（水文学及水资源专业论文）水安全评价及其在渭河中的应用研究.pdf

摘要 水是生命之源，是人类生存的必需品，是经济增长和社会发展的战略资源，是实现 可持续发展的物质保障。但随着人口的持续增长和经济社会的快速发展，出现了诸如水 资源匮乏、水污染严重、水土流失加剧、洪涝灾害频繁的水安全问题，并由此引发了健 康安全、粮食安全、生态环境安全、经济安全、社会安全和国家安全等问题。这些问题 已危及人类对水的正当需求，制约社会经济的可持续发展，影响环境质量的提高与人类 文明的进步，甚至危及国家安危和世界和平，成为人类发展面临的最严重的问题之一。 水安全问题是一个复杂的综合性问题，国内外学者对其进行了不同方面的研究，其 中，水安全的量化、评价研究，对了解一个区域的水安全状况，为以后的发展提供决策 依据，解决实际的水安全问题都有十分重要的意义，而这方面的研究目前尚现薄弱，因 此本文选取水安全的量化和评价问题作为主要的研究内容。 本文在分析总结前人研究成果的基础上，对水安全的基础理论进行了研究；探讨了 水安全评价指标体系的构建原则和建立方法，以及确定指标权重的层次分析法、熵值法 和结合二者的组合权重法；介绍了基于模糊数学的多层次多目标模糊优选和多级模糊综 合评判两个水安全评价模型的原理和计算过程。 综合应用上述理论，以黄河的最大支流渭河作为实例，进行渭河的水安全评价， 构建了渭河流域的水安全评价指标体系，给出各指标的释义并计算权重；采用上述两个 模型分别对渭河流域陕西段的水安全进行时间和空间上的评价计算和分析；结合渭河流 域的实际，提出保障其水安全的粗浅对策。 关键词：水安全水安全评价渭河流域 a b s t r a c t w a t e ri st h es o u r c eo fl i f e ，i se s s e n t i a lt oh u m a nb e i n g s s u r v i v a l i ti st h es t r a t e g i c r e s o u r c e so fe c o n o m i cg r o w t ha n ds o c i a ld e v e l o p m e n ta n da l s ot h em a t e r i a lg u a r a n t e et o r e a l i z es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t w i t ht h ec o n t i n u o u sp o p u l a t i o ng r o w t ha n dq u i c ke c o n o m i c a n ds o c i a ld e v e l o p m e n t ，i th a sa p p e a r e ds o m ew a t e rs e c u r i t yp r o b l e m s ，s u c ha se x t r e m e s h o r t a g eo fw a t e r , s e r i o u sw a t e rp o l l u t i o n , s o i le r o s i o nt u r n i n gw o r s ea n df r e q u e n tf l o o d d i s a s t e r , w h i c hh a v eg e n e r a t e das e r i e so fp r o b l e m sa b o u th e a l t hs e c u r i t y , f o o ds e c u r i t y , e n v i r o n m e n t a ls e c u r i t y ,e c o n o m i c s e c u r i t y , s o c i a ls e c u r i t ya n dn a t i o n a ls e c u r i t y t h e s e p r o b l e m sh a sa l r e a d yt h r e a t e n e dh u m a nr i g h to ft h el e g i t i m a t en e e d so fw a t e r , r e s t r i c t e dt h e s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fe c o n o m ya n ds o c i e t y , i n f l u e n c e de n v i r o n m e n t a lq u a l i t ya n d h u m a nc i v i l i z a t i o n ，e v e ne n d a n g e r e dn a t i o n a ls e c u r i t ya n dw o r l dp e a c e ，a n db e c o m eo n eo f t h em o s ts e r i o u sp r o b l e m si nt h eh u m a n d e v e l o p m e n t w a t e rs e c u r i t yp r o