水資源承載力對(duì)城市水環(huán)境的影響探究

姚青梅，周 潔

（湖北省荊門市水文水資源勘測局，湖北 荊門 448002）

水是人類生存和經(jīng)濟(jì)建設(shè)最基本的環(huán)境要素，隨著城市化進(jìn)程的加快，城市活動(dòng)對(duì)水環(huán)境的影響越來越大，直接影響到水資源的承載能力。因此，研究環(huán)境承載力是當(dāng)前城市發(fā)展的重要工作之一。水資源承載能力是一個(gè)長期的、動(dòng)態(tài)的現(xiàn)象，常被用來描述人類生活生產(chǎn)等活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的耐受極限。目前水資源承載力的研究方法主要是系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法。本文結(jié)合水資源承載能力內(nèi)涵及計(jì)算方法，分析研究水資源承載能力對(duì)城市水環(huán)境的影響。

1 水資源承載力概念

水資源承載力是承載力概念在水資源領(lǐng)域的應(yīng)用，是繼土地承載力后在資源承載力方面研究最多的的內(nèi)容。其主要的資源配置包括水資源可利用量、水資源承載目標(biāo)，即主體與客體。水資源可利用量包括地下水資源可利用量、地下水資源可開采量，體現(xiàn)了水資源可開發(fā)利用的程度；水資源承載目標(biāo)包括經(jīng)濟(jì)社會(huì)關(guān)系、生態(tài)環(huán)境關(guān)系，體現(xiàn)力水資源承載客體的水平。綜合以上兩方面對(duì)水資源承載力進(jìn)行研究計(jì)算。國際上關(guān)于水資源承載力的研究始于20世紀(jì)80年代，許多學(xué)者根據(jù)各自的認(rèn)識(shí)提出了對(duì)水資源承載力的不同見解。最為著名、也被廣泛應(yīng)用的水資源承載力概念是指在某種特定狀態(tài)或條件下，水環(huán)境自我維持、自我調(diào)節(jié)，并保證水環(huán)境功能可持續(xù)正常發(fā)揮時(shí)所能夠支撐的社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的人口與經(jīng)濟(jì)的最大規(guī)模[1]。

2 水資源承載力指標(biāo)

結(jié)合當(dāng)前對(duì)于水資源承載力的研究，水資源承載能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的確立主要?dú)w結(jié)為2類。

（1）基于水資源供需平衡的評(píng)價(jià)體系。該指標(biāo)可以被用于反映某一區(qū)域水資源的實(shí)際供需情況，但對(duì)于該區(qū)域的水資源系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對(duì)其水資源承載能力的影響缺乏實(shí)際參考價(jià)值。

（2）從人口數(shù)量、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、地下水埋深及水量、降雨量等角度構(gòu)建的評(píng)價(jià)體系。該類指標(biāo)解決了第一類指標(biāo)存在的問題，不僅能夠準(zhǔn)確、全面地反映出區(qū)域水資源的供需狀況，對(duì)區(qū)域水資源承載能力受社會(huì)活動(dòng)影響的程度也能夠進(jìn)行有效計(jì)算[2]。水資源承載水平指標(biāo)體系見圖1。

圖1 水資源承載水平指標(biāo)體系

3 水資源承載力計(jì)算

對(duì)于水資源承載力的計(jì)算主要是通過對(duì)水資源受影響范圍內(nèi)的主、客體因素進(jìn)行耦合量化，從而計(jì)算出某一區(qū)域水資源對(duì)其經(jīng)濟(jì)和人口總量的最大支撐能力。計(jì)算過程中需要著重考慮3個(gè)部分：產(chǎn)業(yè)發(fā)展的可利用水資源量、生活用水量和河道外生態(tài)需水量[3]。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展的可利用水資源量采用下式計(jì)算：

式中：Wz為包括本地水資源和外調(diào)水在內(nèi)的可利用水資源總量；We為生態(tài)環(huán)境需水量（不含河道水），一般情況下可利用預(yù)測生態(tài)需水量的方法獲??；Ws為生活用水量[4]。

結(jié)合相應(yīng)的行業(yè)發(fā)展規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和用水定額指標(biāo)可得出不同承載水平下相應(yīng)的單位GDP綜合用水量：

式中：Cw為某一承載水平下單位GDP用水量；Ki為各行業(yè)增加值占GDP的比例；Ei為用水定額[5]。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展的可利用水量和單位GDP用水量可以利用可承載的經(jīng)濟(jì)規(guī)模進(jìn)行推求：

式中：Ei為區(qū)域可承載的經(jīng)濟(jì)規(guī)模；Wv為可用于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的水資源利用量[5]。

