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基于 NXAU-U的四川省水生态文明评价谢志富

'四川省西昌水文水资源勘测局!四川 西昌!LFOEEE(

!摘!要"!四川省水生态文明格局不容乐观!加强水环境保护与提升水源涵养能力是应有之举# 本文参考压力U

状态U响应'B/((概念框架!构建了由 DK 个指标组成的水生态文明评价指标体系!采用 S4B/@/ 方法对水生态文明

进行量化评价# 结果表明+监测期内四川省水生态压力趋于增加!水环境质量呈恶化趋势!水生态响应有所改善#

反映出经济社会发展与水生态涵养能力"水环境维护力度不相一致的问题#

!关键词"!水生态文明&S4B/@/&四川省& B/(模型

中图分类号# NO$"%%%%文献标志码# C%%%%文章编号# "#'()#*+*$"#*,%#$)#+')#G

Y8>0?>34B2B2U496?>2E>31719B0B549>0948404Q>34B2=>;1FB2NXAU-U

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D1< EB7F;! >&2*+*56869%5&85%)%8%?&2%6'% S4B/@/% /%5-#&' B+6)%'5*% B/(36<*8

!!关于水生态文明评价的研究#学者们主要依据生

态安全评价的框架和方法#其目的在于对区域水环境

生态系统的完整性以及对各种风险下维持其健康的可

持续能力的识别和研判#以测评水生态环境质量的优

劣程度#达到洞察水生态安全格局"防控不安全因素的

目的#对区域水生态安全的维护具有重要意义& 国内

外学者就评价理论"评价模型"评价方法"指标体系等

知识群组进行了深入探讨& 在评价理论上主要围绕水

生态风险与生态健康评估"水环境生态服务功能与水

生态承载力分析"水生态预警与预测等方面展开工作#

并构建了如B/(+压力U状态U响应,"hB/@(+驱动力U压

力U状态U影响U响应,"hB/iiZ+驱动力U压力U状态U暴

露U影响U响应,"/h@+状态U胁迫U免疫,"ZcB"景观生态

等经典评价模型#采取了单一评价和复合评价等多种

评价方法#而建立的指标系统则因模型体系"评价测度

和实际可操作性的差异而不具有明显的可比性& 目

前#水生态文明评价研究纷繁混杂#各种理论方法交织

运用#但其概念框架日臻完善#具有系统的可操作性方

法逐渐增多&

本文以四川省为例#采用经典的 B/(+B+*11#+*U

()#(

/2&2*U(*176'1*,概念框架建立评价指标系统水生态文

明诊断模型#采用 S4B/@/+S*5-'%C#*.6+4+<*+B+*.*+U

*'5*=0/%3%8&+%2026&' @<*&8/68#2%6' ,评价方法#旨在

研究四川省水生态文明演变趋势#以期为区域生态规

划与水环境管理提供决策参考&

*%研究区概况

四川位于中国西南腹地核心地带#东临巴巫"西靠

青藏高原"北依秦巴山系"南连云贵高原#面积达 KNML

万 A3

D

& 区域位于中纬度地带#受信风带和大陆高压

控制#形成了亚热带湿润季风性气候#冬夏分明#春秋

短促#雨热同期#年均温 FGMDe#平均降水量为 FEEE f

FHEE33#大于 FEe的积温介于 KOEE fLEEEe#无霜期

DNE fHHE<& 地貌类型为盆地"小平原"浅丘#地势周高

中低#山地海拔介于 FEEE fHEEE3#面积约占 HNMKLJ&

中部平原区较为平坦#高程介于 DEE fGOE3#分布面积

FL 万 A3

D

& 区域水系发达#径流量大#为长江主干道#

发育有嘉陵江"大渡河等一级支流#水资源居于全国前

列& 该地基于页岩和石灰岩地层发育形成红层盆地#

富含钙"磷"钾等营养元素#形成典型的紫色土分布区#

土壤肥沃& 区域农业发达#以种植水稻"油菜"玉米"土

豆"甘蔗等为主#熟制为一年两熟&

"%研究数据源与研究方法

DMF!数据源与处理平台

本研究以统计数据为支撑& 鉴于统计口径多样#

采用)中国统计年鉴*+DEEF1DEFL,")四川统计年鉴*

+DEEF1DEFL,")四川省水资源公报* +DEEE1DEFL,数

据源#从中获取相关的指标数据#数据时间跨度为

DEEE1DEFL 年共 FG 年& 基本数据处理"指标数据归一

化"指标权重计算"S4B/@/ 合成等在 iT5*8DEFL 中

进行&

DMD!四川省水生态文明评价指标体系构建

水生态文明评价关键在于建立科学的评价指标体

系& 区域水生态文明的反映具有多维性"结构性"复杂

性等特点#指标体系不仅要能体现区域水禀赋和水生

态现状#还要能反映人类活动与水环境之间的关系&

应用B/(模型描述人与水环境之间关系机理#将区域

水生态文明指标因子划分为压力"状态"响应 H 个类

别#从这 H 个方面确立生态安全各项指标#可以深刻地

解析现代强烈人为活动对水生态环境的驱动影响#从

不同角度理解各生态因子间作用与反馈机制#剖析自

然"经济"社会与水环境系统间相互作用的机理& 在对

四川省人口"经济"水资源"水环境质量"水生态压力等

要素进行系统分析的基础上#依据B/(概念框架#遵循

科学性"完整性"实用性"可操作性的原则#选取以下指

标#构建四川省生态安全评价指标体系#见表 F&

DMH!基于S4B/@/的评价方法

S4B/@/是一种多目标决策分析#通过检测评价对

象与最优解"最劣解之间的距离#对目标变量单调性排

序& 本研究中目标变量数 & 个为研究时域+DEEE1

DEFL 年#& mFG,#9属性为其 DK 项指标#表示 DK 个指

标因子#则矩阵>m-B

02

.

&B9

>H

B

FF

B

FD

2 B

F9

B

DF

B

DD

2 B

D9

3 3 3

B

&F

B

&D

2 B

&9

!!其中0mF#D#2#&# 2mF#D#2#9& 变量各维指标

分属不同量纲#采用极差法进行归一化处理#同时#为

增强数据平滑度#特运用如下公式!

B

02

HEMF J

EMN+B

02

PB

2

,

B

3&T2

PB

3%'2

!正向属性

B

02

HEMF J

EMN+B

3&T2

PB

02

,

B

3&T2

PB

3%'2

!

负向属性

式中B

3&T2

和B

3%'2

分别为矩阵各维中最大值和最小值#由

此得到标准化矩阵*H-*

02

.

&B9

&在标准化矩阵中可找

出每项指标中的最大值*

3&T2

和最小值*

3%'2

#分别代表各

维的最理想值和最差值#则四川省水生态文明指数 =

度量如下!

=

0

H*

P

0

K+*

P

0

J*

J

0

,!+0HF#D#2#&,

(*$(

*

J

0

H

'

9

2HF

U+*

02

P*

3&T2

,

槡D

*

P

0

H

'