b l e mi sn o to n l yac o m p l i c a t e dp r o b l e mb u ta l s oac o m p l e xo n e t h e s c h o l a r sc o m i n gf r o mh o m ea n da b r o a dh a v et a k e nr e s e a r c h e si nd i f f e r e n ta s p e c t s ，b u tt h e r e s e a r c ho fw a t e rs e c u r i t yq u a n t i f i c a t i o na n da s s e s s m e n ti ss t i l lw e a k b yu s i n gas c i e n t i f i c q u a n t i f i c a t i o na n da s s e s s m e n tm e t h o d ，w ec a nk n o wt h ew a t e rs e c u r i t ys t a t eo fa na r e a , w h i c h c a nh e l pu st om a k ep o l i c i e so ft h ew e i h er i v e re x p l o i t a t i o ni nf u t u r e s ot h er e s e a r c hh a s e x t r e m e l yv i t a ls i g n i f i c a n c et os o l v ea c t u a lw a t e rs e c u r i t yp r o b l e m s t h i sd i s s e r t a t i o nm a i n l yd i s c u s s e dw a t e rs e c u r i t ya s s e s s m e n t f i r s to fa l l ，o nt h eb a s i so f a n a l y z i n ga n ds u m m a r i z i n gp r e d e c e s s o rr e s e a r c h , i ts t u d i e dt h eb a s i ct h e o r yo fw a t e r s e c u r i t y ；s e c o n d l y , i td i s c u s s e dt h ee s t a b l i s h m e n tp r i n c i p l ea n db u i l d i n gm e t h o d so fw a t e r s e c u r i t ya s s e s s m e n ti n d e xs y s t e ma n ds t u d i e dt h ea n a l y t i c a lh i e r a r c h yp r o c e s s ( a a p ) ， e n t r o p ya n dt h ec o m b i n a t i o nw e i g h t ，w h i c hw e r eu s e df o rc o n f i r m i n gi n d e xw e i g h t ；t h e ni t i n t r o d u c e dt h ep r i n c i p l ea n dc a l c u l a t i o np r o c e s so ft h em u l t i - o b j e c t i v ea n dm u l t i l e v e lf u z z y o p t i m i z a t i o nm o d e la n dm u l t i l e v e lf u z z yc o m p r e h e n s i v ea s s e s s m e n tm o d e l t a k i n gw e i h e r i v e ra sa ne x a m p l e ，w h i c hi st h el a r g e s tt r i b u t a r yo f y e l l o wr i v e r ，i te s t a b l i s h e dt h ei n d e x s y s t e mo fw a t e rs e c u r i t ya s s e s s m e n ta n de x p l a i n e de v e r yi n d e x sm e a n i n g ，c o n f i r m e dt h e w e i g h ta n da s s e s s e dt h ew a t e rs e c u r i t ys t a t eo fw e i h er i v e rb a s i ni ns h a n n x ip r o v i c ei n t e m p o r a la n ds p a t i a la s p e c t s a tl a s t ，s o m ec o u n t e r m e a s u