关键词：水环境容量；水环境承载力；指标体系
Evaluation of Water Environmental Bearing Capacity and Suggestions for Its Optimization in Xinyang
ZHOU Guo-hong1, BO Yi-sheng2
(1. Bureau of Ecology and Environment of Guangshan, Guangshan, 465450, China ;2. Zhengzhou University Environmental Technology and Consulting Co.,Ltd., Zhengzhou, 450002, China)
Abstract: Eighteen indicators of socioeconomic, water resources, water environment and socio-economic systems were selected to construct a carrying capacity evaluation index system of regional water environment, and assessment of water environmental carrying capacity based on water environmental capacity in Xinyang. By determining the standard value and weight of the index and adopting the method of fuzzy comprehensive evaluation, a comprehensive evaluation system of water environmental carrying capacity in Xinyang was established. The comprehensive evaluation value of water environmental carrying capacity is 0.5-0.6 in Xinyang in 2017, water environmental carrying capacity is in the critical state of light overload and near overload, approaching the crisis state, and on the whole is on the track of unsustainable development. At the same time, the comprehensive index method is used to predict that the water environmental carrying capacity of Xinyang counties (districts) will be on the verge of overloading in 2020 and on the verge of overloading in 2030, but the comprehensive evaluation value of water environment will be greatly improved. Finally, through the evaluation of water environmental carrying capacity in Xinyang, the optimization countermeasures and suggestions are put forward.
Key words: water environmental capacity; water environmental carrying capacity; index system
目前对水环境承载力定义的叙述，不同的研究学者有不同的见解[1-4]。总结起来分为狭义和广义的水环境承载力，狭义的水环境承载力就是指在一定的水域，其水环境能够被持续利用的条件下，通过自身调节净化并仍能够保持设定水质目标条件下所能容纳污水及污染物的最大量。广义的水环境承载能力是指在一定的社会、经济与技术条件下，某一区域（流域）水系统功能的正常发挥和保持良好的状态时，所支撑的社会经济发展和人民生活。综上，笔者认为水环境承载力是指在一定的水文条件和水质目标约束下，区域水体可支撑一定结构、布局和技术水平下的社会经济发展规模。水环境承载力研究目前主要集中在评价方法，评价指标体系的建立以及评价模型等[5-8]，主要方法有指标体系综合评价法、系统动力学法以及系统分析法。对比各方法的优缺点，指标体系综合评价法可操作性强且简单易行[9-10]。
造成水环境问题的根本原因是有限的水环境承载了过量的生产、生活等人类活动，即是社会经济发展已经超出水环境承载力。为掌握信阳市水污染负荷现状及水环境承载力，以有限的水环境承载力实现社会经济协调可持续发展的目标，对信阳市水环境承载力进行了评价，并就如何高效提升信阳市水环境承载力提出了优化对策建议。
