基于水资源承载力的钱塘江流域人口可持续发展分析

1、中国农村水利水电 2008年第10期文章编号:1007 2284(2008)10 0007 037基于水资源承载力的钱塘江流域人口可持续发展分析曹飞凤,焦 荔,张振林,楼章华3.杭州市林业水利局,杭州310014)23(1.浙江大学水文与水资源工程研究所,杭州310028;2.杭州市环境监测中心站,杭州310007;摘 要:从可持续发展理论出发,选取影响水资源承载力变化最主要的驱动因子之一的人口要素进行重点分析评价,应用灰色系统模型对钱塘江流域人口变化趋势进行预测,并从人均水资源占有量、生活用水量指标出发,分析了流域人口发展的可持续性。结果表明:为了解决钱塘江流域水资源与人口需求之间的矛盾,应

2、在有限的水资源条件下,大力推行节约用水,全面建设节水型社会,同时需要适当控制人口增长速度,为水资源的可持续利用创造良好的人口环境。 关键词:钱塘江流域;水资源承载力;灰色系统模型;人口可持续发展 中图分类号:TV213 文献标识码:AResearchonSustainableDevelopmentofPopulationintheQiantangRiverBasinBasedonWaterResourcesCarryingCapacityCAOFei feng1,JIAOLi2,ZHANGZhen lin3,LOUZhang hua1(1.InstituteofHydrologyandWate

3、rResources,ZhejiangUniversity,Hangzhou310028,China;2.HangzhouEnvironmentMonitoringCenter,Hangzhou310007,China;3.HangzhouForestryandWaterConservancyBureau,Hangzhou310014,China)Abstract:Populationelements,themostimportantdrivingfactorsthatinfluencewaterresourcescarryingcapacity,areanalyzedcom prehensi

4、velyaccordingtothetheoryofsustainabledevelopment.Thegreymodelisselectedtopredictthetrendofdemographicchan gesintheQiantangRiverbasin.Meanwhile,thesustainabilityofpopulationisevaluatedbasedontheindexofpercapitapossessionofwaterresourcesandwaterconsumptionindicatorsoflife.Theresultsshowthatwaterconser

5、vationandawater-savingsocietyshouldbepromotedundertheconditionsoflimitedwaterresourcesinordertosolvetheconflictbetweenwaterresourcesandhumanneeds.Meanwhile,thepopulationgrowthrateshouldbecontrolledtocreateagoodenvironmentforsustainableutilizationofwaterresources.Keywords:QiantangRiverbasin;waterreso

6、urcescarryingcapacity;greymodel;sustainabledevelopmentofpopulation水平下,遵循可持续发展理论,某一区域的水资源所能支撑的区域最大人口数量或经济发展规模4。可持续发展思想是指人类能够维持自然社会经济系统动态平衡的发展5。作为该系统组成要素的人口、经济、社会、资源、环境之间存在着相互影响,相互制约的关系。水资源承载能力与人口可持续发展的关系,在某种意义上是相一致的,解决的核心问题都是人口与资源之间的关系问题。水资源系统能否支撑人口的可持续发展,要看人口的发展是否能满足可持续性、协调性和公平性的要求。人口增长的基础是要依赖于自然、资源

7、、环境承载力,一旦人口增长突破这些因素所能承、0 引 言水资源承载力是由我国学者施雅风先生于1989年第一次明确提出1,目前国内外对水资源承载力的定义还没有统一的认识,许多学者都提出了自己的观点2,3。本研究将水资源承载力定义为:在未来的某一时期、一定的社会、经济、技术发展收稿日期:2008 04 18基金项目:国家自然科学基金(40772165);浙江省科技厅科研计划项目(2004C33060)。作者简介:曹飞凤(1983 ),女,博士研究生,主要从事水资源与水环8基于水资源承载力的钱塘江流域人口可持续发展分析 曹飞凤 焦 荔 张振林 等人口构成。对于一个流域系统来说,人口总量(POP)的变

