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摘要:

以PSR模型和“五水共治”治水模式為基礎，從治污、防洪、排澇、供水、節水和社會經濟6個方面選擇指標，建立城市水生態安全評價指標體系，對城市水生態安全狀況進行定量分析。采用專家評分的層次分析法對評價指標賦權，采用綜合指數法對臨海市水生態安全狀況進行綜合計算;最后根據計算結果評價臨海市水生態安全狀況。結果表明，臨海市水生態安全狀況隨“五水共治”治水模式的推進逐漸得到改善。

關鍵詞:

水生態安全;PSR模型;層次分析法;綜合指數法;五水共治;臨海市

水是人類社會生態和發展不可缺少、不可替代的自然資源，也是一種寶貴的戰略資源。水資源作為生命之源、生產之要、生態之基［1］，水生態安全已經成為21世紀社會經濟發展的制約因素之一［2］。水生態安全問題的研究從20世紀70年代開始起步，直到目前，大多數研究仍集中于對其概念和內涵的討論，也有學者開始對水安全問題進行定量評價，如英國生態與水文中心提出了由資源、途徑、利用、能力和環境5個分指數組成的水貧困指數(WPI)來反映水資源短缺對人類的影響［3-4］;夏軍等［5］構建了水資源承載力的平衡指數(IWSD)來分析流域水資源安全的程度;韓宇平等［6］應用多層次多目標決策和模糊優選理論建立了區域水安全評價的模糊優選模型，并結合多層次的水安全評價指標體系對我國部分省級行政區進行水安全狀況評價;張巧顯等［7］從生命安全、經濟安全、生態安全等6方面選取了一些指標對中國水安全問題進行研究。

浙江省提出的“五水共治”，突破了傳統“就水論水”的思路，體現了水科學的多學科與多部門特征，對保障城市水生態安全具有積極意義。該模式從治污、防洪、排澇、供水、節水以及社會經濟幾方面對評價體系進行綜合考慮，更具有全面性、科學性和前瞻性。本文基于這一治水模式，利用“壓力-狀態-響應(PSR)”框架模型并結合“五水共治”的治水模式建立城市水生態安全評價指標體系，對“五水共治”治水模式下的臨海市水生態安全狀況進行評價，旨在給區域水生態安全提升提供一個新的思路。

1城市水生態安全評價方法

1．1建立評價指標體系城市水生態安全系統是一個復雜的系統［7-8］，它的構建既要考慮社會經濟發展對水的需求的功利性目標，又要考慮實現水環境自身及其周邊環境系統功能和諧的理性目標，達到健康、可持續、循環利用的水生態狀態。而“五水共治”模式下的水生態安全系統能夠反映“治污、排澇、防洪、供水、節水”和社會經濟幾個方面的綜合作用。為了達到這個目的，筆者以PSR模型［9］為基礎構建評價指標體系。城市水生態安全狀態可以用壓力指標、狀態指標和響應指標來表現。隨著經濟的不斷發展和人口的不斷增多，水生態安全系統的壓力也不斷增大。這種壓力影響著水生態安全系統的狀態，水生態安全系統將這種狀態反饋給人類社會，人類社會將做出響應。根據PSR模型，結合“五水共治”的內涵，筆者從治污、防洪、排澇、供水、節水和社會經濟6個方面構建城市水生態安全評價體系［9-10］，分目標層、準則層和指標層來描述“五水共治”下的臨海市水生態安全，具體見表1。

1．2歸一化處理指標值采用線性比例變換的方法對各指標層指標值進行歸一化處理，得到無量綱指數。

1．3確定系統及指標權重根據Saaty［12］于1980年提出的層次分析法(AHP法)，通過專家打分，同時參考相關水生態安全評價的資料，對各個系統層以及每個系統層中的各個指標進行重要性標度的評判，從而得到各系統層、各系統層中各個指標的相對重要性矩陣［13］。