1 研究区概况及评价模型
1.1 研究区域概况
信阳市地处河南省最南部、淮河上游，东连安徽、南接湖北，为三省通衢及江淮之间的战略要地，总面积1.89万平方公里。信阳地势南高北低，是岗川相间、形态多样的阶梯地貌。2017年末信阳市总人口为880.53万人，其中常住人口645.36万人，常住人口中城镇人口297.19万人，乡村人口348.17万人，城镇化率46.05%。随着信阳市社会经济发展、人口数量增加、城镇化率的提高等多方面因素影响，信阳市的废水及污染物排放量随之增加，废水排放量由2011年的1.40亿吨增长到2017年的1.59亿吨，大量的废水及污染物的排放导致水环境质量状况逐渐变差，水污染物排放量的增加给水环境承载带来了更多压力。
1.2 水环境承载力综合评价体系
1.2.1 评价指标
根据对水环境承载力影响因素进行分析，从系统论的角度出发，构建基于社会经济、水资源、水环境与水生态复合系统的水环境承载力综合评价体系。基于指标选取原则，通过频度统计与理论分析方法相结合选取指标，共构建18项指标。
Fig. 1 Comprehensive evaluation index system of water environmental carrying capacity in Xinyang
1.2.2 综合评价指标权重及标准值
本评价通过对信阳市水环境承载力各评价指标进行计算，得出各指标权重值；综合评价指标标准值采用参考国内生态市、可持续发展城市、生态文明城市未来某个时期的规划目标值、期望值或理想值，或采用某一典型城市或理想城市的数值作为指标理想值。
1.2.3 水环境承载力评价模型
本评价采用模糊综合评价法对信阳市水环境承载力进行计算。若以表示变量层各变量对水环境承载力影响强度的相对指数，则有:
式中：表示第个指标在第年对区域水环境承载力的影响，表示第个指标在第年的归一化标准值，表示第个指标在第个变量的权重。为第个指标包含的变量数。
在上述指标层因子评价结果基础上，采用加权求和方法得到表征区域水环境承载力相对大小的综合指数评价模型 ，即：
式中：为水环境承载力综合评价指数，数值越大，表示水环境承载力越大，为指标层中第个因子的权重。为因子的个数。
水环境承载力取值范围是介于0~1之间的，其大小反映了区域水环境承载力的不同等级，值越大说明该区域水环境承载力越好；值越小说明该区域水环境承载力越差，不能够承受较大的压力，水环境很脆弱，甚至处于崩溃的边缘。为定性评价水环境承载力，将水环境承载力的取值划分为不同等级，以此评价水环境承载力的好坏程度。划分等级结果如表2所示。
2 水环境承载力综合评价结果分析
2.1 水环境承载力综合评价结果
2.1.1 全市水环境承载力综合评价结果
2013-2017年，信阳市水环境承载力综合评价值总体是递增的，全市水环境承载力等级由轻度超载改善为濒临超载。信阳市水环境在逐年改善的同时，水资源利用效率在逐年提高；“十三五”时期，随着信阳市社会经济发展，水污染防治措施的加强，水生态环境的改善，水环境承载率明显改善，直接带动了复合系统水环境承载力综合评价值的提高。
Fig. 2 The trend of comprehensive evaluation of water environment carrying capacity in Xinyang
2.1.2 各县（区）水环境承载力综合评价结果
从水环境承载力评价等级分析，浉河区、潢川县、息县、光山县、新县、商城县和固始县7个区域水环境承载综合评价等级为轻度超载；平桥区、罗山县、淮滨县3个区域水环境承载力综合评价等级为濒临超载。总体分析，全市各县（区）水环境承载力现状均不容乐观，在保持社会经济稳速增长的同时，应通过改善流域水环境质量，合理开发利用水资源，加强水生态保护力度等措施，使水环境承载力能得以提升。
从水环境承载力综合评价值分析，平桥区、罗山县、淮滨县3个濒临超载区域水环境承载力综合评价值介于0.6（轻度超载与濒临超载临界值）和0.7之间，浉河区、潢川县、息县、光山县、新县、商城县和固始县7个轻度超载区域水环境承载力综合评价值介于0.5和0.6之间。
2.2 水环境承载力预测分析
预测水环境承载力是根据水环境容量变化情况，进而分析信阳市水环境承载力变化情况。同时需要考虑以下因素：①根据社会经济相关发展规划，2020年、2030年社会经济指标按照相关规划保持持续稳定发展；②考虑社会经济发展带来的废水及污染物排放量增加；③考虑在此期间，水环境承载力提升工程建设所带来的水环境容量的扩容、污染物排放量的削减；④考虑采用开源节流、提高水资源利用效率等水资源节约利用措施的综合实施；⑤考虑采取水生态修复综合措施。
根据水环境承载力预测因素，采用综合指数法预测2020年、2030年信阳市各县（区）水环境承载力。2020年，全市各县（区）水环境承载力均为濒临超载状态，与2017年相比，浉河区、潢川县、息县、光山县、新县、商城县、固始县7个区域水环境承载综合评价等级由轻度超载改善为濒临超载；平桥区、罗山县和淮滨县3个区域水环境承载力综合评价等级未改善。但与2017年相比，水环境承载力综合评价值均有提高；2030年，全市各县（区）水环境承载力也均为濒临超载状态，但水环境综合评价值有较大幅度提高，增长幅度在11%-16%之间，说明将治污、开源、节流等综合措施实施后，有利于水环境承载力向可承载方向改善，促进信阳市社会经济、资源与环境协调发展。
