（水力学及河流动力学专业论文）湖南省水资源安全评价.pdf

摘要 湖南省水资源量较丰富，但时空分布不均，季节性缺水突出，山丘区旱灾频繁。随 着工农业经济的快速发展和城市化进程的加快，各类用水不断增加，供需矛盾日益突出。 用水量加大的同时，废水排放量相应增大，水域污染加重，水环境质量下降，水污染突 发事件频发，导致水资源安全问题更加严重。 本研究立足于水文水资源学，基于水资源安全的最本质含义，确定最有代表性和便 于计算应用的因子作为水资源安全度量指标。对湖南省水资源安全现状从水量与水质方 面进行评价，取得如下研究成果和结论： ( 1 ) 从自然变化和人类活动双重影响两方面对湖南省水量安全度进行现状分析及 预测。采用定额法和灰色系统g m ( 1 ，1 ) 模型，进行了需水量和可供水量预测，进而对 湖南省2 0 1 0 年及2 0 3 0 年水量安全度进行预测。预测结果为：7 5 保证率时，湖南省水 量安全度2 0 1 0 年为1 2 ，属于中度不安全，2 0 3 0 年为8 ，属于基本不安全。 ( 2 ) 利用水功能区水质状况对湖南省各行政区域水质安全度进行计算，结果表明， 湖南省水资源安全状况不容乐观。自1 9 9 1 至2 0 0 6 年间，1 4 个行政区均出现水质不安全， 遇到干旱年更加严重，如2 0 0 3 年全省大旱时，达到不安全的有1 3 个，占9 2 。 ( 3 ) 利用湖南省农村饮水现状调查资料，参照水利部和卫生部于2 0 0 5 年制订的农 村饮水安全卫生评价指标体系，对湖南省及各地市进行饮用水安全度计算。结果表明， 湖南省农村饮水安全状况不容乐观，全省总的不安全度属于3 2 度，其中水质为2 0 度， 属于严重不安全，水量为9 度，属于基本不安全。从各地、市情况来看，总的不安全度 位于前三的是常德市4 6 度、岳阳市4 3 度、娄底市、湘西自治区及张家界市3 6 度，均 属于严重不安全。 关键词：水资源安全评价；安全度；水量；水质；农村饮水；湖南省 a b s t r a c t 刀砖q u a n t i t yo fw a t e ri sr i c hi nh u n a n , b u ti th a sm a n yp r o b l e m ss u c ha su n e v e n d i s t r i b u t i o no fs p a c e - t i m e ；p r o m i n e n ts e a s o n a ls h o r t a g eo fw a t e rr e s o u r c e s ；f r e q u e n td r o u g h t i nh i l l ya r e a s w i lar a p i dd e v e l o p m e n to fi n d u s t r i a la n da g r i c u l t u r a le c o n o m ya n dt h e a c c e l e r a t e dp r o c e s so fu r b a n i z a t i o n , a l lt y p e sd e m a n do fw a t e rg r o w i n ga n dt h ec o n t r a d i c t i o n s b e t w e e ns u p p l ya n dd e m a n db e c o m em o r ea n dm o r es e r i o u s w h i l ew a t e rc o n s u m p t i o n i n c r e a s e d ，w a s t ew a t e re m i s s i o n si n c r e a s e d , w a t e r sp o l l u t i o nb e c a m em o r es e r i o u s , w a t e r q u a l i t yd e c r e a s e dy e a ra f t e ry e a r , f r e q u e n tw a t e rp o l l u t i o ne m e r g e n c i e s ，w a t e rr e s o u r c e s s e c u r i t yp r o b l e mb e c o m i n gm o r es e r i o u s b a s e do nt h es t u d yo fh y d r o l o g ya n dw a t e rr e s o u l c e s ，t h i sp a p e rd e t e r m i n e dt h em o s t r e p r e s e n t a t i v ea n de a s yt oc a l c u l a t ef a c t o r so fw a t e rr e s o u r c e ss e c u r i t yi n d i c e s t h i sp a p e r e v a l u a t e dt h es t a t u sq u oo fw a