_济南市水环境承载力评价研究
第5期我国是一个水环境污染较为严重的国家，原水利
部部长汪恕诚在其《水环境承载能力分析与调控》报告中指出，我国当前水利面临的问题主要有三个，即：
洪涝灾害、
干旱缺水和水环境恶化，而水环境恶化是三大问题中的重中之重。如何有效地保护和改善水环境，实现水资源可持续利用，已经成为我国众多城市亟需解决的问题。研究城市水环境承载力，评判其在一定时期内与经济社会协调发展的程度，不仅可以为科学制定水环境保护和管理决策提供依据，而且对优化城市水环境、水资源的配置，协调城市生态建设、人
民生活、经济发展与水资源、水环境的关系，实现可持续发展具有重要的现实意义。基于此，我国许多学者都针对水环境承载力作出研究[1-4]，并从不同角度出发对水环境承载力进行了解释。本文结合前人研究结果，给出基于经济学和环境学角度的水环境承载力定义：水环境承载力为在某一特定的生产力状况和满足特定环境目标的条件下，以及区域水体能够自我维持、自我调节并可以可持续发挥作用的前提下，所能
《环境科学与技术》编辑部：（网址）https://www.360docs.net/doc/9e11737115.html, （电话）027-********（电子信箱）hjkxyjs@https://www.360docs.net/doc/9e11737115.html, 收稿日期：2010-03-31；修回2010-09-29
基金项目：陕西省社会科学基金项目资助（08E021）；陕西省2007年软科学研究计划项目资助（2007KR84）
作者简介：王莉芳（1965-），女，教授，博士，研究方向：管理工程，（手机）139********（电子信箱）lifang@https://www.360docs.net/doc/9e11737115.html, ；*通讯作者，女，硕士研究生，研究方向：技术经济分析，（手机）133********（电子信箱）ccsw3@https://www.360docs.net/doc/9e11737115.html, 。
Environmental Science &Technology
第34卷第5期2011年5月
Vol.34No.5
May 2011
王莉芳，陈春雪.济南市水环境承载力评价研究[J].环境科学与技术,2011,34(5):199-202.W ang Li-fang ，C hen C hun-xue.C arrying capacity assessment of w ater environment in Jinan[J].Environmental Science &Technology,2011,34(5):199-202.
济南市水环境承载力评价研究
王莉芳，陈春雪
（西北工业大学，陕西
西安710129）
摘
要：为了切实提高水环境承载力，更好地为经济、社会、环境复合生态系统的可持续发展提供依据，对济南市水环境承载力进行分析
与评价。通过分析不同学者对水环境承载力内涵的界定，给出基于经济学和环境学角度的水环境承载力定义。从其自然特性和社会特性，分析城市水环境承载力的主要影响因素，建立城市水环境承载力的评价指标体系。利用层次分析法对城市水环境承载力进行评价，并根据可承载隶属度值大小，
确定水环境承载力等级。以山东省济南市为例进行应用研究，用spss 软件进行回归分析，得到各指标的预测模型，对2001-2020年济南市水环境承载力进行评价与预测。最后得出结论：从2001-2005年济南市水环境承载力呈现良性发展，从2006-2020年济南市水环境承载力在逐步恶化，并有向差等级发展趋势。
关键词：水环境承载力；评价指标；预测；spss 中图分类号：X82
文献标志码：A
doi ：10.3969/j.issn.1003-6504.2011.05.046
文章编号：1003-6504(2011)05-0199-04
Carrying Capacity Assessment of Water Environment in Jinan
WANG Li-fang ，CHEN Chun-xue
（Northwestern Polytechnical University ，Xi ’an 710129，China ）
Abstract ：To improve water environmental carrying capacity and provide the basis for sustainable development of economic -social -environmental system ，water environmental carrying capacity in Jinan City ，Shandong Province was analyzed and evaluated.Concept of water environmental carrying capacity was given through analysis of different definitions of scholars.Evaluation index system was established through analysis of main influencing factors of water environmental carrying capacity from its natural characteristics and social characteristics.Urban water environmental carrying capacity was evaluated by analytic hierarchy process and type of water environmental carrying capacity was determined according to carrying capacity rank.Taking the city of Jinan as a case ，an index forecasting model by regression analysis was established for the assessment and prediction of water environmental carrying capacity in the year of 2001~2020.It was concluded that water environment carrying capacity is getting better in the year of 2001~2020，worse in the year of 2006~2020and presents a trend to be bad rate.