8、动情况受出生、死亡以及社会迁移现象(如入学、毕业分配、入伍、复员、工作变动)、粮食供应、水资源量、水环境污染、经济总体发展水平、计划生育政策等因素的影响。这些众多因素之间的结构关系难以准确描述,其对人口的增长作用更是难以精确计算,所以人口系统具有明显的灰色性,在本研究中将采用灰色动态方法(具体计算分析过程参见拙著灰色系统模型在钱塘江流域供水量预测中的应用研究#,发表在浙江水利科技,2008年第1期:1517)对人口总量进行预测6,结果见表1所示。根据各地统计年鉴,近年来钱塘江流域四市人口总量统计情况如表2。表1 钱塘江流域人口总量预测结果地区杭州绍兴金华衢州流域2008年668.70444.2

9、2461.84251.181825.942010年680.44447.43467.97253.601849.442015年710.79455.56476.28259.761902.39万人2020年742.29463.83486.88266.071959.07万人2002年636.81433.59449.19243.861763.452003年642.78433.84449.91244.491771.022004年645.83437.87453.78246.401783.882005年651.47439.45455.78247.591794.291 人口发展分析20世纪90年代后,钱塘江流域人

10、口自然增长率呈下降趋势,已初步呈 低出生率、低死亡率、低自然增长率!的现代人口特征,在这种人口发展模式下,流域面临的人口压力问题将越来越大。人口发展的可持续性应表现在其数量相对于资源、环境、经济与社会发展的适度以及其结构相对于社会、经济发展水平的合理与稳定,所以人口指标主要考虑人口规模与人口结构两个方面。1.1 钱塘江流域四市人口发展现状分析对钱塘江流域人口总量进行分析,1995年流域人口总量为1694万人,2000年为1742万人,2003年为1771万人,流域内杭州、绍兴、金华、衢州及流域总体人口总量呈上升趋势。随着流域城市化水平的不断提高,钱塘江流域各地城市人口比例呈上升的趋势,相应地,

11、农村人口比例呈下降的趋势。1995年流域农村人口比例占79.3%,2000年为75.6%,2003年为71.6%。1.2 人口量预测模型预测钱塘江流域未来年份的人口变化情况对流域可持续发展有着重要的现实意义。本部分主要预测流域人口总量及表2 近几年钱塘江流域人口总量统计数据地区杭州绍兴金华衢州流域1995年597.96424.70436.24235.831694.731996年603.22426.84438.61237.181705.851997年607.96428.94440.51238.431715.841998年611.64430.04442.96239.551724.191999年61

12、6.05431.70444.33240.741732.822000年621.58432.69446.42241.971742.662001年629.14433.27447.94243.091753.44据钱塘江流域人口预测结果:2005年流域四市人口总量达1794万人,2008年为1825万人,2010年为1849万人,2015年为1902万人,2020年为1959万人,人口总量呈增长的趋势。钱塘江流域省内面积为48080km2,流域人口密度也将随之增长,根据人口总量预测结果推算,到2008年,钱塘江流域人口密度为379人/km2,2010年为384人/km2,2015年为395人/km2,2

13、020年为407人/km2。流域内各市城市人口呈增长态势,农村人口相反呈下降趋势。2003年,钱塘江流域人口总为1771.02万人,占全省人口总量(4551万人)的38.9%,其中非农业人口为501万人,占全省非农业人口的43.28%。对钱塘江流域城市化水平进行预测,根据预测结果,到2008年,全流域城市化水平平均达33.2%,到2010年将达35.7%,2015年流域城市化水平将达43.0%,到2020年将达51.6%。由城市化水平估算流域城市人口及农村人口数量,到2005年,流域四市城市人口532万人,农村人口约为1261万人;2008年,流域四市城市人口为606万人,农村人口约为1219