t e rr e s o u r c e ss e c u r i t yo fh u n a np r o v i n c ef r o mt w oa s p e c t s ： w a t e rq u a n t i t ya n dw a t e rq u a l i t y ，t h er e s e a r c hr e s u l t sa n dc o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) t h i sp a p e ra n a l y s i so nt h es t a t u sq u oo fw a t e rr e s o u r c e ss e c u r i t yo fh u n a np r o v i n c e a n dd i dt h ep r e d i c t i o n , b a s e do nt h ee f f e c t sf r o mn a t u l 锄c h a n g e sa n dh u m a na c t i v i t i e s 1 1 忙 w a t e ra v a i l a b i l i t ya n dw a t e rd e m a n dw e r ep r e d i c t e db yn o r mm e t h o da n dt h et h e o r yo f g m ( 1 ，1 ) c o m b i n i n go fm a t h e m a t i c a la n ds t a t i s t i c a lm e t h o d s ，a n dt h ew a t e rs a f ed e g r e e si n 2 010a n d2 0 3 0o fh u n a np r o v i n c ew e r ep r e d i c t e d i n7 5 o ft h eg u a r a n t e e dr a t e ，t h ew a t e r s a f e t yd e g r e ei s 一1 2 ，b e l o n g i n gm o d e r a t ei n s e c u r i t y ，i n2 0 1 0 ，- 8 ，b e l o n g i n gb a s i ci n s e c u r i t y ，i n 2 0 3 0 ( 2 ) t h ew a t e rq u a l i t ys a f ed e g r e e so fe a c hr e g i o no fh u n a np r o v i n c ew e r ec a l c u l a t e d ， u s i n gt h ew a t e rq u a l i t yo ft h ef u n c t i o n a la r e a s t h ec a l c u l a t e dr e s u l t ss h o wt h a tt h es e c u r i t y s i t u a t i o no fw a t e rr e s o u r c e si nh u n a np r o v i n c ei sn o to p t i m i s t i c f r o m19 91t o2 0 0 6 ，w a t e r q u a l i t yi na l lo ft h e1 4r e g i o n sa p p e a r e du n s a f e ，i ti sm o r es e r i o u si nd r o u g h ty e a r s ，s u c ha s 2 0 0 3t h ep r o v i n c e ss e r i o u sd r o u g h t ，r e a c h i n gu n s a f et h i r t e e n ，a c c o u n t i n gf o r9 2p e r c e n t ( 3 ) b yt h ee s t a b l i s h m e n to fd r i n k i n gw a t e rs a f e t ye v a l u a t i o ns y s t e m ，t h ed r i n k i n gw a t e r s a f ed e g r e e so fh u n a na n de a c hr e g i o no fh u n a np r o v i n c ew e r ec a l c u l a t e d ，u s i n gt h el a t e s t s t a t u so f d r i n k i n gw a t e ri nr u r a la r e a si nh u n a np r o v i n c es u r v e yf i n d i n g s ，r e f e r e n c i n gt o r u r a l d r i n k i n gw a t e rs a f e t ya n