r e sb a s e do nt h ea s s e s s m e n tr e s u l t s i i w o r ep r o p o s e dt oe l l s u r ei t sw a t e rs e c u r i t y k e y w o r d s ：w a t e rs e c u r i t y , w a t e rs e c u r i t ya s s e s s m e n t ，w e i h er i v e rb a s i n i 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的 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。本论 文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成 果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 栖棣匍叩年多月日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归 属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请 专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的 学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 导师签名： 杨橡鹜 搠西 叩年6 , 91 日 彻7 年舌月日 长安大学硕士论文 1 1 研究背景和意义 第一章综述 1 1 1 研究背景 水安全问题简单说来就是因缺水、洪水或水质污染等涉水的危险因素引发的危害人 民生命财产等的不安全问题。 水安全问题从古到今一直存在着。早在人类文明之初，人类的安全经常受到洪水、 干旱等自然灾害的威胁，由于当时人类改造自然的能力较弱，只能被动地选择躲避的方 式获得安全。进入农业社会，人类改造自然的能力有所增强，已经能挖井取水、修建水 利工程引水灌溉，这时的人类已经比较主动地有意识地营造水安全环境了，但满足水安 全的能力还是很有限。进入工业社会，随着人类改造自然能力的强化，一方面人类能够 利用各种先进的技术手段去保障自身的水安全，但另一方面人类活动大量干预自然界的 水循环过程，使得水循环系统遭受破坏，水功能衰退，引发了水量短缺、水质污染、水 资源浪费、水环境破坏、水生态系统功能丧失、水分配不公、水管理混乱等许多水安全 问题。 进入2 0 世纪以来，人口剧增，经济迅速发展，水的需求量大幅增加，加上人类活 动造成的水污染，致使许多国家和地区出现了水危机，水资源的短缺更是成为世界各国 最突出的重大问题之一。我国2 0 世纪9 0 年代就发生了淮河全流域污染、黄河断流和三 江( 长江、嫩江、松花江) 洪水三大震撼国内外的水事件。 目前，水资源匮乏、水污染严重、水土流失加剧、洪涝灾害频繁等水安全问题已危 及人类对水的需求，成为社会经济可持续发展的重要制约因素，水安全问题也逐渐转化 为人为的社会和环境安全问题，并由此引发其他安全问题，如粮食安全、经济安全、社 会安全及国家安全等，这些问题会阻碍经济、社会的发展，影响环境质量与人类文明， 甚至危及国家安危和世界和平。 水安全问题已经成为人类发展面临的最严重的问题之一，引起了世界各国的关注。 在这个背景下，不少国内外专家学者、各国政府和国际组织开始从安全角度考虑水问题， 2 0 0 1 年，联合国秘书长安南在世界水日上提出“水安全一人类的基本需要和权力 ； 2 0 0 0 年，在荷兰海牙召开了第二届世界水论坛部长级会议，会议向全世界发出了“为 2 1 世纪提供用水安全 的呼吁1 1 1 ；2 0 0 0 年8 月在瑞典斯德哥尔摩召开了主题为“2 1 世 第一章综述 纪水安全 的世界水论坛第十次讨论会，会上提出要用创新的方法解决2 1 世纪的水安 全问题m j 。 渭河是黄河的第一大支流，是陕西的母亲河、生命河，渭河流域从古至今对陕西的 发展起着举足轻重的作用。然而，伴随着渭河流域的经济社会发展，流域内出现了水资 源短缺、水质污染、洪涝灾害频繁、下游泥沙淤积严重等水安全问题，严重影响着流域 今后的发展，因此，研究和解决渭河的水安全问题已经是迫在眉睫。 1 1 2 研究意义 水安全问题是一个水与诸多自然、经济、社会因素相互影响、相互制约而形成的复 杂问题，随着人们对水安全问题的日益关注，越来越多的学者从不同的角度和层面上对 其展开了研究。但目前取得的许多成果多集中于水安全的概念和某些保障策略，以及水 安全的某些方面，如饮用水安全、食物安全。与当今水安全问题的严重性和紧迫性相比， 这些研究还远远不够。总的来看，由于尚缺乏客观的指标体系和量化成果，使得水安全 的研究不可避免地在整体性、系统性和可比性等方面显出不足，因此所取得的成果距离 实际应用仍有较大差距，也正因为如此，开展水安全的量化、评价研究将对水安全的研 究和解决实际的水安全问题产生深远的意义。 水安全的量化、评价研究主要是如何选择能体现水安全的各项指标，形成指标体系， 采用什么样的方法将各项指标量化，选用什么样的评价模型，才能有效地评价一个地区 或流域的水安全状况。