14、万人;2010年,流域四市城市人口将达660万人,农村人口约为1189.19万人;2015年流域四市城市人口为818.03万人,农村人口为1084.36万人;2020年,流域四市城市人口为1010.88万人,农村人口为948.19万2 基于水资源的人口可持续发展分析浙江省社会经济的飞速发展、外来人口的迁入以及城市化进程的推进将导致未来时期钱江流域人口规模不断扩大,同时,随着人们生活水平的提高,人均生活用水量将随之增大,导致对水资源总量需要扩大,水资源需求量的不断增大与有限水资源之间的矛盾将成为制约钱塘江流域人口持续发展的重要问题之一。水是生命之源,是一切生物赖以生存和发展的物质基础,随着经济的

15、持续发展、人口持续增加以及生活水平日益提高,对水资源供给的压力也将不断增大。2.1 以人均水资源占有量为指标考核流域人口发展的可持续性历年钱塘江流域人均水资源占有量如表3。表3 钱塘江流域人均水资源量年 份地区1995杭州绍兴金华衢州2941168922644891199634232111276057461997316019302536533519982739156221064602199929681781235753512000169721612055384420012480131015723731200233462101289859942003159767512753334m3/(人 a)

16、基于水资源承载力的钱塘江流域人口可持续发展分析 曹飞凤 焦 荔 张振林 等 19952003年,流域人均水资源占有量为2532m3/(人 a),杭州为2672m/(人 a),高于流域平均值;绍兴人均水资源量为1606m3/(人 a),低于流域平均值926m3/(人 a);金华人均水资源量为2112m3/(人 a),低于流域平均值320m3/(人 a);衢州人均水资源量为4613m3/(人 a),高于流域平均值2081m3/(人 a)。人口与水资源矛盾表现最为突出的城市是绍兴,其次是金华,衢州人均水资源量最高,杭州次之。根据瑞典水文学家MalinFalkenmark水紧缺指标(表4)来判断流域水

17、资源现状,衢州、杭州、金华为富水地区,绍兴属于用水紧张。表4 MalinFalkenmark 水紧缺指标!7类 别富水区水紧张区缺水区严重缺水区人均可更新水资源/(m3 a-1)>1700100017005001000<500问 题表7 流域生活用水可利用水资源量局部地区、个别时段出现水问题将出现周期性和规律性用水紧张将经受持续性缺水,经济发展受到损失,人的健康受影响将经受极其严重的缺水地区10杭州绍兴金华衢州流域平均29.429.2916.2613.8468.515017.505.539.678.2340.76905.751.823.182.7013.39频率值/%92.2 从生

18、活用水量的角度分析人口发展的可持续性根据近年来钱塘江流域各地生活用水比例的构成,确定流域预测年用水比例构成如表6。由此计算各预测年钱塘江流域生活用水可利用水资源量情况如表7。表6 流域生活可利用水资源量比例地区杭州绍兴金华衢州流域平均生活用水比例20.015.020.014.317.7亿m3/a%流域淡水资源是一种有限资源,可通过水循环得到更新,但受到气候、地形等因素影响,且在流域内分布极不均匀,水资源总量年际变动幅度较大,总体呈减少的趋势,与流域人口上升的趋势相反,因此水资源问题将逐渐成为流域社会持续发展的一个制约因素。根据预测结果(表5),若保证率为10%,预测钱塘江流域人均水资源量在20

19、20年为3028m/(人 a),属于富水状态。若保证率为50%,钱塘江流域人均水资源量2020年为2228m3/(人 a),为富水状态,但在绍兴地区存在用水紧张的情况。若保证率为90%,钱塘江流域人均水资源量2004年为1579m3/(人 a),2010年为1523m3/(人 a),2020年为1438m3/(人 a),杭州与绍兴处于用水紧张状态。表5 预测年钱塘江流域人均水资源占有量地区保证率/%10杭州509010绍兴509010金华509010衢州509010流域平均50902008年3371.322480.481601.472136.781572.191015.042697.69198

20、4.671281.405904.934344.292805.163249.232390.491543.422010年3313.152437.691573.832121.451560.911007.762662.351958.671264.615848.584302.842778.393207.942360.121523.812015年3171.682333.601506.632083.591533.06989.772615.901924.501242.555709.894200.802712.503118.662294.431481.40m3/(人 a)对比钱塘江流域生活需水量预测结果,各保证