Key words ：water environmental carrying capacity ；index system ；prediction ；spss
第34
卷
支撑的人口、经济及社会可持续发展的最大规模。以此定义为基础构建了水环境承载力的评价体系，通过对水环境承载力现状及未来发展趋势进行预测，提出提高济南市水环境承载力的对策与建议。1
济南市水环境承载力评价理论基础
1.1综合评价指标体系的建立
水环境承载力评价是水资源规划中的一个重要内容，是实现水环境有效保护的基础和前提[5]。本文拟从水环境承载力概念出发，分析其涵括的各领域与水环境的相互关系，并把它们之间的相互关系映射到水环境承载力上，得出影响水环境承载力的因素。水环境承载力可以从其自然特性和社会特性分为自然环境对水环境的承载力和社会环境对水环境的承载力。
自然环境对水环境的承载力主要有三个影响因素：水环境功能区水质达标率、水资源可供给量承载率、城市持续发展水资源保证率。其中水环境功能区水质达标率考量水资源对水环境承载力的基本保证能力。水资源可供给量承载率着重考量水资源对经济活动及生活需求的供给能力。这两个指标侧重度量水资源对现状经济发展情况、人口及生态环境的支撑能力。城市持续发展水资源保证率侧重度量从长远来看水资源对城市持续发展的支撑能力。
社会环境对水环境承载力主要有四个影响因素：工业重复用水率、工业废水排放达标率、城市污水处理率、农业灌溉有效利用系数。这四个指标是综合测评社会对水环境的保护和管理程度，这些因素又会反作用于水环境，影响其承载力。工业重复用水率度量工业在用水过程中的利用效率，工业废水排放达标率则是在其基础上，进一步追究工业用水排出时的情况，城市污水处理率则是度量在工业用水排出后对工业用水及生活用水的处理情况。农业灌溉用水有效利用系数考量农业对水资源的利用效率。
基于上述分析，建立城市水环境承载力的评价指标体系，见图1。
1.2城市水环境承载力综合评价
层次分析法是定量分析与定性分析相结合的多目标决策分析方法，能够有效地分析目标准则体系层
次间的非序列关系，有效地综合测度评价。由于水环境承载力的生态、人口、经济各要素还包括若干分要素，实际组成要素是分层次构成的多要素，因此，权重的确定采用层次分析法或灰色层次分析法较为适宜[6]。本文采用层次分析法对水环境承载力的各指标权重进行确定，得出权重集A =(a 1，a 2，a 3，a 4，a 5，a 6，a 7)。
根据权重集A 及指标值R 矩阵，通过公式LI （T ）＝AOR 确定水环境承载力的综合评价值。由于水环境承载力的取值范围介于0~1之间，指标是越大越好，因此根据可承载隶属度值大小，可对“可承载”进行分类，判断水环境承载力等级，见表1。
2济南市水环境承载力综合评价
随着济南城市的扩展、社会的进步和经济的迅速发展，尤其是《济南市城市总体规划（2005年-2020年）》的逐步实施，济南市人口的局部密度越来越集中，城市化规模不断扩大，对城市水资源的需求越来越高[7]，水资源的短缺与水环境的恶化成为济南市发展的重要制约因素。根据济南市环保局2008年提供的数据，全市水资源总量为16亿m 3，其中地表水6.41亿m 3，占总量的38%，地下水9.66亿m 3，占总量的62%，多年平均可利用量为11.92亿m 3。全市人均水资源占有量不足370m 3，仅为全国人均占有量的六分之一，大大低于国际公认的人均水资源量1000m 3的临界值。此外，由于产业结构、能源结构、技术水平、思想观念等方面的原因，水污染局部好转，但整体恶化的趋势仍未得到有效控制[8]。如何解决水资源匮乏、水体污染加剧的现状，如何能量化地评价水环境承载力，进而达到保持水环境可持续发展，是济南市发展亟须解决的问题。2.1
济南市水环境承载力评价指标权重的确定
在综合考虑各评价指标对水环境承载力影响程
度的大小的基础上，参照全国水环境评价标准，结合济南市实际情况，建立济南市水环境承载力指标体系的判断矩阵，如表2~4所示。
根据以上判断矩阵，经计算，各指标相对于A 的一致性检验通过，得出济南市水环境承载力各指标的权重，见表5。
表1
可承载隶属度与可承载类型对照
Table 1Comparisons for carrying capacity rank and carrying capacity
type
LI /T 0~0.20.2~0.50.5~0.80.8~1类型
极差
差
一般
好
表2
A -
B 判断矩阵
Table 2Judgment matrix A -B
A B 1B 2B 114B 2
1/4
1
200
第5期
2.2
济南市水环境承载力综合评价根据济南市水利厅资料、《山东省统计年鉴》（2001-2008）、《济南统计年鉴》（2001-2008）以及《环境统计年报》（2003-2006），得到济南市2001-2008年各评价指标的相关数据，并进一步根据指标相关数据，用spss 进行回归分析，得到各指标相关数据2009-2020年的预测模型。详见表6。