水安全的量化、评价研究是水安全研究中一个十分基础的内容， 意义重大，因为它的研究成果的好坏决定着水安全评价结果的科学与否，从而决定着指 导区域水资源综合利用的措施采用得恰当与否，进而影响着区域的水资源、生态环境和 社会经济三者的综合效益及协调发展，这最终将关系到合谐社会的建立能否实现。 渭河流域的水安全问题日益突出，通过对渭河流域水安全的评价研究，可以了解流 域的水安全状况，进而能有针对性的解决已出现的水安全问题，这对流域生态、经济、 社会的可持续发展有着极为重要的意义。同时，作为实例，还可以对其他流域的水安全 研究提供参考和借鉴。 1 2 国内外研究现状 “水安全一词的正式出现，最早是在2 0 世纪7 0 年代，在人类进入2 0 世纪尤其 是中叶以后，随着人口迅速增长，经济社会快速发展，用水量也呈几何级数增长，同时， 2 长安大学硕士论文 水污染和缺水造成的恶果愈演愈烈，水问题成为了人口、社会、经济、生态、环境、粮 食、资源等安全的制约因素，鉴于此，人们提出了“水安全 这一术语，从安全的角度 去研究解决水问题，得到了世界各国的广泛关注和重视，水安全问题的研究也由此展开。 1 2 1 国外水安全研究 许多国内外专家学者、各国政府和国际组织举行很多国际会议专门探讨水安全问 题，这些活动和观念引导了水安全的广泛和持续研究，而这些会议上形成的很多文献成 为水安全研究的指导性文件。 2 0 0 0 年3 月，联合国的“世界水发展报告( 、m r ) 核心计划中提供了许多有 价值的研究内容，如世界水资源的地表和地下时空分布信息产品；包括当前污染状况、 污染的脆弱性和对开放敏感性的评价在内的全球地下水资源评价；湖泊与水库系统及其 对可持续供水影响的评价等，都为研究水安全特别为评价水安全提供了有益的借鉴。 2 0 0 0 年“世界水展望 提出为了全球水安全：行动框架，认为水安全的核心思 想是用平等、高效和统一的方法来保护水资源本身，同时通过适当的开发活动利用水资 源，以满足人类生存的需要，满足农业发展和其他经济活动的需要【j j 。 2 0 0 1 年3 月2 2 日联合国秘书长安南在世界水日的献词“水安全人类的基本需 要和权利 中指出：水安全是人类的基本需要，因此，也是人类的基本权利【4 1 。污水危 害人类的身体健康和社会进步，是对人类尊严的侵犯。安南的献词强调了水安全的重要 性，把“卫生 的水和“公平分配”的水视为水安全。 2 0 0 1 年波恩国际淡水会议认为：以公平和持续的方式利用和保护世界淡水资源是各 国政策迈向更加安全、公平和繁荣的过程中遇到的重要挑战【5 1 。扶贫是实现公平和可持 续发展的主要工作，水资源在人的健康、生活、经济增长以及维持生态系统等方面起到 至关重要的作用。这里把水安全与可持续发展联系起来，把维护水安全与扶贫结合起来， 充实了水安全的内涵。 水文组织( i n s t i t u t eo fh y d r o l o g y u k ) 进行了洪涝灾害、干旱缺水等水安全问题 产生的内在机理方面的研究，说明水文循环和水文情势的变化是造成水安全问题出现的 重要成因之一【j j 。 水文水资源学会( j s h w r ) 认为水安全是涉及众多学科领域的复杂系统，水安全问 题是多因素的综合。他为研究水安全的外延型关系提供了很有说服力的佐证【j j 。 第一章综述 b r o w nlr 和bh a l w e i l 认为水资源短缺将直接影响到食物或粮食安全【6 。m a r k r o s e g r a n t 和r u t h m e i n z e dd i c k 注意到了曼谷、雅加达等地水安全问题引起的用水卫生 问题和生态环境问题，提出了采用新技术和利用市场机制保障水安全的办法【，j 。 t o s h i h a r uk o j i r i 在日本水文学与水资源研究进展中介绍了流域水资源管理和分 布型径流模型这一先进的研究成果。他将水的文化价值、环境价值与水质、水量相提并 论，将生态环境纳入水安全的研究范畴，为研究和评价水安全提供了良好的启示和可供 借鉴的途径l j j 。 总的来说，国外水安全的研究内容主要集中在水循环、水文情势控制、水污染、生 态环境需水和干旱缺水等方面。 1 2 2 国内水安全研究 中华民族在水资源的开发利用方面有着悠久的历史，为了躲避洪涝灾害和解决饮 水、灌溉等问题，兴修了许多水利工程，如著名的都江堰、郑国渠、灵渠和京杭大运河 等，治水思想和水文化也在几千年的文明中留下了光辉灿烂的一页，中国自古以来就流 传着“治国先治水”的古训，因此中国其实在很早以前就对水安全方面的问题进行了研 究，只是当时并没有使用“水安全 这一术语。 随着现在“水安全”一词的提出，我国的许多学者根据自己的实际，从很多角度对 水安全问题进行了探讨研究，但总的说来还需要不断的深入和完善。 贾绍凤，张军岩，张士锋等认为，水安全是指水资源供给能够满足合理的水资源需 求【8 1 。如果一个区域的水资源供给能够满足其社会经济长远发展的合理要求，那么这个 区域的水资源就是安全的，否则就是不安全的。 夏军认为水安全问题通常是指相对人类社会生存环境和经济发展过程中发生的水 的危害问题，而水资源安全问题是其最为重要的一个方面【9 】。 