21、率条件下计算生活富余水量结果如表810。表8 钱塘江流域生活富余水量(保证率=10%)地区杭州绍兴金华衢州流域平均2008年23.646.5712.9712.1755.052010年23.116.3912.5812.0053.792015年21.975.8811.9611.7451.25亿m3/a2020年20.355.3211.0611.4647.89亿m3/a2020年8.431.554.475.8520.14亿m3/a2020年3037.092234.57杭州1442.702046.441505.72972.122558.951882.601215.495574.474101.18264

22、8.183028.432228.051438.54地区杭州绍兴金华衢州绍兴金华衢州地区表9 钱塘江流域生活富余水量(保证率=50%)2008年11.722.806.386.5627.302010年11.192.625.996.3926.042015年10.052.115.376.1323.50流域平均表10 钱塘江流域生活富余水量(保证率=90%)2008年-0.03-0.92-0.111.03-0.072010年-0.56-1.08-0.530.86-1.332015年-1.71-1.59-1.120.61-3.872020年-3.32-2.15-2.020.32-7.23流域平均(下转第1

23、3页)济南泉域地下水环境容量研究 邢立亭 张建芝 周 瑞 等134 结 语地下水环境容量的确定应以水文地质条件为基础进行分析,其环境容量指标有容许开采量、补给量、经济指标、水质指标、水位指标、开采布局等,也可以采用这些条件的组合。济南市的研究实例表明,地下水环境容量是动态、可变的。可以看出,以现代数学理论与GIS技术相结合的技术方法将是地下水环境容量评价的发展趋势。参考文献:1 李蜀庆,李谢玲,伍溢春.我国水环境容量研究状况及其展望J.高等建筑教育,2007,16(3):58-60.图5 趵突泉地下水位预报曲线表1 各开采区允许开采量位置开采量位置开采量桥子李5.50腊山0冷庄3.80峨眉山1

24、.00古城2.00大杨庄0.80市区0自备井3.00万m3/d东郊2.50农业开采7.932 夏 青.流域水污染物总量控制M.北京:中国环境科学出版社,1996.3 方国华,于凤存,曹永潇.中国水环境容量研究概述J.安徽农业科学,2007,35(27):8601-8602.4 于 雷,吴舜泽,徐 毅.我国水环境容量研究应用回顾及展望J.环境保护,2007,(3B):46-49.5 蔡鹤生,唐朝晖,周爱国.地质环境容量评价指标初步研究J.水文地质工程地质,1998,(3):23-25.6 王大纯.水文地质学基础M.北京:地质出版社,2005.7 WilliamMAlley,ThomasEReil

25、ly,OLehnFranke.SustainabilityofGroundWaterResourcesZ.U.S.GeologicalSurveyCircular1186.Denver,Colorado,1999.8 徐慧珍,段秀铭,高赞东.济南泉域排泄区岩溶地下水水化学特征J.水文地质工程地质,2007,(3):15-18.9 奚德荫,李祥芝,邵 卓,等.山东省济南市保泉供水水文地质勘探报告R.济南:山东省地矿局801水文地质工程地质大队,1988.10 邢立亭,李常锁,胡爱民,等.济南地区水资源调蓄与生态环境地质调查评价R.济南:山东省地矿局801水文地质工程地质大队,2004.%m3/d

26、。数值模型与年水位变幅-排泄量相关方程计算结果存在误差的原因有两个方面,一是降雨量不同,相关方程计算期内的降雨量接近于多年平均值,而数值模型中降雨量小于多年平均;另一方面,两种计算方法对应的水文地质条件不同,相关方程计算期内的补给区面积大于数值模型内补给面积,由于济南城区范围向补给区扩展10,与1970年相比,近30年来(至2000年)城区扩展占用补给区面积47.5km2,数值模型给予考虑。根据济南市总体规划,城区向东南、西南方向扩展,地下水入渗补给面积逐渐减少,将进一步引起地下水容许开采量的变化,建议尽快开展回灌补源,为济南泉水申报世界自然、文化双遗产奠定基础。(上接第9页)由计算结果可以看出