dh e a l t he v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m ，e n a c t e db ym i n i s t r yo fw a t e r r e s o u r c e sa n dm i n i s t r yo fh e a l t hi n2 0 0 5 t h ep r o v i n c e st o t a li n s e c u r i t yd e g r e e si s3 2 ， b e l o n g i n gs e r i o u si n s e c u r i t y ，w a t e rq u a n t i t yi n s e c u r i t yd e g r e e si s9 ，b e l o n g i n gb a s i ci n s e c u r i t y ， w a t e rq u a l i t yi n s e c u r i t yd e g r e e si s2 0 ，b e l o n g i n gs e r i o u si n s e c u r i t y f r o ma l lo v e rt h ec i t y s i t u a t i o n ，t h et o t a li n s e c u r i t yd e g r e e si nt h ef i r s tt h r e ei sc h a n g d ec i t y4 6 ，y u e y a n gc i t y4 3 ， l o u d ic i t y ，x i a n g x ia u t o n o m o u sr e g i o n sa n dz h a n g j i a j i ec i t y3 6d e g r e e s ，b e l o n g i n gs e r i o u s i n s e c u r i t y i i ( 4 ) t h ei n s t i t u t ee v a l u a t i o ns y s t e mi nt h i sr e s e a r c hi se a s yo f a c t u a lo p e r a t i o n , a n dt h e e v a l u a t i o nr e s u l t sc o n s i s t e n t 谢t i lt h ea c t u a ls i t u a t i o ni nh u n a np r o v i n c e ，i th a si m p o r t a n t r e f e r e n c ev a l u e 、析mh u n a np r o v i n c ew a t e rr e s o u r c e sp l a n n i n ga n do t h e rr e l a t e dp o l i c y d e v e l o p m e n t k e y w o r d s ：s a f e t ye v a l u a t i o no nw a t e rr e s o u r c e s ；s a f ed e g r e e s ；w a t e rq u a n t i t y ；w a t e r q u a l i t y ；r u r a ld r i n k i n gw a t e r ；h u n a np r o v i n c e m 长沙理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 毒匕夔 日期：细7 年j 2 月 ，de l 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密团。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名： 二 甘 邪乜吸 日期：伽7 年f 二月，9 日 1 1 研究的背景和意义 1 ，1 1 研究的背景 第一章绪论 水资源与人们生活和国民经济各部门息息相关。水资源状况如何，不仅关系到工农 业的发展，而且关系到整个国民经济和社会的可持续发展。2 0 世纪末，不满足可持续水 资源利用的水资源开发利用模式和环境问题导致严重的水资源安全问题，业已引起各国 政府的高度重视。 水资源安全问题关系到人类及其生存环境对水资源的基本需求、生态环境的需水、 国家粮食安全、水的价值以及水的科学管理伺题。世界水委员会估计在未来3 0 年中，可 能将有5 5 亿人口生活在遭受中等到严重程度的水资源压力的地区。而在水资源紧缺的 中东、中亚等敏感地区，水资源可能成为诱发社会冲突的重要因素比h 扣。美国学者李斯 特布朗提出中国的水短缺可能会动摇世界粮食安全。t 9 7 4 年美国生活饮用水安全法 ( s d w a ) 正式成为法律，明确所有供水企业都必须遵守这部法律，确保饮用水的卫生与 安全。2 0 0 0 年3 月，在荷兰海牙召开了“第二届世界水论坛及部长级会议。会议主题是： 水的安全一从洞察到行动。