9

2HF

U+*

02

P*

3%'2

,

槡

D

式中U为目标变量各维属性的权重#其计算过程参考

程启月的研究成果#权重列表见表 F& 为了便于直观

评价#依据等分法原理#将其分为 O 级!-E#EMD,为不和

谐#-EMD#EMK , 为较不和谐# - EMK# EML , 基本和谐#

-EML#EMN,为较和谐#-EMN#F.为和谐#指数越大"级别

越高#表明水生态文明越好&

表 *% 四 川 省 生 态 安 全 评 价 指 标 体 系

目!标 子 系 统 准!!则 指!!标 指标解析 权!重 指标性质

四川省土地

生态安全

压力+EMHOOK,

状态+EMHDOI,

响应+EMHFNG,

人口压力

社会经济压力

水资源环境压力

环境状态

土地利用状态

社会经济响应

水环境建设响应

人口自然增长率QY 表征人口增长压力 EMEHOE 负

人口密度Q+人QA3

D

, 表征人口承载压力 EMEONI 负

城市化水平QJ 表征城市扩张压力 EMEHFF 负

产值水能耗Q+3

H

Q万元, 表征经济运行压力 EMEDFL 负

农业用水结构比QJ 表征农业用水压力 EMEKII 负

人均用水量Q+3

H

Q人, 表征生活用水压力 EMEGEO 负

土地污水负荷Q+2QA3

D

, 表征水污染压力 EMEKDK 负

工业需水结构比QJ 表征工业用水压力 EMEKLE 负

森林覆盖率QJ 表征土地覆被状态 EMELNI 正

自然灾害面积比QJ 表征土地成灾状况 EMEFIK 负

水土协调度QJ 表征土地协调状况 EMEHLO 正

水资源总量Q+亿3

H

, 表征水资源状态 EMEOFH 正

降水量Q33 表征水源补给状况 EMEDID 正

水土流失面积比QJ 表征水土涵养状况 EMEHOF 正

区域污径比QJ 表征河段水污染状况 EMEKED 负

水域面积比QJ 表征水域面积状况 EMEKOH 正

保护区面积率QJ 表征生态维护水平 EMEOIN 正

环境污染治理投资占;hB比重QJ 表征环保重视程度 EMEHGG 正

节水器普及率QJ 表征维护水生态科技水平 EMEHNE 正

河口排污监控率QJ 表征水污染监测水平 EMEDDO 正

入河污染物达标率QJ 表征污水处理力度 EMEKFK 正

水土保持治理率QJ 表征水土流失治理水平 EMEKGH 正

工业废水排放达标率QJ 表征污染治理水平 EMEDFG 正

工业固体废物综合处理率QJ 表征废物处理水平 EMEOEH 正

!注!正指标即指标数值越大#生态越安全#负指标则相反

+%结果与分析

HMF!水生态文明压力分析

依据前述方法#得到 DEEE1DEFL 年四川省水生态

文明各项指数+见表 D,#并以评价标准进行等级划分&

鉴于压力系统为负向指标#根据归一化方法可知#压力

指数越大#表明承受压力越小#水生态文明越和谐& 分

析发现#DEEE1DEFL 年全省水生态文明压力系统指数

呈降低趋势#由 DEEE 年的 EMNFGH#波动降低至 DEFL 年

的 EMDFHE#相应地#其和谐等级由较和谐降低至基本和

谐#再至较不和谐& 其原因主要是区域内处于城镇化"

工业化迅速发展期#城市扩展占用不少水域#同时工业

用水"农业用水"生活需水量呈线性增加&

(!$(

谢志富Q基于S4B/@/的四川省水生态文明评价!!!!!! !!!!

