水環(huán)境承載能力計算方法

使用上述區(qū)域水質(zhì)綜合指數(shù)也可以計算出某區(qū)的具有某種水質(zhì)類別（級別）的水資源量并進(jìn)行全國的匯總。它即可給出年內(nèi)使用的水量中各級別水質(zhì)的比例，也可以給出年內(nèi)存在于區(qū)內(nèi)自然環(huán)境中的不同級別的水資源量的空間分布。其方法為：

IiQ= ··········（2）

式中：QHT為根據(jù)水文學(xué)還原后計算的全國水資源量；

Qi為第i分區(qū)（生態(tài)區(qū)）的表觀水資源量；

IiQ為第i分區(qū)（生態(tài)區(qū)）的水文學(xué)計算的全國水資源量在該區(qū)的分量；

m為全國的水資源計算分區(qū)數(shù)量；

Qj= ··········（3）

Qj為符合j級別的區(qū)域（或全國）水資源量；

IiQ 為落入j級別標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的i分區(qū)的水資源量；

n為相應(yīng)的水質(zhì)類（級）別數(shù)量；

IWQI,,，IWQI 1,，····為I級，I 1···I n 級的水質(zhì)指數(shù)。

Ij= ···········（4）

Ij為全國符合j級別水質(zhì)的水資源所占的比例。

因?yàn)樗橇鲃拥模?jīng)某一個上游區(qū)使用之后，又流至下游某區(qū)再次使用，這樣會帶來全國統(tǒng)計上的水資源量重復(fù)計算，上述方法在數(shù)學(xué)上可稱為歸一化方法，在物理學(xué)上可稱為像衛(wèi)星照相一樣的在歐拉坐標(biāo)系中的瞬間凝固法。這樣就解決了水資源量的重復(fù)計算問題。

在上述研究的基礎(chǔ)上，這里提出了一個水環(huán)境承載能力的定量描述方法。應(yīng)用這一方法可界定所研究的區(qū)域的水環(huán)境現(xiàn)狀是否過載。若尚未過載則表明尚有開發(fā)余地，并可指明在哪一方面有多大空間。若過載，可提出問題之所在，生態(tài)恢復(fù)時需主攻什么方向，是水量問題還是水質(zhì)問題等等。該定量化方法是：

IQE= ··········（1）

式中：

IQE為區(qū)域（或全國）水環(huán)境狀態(tài)指數(shù)，是水環(huán)境承載能力的度量。

QT為水資源總量，是指區(qū)域?qū)嶋H擁有的水量，非經(jīng)水文還原計算得的水量。該水資源總量若以出入?yún)^(qū)域的水文站流量計的話，指入境的水文站實(shí)測流量（不包括水文還原的流量）。

QW是區(qū)域總水資源量和可資利用的水資源量之差，即：

QW =Q總-Q可=QT-QC

應(yīng)稱為區(qū)域生態(tài)需水量，（是除人類生活和生產(chǎn)活動所需水量之外的保持環(huán)境生態(tài)之水量，包括河道、入海、沖積、不斷流、植被、生態(tài)多樣性保護(hù)等）?？蓪W除臨界值外，再分級，I級為對環(huán)境生態(tài)基本無影響人類取水，Ⅱ級為對生態(tài)有影響，但仍保持較好質(zhì)量之水量，Ⅲ級為保持生態(tài)循環(huán)的最低水量，稱允許的或臨界水量，以及Ⅳ、Ⅴ等稱為生態(tài)不同破壞程度下的水量等。

Qc （Q可）為可資利用的水資源量。

IWQ是區(qū)域水質(zhì)綜合指數(shù)。它是水質(zhì)對環(huán)境的影響程度和可用度的量度（為無量綱值），也可稱為水質(zhì)評價綜合指數(shù)（其計算方法可用水質(zhì)中心為《水利與國民經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展》課題開發(fā)的成果）。

上述IQE，區(qū)域（全國）環(huán)境狀態(tài)指數(shù)，表示區(qū)域（全國）水環(huán)境狀況。并認(rèn)為其有可持續(xù)發(fā)展的臨界狀態(tài)IQEC，IQEC為可接受（acceptable或criteria）的水環(huán)境狀況，也表征可持續(xù)發(fā)展的水資源開發(fā)利用總體狀態(tài)。

IQEC和Ic（實(shí)際）的差為現(xiàn)狀水環(huán)境和臨界水環(huán)境狀態(tài)的差值，正值為有開發(fā)余地；負(fù)值為生態(tài)不能承載，必須進(jìn)行區(qū)域生態(tài)恢復(fù)。

