水資源綜合評價(jià)及水資源演變規(guī)律

摘?要：近年來，我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展很快，對水資源的開發(fā)利用活動(dòng)加劇。氣候異常頻繁發(fā)生，大部分地區(qū)區(qū)域水循環(huán)規(guī)律和產(chǎn)匯流條件變化深刻。水資源供需平衡的地區(qū)分布變化較大，單靠常規(guī)方法已難以正確評價(jià)人類活動(dòng)影響下水資源可持續(xù)利用能力。水量和水質(zhì)未能同時(shí)評價(jià)，復(fù)雜的動(dòng)態(tài)的水資源系統(tǒng)的可持續(xù)狀態(tài)未能得到充分表征，使水資源評價(jià)難以為宏觀決策提供科學(xué)服務(wù)。

關(guān)鍵詞：水資源;綜合評價(jià);水資源;演變規(guī)律

一、 引言

進(jìn)行水資源評價(jià)要建立科學(xué)合理的評價(jià)指標(biāo)體系，其研究大致可分為單項(xiàng)和綜合評價(jià)指標(biāo)體系兩個(gè)方面，前者主要包括水資源的承載力、豐富度、脆弱性、價(jià)值、生態(tài)環(huán)境影響、開發(fā)利用特性、管理等評價(jià)，后者主要是水資源可持續(xù)利用的評價(jià)。在簡述現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對水資源評價(jià)指標(biāo)體系研究的特點(diǎn)做出初步探討，包括指標(biāo)的選取、指標(biāo)的可操作性和方式、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取手段、評價(jià)的尺度、評價(jià)的范圍以及指標(biāo)體系的應(yīng)用驗(yàn)證和推廣等方面。

二、 水資源評價(jià)指標(biāo)體系

目前，指標(biāo)體系評價(jià)法已成國內(nèi)水資源評價(jià)研究的熱點(diǎn)，指標(biāo)體系類型多樣，已在不同類型研究區(qū)建立了一些針對不同研究內(nèi)容的評價(jià)指標(biāo)體系。

（一）水資源評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建方法

目前，水資源評價(jià)指標(biāo)體系研究對象一般是某個(gè)特定的水資源系統(tǒng)，如干旱區(qū)、湖泊等。構(gòu)建思路通常是以區(qū)域可持續(xù)發(fā)展或水資源可持續(xù)利用為目標(biāo)，采用一定的原則、方法、模式，結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H構(gòu)建指標(biāo)體系。根據(jù)水資源評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建指導(dǎo)思想，其構(gòu)建方法有一種是理論分析與研究區(qū)實(shí)際問題相結(jié)合構(gòu)建指標(biāo)體系。

如，在理解水資源承載力概念及其影響因素基礎(chǔ)上，考慮人口經(jīng)濟(jì)狀況、水資源供需實(shí)際情況，建立水資源承載力評價(jià)指標(biāo)體系;立足于區(qū)域（或流域）水資源特點(diǎn)、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對水的依賴程度、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不平衡和科技水平的差異，借鑒國內(nèi)外可持續(xù)理論標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建水資源可持續(xù)發(fā)展評價(jià)指標(biāo)體系。還有構(gòu)建方法是直接從研究區(qū)實(shí)際問題出發(fā)構(gòu)建指標(biāo)體系。最后一種是從理論探討入手構(gòu)建指標(biāo)體系：像可持續(xù)理論，協(xié)調(diào)論或者其他理論。如，運(yùn)用系統(tǒng)分析法建立了由目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層組成的指標(biāo)體系。