1．4計算子系統安全指數各子系統的安全指數是根據系統內各指標的歸一化數值及其權重的乘積加權計算得到的［14］。子系統安全指數計算公式為

1．5綜合安全指數計算綜合安全指數指根據各個子系統的安全指數與其權重的乘積加權計算得到的值。

2應用實例

臨海市地處浙江省東南沿海，地理位置界于北緯28°40'～29°04'，東經120°49'～121°41'之間。東瀕東海，南接臺州市椒江區和黃巖區，西連仙居縣，北與天臺縣、三門縣相毗鄰。當前臨海市水生態安全狀況不容樂觀，主要表現為:水體質量較差，水資源分布和利用格局不平衡，開發程度不高，部分地區管網漏損率高，節水指標與國內外先進水平差距較大，現有水系格局不滿足防洪排澇要求等。基于此現狀，“五水共治”在截污減排、水資源保障、水系綜合整治等方面均提出了相關規劃，分近中遠期實施。根據建立的評價模型，臨海市隨著“五水共治”的實施，達到各階段的規劃目標，更好地提高水生態安全服務，體現規劃的合理性與科學性。

2．1數據計算以《臨海市“五水共治”綜合規劃》中的規劃目標為基礎進行計算，采用打分制的數據均為5分制。經過歸一化的各指標數據及各子系統安全指數見表2～3。2．2評價結果將各子系統安全指數及臨海市水生態安全指數的變化表示出來，見圖1和圖2。對臨海市水生態安全指數與各指標的相關性進行分析，相關系數見圖3。由圖1和圖2可以看出，從現狀年到遠期規劃年，臨海市的子系統安全指數及水生態安全系統安全指數基本呈上升趨勢。現狀條件下，臨海市水生態安全狀況一般，與規劃期相比相差較大。其制約因素主要有排澇和供水兩方面，說明當前臨海市的排澇標準較低，供水能力不能滿足需水要求。各子系統間相互制約，相互作用，共同對水生態系統產生影響。從現狀年2013年到遠期規劃年2030年，隨著“五水共治”治水模式的推進與深化，各項指標逐步達到國家相關規定或標準，近、中、遠期臨海市的水生態安全狀況將逐步得到改善。由圖3可以看出，除人口密度外，其他指標均與臨海市水生態安全指數具有較強的相關性。其中COD排放總量、NH3-N排放總量、城區生活污水處理率、規模化畜禽養殖廢水治理率、萬元GDP用水量、灌溉水利用系數、節水器具普及率、管網損失率、公共環保意識和人均GDP與水生態安全指數的相關性高達0.95，說明這些指標對水生態安全系統影響較大。因此，要提升臨海市水生態安全，可以從COD排放量、NH3-N排放總量等這些與水生態安全指數相關性較高的指標入手。

3結論

基于PSR模型和“五水共治”理念，構建了“五水共治”治水模式下的城市水生態安全評價體系，并將其應用于臨海市水生態安全評價中。與基于普通治水模式的評價體系相比，“五水共治”治水模式下的城市水生態安全評價體系具有一定的科學性和前瞻性，評價結果能較為全面、客觀地描述在“五水共治”治水模式下臨海市的水生態安全變化趨勢。評價結果表明:①目前臨海市水生態安全狀況一般，主要受排澇標準較低以及供水不能滿足需求這兩方面的影響。②隨著“五水共治”治水模式的推進與深入實施，臨海市水生態安全狀態從現狀年2013年到遠期規劃年2030年將得到較大提升，各子系統的安全程度均得到了一定程度上的改善。③提升臨海市水生態安全可以從COD排放量、NH3-N排放總量等與水生態安全系統相關性較高的指標入手。④“五水”之間是相互作用、相互促進的，在“五水共治”的治水模式下，治污、防洪、排澇、供水、節水等方面均得到了顯著改善，帶動了整個臨海市水生態系統安全狀態的提升，將臨海市水生態文明建設推向了一個新的高度。

作者：王繄瑋 陳星 朱琰 熊雪珍 盧婉瑩 單位：河海大學水文水資源學院