表4
B 2-y 判断矩阵
Table 4Judgment matrix B 2-y
B 2y 4y 5y 6y 7y 41221/2y 51/2111/5y 62351y 7
2
3
5
1
表5
济南市水环境承载力各指标权重
Table 5The index weight of water environment carrying capacity in Jinan
指标y 1y 2
y 3y 4y 5y 6y 7权重0.370.23
0.2
0.05
0.03
0.02
0.1
表6
济南市水环境承载力评价指标值与预测模型
Table 6The index value and its prediction model of water environment carryring capacity in Jinan
指标名称
年度预测模型
2001
2002200320042005200620072008水环境功能区水质达标率/%55.583.310010010091.677575Y =1.026×(0.964)x 用水总量/亿m 317.8416.6116.4616.621616.5116.2116.5Y =18.531-0.936x +0.084x 2水资源总量/亿m 3
8.258888887.59短期内，水资源总量变化不大，故仍取8亿m 3万元GDP 用水量/m 3168.6139.5121.7103.985.2670.9863.2554.68Y =194.285x -0.546工业重复用水率/%
93.694.895.194.795.896.896.796.9Y =0.932+0.06x -1.82×10-4x 2工业废水排放达标率/%93.283.594.79898.910098.898.8Y =0.923+0.035ln x 城市污水处理率/%
34.893066.754.163.663.2561.2169.77Y =0.69-0.401/x 农业灌溉有效利用系数
0.450.450.450.450.45
0.450.45
0.45根据济南市“十一五”规划，09~15年指标值取0.5
水资源可供给量承载率与城市持续发展水资源保证率的计算公式分别为公式（1）与公式（2）。标准万元GDP 耗水量采用中国深圳2007年统计数据31m 3，这一水平大大低于同期全国水平，而且世界领先。水资源可供给量承载率=水资源可供给量×100%（1）
城市持续发展水资源保证率=标准万元GDP 耗水量
实际万元GDP 耗水量
×100%（2）
通过表6所列出的济南市水环境承载力各评价指标相关数据及预测模型，结合公式（1）、（2），计算得出济南市2001-2015年及2020年的水环境承载力值，见表7。为了更清晰的描述这种变化趋势，画出济南市水环境承载力历年变化趋势图，见图2。
3结论与对策建议
通过图2很容易看出：（1）2001年济南市水环境承载力属于差等级，在以后的年份有所提高，上升为
一般等级。（2）从2001-2005年济南市水环境承载力呈
良性发展，从2006-2020年济南市水环境承载力逐步恶化，并有向差等级发展的趋势。由此说明，济南市水环境未来发展趋势不容乐观。
鉴于水环境承载力的这种恶化趋势，现提出三项措施，以促使其良性发展：（1）加强水污染治理，既从量上提高治理范围，又在质上提高治理幅度，使更多的水资源能够再利用，使排放的污水在质与量上减轻对水环境的压力，保证水资源与人类之间的供给与需求关系、人对污水的处理及排放形成良好的循环系统。（2）利用水价策略，通过提高水价及差别水价，使节约用水变为一种自觉行为，既可以控制经济及生活用水，又可以促使城市再生水利用及工业用水的重复利用。（3）提高污水再生利用技术，城市再生利用率具有很大的提高空间，可以通过加大科研投
表7
济南市水环境承载力
Table 7Water environment carryring capacity in Jinan
年份
承载力值年份预测承载力值
20010.47520090.62820020.5920100.6220030.66720110.61220040.67320120.60420050.69320130.59520060.68120140.58720070.62420150.5792008
0.634
2020
0.542
表3B 1-y 判断矩阵
Table 3Judgment matrix B 1-y B 1y 1y 2y 3y 113/22y 22/311y 31/21
1
王莉芳，等济南市水环境承载力评价研究
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第34
卷
入、引用先进技术等途径，挖掘城市再生水利用潜力，使城市再生水拥有更大的利用空间。
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