（二）水資源評價(jià)指標(biāo)篩選方法

按ISSAWRU構(gòu)建過程，首先是進(jìn)行評價(jià)指標(biāo)的篩選。篩選前，一般要根據(jù)評價(jià)目的預(yù)先確定評價(jià)指標(biāo)篩選原則，但尚無統(tǒng)一篩選原則，較為公認(rèn)的篩選原則是科學(xué)性與可操作性。也有研究者根據(jù)已有指標(biāo)，直接用模型或方法選擇評價(jià)指標(biāo)，如，沈珍瑤等針對黃河流域的實(shí)際資料，利用灰色關(guān)聯(lián)法與主成分分析法對定性分析所得的指標(biāo)體系進(jìn)行篩選，最終確定19個(gè)評價(jià)指標(biāo)。指標(biāo)篩選方法多樣，一般根據(jù)篩選原則來確定。其中，理論分析法、專家咨詢法的應(yīng)用較普遍，理論分析法是指評價(jià)者根據(jù)自身的認(rèn)識水平在對評價(jià)對象或其相關(guān)概念解釋、內(nèi)涵理解的基礎(chǔ)上，選擇評價(jià)指標(biāo);專家咨詢法則是根據(jù)專家意見選擇指標(biāo)。這兩種指標(biāo)篩選方法帶有一定的主觀性，但如果采用能精確定量化的客觀性強(qiáng)的數(shù)學(xué)方法，又會因無法完全度量可持續(xù)內(nèi)涵，使該法篩選出的指標(biāo)失去評價(jià)意義。

（三）水資源評價(jià)指標(biāo)體系的應(yīng)用方法

水資源評價(jià)指標(biāo)體系的應(yīng)用方法是指標(biāo)賦權(quán)方法與指標(biāo)數(shù)值應(yīng)用的模型構(gòu)建方法等。目前指標(biāo)體系中指標(biāo)權(quán)重確定方法或指標(biāo)體系應(yīng)用方法趨于多樣化，可歸納為模型法、綜合法、多元法、系統(tǒng)層次法等方法。其中，模型法形象直觀，可量化定性指標(biāo)，國外對模型法研究較全面深入;綜合法中以模糊綜合法最常見，該法有利于評價(jià)水資源系統(tǒng)不確定性，也能將定性指標(biāo)量化;多元法解決了不同量綱指標(biāo)無量綱化問題，信息豐富，資料易懂，針對性強(qiáng);系統(tǒng)層次法能從深層次上反映水資源可持續(xù)利用所涉及的因果關(guān)系。

三、 水資源演變規(guī)律方法研究

（一）跳躍性檢驗(yàn)

跳躍是指水文序列急劇變化的一種形式，當(dāng)水文序列從一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)時(shí)表現(xiàn)出來。跳躍是也是水文現(xiàn)象急劇變化的一種形式，但它與突變不同突變只對整個(gè)序列中的一小段產(chǎn)生影響，突變前后水文序列的變化規(guī)律是一致的，而跳躍前和跳躍后的序列服從不同的變化規(guī)律。比如受上游修建灌溉工程影響，河流下游的徑流量急劇減少上游修建水庫后壩下最大年徑流量序列均值變小等。和突變性分析一樣，判別有無跳躍成分，可以對其進(jìn)行成因分析和統(tǒng)計(jì)分析。

（二）突變性檢驗(yàn)

突變是水文序列中少數(shù)值明顯偏離原序列的現(xiàn)象。需要指明的是，這種突變不是由于觀測或記錄錯(cuò)誤，而是由于人為的或自然的干擾所致，如地展導(dǎo)致河床阻塞，下游流量驟減，潰壩后流量激增。不管是哪種原因引起的突變，都屬于“非正?！鼻闆r，要將突變項(xiàng)剔除或在異動(dòng)處插補(bǔ)一個(gè)值。為了排除水文序列中的突變項(xiàng)，需要對其進(jìn)行成因和統(tǒng)計(jì)分析。提出了對序列中的突變項(xiàng)進(jìn)行分析和剔除的方法。這個(gè)基于“中位數(shù)”的方法是均值的魯棒估計(jì)思想，先產(chǎn)生一個(gè)曲線平滑估計(jì)，然后把它從數(shù)據(jù)中減掉，若差值大于預(yù)定值，則剔除或用一內(nèi)插值代替。

（三）周期性分析

周期性分析一般用譜分析，譜分析可以很好地研究某些復(fù)雜的波動(dòng)現(xiàn)象，把水文時(shí)間序列看成多種不同頻率振動(dòng)波的疊加，將其作為時(shí)間序列應(yīng)用傅立葉。而級數(shù)展開，在頻域上分析不同的波的貢獻(xiàn)，從而找出振動(dòng)的主頻。

