谢文奇

(辽宁省本溪水文局，辽宁 本溪 117000)

0 引 言

随着经济的快速发展和科技的不断进步，人类开发利用水资源的能力明显增强，许多河流都受到一定程度的污染和破坏，如水体污染、水资源短缺、局部地下水超采、供需矛盾突出等已成为制约水资源可持续利用的“瓶颈”[1]。同时，经济的发展致使各行业用水量急剧增加，传统的粗放型高污染经济模式使得水资源短缺问题更加突出，有的丰水城市也面临着缺水的风险[2-3]。

近年来，水资源压力综合指数、水资源承载力的概念逐渐被应用于水资源供需分析的研究，其中水资源压力综合指数是结合区域水资源质与量的变化特点，对区域水资源供需变化特征进行定量分析的一种方法，现已广泛应用于区域或流域水资源短缺变化趋势的研究[4-7]。然而，将该方法应用于我国东北地区的研究较少，为缓解区域水资源供需矛盾，进一步提升用水效率，有必要结合实际情况定量计算用水压力综合指数[8]。鉴于此，文章以本溪市为例，综合考虑各方面因素定量测算本溪市的水资源压力综合指数，旨在实现本溪市水资源合理开发和高效可持续利用。

1 研究方法

综合考虑本溪市水资源、水生态、工业、生活、农业用水承载能力建立水资源压力综合指数计算方程[9]，其表达式为：

WEF=γW(Wa+Wi+Wc+Wl+We)PW

(1)

式中：WEF为各指标水足迹值，hm2；PW为各类水资源生产能力值，m3/hm2；We、Wl、We、Wi、Wa为生态用水、生活用水、城镇用水、工业和农业用水资源量，m3；γW为水资源压力综合指数。

采用以下公式计算各水资源分区的水压力指数φW和水生态压力指数WEP，具体如下：

WEC=0.4γWφWW/PW

(2)

(3)

式中：WEC、W为水资源承载力最大时的水资源量(m3)和水资源总量(m3)。文章利用Moran指数表征水资源压力综合指数[10]，其表达式为：

(4)

(5)

式中：Ii为水资源压力综合指数值。

2 实例应用

2.1 研究区概况

本溪市地处辽宁省东南部，交通便利，地理位置优化，位于E123°34'-125°46'，N40°49'-41°35'，总面积8411.3km2。本溪境内多山地，位于中温带湿润气候区，年均降水量800-1000mm，气候环境因地貌形态差异变化明显，其中七、八月份降水占50%以上，雨量充足，年均气温6.1℃-7.8℃。本溪市分布有大小河流200多条，主要有草河、浑江、太子河三大水系，其中流域面积超过100km2的有27条，河网水系发达，径流量大，多年均水资源量39.23亿m3。本溪市虽然具有较丰富的水源条件，但受特殊的地形条件限制，水资源开发利用时还存在用水忧患意识薄弱、水资源经济意识缺乏、拦蓄工程建设滞后、水资源时空分布不均、农业用水效率低等问题。

2.2 各分区水资源特征

整理分析本溪市各分区水资源数据，深入分析水资源的变化趋势，如表1所示。

表1 本溪市各分区水资源统计数据

由表1可知，在空间分布上本溪市地表水资源量表现出明显的差异，东南部水资源量普遍高于西北部。降水量的空间分布在很大程度上决定了地表水资源量的多少，所以本溪市降雨量的分布特征与各水资源分区地表水分布保持相同。本溪市东南部降水量(900-1000mm)普遍高于西北部(600-800mm)，地表水资源的空间变化直接取决于降水量的差异性特征。此外，供需结构的变化直接影响了地表水资源开发利用率，城市人口密集的东南部区域一般具有较高的地表水资源开发利用率，而城市人口较少的西北部相对较低约为50%。

结合本溪市地下水变化趋势，在空间分布上各分区的地下水资源差异性较大，这是由于本溪市地处辽东山地丘陵区，地下埋深较浅，地表水和降水量对地下水的影响较大。从开采率的角度上，地下水开采率较低的区域其地表水开发程度一般较高。

2.3 水资源压力综合指数

通过分析本溪市各分区水资源特点，利用文中所述公式计算确定各分区不同时段的水资源压力综合指数，如表2所示。

表2 各分区水资源压力综合指数

根据本溪市各分区地下水、地表水变化特征及水资源压力综合指数计算方法，深入分析各分区水资源压力指数。结果显示，从1968-2020年本溪市各分区水资源压力综合指数表现出波动上升的变化趋势，该变化趋势与各分区供需结构变化相关。从年际变化上，各分区水资源压力拟合指数在1980年以前相对较小，这是由于该时段的城市人口和工业用水量相对较少，水资源开发以农业用水为主，所以压力指数相对比较稳定。1981-1990年随着工业的不断发展和城市人口的增加各分区水资源压力综合指数逐渐增大，增长幅度相对较小，深入分析可知虽然工业和人口逐渐发展，但发展速度相对较慢，该时段需水量增大，水资源供需结构还比较合理能够满足需水量变化要求，所以水资源压力综合指数的增长幅度不高。2000年以后，各分区水资源压力综合指数总体山呈现出明显的增长趋势，并且增长幅度较大，1991-2010年各分区水资源压力综合指数较1990年以前平均增长幅度接近2.4%。2011年后，各区域实施了有效的调节控制，通过不断的优化和调整区域水资源供需结构，在一定程度上缓解了区域水资源压力，水资源空间分布特点和综合指数空间变化趋势基本相同，在空间上自西部向东南本溪市水资源压力综合指数呈显出不断减少的变化趋势，西北部压力指数最大达到0.86。

2.4 水资源开发利用对策

为缓解本溪市水资源供给压力，实现水资源的高效利用和有效保护，促进区域水资源与经济、社会协调可持续发展，有必要采取有效的管控措施，具体如下：①实行严格水资源管理。贯彻落实生态补偿、水权交易、水资源税收等制度，强化最严格水资源管理和水生态文明建设，在加强监测、强化管理的同时实行统一规划利用，增强本溪市水资源协调开发利用水平。②实施节水优先战略。为有效缓解区域水资源压力，结合本溪市实际情况实施节水优先战略，如积极发展高效节水农业，加快产业结构优化调整，本溪市农业用水占总用水的60%以上，因此具有巨大的农业节水潜力；根据地下水输水距离近、调度方便的特点，对地下水资源实行合理开发，实现地下水开发与高效节水的综合应用。③水资源均衡调配。本溪市各类资源富集，各分区水资源条件与经济发展水平具有明显差异，为解决潜在的环境变化与人水关系不匹配的问题，应着眼于构建多层次、多形式、多功能的渠道网络，从流域、城市、区域的层面合理布局水系网络，在增强年际、年内调节能力的同时实现跨区域调水，以增强区域水资源调控能力。

3 结 语

1)从1968-2020年本溪市各分区水资源压力综合指数表现出波动上升的变化趋势，该变化趋势与各分区供需结构变化相关。为有效缓解区域供水压力，可以采取降低城市工业用水率、提高工业中水回用率、优化调整水资源供需结构等措施。

2)总体上，在空间上自西部向东南本溪市水资源压力综合指数呈显出不断减少的变化趋势，为缓解西部水资源压力可以将重工业逐渐向东南迁移，进一步调整西部工业结构。同时，为实现本溪市水资源的高效利用和有效保护，促进区域水资源与经济、社会协调可持续发展，提出有针对性的管控对策。

3)文章利用专家经验法设定的各评估指标权重具有一定的主观局限性，对于各指标权重的准确计算未来仍需要深入研究。