全世界1 4 0 多个国家首脑或部长，3 0 0 0 名科学家出席会议。 2 1 世纪水安全面临7 个主要挑战：满足基本需求，保护生态，食品安全，水资源共享， 处理灾害，水的价值，科学管水。至此，水资源安全已经成为水资源研究的前沿热点， 受到世界范围的注目嘲。 国内众多研究机构近年来对水资源安全问题已做了大量的研究工作。2 0 0 1 年完成的 中国工程院重大咨询项目拜中国可持续发展水资源战略研究 ：2 0 0 1 年，水利部、国家 海洋局、国家气象局和国家环保局等四个部委联合在国家科技部立项开展“水安全保障 技术研究 项目以及科技部社会公益研究专项资金项目“首都圈水资源保障研究一晡7 1 ； 中国科学院“九五重大攻关项目“中国华北地区水资源变化与调配研究 ；2 0 0 2 年开 展的中国科学院知识创新工程重要方向项目“华北地区水循环及水资源安全研究 嘲。 目前，人类活动开发和影响剧烈地区的水资源安全研究，已成为2 1 世纪国际国内资 源环境学科领域一个十分重要的方向性问题。 1 1 2 研究的意义 湖南省水资源量较丰富，但时空分布不均，季节性水资源匮乏，山丘区旱灾频繁； 经济社会的快速发展和城市化进程的加快，各类用水不断增加，供需矛盾日益突出。据 最近统计分析，全省城市除株洲、岳阳等少数几座城市外，均存在不同程度的缺水，遇 到中等干旱年景，工农业和居民生活年缺水量将达到3 0 亿m 3 ，缺水率达9 ，而随着城市 规模的扩大，城市水资源短缺将更加严重。在用水量增大的同时，我省废水排放量逐年 增加，水域污染严重，水环境质量下降，水污染事件频发。本文以湖南省为研究区域， 通过研究区域的检测资料，全面、系统和深入地对水资源安全系统进行分析，比较分析 影响水资源安全的各因子，从水资源安全的最本质含义出发，定义最有代表性和便于计 算应用的水资源安全度量指标，建立具有普适意义的水资源安全度量方法，对湖南省水 资源安全优劣进行分析评价，为湖南水资源安全保障提供科学依据。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 水资源安全的范畴 水资源安全范畴方面的研究主要集中在阐述水资源的内涵、探讨水资源安全涉及的 层次以及水资源安全的影响因素等方面。早在1 9 9 8 年，洪阳等m 就以水危机为出发点， 定义水安全。他们认为水安全的内涵是：由于人类不可持续的社会经济活动，使得水体 弱化或丧失正常功能，不能维持其社会与经济价值，进而危及人类对水的基本需要。其 广义可指地球上所有生命都能可持续地获得维持或改善其生存和发展所需的用水。并且 认为水安全的作用层面有3 个：个人生理或生活的基本需要；社会、政局的安定；经济 的持续发展。当今世界面临的水安全问题主要有3 个方面：水资源匮乏、水质污染以及 水环境恶化。以后还是洪阳n 町进一步丰富了水安全的内涵，认为水安全的内涵包括自然 型水安全，如干旱、洪涝、河流改道等，以及人为型水安全，如水量短缺、水质污染、 水环境破坏。2 0 0 0 年3 月，在荷兰海牙召开的“第二届世界水资源论坛 把水资源安全 理解为“以可承受的价格获取足够安全的水刀。宋国涛等m 1 认为：水安全主要是指一国 占有的水资源能够保障该国当前的需要和可持续发展的需要。王小民n 2 1 注意到水资源安 全不仅是一个生态问题，也是一个经济问题、社会问题和政治问题，直接关系到国家的 安全。宁立波和肖春娥n 提出一国的水资源在时空与质量上不因为某些因素的演化而对 水资源造成过大的破坏的水资源经济安全的概念方子云n 钔提出水安全是2 l 世纪现代 水利的主要目标。郭安军和屠梅曾n 司把水资源安全概念分为水质安全、基于水供给和水 需求基础之上的水量安全以及基于可持续利用基础之上的水量安全三个层次。郑通汉n 町 从广义和狭义两方面阐述了水资源安全的理论内涵，并提出建立水资源安全预警系统是 保障水资源安全的一个有效途径。成建国等n 8 ，比前人更进一步的一点是赋予水安全以人 文属性，认为水安全是水资源、水环境和水灾害的综合效应，兼有自然、社会、经济和 人文的属性。黄伦宽n 钔立足于可持续发展的角度从水资源的生产、分配、交换和消费等 几方面对水资源安全问题进行了阐述。李书恒和周寅康啪，认为水资源安全主要指一个国 家( 或地区) 实际占有的水资源，能够稳定、持续、及时与足量地保障该国( 或地区) 经济社会当前的需要和可持续发展需要的状态和能力。陈绍金乜n 翻将水安全理解为“一 个地区( 或国家) 涉水灾害的可承受和水的可持续利用能够确保社会、经济、生态的可 持续发展”。李泽红等盯铂认为水资源安全的定义是水的存在方式及水事活动对人类社会 的稳定与发展是无威胁的，或者说存在某种程度的威胁，但是可以将其后果控制在人们 2 可以承受的范围之内。刘布春1 在综述水安全、水资源安全、水环境安全3 个概念不 同的定义，辨析它们之间关系的基础上，给农业水资源安全下一个比较明确的定义，同 时给出这一定义的内涵和外延。 1 2 2 水资源安全评价和水资源保障体系建设 水资源安全评价和水资源保障体系建设方面的探讨是当今水资源安全研究中最活 跃的领域之一。