該水資源狀況評價方法的優(yōu)點(diǎn)是：

1．由于Qw的量和IWQ的值都是客觀的存在的，可以通過區(qū)域生態(tài)破化程度界定的，其中IWQ可以與現(xiàn)性的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)掛鉤（也可以獨(dú)立于人為的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)而存在），其好處是水資源質(zhì)量評價不受人為定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的左右，在必要時又能與環(huán)境水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)，給出地區(qū)水質(zhì)級別以及不同水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的不同評價結(jié)果之間的轉(zhuǎn)換。保持歷次水質(zhì)評價和水資源評價的可比性。

2．Q可是地區(qū)水資源可用度的表征和約束，人們只能在不超過Q可的情況下發(fā)展經(jīng)濟(jì)（但可用節(jié)水、污水回用及回歸河道等措施增加Q總或改變原IWQ下求得發(fā)展） 即在環(huán)境承載的約束下發(fā)展經(jīng)濟(jì)。

3．IQE能分地區(qū)或生態(tài)區(qū)和在全國范圍內(nèi)給出水環(huán)境和水資源的總體狀態(tài)（可表征過渡開發(fā)和水污染引起的生態(tài)質(zhì)量的降低）是水資源狀況的總體表征，作為水資源規(guī)劃的戰(zhàn)略目標(biāo)的數(shù)字化定量描述方法。

另外，對環(huán)境現(xiàn)狀I(lǐng)QE和臨界IQE的比較也能給出不同區(qū)域水資源開發(fā)利用和水質(zhì)狀況的綜合對比，其正值區(qū)為有開發(fā)余地之可開發(fā)區(qū)，負(fù)值區(qū)為水資源過渡開發(fā)或水資源造成生態(tài)嚴(yán)重破壞需進(jìn)行水環(huán)境生態(tài)恢復(fù)的地區(qū)。進(jìn)而可向國家報告水質(zhì)水量相結(jié)合的水資源總體評價的結(jié)果和區(qū)域分布及比例。這就為全國水資源狀況在不同區(qū)域的對比和開列國家水環(huán)境治理優(yōu)先序奠定了基礎(chǔ)。

在聯(lián)合國開發(fā)署資助的《華北水資源項(xiàng)目》中，研究的內(nèi)容就是華北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源配置和環(huán)境承載能力之間的平衡和協(xié)調(diào)問題。當(dāng)時確定兩個最主要的目標(biāo)函數(shù)就是GDP和BOD，前者衡量經(jīng)濟(jì)發(fā)展及效益，后者衡量水環(huán)境清潔水平，后來又將"水環(huán)境清潔程度"的量度擴(kuò)展為"環(huán)境清潔程度"。當(dāng)時由于條件限制，只給出了不同BOD水平的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度，而沒有明確提出其可接受的最大限度，即承載力。而后我們在水利部規(guī)劃司的《水利與國民經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展》研究中，承擔(dān)了制定"水資源質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和評價方法"的課題，就是研究在區(qū)域和全國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，水環(huán)境可允許的（即不嚴(yán)重破壞生態(tài)系統(tǒng)）水質(zhì)污染程度及其量度方法。其目的就是分區(qū)域確定水質(zhì)管理目標(biāo)值和水質(zhì)污染允許的最大值（使用的是狀態(tài)量度參數(shù)而非容量量度參數(shù)），在這項(xiàng)研究中已經(jīng)把承載能力與區(qū)域相聯(lián)系，也與法定界限值相聯(lián)系了。在確定水質(zhì)界限值（標(biāo)準(zhǔn)）時，也考慮了其基準(zhǔn)值。所用的定量化方法是水質(zhì)綜合指數(shù)。

