流域水利发展水平评价方法研究 ——以淮河流域为例

doi:10.18402/resci.2016.07.13

摘要/Abstract

摘要：

通过综合评价不同时期流域水利发展水平的差异,分析影响流域水利发展水平的主要因素,对推动流域水利建设与水资源可持续利用具有重要的意义。本文剖析了流域社会经济发展与水利发展之间的互动机理,分析影响流域水利发展水平的主要影响因素,提出从水资源利用、水环境保护、水生态修复以及水灾害防治四个维度,明确流域水利发展目标体系,设计流域水利发展水平评价指标体系,并采用加权综合指数法、理想解模型和协调度评价法,构建流域水利发展水平动态评价模型,动态评价流域内各地区之间的水利发展水平与协同发展效度。之后,应用该模型实证分析了淮河流域及沿淮各省水利发展指数动态变化趋势,确定了各维度指标对水利发展指数的平均贡献度,并对沿淮四省水利发展水平进行对比分析,评价沿淮各省之间水利发展水平的协同发展效度。评价结果显示：①淮河流域四省水利发展指数均有不同程度的提升,按提升速度排序依次为江苏、山东、河南和安徽。按水利发展水平优劣排序为江苏、山东、河南和安徽,评价结果与流域水利发展实践相吻合,进一步验证了该方法的可行性;②淮河流域水资源利用受水资源开发利用率、万元工业增加值用水量、万元GDP用水量、农业灌溉亩均用水量的影响较大,水环境保护受COD排放量、氨氮排放量、万元GDP废水排放量、省界断面水质综合达标率的影响较大,水生态修复受水土流失综合治理率的影响较大,水灾害防治受水旱灾害成灾率的影响较大,该方法从综合视角对流域水利发展水平进行评价,弥补了已有成果单一视角分析的不足。

关键词: 水利发展水平, 评价指标体系, 理想解模型, 协调度评价法, 淮河流域

Abstract:

Based on water conservancy development for river basins in China and abroad,this study analyzed the interaction mechanism between socio-economic development and water conservancy development in river basins,and the main factors that influence water conservancy development. The article set clear objectives for socio-economic development and water conservancy development,and designs an evaluation index system for water conservancy development in river basins across four dimensions：water resource utilization,water environment protection,water ecological restoration and water disaster prevention. Combined with the weighted composite index method,TOPSIS model and coordinative degree evaluation method,a dynamic evaluation model of water conservancy development in river basins is developed. An empirical analysis was done of the evaluation of the Huaihe River basin in order to analyze dynamic trends in the evaluation index of water conservancy development and the coordinative development degree among regions in this basin in 2000 to 2010. Results illustrate that the index of water conservancy development among four provinces improved from 2000 to 2010. For the growth rate of the index,Jiangsu province has the fastest growth rate,then Shandong,Henan,and Anhui. For the level of water conservancy development in the Huaihe River basin,the highest is Jiangsu,then Shandong,Henan,and Anhui.

Key words: water conservancy development, evaluation, index system, Topsis Model, Coordinative Degree Evaluation, Huaihe River Basin

吴丹. 流域水利发展水平评价方法研究 ——以淮河流域为例[J]. 资源科学, 2016, 38(7): 1323-1335.

WU Dan. Modeling an evaluation method of water conservancy development in Huaihe River Basin[J]. Resources Science, 2016, 38(7): 1323-1335.

图/表 8

图1

表1

流域水利发展水平评价指标体系"