虚拟水的概念是由t o n y a l l a n 在2 0 世纪9 0 年代初提出来的新概念，是指生 产商品和服务所需要的水资源数量c t a o2 0 0 3 年3 月在日本召开的“第三届世界水论坛 上对虚拟水贸易进行了专题讨论。b j c p e r e r a 嘲利用水资源仿真软件工具r e a l m ， 对水资源的配置与管理进行优化。新南威尔士州政府计划建立新的水库，储存4 0 的现 有水量以保持河流健康，并且针对悉尼的情况发布“首都水计划 以确保环境需水与增 长需求乜町。l i b o rj a n s k y 洲对匈牙利与斯洛伐克两国间的水资源合作管理进行了探讨， 结果表明加强各流域间、国际间的水资源合作也不失为一种解决水资源短缺的出路。 程国栋院士等嘲，糟，通过引入“虚拟水 概念，构思了中国水资源安全战略的新思路。 徐中民等嗍对甘肃省2 0 0 0 年消费的产品中的虚拟水进行了计算与分析。张敦强口应用虚 拟水理论方法，计算了我国主要农畜产品的虚拟水含量，分析了虚拟水贸易在中国的作 用及影响。姜文来嘲j 矧在分析我国2 l 世纪水资源存在问题的基础上，从宏观的角度阐述 了我国2 1 世纪水资源安全对策。贾绍凤等m 1 指出了中国水资源安全存在的主要问题，它 们包括洪涝与干旱制约社会经济发展、供水短缺与用水浪费并存、生态退化与水污染严 重、产业结构和布局与水资源条件不适应以及水资源管理体制与制度创新不足等，并且 分析了中国水资源安全发展趋势，提出了中国水资源安全对策。刘洋和李崇光跚从多个 角度分析了我国水资源产生危机的原因，找出急需解决的四大矛盾。王铮等汹1 采用投入 产出模型对中国经济未来发展中的水资源安全瓶颈问题做了模拟分析。肖羽堂等刀对我 国水资源污染状况和饮用水安全性进行了分析研究。方红松和刘云旭嘲分析了我国水安 全存在的一些问题和原因，提出了解决这些问题的对策。闵庆文等嘲基于全球化发展趋 势的角度，探讨了中国水资源安全问题与对策。秦秋莉和陈景艳h 0 1 对我国城市供水安全 状况及存在问题进行了分析，提出了保障我国城市供水安全状况的对策。陈家琦1 对建 立水安全保障系统提出了一系列的工程和非工程措施。郭永龙等h 2 3 阐述了我国水资源的 现状及其存在的主要水问题，并就可能引发的诸如健康安全、粮食安全、生态环境安全、 经济安全和国家安全等人为性水安全问题进行了讨论。赵军凯等h 羽分析了中国水资源安 全问题，阐述了水资源可持续利用的对策。夏军等l 饲在开展华北地区水循环机理研究 基础上，对华北地区水资源安全问题进行了系统深入的研究。刘颖秋脚1 基于华北地区水 资源对经济社会发展的支撑能力，提出推进节水型社会建设，发展循环经济，提高水资 源的利用效率和效益是解决华北地区供水安全的关键措施。贾绍凤等h 孔删建立了水资源 安全评价指标体系，并对海河流域水资源安全现状进行了评价。张士锋和贾绍风嘲从水 量平衡角度对海河流域的水资源安全问题进行了分析。闵庆文等呻l 饽妇在分析西北地区水 资源安全现状基础上，基于生态学原理提出了西北地区水资源安全保障的生态系统途 9 径。刘振乾等啼2 1 针对三江平原农业转型中的水资源安全问题进行了探讨。李景保等旧3 针对湖南的洪涝、干旱和水污染等水安全问题进行了初步分析。韩宇平等泓3 利用多层次 多目标决策和模糊优选理论，建立了区域水安全评价的模糊优选模型。在对各评价指标 的权重确定中，采用了客观赋权法熵值法。 1 2 3 水资源安全度量方法 关于水资源安全度量方法的研究，因其是水资源安全研究中的关键问题，目前受到 国外众多机构和学者的广泛重视。联合国教科文组织等机构用水资源压力指数、水资源 开发利用程度和产水模数及地均水资源量等水相关压力指标来度量水资源安全嘟1 。1 9 9 2 年f a l k e n m a r k 和w i d s t r a n d 定义人均水资源量为水资源压力指数以度量区域水资源稀缺 程度嗍。这一指标简明易用，而且按用水主体人口来平均水资源符合公平合理的原则。 但应用这一指标时应当注意一些限制条件，否则容易产生歧异，同时该指标还存在以下 几个弱点：没有考虑生态用水的差异；只考虑水资源的供给方面，而没有考虑水资 源的需求方面；只考虑水资源数量，而没有考虑水资源的质量；只考虑水量的多少 而没有考虑水资源开发利用的难易程度；只考虑水资源总量，而没有考虑水资源的时 空分布h 。对于水资源开发利用程度，通常可定义为年取用的淡水资源量占可获得的( 可 更新) 淡水资源量的百分率。世界粮农组织、联合国教科文组织、联合国可持续发展委 员会咖等很多机构都选用这一指标作为反映水资源稀缺程度的指标。该指标虽然可以从 宏观上反映一个流域可增加供水的潜力，而且比人均水资源量指标优越的地方是隐含考 虑了生态用水，但是它也有不足： 水资源开发利用程度与水资源紧缺程度并不完全对 应，或者说它不能反映水资源实际满足社会需求的程度及水资源安全的程度： 对大的 区域进行评价时，这一指标不能反映水资源开发利用强度的时空差异；0 所需资料要求 较高而不易获取。关于产水模数和地均水资源量，虽然可以较好地从空间上反映水资源 的稀缺程度，但其缺点也是只从供给方面考虑而没有考虑需水方面h 7 1 。 近年来，我国学者也相继提出了一些水资源安全评价指标体系及度量方法。