参与等的系 文中根据流溪河的自然和社会环境现状,对其进行三区列法律。 段、不同功能的整合开发研究,将使得流溪河流域的水资源 整体功能得到开发 5结论 422流溪河科学管理机制 从发达国家治河经验和我国的河流管理存在的问题的 流溪河管理机制关系到流溪河整合开发的成效。建议如分析以及流溪河案例的应用研究可以看出:①科学的城市河 下 流管理依赖于综合的河流规划、科学的管理机制以及治河的 (1)建立流溪河流域水资源管理机构,协调沿河各镇和各生态工程技术。②综合的河流规划注重两个原则:以河流流 部门的利益需要。同时适应我国河流管理体制的特点,该管理域为单位的纵向规划原则和多目标统一的横向协调原则科 机枃要取得政府官员支持,使得沿河各镇有专人来进行河流学的河流管理机制包括统一的流域管理机构并取得政府部 管理工作,实现自然区划管理和行政区划管理的协调统一 门的支持,依靠科技进步,公众参与和法制保障。③上述得出 (2)建立流溪河的信息监控系统,依靠科技进步,应用现得城市河流科学管理的统一准则和规律,在应用研究中要有 代化的高科技信息系统进行水质变化过程的监测和预测,及所变通,有所侧重。以流溪河为例,其综合规划的基础资料分 时反馈,预防污染事故的发生。同时,城市河流综合治理必须析和规划目标有其自身的特点。④城市河流科学管理中的治 紧紧依靠科技进步,优先选用革新替代技术。 河工程技术方面本文并未多述,有待于进一步的研究 参考文献 ]宋庆辉、杨志峰对我国城市河流综合管理的思考[}水科学进展,2002,(5):377382 [2]山本昌宏河川环境行政⑦课题匕展望水环境学会志,1998,21(8):10-13 [3]陈家琦,王浩水资源学概论M↓北京中国水利水电出版社,1996177-204 [4]张雪松,郝芳华,杨帅英我国流域水资源管理问题与对策[J↓水利发展研究,2003,(4):20-21 [5]广州市政府广州市流溪河环保规划纲要[Z2003 [6]贺缠生,傅伯杰美国水资源政策演变及其启示[J}资源科学,1998,20(1):71-77 [7] Gerald E, Gallow ay, M. R iver basin m anagem ent in the 2lst century: B lend ing developm ent w ith econom ic, eco bgic, and cultural susta nability [J ]Water Internat onal, 1997, 22(2): 82-89 [8 A ssessment &w atershed Pro tectin D iv ision O ffice of wetlands, O ceans, and W atersheds US EPA. Watershed Protecton: a State de a pp roach[R 1995 9]韦保仁美国的流域保护方法[J↓环境科学进展,1998,6(6):56-60 91994-2009ChinaAcademicJOurmalElectronicPublishingHousealLrightsreservedhttp:// www.enkinet
划分 5 级评价标准, 采用AHP 法确定权重; 最后利用二级模 糊综合评价对各区域地表水资源可再生性进行评价。结果表 明: 主要产水区龙羊峡以上、湟水流域、洮河流域和渭河流域 可再生性较强, 北洛河流域、泾河流域可再生性最弱。其中黄 河流域地表水资源自然可再生性最强的是龙羊峡以上, 较强 的区域是湟水流域、洮河流域、渭河流域和河龙干流区间, 北 洛河流域、龙三区间和三花区间属于较弱区域, 其它属于再 生能力中等区域。除了渭河流域和三花干流区间社会再生性 最强和较强, 龙羊峡以上、洮河流域、北洛河流域、河龙、沁河 和黄河下游则最弱, 其余属于中等或较弱水平。 由于水资源可再生性理论及其评价研究处于起步阶段, 本文对流域地表水资源可再生性综合评价进行初步探索, 其 指标体系及其评价还需要进一步完善。 参考文献: [1 ] Sandra L Po stel. Hum an app rop riation of renew able fresh w ater[J ]. Science, 1996, 271 (9): 785- 788. [2 ] 沈珍瑶, 杨志峰, 刘昌明. 水资源的天然可再生能力及其与更新速率之间的关系[J ]. 地理科学, 2002, 22 (2): 162- 165. [3 ] 杨志峰, 沈珍瑶, 夏星辉, 等. 水资源可再生性基本理论及其在黄河流域的应用[J ]. 中国基础科学, 2002, (5): 4- 7. [4 ] 曾维华, 杨志峰, 蒋勇. 水资源可再生能力刍议[J ]. 水科学进展, 2001, 12 (2): 276- 279. [5 ] 夏军, 王中根, 刘昌明. 黄河水资源可再生性问题及量化研究[J ]. 