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20世纪以来,伴随着全球经济的快速发展和水资源的不合理开发,水资源需求急剧增加,逐渐出现了水资源短缺、水质污染和水生态环境退化等系列问题,水资源问题随之成为各国普遍关注的焦点。研究区域水资源安全及对经济发展的影响,对于保障水资源的可持续利用,改善水环境质量和实现可持续发展具有重要的意义。本文以我国典型的北方城市--河南省安阳市为例,在探讨水资源安全理论及水资源安全对经济发展影响机理的基础上,研究了水资源安全及其造成的经济损失。
水资源安全是水安全研究中最为重要的方面之一,广义的水资源安全是指国家的生存与发展不因旱涝、水污染、水环境破坏等受损,水资源的自然循环和系统不受破坏或威胁,并且能够持续、稳定、足量地满足国家经济、社会的可持续发展和人类生产的需要。水资源安全的基础是健康的水循环,目标是可持续发展,可依据发生原因、区域范围、冲突范围、持续时间以及影响对象进行分类,具有动态性、层次性、区域性、综合性和滞后性等特征。水资源自然条件及其开发利用程度、新技术的采用和生产力的发展水平、饮水模式、水量和水质变化、气候变化、土地利用和政治因素等都是水资源安全的影响因素,其机理包括可恢复阶段、塑性阶段、不可恢复阶段三个过程。水资源安全对经济发展的机理包括互动机理和影响机理,水质、水量不安全都会对生产、生活和生态造成影响,并进一步影响到经济的发展。
安阳市地处华北平原、河南省最北部,境内河流分属海河流域和黄河流域,2003年~2008年的供用水研究表明地下水是主要供水水源,且以浅层地下水为主;地表水是次要供水水源,地表水供水以引水工程供水为主。运用生态位及其熵值模型分析了水资源利用情况,结果表明农业用水生态位较大但有减小趋势,生活用水生态位较小但呈现出稳中有升的趋势,工业用水生态位明显低于农业,除市区外均有增加趋势。
在提出潜在可利用水资源量概念的基础上,研究了安阳市生产用水安全,认为各区域农业用水处于基本安全和极不安全等级之间,市区工业用水为极不安全等级,其它区域多为安全、较安全等级。通过识别安阳市城市水源地风险因子,运用三角模糊函数的方法,确定了风险因子发生的可能值、后果值、风险值以及水源地的最终风险等级,认为安阳市第二、第三水厂低风险度分别为68%、76%,安全程度很高,岳城水库等7个水源地具有较高的安全程度(岳城水库、弓上水库、安阳市第一、第四水厂低风险均在50%左右),但是滑县第二水厂、汤阴县以及内黄县自来水公司高风险在30%左右,滑县第一水厂安全程度一般,低风险仅为35%,而高风险值达29%。在选择4个评价指标的基础上,运用模糊优选模型对安阳市农村饮水安全进行了研究,认为市区安全等级最高,其次为汤阴县、滑县和安阳县,再次为林州市和内黄县,总体看来安阳市农村饮水安全等级较低,评价时段内80%的结果为不安全或极不安全等级。近年来由于加大了投资力度,安全等级有增强趋势。通过界定生态用水安全的含义,依据水质情况以及生态用水量,经定性分析认为安阳市生态用水属于不安全等级。
结合集对分析原理和模糊理论,在建立水资源安全评价指标体系和标准的基础上,运用水资源安全综合评价模型分析了安阳市的水资源情况。结果表明,研究时段内80%的结果为不安全、极不安全等级。其中市区安全等级值大于3.5、为基本安全等级,其次滑县和林州市为不安全等级,再次为汤阴县、安阳县和内黄县(除2008年)为极不安全等级,各区域水资源安全等级相对稳定。
水资源不安全给安阳市的经济发展造成了损失。由于地表水资源量短缺,安阳市大量超采地下水,并造成了经济损失,从经济损失量占GDP比例来看,滑县最大,其次是内黄县、汤阴县和安阳县,市区最小,并且均呈下降趋势。污水的灌溉造成了农产品产量减少、质量下降以及污染物含量超标,采用市场价值法计算了安阳市的农业经济损失。从作物损失占农作物总损失比例来看,蔬菜为47.54%~93.42%,小麦为4.89%~23.24%,玉米为1.69%~29.52%;从区域损失比例来看,内黄县较大,其次是滑县、汤阴县和安阳县,林州市和市区较小,均呈下降趋势。水环境污染对工业经济的发展造成了损失,运用Logistic模型计算了安阳市的工业经济损失,表明COD造成损失占工业经济损失的比例为26.97%~81.65%,石油类为9.18%~36.39%,挥发酚类为9.17%~36.64%:从区域损失比例看,市区最大,其次是林州市和安阳县,汤阴、滑县和内黄县则相对较小,市区呈下降趋势,安阳县、汤阴县和内黄县呈上升趋势,林州市无明显趋势。饮水水质的不安全影响了人们的健康甚至导致了人的早亡,并造成了相应的经济损失。采用人力资本法计算了疾病对人体健康造成的损失,从损失比例来看,癌症为88.32%~97.09%,肝炎为1.99%~8.99%,肠炎为0.42%~3.06%,痢疾为0.06%~0.8%,伤寒为0.11%~0.82%;从区域损失比例来看,内黄县最大,其次是安阳县和滑县、林州市和汤阴县,市区最小,除市区外均呈上升趋势。河道、绿地生态用水量的短缺造成了生态灾害和经济损失,从经济损失占GDP比例来看,市区较大(2003年~2005年),其次滑县、林州和内黄,再次为安阳县、汤阴县,并且均呈下降趋势。
从区域间的综合损失占GDP比例看,内黄县(8.48~13.58%)和滑县(6.8.~10.72%)较大,其次是汤阴县(5.22~8.96%)、市区(3.50~8.77%)和安阳县(4.31~7.16%),再次是林州市(3.17~3.54%),并且均呈下降趋势(林州等2004年除外)。从全市来看,水量不安全造成的损失占GDP的比例为10.24%~24.3%,其中生态用水为3.95%~15.40%,地下水为6.29%~8.90%;水质不安全造成的损失占GDP的比例为72.49%~94.35%,其中工业用水不安全造成的经济损失占GDP比例为35.90%~41.82%,农业为30.74%~35.37%,生活用水为5.85%~17.16%。从发展趋势来看,林州市等5个城市的实际损失呈上升趋势,市区2004年、2008年也呈上升趋势,但是损失比例均呈下降趋势,原因在于区域经济发展速度较快,并且经济发展的速度大于污染损失增长的速度。