王好芳 等根据水资源可持续开发的思想，对水资源开发程度进行了界定，并通过建立河流系 统水资源开发度模型来评价水资源可持续开发能力。显然，开发度不能完全反映水资源 安全程度。夏军等1 提出根据水资源承载力度量水资源安全，不失为评价水资源安全的 一种很好的思路。但由于水资源承载力本身很复杂，一般很难有现成的水资源承载力资 料，况且目前对水资源承载力的计算方法也不完全一致，因而其应用受到制约。贾绍凤 等h 7 1 从水资源总体安全、水资源社会安全、水资源经济安全和水资源生态安全等几个方 面选择4 8 个评价指标，构成了一套水资源安全评价指标体系。利用这套指标体系，可以 对水资源总体安全状况、水资源社会安全、水资源经济安全和水资源生态安全等方面以 及缺水类型、异常风险情况等进行诊断和判别。目前，这是一套对水资源安全的内涵能 够广泛、全面和深刻地反映的指标体系，但也因参考的指标过多而有必要在对众多指标 的综合以及指标的等级划分等方面进一步探讨研究。张巧显等n 力在进行中国水安全评价 当中将水安全用一个六边形表示，从中心到顶点的六条连线分别代表生命安全、经济安 4 全、粮食安全、环境安全和生态系统安全，并且采用标准化的数据一1 n 1 代表安全指数， o 代表阈值，一l 代表极差，1 代表最好。实际的情况可以标在每一条连线上，连线所有点 可以得到一个六边形，反映实际的复合水安全，六边形的面积可以用于测量水安全。该 方法能够较直观地反映水安全状况和有利于就不同区域或不同时期的水安全程度进行 对比，但是各安全因子的选择和安全指数的计算存在较大的主观性。韩宇平等嘲j 蚓在对 水安全概念理解的基础上，构建了一个具有多层次结构的区域水安全评价指标体系，并 且利用多层次多目标决策和模糊优选理论，建立了区域水安全评价的模糊优选模型该 评价模型在水安全评价中具有一定的的可行性和实用性，而且采用熵值法计算权重优于 其它主观的权重赋值方法，但评价结果仅能够反映不同区域的水安全相对优劣状况。李 书恒和周寅康啪1 认为水资源安全是一个综合概念，不能简单用一两个指标反映其全部内 容。为此，他们选择水资源量类、社会经济类、供水类、需水类、缺水类和水环境类等 6 大类2 2 项指标，采用模糊数学的多因子二级评判模型进行水资源安全评价。但是，评 价中指标权重分配和隶属度的确定带有很大的主观随意性。陈绍金眦1 提出运用层次分析 法和距离指数综合分析法评价水安全系统，运用系统动力学方法对水安全系统进行预 警，用水安全系统能力指数来反映水资源安全的相对状态，但是系统动力学模型中指标 的选择和权重的确定也受到人为因素的较大影响。王琳嘲1 将层次分析法与“压力_ 状态 一响应模型相结合，构建水安全评价指标体系，但这同样存在评价指标权重确定的主 观随意性问题。刘年丰等用风险度来量化南水北调对襄樊市水资源安全的影响情况。 用风险度度量水资源安全在概念上较直观，而且能够反映影响水资源安全因素的不确定 性，但在不确定性问题的处理上过于简单。张翔等侧将干旱风险管理常用的可靠性指标、 恢复性指标和易损性指标用于区域干旱期水安全风险评价。用干旱风险指数能够较直观 地反映干旱期供水系统的安全程度，但干旱风险指数加权系数的确定将面临很大困难。 综上所述，近年来水资源安全度量方法研究已取得十分丰富的成果，主要有：从 水资源总体安全、水资源社会安全、水资源经济安全和水资源生态安全等多方面遴选出 了一系列水资源安全评价指标，提出了一些较系统的水资源安全评价指标体系h 刀“湖。 涌现出一些能够综合度量水资源安全程度的方法或模型，如水资源承载力嘲、水安全系 统能力指数恤3 、水安全六边形n 7 1 、风险度、多层次多目标模糊优选模型1 等。 尽管如此，水资源安全度量方法研究仍有一些空白点和不足之处，比如：目前在 水资源安全度量指标研究方面，一部分机构和学者侧重于用诸如水资源压力指数、水资 源开发利用程度、产水模数、地均水资源量等反映水资源稀缺程度的指标来度量水资源 安全状态，显然这些指标不能反映水资源实际满足社会需求的程度及水资源安全的程 度：另有一部分学者则试图选择所有相关指标来构建水资源安全评价指标体系或模型， 这些评价指标体系或模型虽然能够较全面地反映水资源的安全程度，但过多的评价指标 也会在指标数值的确定、指标的等级划分、指标权重的分配以及对众多指标的综合等方 面造成困难。因而，如何从构成水资源安全系统的要素方面选择既简单明了又能够从本 质上反映水资源安全状况的评价指标，仍然有必要进一步深入探讨。在水资源安全度 量方法研究上，多数研究的度量方法未考虑量化水资源安全系统的诸多因子普遍存在很 大的不确定性和通常我们能够获取到的信息也不充分，这显然忽视了水资源安全问题在 很大程度上是源于自然变化和人类活动双重影响的本质。因此，这方面的研究无疑留有 较大突破空间。 1 2 4 区域水资源安全研究 随着社会、国家宏观的水资源安全越来越受到重视，各省市各大流域也开始了针对 他们自身的水资源安全研究。北京市水资源问题十分严重，水资源的开发利用率达到了惊 人的1 3 5 ，张士锋，贾绍风删在对工业用水定额进行研究的基础上，阐述了用水定额制 定和管理的一些基本方法。认为实现用水定额管理的核心，就是要把所制定的用水定额转 换成一个可以操作执行的行业和企业的用水指标。