关于水资源承载力的计算

如题所述

水资源承载力研究的核心问题是,在目前以及未来可预见的水资源开发利用阶段,流域(或某一区域)可供使用的水资源量是多少(属于可再生利用的水资源量)?这些水资源究竟能够支撑多大规模的社会经济系统发展?对于目前水资源已经不能承载的地区如何补救?如何合理管理有限的水资源,维持和改善水资源承载力?要回答这些问题,就必须进行水资源承载力的计算。左其亭、刘强、龙腾锐、张丽、冯宝平等在这方面均有论述,其中左其亭和刘强等更为详尽一些,分别构建了计算框图(图7.2)[3]和计算指标(含诊断性指标和计算性指标)[9]

图7.2 水资源承载能力计算框图

(据左其亭等,2003)

左其亭等认为,“水资源承载能力”不只是一个数值,而是由表征社会经济发展规模的一组数值组成的集合,如人口数、工业产值、农业产值、城市面积等。可以把“水资源承载能力”的集合表达为

水资源问题与区域研究

式中:F为水资源承载力;ƒ1,ƒ2,…,ƒn分别为社会经济发展规模的表征指标[3]。作者选择人口数、工业产值、农业产值3个指标分别列举了水资源转化关系方程、水资源与人口-工业-农业关系方程、人口-工业-农业相互制约方程以及社会经济发展预测模型方程,并对生态约束方程的建立作了较为详细的论述。

首先,要建立污染物质Cret稀释或转化所需的水量Wc的计算方程:Wc=f(Cret,Qret)。

其次,要计算地表或地下水体的污染物质浓度C,可以通过污染物质迁移转化方程来计算,也可以采用试验观测数据建立的经验关系来近似表达。

最后,建立约束条件:污染物浓度不能超过规范标准;在满足生态用水情况下不出现亏水。具体方程如下:

水资源问题与区域研究

式中:C为地表、地下水体污染物浓度;C0为规范制定的标准指标。

刘强等认为,水资源承载力计算中可承载性判断的理论依据是生态环境指标体系中的各指标是否低于环境指标数值,即:若环境的实际指标均优于或等于指标体系中的标准时是可承载的,否则不可承载[9]。文献[9]把水资源承载力计算的总体思路分为5步:①确定水资源总量,将其分为两部分,即“保留水资源量”与“可供使用的水资源量”,给定一个初始值;②对可供使用的水资源量进行水资源配置(按目前用水结构或计划结构),计算出各行业的回水量及水对各行业的支撑能力(包括目前用水水平与深度开发水平);③计算出将回水与河道(或湖泊等水体)内水混合后的区域水量与水质情况,并计算经水体自净后的水质;④将计算结果与生态环境指标体系中各指标进行对比,若计算水质与水量标准高于或等于(部分等于)指标体系要求时是可承载的,否则不可承载;⑤若不可承载,返回第一步。重复以上5步直到计算水量及水质均符合要求,且有一个或若干个指标与环境要求指标相等时停止计算,此时计算出的可供使用的水资源量为最大可供使用的水资源量,计算出水的支撑能力为最大支撑能力,计算出的回水量为最大允许回水量(按达标排放)。

尽管当前对于水资源承载力的计算方法很多,但均存在不同程度的不足,由于水资源系统自身的复杂性、随机性和模糊性以及影响水资源承载力因素的多方面性、多层次性等,因此,对水资源承载力的准确评价还有待进一步的研究。

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