上述度量環(huán)境狀況的方法是在特定的研究項(xiàng)目中提出的，它雖是能度量區(qū)域環(huán)境或水質(zhì)受污染的程度，但用于專門度量水環(huán)境承載能力尚需進(jìn)一步完善。在上述兩種度量方法中，BOD的人均量是國際上公認(rèn)的量度區(qū)域環(huán)境污染狀況的指標(biāo)，使用簡單，但確定界限值有一定難度，因?yàn)闆]有特定的基準(zhǔn)值和毒性限，只是環(huán)境相對清潔度的指標(biāo)，且對于環(huán)境和水質(zhì)這個具有多指標(biāo)的體系來說，其代表性相對簡單些。水質(zhì)綜合指標(biāo)比BOD的代表性更寬廣，且大多數(shù)有基準(zhǔn)值或各國有法律約束的管理值可依，用于度量區(qū)域水質(zhì)污染程度和可用度是不成問題的，但對衡量區(qū)域水環(huán)境狀況來說沒有考慮一個水量的因素。水量在區(qū)域水環(huán)境狀態(tài)描述中是十分重要的。即使就所謂的"水環(huán)境容量"的觀念來說，除了自凈容量，還有所謂稀釋容量。因?yàn)閷ι锏哪褪芰碚f，主要度量仍是濃度而非總量，這就是為什么長江的納污量是黃河的數(shù)倍，但水環(huán)境狀況仍優(yōu)于黃河的主要原因。所以度量區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量的指數(shù)中應(yīng)包括兩個部分，即：反映水質(zhì)優(yōu)劣的水質(zhì)指數(shù)和反映區(qū)域水資源質(zhì)量的水量因子。基于上述考慮，提出了下述專門用于度量水環(huán)境質(zhì)量狀況和水環(huán)境承載能力的水環(huán)境狀態(tài)指數(shù)。

人類社會進(jìn)入二十世紀(jì)后，生產(chǎn)力飛速發(fā)展，環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，在某些地區(qū)資源的掠奪性開發(fā)及環(huán)境污染已威脅著人類自身的生存，人們開始思考一個問題：這種生活模式能夠維持多久？什么是健康的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，因而出現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)。1987年，世界環(huán)境與發(fā)展委員會及挪威首相希倫特蘭（Brundtland）提出了《我們共同的未來》這份著名的綱領(lǐng)性報告，可持續(xù)發(fā)展的概念被定義為"即滿足當(dāng)代人的需要，又不對后人滿足其自身需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展"。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展人們很自然地提出了環(huán)境承載能力的問題，即人們尋求的資源開發(fā)程度和污染水平，不應(yīng)超過環(huán)境承載能力。各國在自己的發(fā)展戰(zhàn)略中都作了有法律約束的規(guī)定。如我國科委發(fā)布的《環(huán)境保護(hù)技術(shù)政策》中指出："區(qū)域的開發(fā)建設(shè)，要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展、資源、環(huán)境承載能力的綜合平衡，并按"三同步"的原則加以實(shí)施。在編制區(qū)域規(guī)劃和城市總體規(guī)劃時，必須編制環(huán)境規(guī)劃。"雖然環(huán)境承載能力被提了出來，但在初期其定義、內(nèi)容、研究方法并非十分明確。從事環(huán)保工作的研究者，把它理解成環(huán)境自凈能力。他們認(rèn)為，污染物排入環(huán)境之后，在物理、化學(xué)和生物作用下，會使其遷移、稀釋、同化分解及轉(zhuǎn)化，逐步消除污染，達(dá)到自然凈化，因而，稱環(huán)境的這種能力為對廢物的承載能力，并認(rèn)為它決定了在一定條件下環(huán)境所能容納的污染物的最大負(fù)荷量。因而水環(huán)境容納的計算自然而然地與水質(zhì)模型相聯(lián)系。

最近，汪恕誠部長在"水環(huán)境承載能力分析與調(diào)控"的報告中，論述了水環(huán)境承載能力。他認(rèn)為："水環(huán)境承載能力指的是在一定的水域，其水體能夠被繼續(xù)使用并仍能保持良好生態(tài)系統(tǒng)時，所能夠容納污水及污染物的最大能力。"按照這種認(rèn)識，水環(huán)境承載能力的定量描述就有了基礎(chǔ)。首先，它指的是一個水域，表明其與地域相聯(lián)系，其次它界定了區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量，即保持良好的生態(tài)系統(tǒng)，這就應(yīng)與國家的法定標(biāo)準(zhǔn)相聯(lián)系，再就是提出了是水域納污的最大能力，即是一個界限值，或稱為臨界值，這表明該值有一定的基準(zhǔn)。

解決了計算方法后，確定上述水環(huán)境承載能力的難點(diǎn)就變成了對每個研究區(qū)（生態(tài)區(qū)）需確定其水資源人為可資利用量的臨界值和允許最大水質(zhì)污染的臨界值的問題。