3 优化对策与建议
3.1 推进点源精准化减排，实现全过程控制
着力解决农副食品加工和食品发酵（浉河区、平桥区、新县、潢川县、固始县和息县）、纺织印染（潢川县、淮滨县和息县）、有色金属冶炼（平桥区、商城县）、原料医药制造（浉河区、平桥区、息县和新县）等高耗水/高污染物浓度行业的污染问题，引导信阳市各县区工业产业结构调整。
针对负荷率低的光山县、罗山县、商城县、淮滨县、新县应通过完善配套污水管网，提高污水管网覆盖率和污水收集率。进一步加快区域污水处理设施建设规模及管网配套建设，加快信阳市第一污水处理厂三期工程、信阳市第二污水处理厂、信阳市第三污水处理厂、信阳市明港镇污水处理厂扩建、息县第二污水处理厂扩建工程等8座污水处理厂建设，新增污水处理能力36万吨/天，可满足“十三五”时期信阳市污水排放量并留存一定发展空间。
3.2 改善河流水环境质量，加大流域生态治理/修复
加快河湖水系连通、蓄引调提工程、智慧水利建设，采取闸坝联合调度、生态补水、水资源置换等措施，合理安排闸坝下泄水量和泄流时段，保障现有污染物入河量大、水环境承载力超载的浉河、潢河、明河、清水河、小潢河、史河、灌河等主要污染河流环境流量。
加快城区河道治理力度，对信阳市中心城区新申河、五里沟、青龙河、黑泥沟、棉麻沟等18条黑臭河流进行综合整治，消除中心城区黑臭水体，并实施信阳市浉河三期水环境综合治理工程和两河口湿地公园综合开发项目，改善中心城区水系生态环境。推动竹竿河、小潢河、潢河、白露河、寨河、史河、灌河、清水河、明河、闾河及其支流综合整治。
3.3 加强农村环境综合整治，减缓水环境压力
继续巩固禁养区内畜禽养殖场整治成果，防止反弹，禁止在禁养区内新建一切养殖设施行为。建议对非禁养区内治理后仍不达标的养殖场户予以关闭搬迁。采用农牧结合饲养技术，配套粪污储存、输送设施设备，促进畜禽粪便污水等废弃物就地就近利用，充分考虑周边种植业对畜禽粪便的消纳吸收能力，实现粪污资源化利用。开展化肥使用量零增长行动，加快测土配方施肥技术的推广，推进有机肥的使用，降低化肥施用量，强化农药质量管理、经营管理、残留监测和使用管理，开展农药使用量零增长行动，指导、鼓励农民使用生物农药或高效、低毒、低残留农药。
针对竹竿河、寨河、闾河、白露河，在实施入河排污口整治和建设乡镇污水处理设施的基础上，建议开展生态沟渠、污水滞留塘和地表径流集蓄池等设施，净化农村生活污水及地表径流污染物入河量。针对沿河附近的村庄，因地制宜推广生化处理+湿地、微动力处理等生态化污水净化技术。
3.4 加大非常规水源开发，增加水资源利用量
加大非常规水源开发，提高信阳市用水量，减少地下水和地表水开发利用量，建议加大信阳市中水回用量，主要是对大力推进信阳市第一污水处理厂、平桥区明港镇污水处理厂、固始县城南至县污水处理厂回用污水管道建设，提高再生水利用比例，将再生水集中利用为主、分散利用为辅，注重实效、就近利用。
3.5 实施流域协同管理，强化水环境管理效力
实施流域多目标多部门协同管理（尤其是上游来水超标的跨区域闾河、洪河流域），推进环境诚信系统建设，强化水环境管理效力，满足人民群众要求。全面推行河长制工作，实施流域水质目标精细化管理，建立区域环境准入负面清单，建立多部门协同管理机制，落实各部门环境保护责任清单，建立集评估、服务、决策于一体的流域水环境多目标多部门综合管理支撑平台。
3.6 建立监测预警管控机制，防范环境风险
认真贯彻落实《信阳市流域水污染防治联防联控制度》，建立上下游水污染防治联动协作机制和水污染事件应急处置联动机制，积极防范水环境污染风险。位于省、市界的固始县、淮滨县等2个县要同下游城市加强跨界水污染联防联控工作，切实防范水污染事件发生。
4 结论
1）本文建立了信阳市水环境承载力综合评价体系，从“社会经济-水环境-水资源-水生态”复合系统角度建立评价指标体系，并确定指标的标准值及权重，采用模糊综合评价法，建立了信阳是水环境承载力综合评价体系；
2）根据水环境承载力预测因素，采用综合指数法预测2020年、2030年信阳市各县（区）水环境承载力。2020年，全市各县（区）水环境承载力均为濒临超载状态；2030年，全市各县（区）水环境承载力仍为濒临超载状态，但水环境综合评价值有较大幅度提高，增长幅度在11%-16%之间；
3）本评价根据水环境承载力评价结果，对不同河流单元以及对应行政区域进行类型划分，根据“点-线-面-管”综合治理模式，强化“一河一策”治理措施，统筹社会经济发展、水资源开发利用的关系，提出水环境承载力优化对策和建议。
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论文作者:周国宏,, 柏义生,, 石洋,, 和红
论文发表刊物:《科学与技术》2019年13期
论文发表时间:2019/12/5
标签：承载力论文; 水环境论文; 信阳市论文; 综合评价论文; 评价论文; 淮滨县论文; 新县论文; 《科学与技术》2019年13期论文;