根據(jù)可承載總經(jīng)濟(jì)規(guī)模和人均GDP水平得到相應(yīng)的承載人口計(jì)算公式（4）：

式中：P為區(qū)域可承載的人口規(guī)模；Vp為某一承載水平下的人均GDP[5]。

4 水資源承載力對(duì)城市水環(huán)境的影響

水資源承載力意味著該城市發(fā)展過程中水環(huán)境可以承受影響的能力。水資源承載力越大，可以接納的城市活動(dòng)的影響越強(qiáng)，反之則會(huì)限制城市發(fā)展進(jìn)程。城市的快速發(fā)展，也使得城市生產(chǎn)生活活動(dòng)越來越強(qiáng)烈，對(duì)水資源的影響不斷增大，持續(xù)降低水資源的承載能力。因此，如何在城市發(fā)展中產(chǎn)生的高強(qiáng)度生活生產(chǎn)活動(dòng)影響下保證城市水資源不超過水環(huán)境承載能力范圍十分重要。

（1）水資源的有限性。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，城市發(fā)生了翻天覆地的變化。城市人口集中、土地利用性質(zhì)的改變、建筑物增加、道路及地下水管網(wǎng)建設(shè)使下墊面不透水面積增大等，直接改變了當(dāng)?shù)氐乇砗偷叵聫搅餍螒B(tài)。另外，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源的需求量也在不斷增大，廢污水相應(yīng)增多，從而對(duì)水環(huán)境的各個(gè)方面都產(chǎn)生了一定的影響[6]?；谝陨献兓瑢?duì)某一城市區(qū)域而言，在不受外界因素影響的條件下，自然狀態(tài)下水資源的總量與質(zhì)量基本維持穩(wěn)定狀態(tài)，水資源和水環(huán)境的承載能力也是客觀的、有限的，在規(guī)劃城市發(fā)展的實(shí)際工作中，應(yīng)著重考慮該城市內(nèi)有限的水資源承載能力，保證城市建設(shè)中的生態(tài)發(fā)展平衡。

（2）水環(huán)境的可變性。人類活動(dòng)的存在，使得水資源在人類社會(huì)與自然界中產(chǎn)生了循環(huán)作用，構(gòu)成了“自然——經(jīng)濟(jì)——社會(huì)”的大系統(tǒng)。由于受到城市建設(shè)及社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)不斷地?cái)_動(dòng)，水資源的水量和水質(zhì)也發(fā)生了很大變化，破壞了水資源的自然屬性，導(dǎo)致水資源承載能力的變化。

（3）承載力的可干預(yù)性。由于水資源和水環(huán)境承載能力的有限性和可變性，使得其具有了可干預(yù)性。即可以通過改變?nèi)祟惖幕顒?dòng)方式，調(diào)整人類活動(dòng)的強(qiáng)度，以改變水資源和水環(huán)境的承載能力，使之朝著有利于人類的方向發(fā)展。

因此，在城市發(fā)展建設(shè)中，應(yīng)以水資源承載能力為參考，規(guī)范城市建設(shè)活動(dòng)，將各種社會(huì)活動(dòng)以及生活所產(chǎn)生的影響限制在水資源承載能力可以承受的允許范圍之內(nèi)，保障水資源的合理開發(fā)利用。與此同時(shí)，還必須考慮生態(tài)環(huán)境需水量，保障生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。其中不僅包括常規(guī)水資源，也包含了非常規(guī)水資源的開發(fā)利用，主要如資源化的雨洪、淡化的海水、處理回用的污水等水資源；對(duì)于嚴(yán)重缺水的一些地區(qū)，經(jīng)過嚴(yán)格規(guī)劃，可在確保合理利用本地水資源的前提下對(duì)其進(jìn)行在空間上的優(yōu)化配置，如跨流域調(diào)水等措施，更大程度滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r對(duì)于水資源條件的需求[7]。

5 結(jié)語

水資源的承載能力是人與自然相互協(xié)調(diào)發(fā)展的一個(gè)“警示閾值”，對(duì)實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用及水環(huán)境循環(huán)發(fā)展有著重要意義。目前我國人們的節(jié)水意識(shí)淡薄，節(jié)水潛力很大，有關(guān)資料表明，我國約有20%～30%的節(jié)水能力，有必要利用行政、科技、法律、經(jīng)濟(jì)等手段增強(qiáng)社會(huì)節(jié)水意識(shí)，建立節(jié)水型社會(huì)，達(dá)到對(duì)水資源的統(tǒng)一管理，有效提高水資源利用率與水資源的承載能力，優(yōu)化城市水環(huán)境。