對于第一個問題，可根據(jù)區(qū)域生態(tài)條件，國外相應(yīng)控制水平制定，例如，用美國的Tennant法（對干旱區(qū)）或濕周法（對水網(wǎng)區(qū)）等技術(shù)方法確定。而第二個問題可參考EPA的水質(zhì)基準(zhǔn)值，根據(jù)水質(zhì)污染的環(huán)境影響曲線進(jìn)行推斷之。話雖這樣說，但研究起來仍需根據(jù)不同的經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平，人們對生態(tài)價值的認(rèn)識程度以及與經(jīng)濟(jì)社會條件無關(guān)聯(lián)的自然科學(xué)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)（如水的污染物毒性限、不能造成斷流等）的約束來制定。

這些問題解決之后，我們將獲得區(qū)域乃至全國的生態(tài)管理目標(biāo)，水資源使用限定目標(biāo)及水質(zhì)管理目標(biāo)（水資源質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）等一系列有操作的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為真正實(shí)行可持續(xù)發(fā)展的各項(xiàng)決策服務(wù)。2100433B

一、基本概念

1.水資源

2.水資源總量

3.水資源可利用量

4.水資源開發(fā)利用率

5.水資源的承載能力

6.如何提高水資源承載能力

7.生態(tài)環(huán)境耗水

8.水環(huán)境承載能力

9.如何提高水環(huán)境承載能力

10.草原承載能力

11.如何提高草原承載能力

12.水權(quán)

13.水價

14.水市場

15.水權(quán)交易

16.節(jié)水型社會

17.定額管理

二、試點(diǎn)建設(shè)背景

（一）水資源概況

（二）節(jié)水型社會建設(shè)的意義

三、試點(diǎn)建設(shè)目標(biāo)任務(wù)

（一）目標(biāo)任務(wù)及指導(dǎo)思想

（二）基本原則及主要內(nèi)容

（三）基本途徑及運(yùn)行機(jī)制

（四）牧區(qū)節(jié)水型社會建設(shè)

四、農(nóng)協(xié)會水票水量交易

（一）農(nóng)民用水者協(xié)會

（二）水票

（三）水價及水量交易

（四）生態(tài)供水及水務(wù)一體化

五、張掖市節(jié)水型社會試點(diǎn)工作的總體成效

六、節(jié)水技術(shù)

……

參考文獻(xiàn)

方案以京津冀地區(qū)為治理重點(diǎn)，堅(jiān)持問題導(dǎo)向，按照近遠(yuǎn)結(jié)合、綜合施策、突出重點(diǎn)、試點(diǎn)先行的原則，通過采取“一減、一增”綜合治理措施（“一減”即通過節(jié)水、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等措施，壓減地下水超采量；“一增”即多渠道增加水源補(bǔ)給，實(shí)施河湖地下水回補(bǔ)，提高區(qū)域水資源水環(huán)境承載能力），系統(tǒng)推進(jìn)華北地區(qū)地下水超采治理，逐步實(shí)現(xiàn)地下水采補(bǔ)平衡，降低流域和區(qū)域水資源開發(fā)強(qiáng)度，切實(shí)解決華北地區(qū)地下水超采問題，為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展提供水安全保障。

下一步，水利部將會同相關(guān)部門，組織有關(guān)省市加快實(shí)施行動方案，整體推進(jìn)華北地區(qū)地下水超采治理，保障區(qū)域水安全和生態(tài)安全。

《方案》指出，城市節(jié)水是解決水資源供需矛盾、提升水環(huán)境承載能力、應(yīng)對城市水安全問題的重要舉措。根據(jù)《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)水污染防治行動計劃的通知》和《水污染防治行動計劃實(shí)施情況考核規(guī)定（試行）》要求，2020年，西安市、咸陽市、銅川市、渭南市、榆林市、延安市、漢中市、安康市、商洛市、楊凌示范區(qū)10個市（區(qū)），必須達(dá)到《國家節(jié)水型城市考核標(biāo)準(zhǔn)》要求。

《方案》要求，2020年，各設(shè)區(qū)市、楊凌示范區(qū)要抓好六項(xiàng)主要任務(wù)：強(qiáng)力推進(jìn)節(jié)水型城市創(chuàng)建工作，確定考核方式和申報時間安排，加強(qiáng)業(yè)務(wù)培訓(xùn)和資料收集整理，積極推進(jìn)節(jié)水載體創(chuàng)建工作，加大城市供水管網(wǎng)漏損控制，深入開展城市公共領(lǐng)域節(jié)水。為此，各地要加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，夯實(shí)主體責(zé)任；細(xì)化工作方案，明確任務(wù)時限；加強(qiáng)督導(dǎo)檢查，全力推動創(chuàng)建；廣泛深入宣傳，調(diào)動全民參與；完善融資機(jī)制，加大資金保障。 2100433B