成建国认为，水安全既是一种社会状态，又是一种比较客观的水资源开发利用和管 理理念，其本质是既在一定程度上满足社会经济发展对水资源的需求，同时又着眼于在 一定时间内重构水资源的可持续利用状态【1 0 1 。 曾畅云认为，水安全是水体保持一定的水量、安全的水质条件以维护其正常的生态 系统和生态功能，保障水中生物的有效生存，周围环境处于良好状态，使水环境系统功 4 长安大学硕士论文 能可持续正常发挥，同时能较大限度地满足人类生产和生活的需要，使人类自身和人类 群际关系处于不受威胁的状态 1 1 1 。 洪阳提出，水安全问题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，不能维护其社会与经济价值，危及人类对水的基本需求，进而引发一系列的经 济、社会和环境安全问题【1 2 1 。 钱易提出“以供定需 的概念，为节约用水、控制水的需求和水的污染，提供了一 种新思路和新手段，这是解决水安全问题的有效对策之一【1 3 1 。 李佩成认为在水资源的开发利用中，要在充分认识水循环规律和经济规律的基础上 制定科学的治水方略，并较早提出了三水统观统管方略和解决水资源问题的具体措施建 议，这些建议是：1 ) 绿化祖国，加强和改善水循环；2 ) 统观统管三水全面规划合理蓄 调和利用水资源；3 ) 加强灌溉的科学管理因时因地调用水源；4 ) 深耕改土，蓄水保墒 增大和发挥土壤水的抗旱增产作用；5 ) 开展海水及咸水淡化使用，扩大灌溉和供水水 源；6 ) 开展矿山排水及工业废水复净利用，扩大灌溉和供水水源；7 ) 开展防治水源污 染，保护水源；8 ) 研究推广省水高产灌溉技术、节约水源；9 ) 研究和开展跨流域水源 调度，调节水源分布等。这些措施对解决水资源问题十分正确有效【1 4 , 1 5 , 1 6 。 陈家琦认为水的安全保障应当涉及以下几个方面的内容：为支持社会和经济发展的 需要，对各类用水要求提供适当保证程度的、质和量都可满足要求的水供应；通过江河 治理，减轻因洪涝造成的灾害损失，保护人民生命财产，维系社会稳定；努力增加可利 用水量，开发除河川径流和地下水之外的可利用水源；不断改善水环境，治理水污染， 减少污染源，并与整个环境治理同步；推行合理用水和节约用水，实行水资源统一管理， 治理水土流失现象；注意开发利用水资源对有关生态和环境的影响【1 7 1 。 闵庆文和成升魁探讨了全球化对我国水资源安全的影响，提出了全球化背景下的中 国水资源安全对策【1 引。 陈德敏、张玉飞等指出我国存在的水安全问题并提出了水安全法制保障的一些建议 【1 9 】 o 在评价和量化方面，夏军和朱一中认为，“水资源承载力是评价水资源安全的一个 基本度量，水资源承载力是区域自然资源承载力的重要组成部分，是水资源紧短地区能 5 第一章综述 否支撑人口、经济与环境协调发展的一个瓶颈指标”，并给出了水资源承载力的度量和 计算方法，包括可利用水资源量、水资源需求量的计算、流域水资源承载力平衡指数、 水资源承载力分量的测度等【2 0 ，2 1 ，2 2 】。 贾绍风，张军岩，张士锋等应用区域水资源压力指数，选取水资源安全评价指标体 系来评价水资源安全【8 1 。 成建国比较系统地提出了水安全评价指标体系，初步建立了北京市水安全监测系 统，评价并分析了北京市水安全状况【1 0 1 。 尹发能等应用多层次多目标模糊优选模型对洞庭湖三个区域和南洞庭湖内部的水 安全状况作出定量评价，比较不同区域单元的水安全形势，提出洞庭湖整体的和不同区 域的水安全保障体系【2 4 】。 李如忠在物元分析的基础上，结合模糊集理论和欧氏贴近度概念，建立了区域水 安全评价的模糊物元模型，并应用该模型对中国部分省级行政区域进行了水安全评价 【2 5 】 实践运用方面，针对我国水安全问题日趋尖锐，对国家安全、社会进步和区域发 展构成严重威胁，党的十五届五中全会把水资源作为重要战略资源予以高度重视，强调 “水资源可持续利用是我国经济社会发展的战略问题 。2 0 0 4 年水利部“十一五 课题 研究招标中明确水安全保障对策推荐为重大研究课题。我国政府第十个五年计划纲要 提出抓紧解决好粮食、水、石油等战略物资问题，把贯彻可持续发展提高到一个新水平 【2 6 1 。针对我国水多、水少、水脏和水浑等问题，中国工程院在2 0 0 0 年启动了“西北地 区水资源配置、生态环境建设和可持续发展战略研究 的咨询项目，组织了4 3 位院士 和近3 0 0 位院外专家对中国可持续发展水资源战略进行了近两年的研究，提出了新世纪 我国的水资源开发利用战略【2 7 1 。这是我国西北地区水安全研究的一个重大成果。针对首 都圈的水安全问题，科学技术部社会公益研究用专项资金资助进行“首都圈水资源保障 研究”，最终将提出首都圈水资源保障体系。针对陕西省尤其是西安市的供水安全问题， 李佩成等专家开展了综合开发利用地下水和秦岭诸峪的研究，并积极建议兴建陕西省内 的南水北调工程“引乾济石”工程，引柞水乾佑河水到西安市石砭峪水库，这些研 究在很大程度上改善了西安市原有的供水紧张局面，为解决西安市水资源短缺的问题作 6 长安大学硕士论文 出了较大的贡献【2 8 ，2 9 1 。 1 3 本文研究的主要内容和思路 1 3 1 主要研究内容 本文主要对水安全问题的评价进行研究，并以渭河作为实例，内容主要有以下几 个方面： ( 1 ) 基础理论的研究。