（四）隨機(jī)性分析

隨機(jī)性反映序列的不確定性和復(fù)雜性。赫斯特指數(shù)側(cè)分析是赫斯特于年提出的一種時(shí)間序列統(tǒng)計(jì)方法，可以反映序列的持續(xù)性或隨機(jī)性。對于穩(wěn)定序列，如果指數(shù)，說明序列不相關(guān)，否則為長期相關(guān)。

四、 單項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)體系

（一）價(jià)值評價(jià)

水本身是一種有價(jià)值的物質(zhì)，是一種特殊的基礎(chǔ)資源，在被開發(fā)、利用和管理的過程中付出了一定的投入，一定程度上增加了水資源的價(jià)值量，而且同樣的水資源量由于時(shí)間、空間位置的不同，其價(jià)值量也不同。所以，運(yùn)用經(jīng)濟(jì)手段管理水資源，實(shí)現(xiàn)水資源的合理流動(dòng)和有效配置是可持續(xù)發(fā)展內(nèi)容之一。近年來，水資源價(jià)值研究日趨活躍，研究方向由水資源價(jià)值的來源理論探討向定量化推進(jìn)。水資源的價(jià)值量評價(jià)對確定水價(jià)具有重要的指導(dǎo)意義。姜文來等提出水資源的價(jià)值因素可分為自然（包括環(huán)境）、經(jīng)濟(jì)、社會三類因素，自然因素是非人工控制的，決定了水資源態(tài)勢，即水資源的豐度和品質(zhì)、水資源的開發(fā)條件及特性;經(jīng)濟(jì)因素主要包括產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、規(guī)模、用水效率、國民收入等;社會因素主要包括技術(shù)、人口、政策、文化歷史背景等。

（二）承載力評價(jià)

為保證水資源的可持續(xù)利用，在處理水資源的供需問題時(shí)，應(yīng)以水資源的承載力為前提，防止導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)的惡化，甚至引發(fā)生命支持系統(tǒng)破壞;區(qū)域水資源承載力分析的目的是為了揭示水資源、區(qū)域經(jīng)濟(jì)和人口之間的關(guān)系，合理充分的利用水資源，使經(jīng)濟(jì)建設(shè)和水資源保護(hù)同步進(jìn)行，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。

（三）開發(fā)利用特性

一個(gè)區(qū)域現(xiàn)有水資源的開發(fā)利用狀況直接反映了該區(qū)域?qū)λY源的開發(fā)能力、利用程度和用水水平，常采用的指標(biāo)有：蓄水工程控制能力（蓄水工程控制的流域面積占評價(jià)區(qū)域面積的百分比或蓄水工程的總?cè)莘e占多年平均地表總徑流量的百分比），水資源的開發(fā)利用率，利用區(qū)域外水資源能力（入境水量占總用水量的百分比），剩余水資源量或不可利用水資源量（出境水量占水資源總量的百分比），污水處理回用率等。

五、 結(jié)語

水資源評價(jià)受自然、社會、工程、環(huán)境、政策、管理等多方面的影響，需要處理大量的信息，因此，在進(jìn)行水資源指標(biāo)體系研究的同時(shí)，還需要加大基礎(chǔ)研究，如怎樣充分利用國家水文數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，建立水資源評價(jià)系統(tǒng)與水文數(shù)據(jù)庫、水資源數(shù)據(jù)庫之間的鏈接等;加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的研究，減輕評價(jià)工作量和人為因素對評價(jià)結(jié)果精確度的影響，為水資源評價(jià)提供技術(shù)上的支持和保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳沂.水資源評價(jià)指標(biāo)體系初探[J].水利水電工程設(shè)計(jì)，2001，20（2）：13-15.

[2]朱照宇，歐陽婷萍，鄧清祿，等.珠江三角洲經(jīng)濟(jì)區(qū)水資源可持續(xù)利用初步評價(jià)[J].資源科學(xué)，2002，24（1）：55-66.

作者簡介：魏楠，河南省水文水資源局。