表 "% *''()"#"# 年 四 川 省 水 生 态 文 明 评 价 与 预 测 结 果

年份压!力!系!统 状!态!系!统 响!应!系!统 土 地 生 态 系 统

和谐指数 和谐等级 和谐指数 和谐等级 和谐指数 和谐等级 和谐指数 和谐等级

DEEE EMNFGH 较和谐 EMIELK 和谐 EMHLOD 较不和谐 EMGEDH 较和谐

DEEF EMGNGD 较和谐 EMIEFF 和谐 EMHGNK 较不和谐 EMLIKE 较和谐

DEED EMGOOG 较和谐 EMNNIF 和谐 EMKGNE 基本和谐 EMGFEG 较和谐

DEEH EMGHOD 较和谐 EMNGON 和谐 EMKILH 基本和谐 EMGEKI 较和谐

DEEK EMGEOF 较和谐 EMNLFH 和谐 EMOGNO 基本和谐 EMGFOG 较和谐

DEEO EMLGKN 较和谐 EMNKGI 和谐 EMONEH 基本和谐 EMGEFF 较和谐

DEEL EMLOHE 较和谐 EMNEEN 和谐 EMOIDK 基本和谐 EMLNFN 较和谐

DEEG EMOKLH 基本和谐 EMGOEI 较不和谐 EMONOH 基本和谐 EMLDOK 较和谐

DEEN EMKKOF 基本和谐 EMGFDG 较不和谐 EMLFLH 较和谐 EMONLI 基本和谐

DEEI EMHHKH 较不和谐 EMLNDK 较不和谐 EMLHDD 较和谐 EMOKDG 基本和谐

DEFE EMDNEI 较不和谐 EMLFOF 较不和谐 EMLGNN 较和谐 EMOFLL 基本和谐

DEFF EMHFNE 较不和谐 EMLEHK 较不和谐 EMLNGF 较和谐 EMODNL 基本和谐

DEFD EMHFGG 较不和谐 EMOGNI 基本和谐 EMLGDN 较和谐 EMOFLE 基本和谐

DEFH EMHENH 较不和谐 EMKOKN 基本和谐 EMLIGI 较和谐 EMKNED 基本和谐

DEFK EMDGKF 较不和谐 EMKEDD 基本和谐 EMGDFG 较和谐 EMKONO 基本和谐

DEFO EMDFDO 较不和谐 EMHEOL 较不和谐 EMGDHL 较和谐 EMKEOG 基本和谐

DEFL EMDFHE 较不和谐 EMDKDN 较不和谐 EMGHON 较和谐 EMHNIH 较不和谐

HMD!水生态文明状态分析

状态系统主要反映了四川省水资源环境质量本底

基础& 经测算#DEEE1DEFL 年#全省森林覆盖率有所增

加#这为水源涵养提供了环境保障#然而水土协调"水

土流失面积"区域污泾比等负向要素呈恶化态势#另外

水资源总量表现出减少特征'而自然灾害面积比"降水

量等年际波动性大& 综合计算表明#这 FG 年间#全省

水生态文明状态表现出阶段性特征#状态指数由 DEEE

年 EMIELK 降低至 DEEG 年的 EMGOEI#于 DEFH 年仅为

EMKOKN#DEFL 年更是仅有 EMDKDN& 相应地#状态系统

和谐等级由和谐演变至基本和谐乃至较不和谐&

HMH!水生态文明响应分析

近年来环境问题备受关注#水环境质量维护的力

度逐步加大& 由表 D 可知#研究区水生态文明响应系

统指数呈增加趋势#由 DEEE 年的 EMHLOD 升高至 DEEK

年的 EMOGNO#再经 DEFH 年的 EMLIGI#升高至 DEFL 年的

EMGHON#响应系统和谐等级由较不和谐演变至基本和

谐"和谐的水平&

HMK!水生态文明综合分析

受压力"状态"响应三维要素综合影响#四川省水

生态文明指数呈有序变化& 其中 DEEE 年的最高#为