在分析、总结当前水安全研究成果的基础上，对水安全的 概念及其内涵和外延、水安全的基本特征和水安全与可持续发展的关系进行粗浅的研 究。 ( 2 ) 评价指标体系的研究。分析、总结当前水安全评价指标体系的研究成果，对 评价指标体系的构建原则和方法进行研究，并对指标权重的确定方法进行探讨。 ( 3 ) 评价模型的研究。 ( 4 ) 应用研究。以渭河流域为例，分析、总结渭河流域存在的主要水安全问题， 构建渭河流域水安全评价指标体系，对渭河流域的水安全状况进行时间和空间的评价分 析。 ( 5 ) 对策研究。针对渭河流域出现的水安全问题，提出保障渭河流域水安全的具 体对策和措施。 1 3 2 研究思路 首先，通过大量的文献检索、专家咨询和数据收集的工作，一方面了解当前水安全 领域的研究成果和存在的问题，在此基础上，对水安全评价中的评价指标体系的构建、 评价指标的赋权和评价模型的选用三个方面内容进行研究，另一方面，根据收集到的资 料情况，选定渭河流域作为研究实例，分析总结渭河存在的主要水安全问题，并研究选 用什么样的指标描述其存在的水安全问题。其次，在有实际资料和水安全评价理论知识 的基础上，进行渭河流域水安全状况的评价研究，并根据评价结论，进行保障渭河流域 水安全的对策研究。具体见图1 1 。 7 第一章综述 图1 1 本文研究思路图 8 长安大学硕士论文 2 1 水安全的概念 第二章水安全基础理论 对于水安全的概念，世界各国及许多国际组织、专家学者已有不少论述，由于思考 的角度不同，对水安全的论述也就不尽相同，目前尚缺乏统一的水安全定义，下面是一 些有代表性的定义。 2 0 0 0 年海牙世界部长级会议宣言提出的水安全含义是：确保淡水、海岸和相关的生 态系统受到保护并得到改善，确保可持续性发展和政治稳定性得以提高，确保人人都能 够得到并有能力支付足够的安全用水以过上健康和幸福的生活，并且确保易受伤害人群 能够得到保护以避免遭受与水有关的灾害威胁，但常规模式不是我们的选择【1 1 。该宣言 明确提出了实现水安全面临的挑战为满足基本需要、保证食物供应、保护生态环境、共 享水资源、控制灾害、赋予水价值、合理管理水资源七大方面，将水安全的主要内容进 行了阐释。 2 0 0 0 年“世界水展望 提出水安全的含义是：从家庭到全球的各个不同层次上，每 个人都可以用能够承受的价格来获取足够洁净的水，能够过上健康和富有创造力的生 活，在这同时，自然环境也得到了保护和改善。这种水安全是以满足人类生存的需要作 为水安全的主要内容。 2 0 0 0 年，在斯德哥尔摩世界水讨论会上，明确提出了水安全的含义：确保淡水、沿 海和相关的生态系统得到保护和改善：确保可持续发展和政治稳定得到加强；确保每个 人能够以可承受的开支获得足够安全的淡水来保持健康和丰富的生活；确保人们不受与 水有关的灾难的侵袭。 陈绍金认为，水安全的概念可表述为“一个地区( 或国家) 涉水灾害的可承受和水的 可持续利用能确保社会、经济、生态的可持续发展，【3 】。 张翔，夏军等认为，水安全是指“水的存在方式( 量与质，物理与化学特性等) 及 水事活动( 政府行政管理、卫生、供水、减灾、环境保护等) 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可以承受的范 围之内【3 0 1 。 郑通汉从国家安全战略层面上分析，将水安全分为广义的水安全与狭义的水安全 9 第二章水安全基础理论 【j 。广义的水安全是指国家利益不因洪涝灾害、干旱缺水、水质污染、水环境破坏等造 成严重损失；国家可持续利用的水资源能够满足国民经济和社会可持续发展的需要。狭 义的水安全是指在不超出水资源承载能力和水环境承载能力的条件下，水资源的供给能 够在保证质和量的基础上满足人类生存、社会进步和经济发展的需求。 陆忠伟从现代“非传统安全理论出发，认为水安全问题是指人类社会在利用水资 源的过程中无视水资源的有限性，不顾水环境的承载力，过度开发与非科学地使用，消 费和挤占生态用水，破坏生态环境，造成水环境的破坏，引起水资源匮乏、水质污染严 重等问题，进而威胁到人类健康、工农业可持续生产、国家安全与地区稳定【j 川。 在上述的定义中，有的学者直接将水资源安全定义为水安全，着力于水资源的量与 质；有的从水资源和环境的角度定义水安全；有的从资源、环境、经济社会的可持续发 展角度定义水安全。笔者根据自己的理解和分析，认为：水安全是在人类社会发展的不 同阶段，一个国家( 或地区) 实际可以利用的水资源在能满足人类基本生理和生活需要的 同时，能维持和保障社会经济、生态环境的可持续发展，并避免由于自然变化和人类活 动干预水循环过程而出现不利于人类的事件。水安全应该涵盖由水资源安全引发的健康 安全、粮食安全、生态环境安全、经济社会安全、管理安全等方面。水安全在客观上是 一种状态，它不是固定不变的，而是动态的，在主观上是一种目标，是人类始终不断追 求的。 2 2 水安全的内涵和外延 尽管在对水安全的概念上，专家学者们有着不同的观点，但对其内涵和外延的认识 却是基本一致的。水安全的内涵总的说来包括三个方面：一是水安全的自然属性，即产 生水安全问题的直接因子( 安全因子) 是自然界水的质、量和时空分布特性，如干旱、 洪涝、河流改道等自然灾害；二是水安全的社会属性，即水安全问题的承受体( 安全载 体) 是人类及其活动所在的社会与各种资源的集合，如由于人为活动造成的水量短缺、 水质污染、水环境破坏。