一级指标	二级指标	主要选取理由	计算方法	指标对评价结果的影响
水资源利用指标	水资源开发利用率	反映水资源开发利用程度评价水资源开发利用效率	用水总量/水资源总量 $×$ 100%	该指标值是一个倒U型曲线,通常不超过国际公认的40%的合理限度
	有效灌溉面积占比	反映水资源利用与农业发展、粮食安全的关系评价农业供水保障效率	农田有效灌溉面积/耕地面积 $×$ 100%	为提高农业供水保障率,该指标值越大越好,与评价结果正相关
	人均用水量	反映每一用水人口的用水程度评价人均用水效率	用水总量/人口总数	该指标值与经济社会发展水平密切相关,通常是城市大于农村,经济落后地区小于经济发达地区。针对经济发达地区,指标值越小,体现人均用水效率越高
	农田灌溉亩均用水量	反映水资源利用与农业发展、粮食安全的关系评价农业用水效率	农田灌溉用水量/灌溉面积	该指标值与农业种植结构密切相关,在农业种植结构不变的情况下,指标值越小,农业用水效率相对越高
	万元工业增加值用水量	反映水资源利用与工业发展的关系评价工业用水效率	工业用水量/工业增加值	为提高工业用水效率,该指标值越小越好,与评价结果负相关
	万元GDP 用水量	反映水资源利用与国民经济发展的关系评价总体用水效率	用水总量/国内生产总值	为提供总体用水效率,该指标值越小越好,与评价结果负相关
水环境保护指标	水功能区水质达标率	反映水环境质量的好坏评价水功能区水质达标状况	水功能区三类以上水质比例	为提高水功能区水质达标状况,该指标值越大越好,与评价结果正相关
	省界断面水质达标率	反映水环境质量的好坏评价水体环境质量状况	省界断面三类以上水质比例	为提高水体环境质量,该指标值越大越好,与评价结果正相关
	COD排放总量及削减率	反映水资源环境质量的好坏评价水污染物COD排放量的削减状况	（本年COD排放量-上一年COD排放量）/上一年COD排放量 $×$ 100%	该指标值是在确定流域尺度的削减量后,根据各行政区域的排放量、经济社会发展水平等进行行政协调综合确定。在此基础上,为提高水污染物削减率,COD排放总量越小越好
	氨氮排放总量及削减率	反映水资源环境质量的好坏评价水污染物氨氮排放量的削减状况	本年氨氮排放量-上一年氨氮排放量）/上一年氨氮排放量 $×$ 100%	为提高水污染物削减率,氨氮排放总量越小越好,与评价结果负相关
	万元GDP 废水排放量	反映水环境保护与国民经济发展的关系评价总体废水排放效率	废水排放总量/国内生产总值	为提高总体废水排放效率,该指标值越小越好,与评价结果负相关
	城镇生活污水集中处理率	反映水环境保护与国民生活质量的关系评价城镇生活污水处理效果	城镇生活污水集中处理量/城镇生活污水排放总量 $×$ 100%	为提高城镇生活污水处理效果,该指标值越大越好,与评价结果正相关
	工业废污水排放达标率	反映水环境保护与工业发展的关系评价工业废水治理效果	工业废污水排放达标量/工业废污水排放总量 $×$ 100%	为提高工业废水治理效果,该指标值越大越好,与评价结果正相关
水生态修复指标	地下水用水量占总用水量比例	反映地下水利用程度评价地下水开采控制效果	地下水用水量/用水总量 $×$ 100%	地下水开采具有明显的区域性特征,为维持水生态平衡,必须加强地下水开采控制,不超过国际标准利用地下水的极限值40%
	生态用水量占总用水量比例	反映生态用水的满足程度评价维持水生态环境功能效果	生态用水量/用水总量 $×$ 100%	为提高维持水生态环境功能效果,该指标值越大越好,与评价结果正相关
	水土流失综合治理率	反映水生态系统的恢复情况评价水生态治理效果	水土流失治理面积/水土流失面积 $×$ 100%	为提高水生态治理效果,该指标值越大越好,与评价结果正相关
水灾害防治指标	水灾害成灾率	反映水利防灾减灾与国民经济的关系评价防御水灾害的实际效果	水灾成灾面积/水灾害面积 $×$ 100%	为加强水灾害防御效果,该指标值越小越好,与评价结果负相关
	旱灾害成灾率	反映水利防灾减灾与国民经济的关系评价防御干旱灾害的实际效果	旱灾成灾面积/旱灾害面积 $×$ 100%	为加强干旱灾害防御效果,该指标值越小越好,与评价结果负相关
	堤防保护人口比例	反映水利防灾减灾与国民生命安全的关系评价堤防对国民的综合保护能力	堤防保护人口数/人口总数 $×$ 100%	为加强堤防对国民的综合保护能力,该指标值越大越好,与评价结果正相关
	除涝面积比例	反映水利防灾减灾与国民经济的关系评价除涝能力的高低	除涝面积/洪涝面积 $×$ 100%	为提高除涝能力,该指标值越大越好,与评价结果正相关

表1

图2

表2

图3

表3

表4

表5

参考文献 41

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维度	年份	淮河流域	河南	安徽	江苏	山东
水资源利用	2000	0.107	0.103	0.130	0.096	0.078
水资源利用	2010	0.146	0.142	0.139	0.142	0.150
水环境保护	2000	0.099	0.123	0.102	0.105	0.105
水环境保护	2010	0.169	0.166	0.176	0.160	0.217
水生态修复	2000	0.080	0.084	0.073	0.068	0.073
水生态修复	2010	0.167	0.156	0.109	0.164	0.168
水灾害防治	2000	0.103	0.123	0.116	0.101	0.145
水灾害防治	2010	0.188	0.182	0.184	0.198	0.190

维度	淮河流域	河南	安徽	江苏	山东
水资源利用	23.1	23.8	23.9	21.7	22.7
水环境保护	23.0	23.5	24.9	24.0	23.9
水生态修复	23.5	21.6	19.2	24.4	20.9
水灾害防治	28.4	29.4	29.9	28.7	30.0

	COD（万t/a）		超标倍数	氨氮（万t/a）		超标倍数
	目标		监测排放量		目标	监测排放量
河南	12.7	17.09	0.35	3.20	2.56	达标
安徽	8.90	12.23	0.37	3.10	1.47	达标
江苏	19.10	15.42	达标	1.30	2.29	0.76
山东	5.90	5.21	达标	1.40	0.32	达标
淮河流域	46.60	49.95	0.07	9.00	6.64	达标