牛有成旧1 则指出“十一五一北京水务 面临着严峻的形势和艰巨的任务，要坚定不移地以科学发展观为指导，统筹全局，把握 重点，夯实工作，创新机制，进一步提高水务工作的整体水平，为全市经济社会发展提 供水安全保障。水务工作要把握好节奏，突出重点，第一是安全，第二是节水。陈素英， 胡春胜，孙宏勇等嘲从保障北京市供水安全的长期战略出发，以北京市近2 0 年城镇和农村 需水增减基本平衡的历程为背景，在总结近年环京地区种植节水作物经验和试验监测其 节水效益的基础上，提出了在环京平原区建立节水型种植结构是保证首都水安全的重要 生态战略措施，分析探讨了将出现的有关问题及实施条件。华北地区近几年对水资源安全 也是越来越重视。贾绍风，张士峰嗍m 1 对海河流域水资源现状从生活、生产、生态三方 面进行评价，指出华北地区水资源不安全的主要原因是周期性干旱、水污染、不合理利 用及无效潜水蒸发，而加强水污染防治工作是提高海河流域水资源安全程度的首要选 择。他们提出了水安全问题与水平衡问题是息息相关的，水资源供需平衡是社会经济系 统的水量平衡，也就是水资源供需安全问题，并指出供用耗排平衡的内涵，以供用耗排 平衡要素分析为基础进一步分析水的供需平衡，提出判断海河流域水资源供需是否平衡 的两个指标：入海水量是否达到最底生态需水量，当年的水资源开发中有没有大量的深 层地下水开采。夏军口订以海河流域为重点对象，指出华北地区缺水及其导致的生态环境恶 化问题背后的自然和人文因素作用与发展演化的背景，强调高强度人类活动作用下的水 循环基础研究的重要性，提出华北地区水资源安全的水循环基础与应用问题研究的若干 建议与思考。研究自然和人类活动双重作用下的华北地区水循环过程，水体运动与污染物 质输移及其与生态环境演变耦合机制，阐明华北地区“河道断流，水体污染，湿地消失，地下 水枯竭的成因规律，特别是人类活动的驱动分量，提出生态环境修复的理论基础。刘颖 秋口羽分析了华北地区用水现状及供水水源构成变化情况，提出华北地区用水量超过水资 源承载能力，水资源开发严重超载，生态环境日趋恶化，对2 0 2 0 年华北地区需水量与供 水能力进行预测，提出解决华北地区供水安全的关键举措是推进节水型社会建设，提高 水资源的利用效率和效益，发展循环经济，实施“替代 战略。夏军，刘孟雨，贾绍风 等口叼结合中国科学院知识创新工程项目“华北地区水循环与水资源安全的研究工作， 论述华北地区紧迫的水安全问题与反思，提出要发展流域水文非线性系统理论，秸秆覆 盖具有明显的节水保墒效果，水资源安全的对策有利用宣传教育、行政管理、经济刺激 6 等手段，控制水资源的供给和需求，达到水资源满足社会经济合理需求的目的。刘国香 结合山东省水安全实际，提出了山东省水安全评价指标体系。主要包括水量、水质、水 环境、水管理、水灾害控制等几方面，并详细介绍了怎样利用层次排序法确定权重。张 教平、杨延哲等h 司阐述了水安全的概念及其对可持续发展的意义，分析了河南省水资源 利用现状及存在的问题，提出了基于可持续发展的水资源利用模式：建立新型水资源利 用系统、统一水资源管理、建设节水型社会。宫少燕，管华，陈沛云口6 1 将水资源安全度 定义为不同时期水资源需求量与供给量之比，预算并计算了河南省及其各市2 0 0 0 、2 0 1 0 、 2 0 2 0 年份的水资源安全度，分析了河南省及其各市的水安全特征和区域差异及其成因。 王渊，张铭贤口刀由“华北明珠 干涸反思水安全，指出白洋淀干涸只是保定市以及我省 水资源匮乏的一个缩影，而更严重的水安全问题正在向我们一步步逼近。治水思路则从 原来洪水防范与控制的“理水”思路转变为今天的洪水资源化，可持续发展的治水理念。 广东水资源存在水源性缺水、水质性缺水、浪费性缺水等严峻问题。近年来的连续干旱、 咸潮上溯和水环境持续恶化，使珠江三角洲及香港、澳门的饮水安全开始受到威胁。薛 建枫m 1 指出广东水多( 洪涝) 、水少( 干旱缺水) 、水脏( 水污染) 三大水问题十分突出，如何确 保防洪安全、饮水与供水安全、水生态与水环境安全，需引起各级政府高度重视、切实应 对。提出应对广东省水安全问题应加强水安全政策法规等的研究制定，建立合理的水价机 制，加强节约用水的管理；建议支持并促进西江大藤峡水利枢纽的立项建设，提高流域 舫洪与水资源调配的能力2 0 0 5 年3 月2 2 日是十三届“世界水日 ，主题是“生命之水； 2 2 2 8 日是第十八届“中国水厨 ，主题为“保障饮水安全，维护生命健康 。记者张永 熙n 们报道，2 0 0 5 年1 月2 1 日广东省水利厅召开专家座谈会，来自中山大学、华南理工大 学等3 0 多名专家就目前广东水资源存在的水源性缺水、水质性缺水等问题，呼吁加快全 社会治污节水、建设健康河流，保护生态平衡，以达到维护生命健康，打造以水环境为重 要自然资源支撑力的和谐广东的共同目标。郑冬燕咖1 提出营造水安全网络的思路，以维 护珠江的健康生命。水安全网络主要体现在防洪安全系统、供用水安全系统、生态环境 安全系统和服务系统四大方面上。流域机构要把握当代新的治水理念，从人定胜天转变 到人与自然和谐相处，从防止水对人的伤害转变为首先防止人对水的伤害；根据流域自 己的特点来研究治水方案，做好流域的水资源综合规划，规划的思路和出发点放在流域 机构作为河流代言人的立场上，从生态保护。