三是水安全的人文属性，即安全载体对安全因子的感受，就是 人群在安全因子作用到安全载体时的安全感。说得具体些就是，水安全和水资源系统的 丰枯等属性有关，和人类社会的脆弱性有关，和人群心理上对水安全保障的期望水平、 对所处环境的水资源特性以及自身的承载能力等有关。从内涵上，水安全是一种全新的 水的开发利用和管理理念，水安全的目的是在现实情况下处理好人与人、人与自然之间 1 0 长安大学硕士论文 基于水的关系，该关系具体体现在涉水灾害的可承受、水的可持续利用、经济社会可持 续发展及生态环境持续健康的关系上。 水安全的外延指的是与水安全相联系的其他重大安全问题，主要有水安全与粮食安 全保证人人有饭吃；水安全与人体健康安全安全饮用水：水安全与生态环境安 全因水导致的其他生态环境问题；水安全与经济安全保证经济的稳定发展；水 安全与社会安全保证社会的安定团结：水安全与国家安全水资源的公平使用， 避免武力冲突等。 1 、健康安全 水与人类生活息息相关，没有水就没有生命，人类每天都要和水直接接触，水直接 影响着人体的健康。饮用水水质的优劣对人体健康产生影响最大，饮用水受污染后，轻 者造成人体慢性伤害，重者中毒甚至死亡，特别是环境激素类物质和“三致 物质，其 对人类的影响将是长期的和累积性的，后果甚至是灾难性的。 2 、粮食安全 “民以食为天 ，粮食是人类赖以生存的基本物质，是安定团结的基本保障。水安 全问题中的水多水少水脏都与粮食问题有直接的关系。水是粮食生产必不可少的条件， 水量不足会使灌溉用水得不到保证，洪涝灾害会损毁粮食作物，水质污染会使毒素残留 在粮食中，这些都会影响粮食的产量和食用【3 3 1 。可见，水安全与粮食安全的关系十分密 切，水安全就能积极地促进粮食生产，水不安全则消极地破坏粮食生产。 3 、生态环境安全 水是最活跃的生态环境要素之一。水资源的短缺，会引发草原、森林、湿地退化， 沙漠面积扩大，河流、湖泊、水库面积缩小，土地荒漠化、沙漠化以及土壤次生盐渍化 等生态环境安全问题。而区域性的水域面积缩小还会影响到气候的变化，造成气温上升、 雨量减少的生态环境效应 3 4 1 。水资源的过度开发利用会导致地下水位下降、地面下沉， 滨海地方海水入侵等生态环境问题。由此可以看出，水资源和生态环境相互作用、相互 制约，水安全问题影响着生态环境安全问题，生态环境的进一步破坏将使水安全问题面 临更严峻的形势。 4 、经济安全 水是农业的命脉，工业的血液，水是国民经济的基础。水量的丰缺和水质的优劣都 会直接制约着国民经济的健康发展。缺水常常成为制约一个地区工农业生产、社会经济 第二章水安全基础理论 发展的“瓶颈 ，在我国，作为国民经济发展的煤、石油、铁矿等基础性资源和能源大 多分布在水资源不太丰富的北方和西北地区，其开采和利用一直受到缺水的影响。同样， 水污染造成的经济损失也是十分巨大的。据统计，全国每年因水污染造成的直接经济损 失高达4 0 0 亿元【3 5 1 。而为了治理污染，国家每年也要花费巨额的代价。因此，水不安全 将严重影响着国民经济的发展，如果不能实现水安全，那么经济的发展也将面临困境。 5 、社会安全 纵观几千年来人类社会发展的历史，可以看出水与人类社会之间有一种一荣俱荣， 一损俱损的关系【3 1 。人类社会出现和繁荣于水资源丰沛的地区，衰落于水资源不合理利 用而导致水安全问题发生的地区，古巴比伦文明的衰落和楼兰古国的消失就是最好的例 子，因此，水安全则社会稳定，人民安居乐业，文明昌盛。 6 、国家安全 一方面水资源的分布在同一国家的不同地区和国家与国家之间是不均衡的，另一方 面由于水资源短缺、水污染严重，使得水资源成为了一种稀缺资源，因此各自为了自身 的利益，必然要争夺、分享水资源。在这过程中，分配使用的不均必然会激发矛盾，这 种矛盾如果处理不当，势必引发国内社会的不稳定和国际政治经济争端，甚至引发国际 冲突，从而危及国家安全。 2 3 水安全的基本特征 水安全具有如下特征： 1 、跨国性、全球性 水在全球循环流动的特点，使得一国的水危机成本和水安全收益都会外溢。如果水 危机发生在国家之间，轻则造成水与外交纠纷，重则引发战争。国家之间、地区之间的 水安全必须通过全球性的合作而非军事手段来解决。 2 、地域性 水系统的时空变异性导致不同的区域具有不同的水安全要求。由于降水时空分布的 不均性，社会经济发展水平的差异等会导致水资源的开发、利用、供给和需求的状况存 在显著的地区差异，从而使水安全具有地域性特征。 3 、综合性 水安全兼具自然和人为两重性，水安全既是自然的水安全，又是人类生存环境的水 1 2 长安大学硕士论文 安全。既包括水资源安全，生态环境安全，又包括社会经济安全。因此，在进行水安全 研究时，应该考虑到这一点。 4 、动态性 首先，人们对水安全的认识随着社会经济的发展而变化。早期，人们多从人类社会 这一主体出发，注重水量和水质的安全，而忽视水对生态环境的影响。但随着人们对生 态需水的认识，这一状况已得到改观。其次，水安全是一种客观状态，它是不段发展变 化的，现在的水安全并不代表以后水仍然安全。 5 、相对性 水问题是客观存在的，只要有人类活动，或水文循环，就会有水安全问题，比如洪 水灾害、水质污染。关键是看水问题是否会危及水的可持续利用，是否超过人类对这些 问题的承受能力。