地理学报, 2003, 58 (4): 534- 541. [6 ] 沈珍瑶, 杨志峰. 黄河流域水资源可再生性评价指标体系与评价方法[J ]. 自然资源学报, 2002, 17 (2): 188- 197. [7 ] 沈珍瑶, 杨志峰. 水资源的可再生性与可持续利用[J ]. 中国人口资源与环境, 2002, 12 (5): 77- 78. [8 ] 左其亭, 吴泽宁. 基于风险的黄河流域水资源可再生性评价指标[J ]. 人民黄河, 2003, 25 (1): 38- 40. [9 ] 王莲芬. 层次分析法引论(第一版) [M ]. 北京: 中国人民大学出版社, 1990. [10 ] 郑成德. 流域水资源丰富度评价的模糊综合评判[J ]. 地理学与国土研究, 1998, 14 (1): 42- 46. (上接第 181 页) 复亲和力; 再者注重沿河景观和游憩场所的设计, 开发市民 休闲活动空间, 为广州市民提供一个周末和假日游憩休闲的 好处去。 (4) 总结。河流流域是具有层次结构和整体功能的复合 系统, 通过整个流域的整合开发, 是实现经济社会可持续发 展和解决水环境和诸多生态问题的最佳出路。 文中根据流溪河的自然和社会环境现状, 对其进行三区 段、不同功能的整合开发研究, 将使得流溪河流域的水资源 整体功能得到开发。 4. 2. 2 流溪河科学管理机制 流溪河管理机制关系到流溪河整合开发的成效。建议如 下: (1) 建立流溪河流域水资源管理机构, 协调沿河各镇和各 部门的利益需要。同时适应我国河流管理体制的特点, 该管理 机构要取得政府官员支持, 使得沿河各镇有专人来进行河流 管理工作, 实现自然区划管理和行政区划管理的协调统一。 (2) 建立流溪河的信息监控系统, 依靠科技进步, 应用现 代化的高科技信息系统进行水质变化过程的监测和预测, 及 时反馈, 预防污染事故的发生。同时, 城市河流综合治理必须 紧紧依靠科技进步, 优先选用革新替代技术。 (3) 建立规范的公众参与制度, 鼓励公众参与城市河流 规划, 成立公众监督小组。为规划决策者提供更全面的信息, 避免决策失误。 (4) 健全流溪河管理的法律制度, 保障流溪河的综合规 划的具体实施。“法治”是实现河流可持续发展的必由之路。 要紧尽快制定有关流域规划、流域管理以及公众参与等的系 列法律。 5 结 论 从发达国家治河经验和我国的河流管理存在的问题的 分析以及流溪河案例的应用研究可以看出: ①科学的城市河 流管理依赖于综合的河流规划、科学的管理机制以及治河的 生态工程技术。②综合的河流规划注重两个原则: 以河流流 域为单位的纵向规划原则和多目标统一的横向协调原则; 科 学的河流管理机制包括: 统一的流域管理机构并取得政府部 门的支持, 依靠科技进步, 公众参与和法制保障。③上述得出 得城市河流科学管理的统一准则和规律, 在应用研究中要有 所变通, 有所侧重。以流溪河为例, 其综合规划的基础资料分 析和规划目标有其自身的特点。④城市河流科学管理中的治 河工程技术方面本文并未多述, 有待于进一步的研究。 参考文献: [1 ] 宋庆辉、杨志峰. 对我国城市河流综合管理的思考[J ]. 水科学进展, 2002, (5): 377- 382. [2 ] 山本昌宏. 河川环境行政の课题と展望[J ]. 水环境学会志, 1998, 21 (8): 10- 13. [3 ] 陈家琦, 王浩. 水资源学概论[M ]. 北京: 中国水利水电出版社, 1996. 177- 204. [4 ] 张雪松, 郝芳华, 杨帅英. 我国流域水资源管理问题与对策[J ]. 水利发展研究, 2003, (4): 20- 21. [5 ] 广州市政府. 广州市流溪河环保规划纲要[Z ]. 2003. [6 ] 贺缠生, 傅伯杰. 美国水资源政策演变及其启示[J ]. 资源科学, 1998, 20 (1): 71- 77. [7 ] Gerald E, Gallow ay,M. R iver basin m anagem ent in the21st century:B lending developm ent w ith econom ic, eco logic, and cultural sustainability [J ]. W ater International, 1997, 22 (2): 82- 89. [ 8 ] A ssessm ent & W atershed P ro tection D ivision O ffice of W etlands, O ceans, and W atersheds U S EPA. W atershed P ro tection: a Statew ide App roach [R ]. 1995. [9 ] 韦保仁. 美国的流域保护方法[J ]. 环境科学进展, 1998, 6 (6): 56- 60. 第 1 期 李春晖等: 黄河流域地表水资源可再生性模糊综合评价 ·185·