EMGEDH#达到较和谐等级#并且直到 DEEG 年虽然指数

有所降低#但仍稳定于这一水准#表明该阶段全省水生

态文明状况较好& 经过多位要素量变#在 DEEN 年全省

水生态文明指数降低至 EML 以下#在 DEEN1DEFO 年的

N 年间人与水之间关系处于基本和谐水平& 而在 DEFL

年四川省水生态文明指数低至 EMHNIH#达到较不和谐

水平& 纵观 FG 年来的演变趋势可知#全省水生态文明

不容乐观#人与水之间格局严峻&

G%结%语

基于 B/(概念框架结合 S4B/@/ 方法#对四川省

DEEE1DEFL 年水生态文明进行动态综合评价#得到其

演变特征!较和谐1基本和谐1较不和谐#区域水生态

形势严峻#评价结果符合区域实情& 从压力"状态"响

应系统来看#除了响应方面呈稳步提 &下转第 DK 页'

("$(

DMO!沿河取排水口水量

在二道闸至海河闸区间河段内#海河沿河两岸均

有大型企业的取排水口与海河产生水量交换#其中包

括大沽化工厂"天津碱厂等& 这些大型企业设专用引

排水泵站#生产用水后产生入河排水量#因监测及调查

的力度不够#排水量不详&

+%结论及建议

通过水量监测分析可知#在海河下游河段参与水

量平衡计算的各工程的水文水资源监测控制能力不

足#仅海河闸"二道闸能够提供精度较高的监测数据作

为水量平衡计算依据#新港船闸为分析推求数据#区间

较大的二级河道仅可取得调查数据#其他小型河渠及

沿河两岸均有大型企业的取排水口但无监测数据#以

此来准确计算下游段水量及入海实际水量缺乏依据&

为了更好监测对海河入海水量进行监测#做好水量的

平衡分析#算清水账#提出以下几点建议!

>M组织监测队伍依据)水文巡测规范*开展对区

间内黑猪河"马场减河"中心桥引河"粮油引河+新河东

干渠,等汇入河流的水量监测&

=M推动涉水工程水文信息的报送& 由工程管理

部门提供工程运行情况#如闸门+含开闭孔数"启闭高

度"启闭时间"流态等,"泵站+含开闭台数"开机时间"电

功率等,运行信息#为水文巡测及调查提供必要条件&

9M开展新港船闸入海水量的监测与研究#取得及

时可靠的入海水量资料&

FM加强海河两岸大型企业的取排水口的管控#要

求企业定期上报引排水量资料#并保证汇入水量计量

的准确性&

G%结%语

通过对海河入海水量的分析#海河二道闸与海河

闸之间入流水量和入海水量+出流,存在较大差异#反

映出当前监控能力的不足& 经水量监测分析#查找出

了问题产生的原因#提出相应的合理化建议#对提升水

文水资源监测能力及水平#为工程建设管理部门提供

及时"准确的水文信息资料#为天津市水文服务工作提

供重要依据&

!

参考文献

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册-/.:DEEN:DEFH:DEFK:DEFO:

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""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""

:DEEN:

&上接第 KD 页' 高#全省水生态压力十分沉重"水生态

环境不断遭受破坏#这对研究区域水生态建设规划实

践具有宏观指导意义#在未来时期#应注重经济社会发

展与水生态涵养能力"水环境维护力度同步&

!

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