如果水问题没有危及水的可持续利用，没有超出人类的承受能力，就 可视为水安全，反之则视为水不安全。 6 、关联性 关联性主要是指水的开发利用与相邻流域或者全国的资源开发、生态环境、社会经 济发展的相互关系。例如，南水北调工程，其目的当然是给京津鲁等缺水地区补充水源， 使其工农业生产和居民生活能够健康发展，但同时也要考虑水安全问题，如这种调水是 否会对调出水区的生态环境、经济发展造成影响以及造成什么样的影响，调水是否会对 调水沿线地区的水资源状况、土壤、地下水造成不利影响。 7 、影响的广泛性和严重性 水不安全，即出现水危机和水灾害，并引发粮食安全、生态环境安全和国家安全等 问题，这不仅会对自然生态环境造成损害，还会影响社会经济的可持续发展，产生一系 列的经济、政治后果，甚至影响到整个国家和民族的生存，因此，这种影响是十分广泛 和深远的。 2 4 水安全与可持续发展 作为人类社会发展的新阶段和新模式，可持续发展成了世界各国各界的共识。可持 续发展涉及到人口、资源、环境、发展等诸多领域，具体到水资源领域就是要实现水资 源的可持续利用。 由于水资源的不可替代性，使得水资源成为人类生存与社会发展不可或缺的基础资 源，而水资源供给的有限性，更使得水资源成为一种稀缺资源，因此以水资源的可持续 第二章水安全基础理论 利用保障可持续发展成为了当前水资源界的共识，水资源领域的所有研究都应该以实现 水资源的可持续利用为最终目标，都应该满足水资源可持续利用的要求。 然而，在目前的水资源开发利用中，出现了许多问题，严重影响着水资源的可持续 利用和生态环境、经济社会的可持续发展，因此研究和探讨新的理论、方法，实现水资 源的可持续利用是我们亟待解决的问题。 水安全研究正是从水资源可持续利用的角度出发，探讨基于现实的实事求是的水资 源可持续利用模式。水安全追求的是区域水资源、生态环境和经济社会系统整体和长远 的可持续发展，追求当前发生水危机即水资源不可持续利用的区域在发展的同时尽快恢 复水资源的可持续利用状态。 因此，在某种程度上，水安全和水资源的可持续利用是同一概念层次，追求水安全 不仅可以实现水资源的可持续利用，还能兼顾水资源、生态环境和经济社会的协调发展， 追求水安全就是追求一种可持续发展模式。 1 4 长安大学硕士论文 第三章水安全评价指标体系 水安全评价是一个涉及到资源、环境、经济和社会等多方面因素的问题，并且这些 因素相互作用、相互耦合，使得问题更加复杂。要对某地区或流域水安全状况进行科学 的评价，首先要用一些可测量的定量指标和可量化的定性指标将问题明确表述出来，建 立评价指标体系。目前，国内外在这方面尚未建立起公认的科学理论体系。本文在查阅 大量资料，借鉴前人研究成果，参考可持续发展指标体系的基础之上，对水安全评价指 标体系的建立进行了初步的探讨，同时，指标的权重对水安全评价极为重要，因此对指 标权重的确定方法也进行了研究。 3 1 水安全评价指标体系 3 1 1 水安全评价指标体系的研究现状 目前，已有不少专家和学者针对提出的水资源安全、饮用水安全、水资源承载力、 水环境承载力、水的可持续利用等水安全研究的问题，对水安全评价指标体系进行了研 究。 韩宇平、阮本清等认为，为了对区域水安全状况进行全面的分析和诊断，必须尽可 能全面地选取能反映区域水安全信息的指标，并将水供需矛盾、生态环境、粮食安全、 饮用水安全、控制灾害、赋予水价值和水资源管理等方面作为水安全的内容，建立具有 层次结构的评价指标体系，并采用了客观赋权法熵值法来计算各目标的权系数 3 6 , 3 7 】 贾绍凤建立的水安全评价指标体系则包括了水资源社会安全、经济安全、生态安全 和综合评价等几个方面的内容【1 9 1 。 安强等在采用可持续发展理论、循环经济理论、系统工程理论和承载力理论的基础 上，建立了水环境安全评价指标体系，将水环境安全体系分为水环境资源综合系统、水 环境与社会经济协调性系统和水环境生态安全系统，并通过均方差决策综合分析方法给 指标赋权重，使用综合指数法进行水环境安全的综合评价【3 9 1 。 张巧显等人运用系统分析的理论与方法，分析了中国水生态系统的特征及各组分之 间的相互作用，建立了中国水安全评价指标体系，该指标体系分为状态、目标和决策三 个主要变量，各变量又包含一些具体的指标，共计5 0 个主要指标，另外还有若干辅助 第三章水安全评价指标体系 变量、参数等【删。 近些年，众学者设计了一些评价指标体系的概念框架。其中，1 9 9 0 年，联合国经济 合作与发展组织( o r g a n i z a t i o nf o re c o n o m i cc o o p e r a t i o na n dd e v e l o p m e n t ，简称o e c d ) 遵照1 9 8 9 年七国首脑会议的要求，启动了生态环境指标研究的项目，首创的“压力 ( p r e s s u r e 卜状态( s t a t e 卜响应( r e s p o n s e ) 概念框架模型被广泛承认和使用【4 1 , 4 2 , 4 3 】。 他们认为，人类的经济、社会活动与自然环境之间存在相互作用关系：人类从自然环境 取得各种资源，通过生产消费又向环境排放，从而改变了资源的数量和环境的质量，进 而影响了人类的经济社会活动及其福利，如此循环往复，形成了人类活动与自然环境之 间的压力状态响