、生态修复、维护河流健康生命的角度来确 定工作方针、思路和原则。记者潘杰随妇报道，近年来扬州人以科学发展观为指导，探索 出了一条水利建设与管理的创新之路：推广以县乡河道疏浚! 综合整治为主要内容的“碧 水工程”；加强管理；通过宣传，营造声势，保护地下水；在市域内主要河道两岸设立 固定界牌，保护地表水，确保南水北调东线水源水质；加大对长江非法采砂的打击力度。 黄翠芳嘲从西部大开发陕西省面临的大好机遇与2 1 世纪水安全挑战出发，分析了陕西在 水资源可持续利用方面存在的问题。提出解决陕西水安全问题，应该实现水资源可持续 利用的四个目标：建成生态经济示范区，建成现代化供水系统，建设节水型社会，建设 高效节水农业体系。李泽红，汤尚颖，许志国删以湖北省为例，指出水资源安全评价可以 从水量安全评价、水质安全评价和水灾害防治安全评价三方面入手。李风全，朱丽东， 7 王天阳等泓1 分析了浙江水安全问题，从水安全和水足迹出发，探讨了浙江实现水安全的 主要对策、全球变化背景下水资源的计算、水资源管理层次的运用和水安全衡量体系的 建立和重视生态环境用水。严晓玲，刘茂祥，陈维哲等1 介绍了虚拟水新概念和虚拟水 贸易与虚拟水战略的现实意义，尤其对国内外干旱地区。分析三江平原实施虚拟水战略 对三江平原的实际意义；三江平原水土热资源丰富，具有实施虚拟水战略的巨大优势与 潜力。杨全明，王浩，赵先进嘲1 对贵州省水资源安全保障提出了全面节流的水资源战略、 水资源工程保障体系建设、以生态水为纽带的生态环境建设、以水权为核心的水资源一 体化管理体制等对策建议。苏德荣，田嫒，王瑜等硐7 1 从分析甘肃河西内陆区存在水资源不 安全的因素入手，提出在极其有限的水资源条件下必须处理好生态建设和经济发展的用 水比例，合理配置区域水资源，搞好工程节水、农艺节水和技术节水，调整农业产业结构， 大力发展生态型节水农业，在河西内陆区内兼顾经济、环境和生态功能，使三者协调发展。 王渺林嘲1 以岷江流域为例，从水资源水量安全、水质安全、生态环境安全等方面，探讨流 域水资源安全问题。研究表明，随着人类活动和社会经济发展的影响，岷江流域水资源 安全及其生态环境受到威胁，表现为水文状况恶化，水污染加剧，生态环境恶化；提出 了适应对策和建议。 综上所述，全国大部分省市已开始了水资源安全研究，节水、防灾与治污倍受关注， 而重视生态环境用水也是一个不容忽视的方面。水资源安全的研究不仅要从整体上把 握，制定相关的国策法规，还应从各省、市及地区进行针对性的研究，制定切实可行的 方案，实现国家与社会的和谐发展。 1 2 5 湖南省水安全研究现状 李景保、卢承志等力通过分析主汛期产水量与湖库容积的关系以及水资源量的供需 关系，对湖南省水安全水平作了大概的评价，提出协调度的概念：湖容积与蓄水量之比。 分析了湖南省水资源不安全的原因主要是多年的水土流失削弱了河湖库的防汛抗旱能 力及在社会经济快速发展中忽视了环境保护及资源可持续利用。提出了湖南省水安全的 保障措施：全方位开展水土保持生态环境建设，大力挖掘水利工程防洪灌溉潜力，加大 洞庭湖综合治理的力度，积极开发避洪耐旱型生态农业，从根本上改善江湖库水环境质 量，注重水资源承载力的研究。王秋衡，王淑云，刘美英嘲1 对湖南湘江流域的污染开展 了调查并进行了安全评价，结果表明：湘江水系的污染区域主要集中在郴州、常宁衡阳和 株洲三个江段，污染源主要是有色金属、化工企业所排含有大量重金属元素的生产废水， 对下游水系、鱼类资源及水生生物、农作物和人体均产生不利影响。建议改进现有生产 工艺并使生产废水达标排放。陈绍金删以湘江流域进行水安全系统评价，并运用系统动 力学方法对水安全系统进行预警。巢礼义嗍针对湖南省水安全的具体问题具体分析，提 出把水文循环季节规律与水安全评价相结合的评价体系在丰水地区有较好的适用性，能 更好地为丰水地区水安全决策的制定与选择提供依据。 8 1 3 研究内容与方法 1 3 1 研究内容 1 3 1 1 湖南省水资源安全度量指标确定 水资源安全系统是一个复杂的大系统，涉及到社会、经济和生态等多令层面和受很 多因子的影响。因此，确立的水资源安全度量指标既要求尽可能全面、完整、准确地反 映水资源安全状况，又要求度量指标的数据易于获得、便于计算和应用。本研究将详细 分析湖南省各层面因子对水资源安全的影响程度，在此基础上，基于水资源安全的最本 质含义，确定最有代表性和便于计算应用的因子作为水资源安全度量指标。 1 3 1 2 基于水量的湖南省水资源安全度量方法 ( 1 ) 可供水资源量研究：分析自然变化和人类活动影响下( 丰、平、枯代表年) 湖 南省水资源量的历史变化过程和规律，估算总水资源量中有多少是人类可以调控和利用 的，有多少应该作为环境用水，推求可供水资源量。 ( 2 ) 需水量研究：分析湖南省的工业万元用水量变化，农业灌溉用水量变化以及城 市化发展，生活用水量变化等因素对水资源需求的影响，估算湖南省的需水量。 ( 3 ) 基于水资源供需关系的水资源安全度计算：定义用可供水量与需水量之间的差 值与需水量的比值为水量安全度。 1 3 t 3 基于水质的湖南省水资源安全度量方法 基于水质的水功能区水资源安全度计算：根据湖南省的水功能区划分，以水功能