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黑龙江流域黑河江段的水资源承载能力评价研究

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西北林学院学报2006,21(1):18 ̄21 Journal of Northwest Forestry University 黑龙江流域黑河江段的水资源承载能力评价研究 田 坤 , 张广军 , 翟平阳 (1.西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨陵712100 ̄2.黑龙江省环境科学研究院,黑龙江哈尔滨150056) 摘要:根据黑龙江流域黑河江段的概况,在构建指标体系基本原则的基础上,建立了黑龙江流域 黑河江段的水资源承载能力指标体系(包括3层结构和15个指标)。在充分考虑到流域的基本特点 和各种方法的利弊后,用层次分析法和数理统计方法相结合的状态趋势建立评价模型,对该地区的 水资源承载能力进行综合评价和综合分析。最后,提出了提高水资源承载能力的对策和建议。 关键词:黑龙江流域;黑河江段;水资源承载能力;评价 中图分类号:TV213.4 文献标识码:A 文章编号:1001—7461(2006)01—0018—04 The Studies on the Appraisal of Water Resources Carrying Capacity along Heilong River Valley in Heihe TIAN Kun ,ZHANG Guang—jun ,ZHAI Ping—yang (1.College ofResources andEnvironment,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi 712100,China; 2.Institute of Hdlongjiang Environmental Protection,Harbin,Heilongfiang 150056,China) Abstract:According to the general conditions of Heilong River Valley in Heihe,and based on establishing the principle of indication system,this paper builds up indication system of water resources carrying capac— ity(WRCC)along Heilong River Valley in Heihe,including three hypo-layers’structure and fifteen indica— tions.Considering the advantages of methods and characteristcs of this valley,synthetic model,which is a combination of the statistics and the analysis of hypo—layer principium is put forward.It evaluates and an— alyzes synthetically WRCC of the Valley in Heihe.At last,some countermeasures and advices on the promption of the WRCC of Heilong River Valley are suggested. Key words ̄Heilong River Valley Heihe;water resource carrying capacity;appraisal 水资源承载能力(water resources carrying ca— pacity,缩写为WRCC)就是水资源在量上的承载能 1黑河江段流域概况 力[3]。它是在一定时期内和特定的技术水平下,在维 黑龙江黑河江段自小新屯上游红星岛由大兴安 持自身循环更新和环境质量不被破坏的情况下,当 岭地区流入黑河市境内,在逊克县下道干村流入伊 水资源管理得到最大程度的优化时,一个地区的水 春境内,该段沿江有3个县(区)与俄罗斯以黑龙江 资源所能承载的具有一定生活质量的人口规模或社 干流为界;本流域段干流长355 km,属于黑龙江上 会经济发展规模,它是水资源与人类开发利用实践 中游,主要支流有法别拉河、公别拉河、逊毕拉河及 之间相互作用关系的综合体现[ ]。要通过合理的规 俄罗斯的结雅河,黑河境内流域面积35 662.7 km 。 划,即可以做到共生共荣、互相促进,达到水资源利 该流域江段宽为900"--I 300 m,水深3"--4 m,水面 用与经济、环境相协调发展[ 。 比降为0.13 0~0.17‰,流速为1.6~1.8 m・s~; 作为国际界河,黑龙江流域水资源具有重要的 黑龙江黑河江段上游多年平均流量为880 m。・s~, 战略意义。本文以该流域中上游黑河江段为例,研究 下游由于受到俄结雅河的汇入,多年平均流量为 其水资源承载能力的评价指标体系和评价模型。 3 420 m。・s一;黑龙江由大兴安岭进入黑河段的水 收稿日期:2005—04—04 修回日期:2005—05—13 基金项目:黑龙江省科技厅课题(GB04720401)。 作者简介:田坤,(1977一)女,黑龙江哈尔滨市人,硕士研究生,研究方向为环境生物学。 维普资讯 http://www.cqvip.com

第1期 田坤等黑龙江流域黑河江段的水资源承载能力评价研究 19 量为4.57×10 m。,相当于黄河的2.7倍,在孙吴、 该江段水资源承载能力评价指标体系(图1)。 逊克江段可达1.1×10nm。。 2.1水资源子系统 2流域水资源承载能力评价指标体系 水资源子系统由地下水可开采量、人均水资源 总量、水资源利用等指标组成。这些指标除相互促进 水资源的承载能力研究和水资源的可持续利用 相互制约外,还同时受水资源系统的控制与制约。黑 应采用动态的、发展的观点进行[ 。黑龙江流域黑河 龙江流域黑河江段多年平均的水资源总量为57.48 江段水资源承载能力目标层是一个多目标、多效益、 亿m。,地下水总量为24.75亿m。,可开采的地下水 多矛盾的复杂系统[5],由水资源、环境、经济和社会 总量为3.1亿m。。其中地下水可开采量的剩余百分 (socia1)子系统组成,即B 、B2、B。和B 4个准则层 比仅从1986年的98%降到了2000年的95.8 9/5;人 组成,它们之间通过相互作用、相互制约、相互影响 均水资源量从1986年的9 112 m。/人降到2000年 而构成的巨系统,简称黑龙江流域黑河江段WrEES 的6 337 m。/人;但水资源利用率却从1986年的 系统。根据黑龙江流域黑河江段的发展现状,形成了 16 9/5升到了2000年的32 。 图1 黑龙江流域黑河江段水资源承载力评价指标体系 Fig.1 The indication system of the appraisal of water resource carrying capacity along Hei[ong River Valley in Heihe 2.2经济发展子系统 2.3环境子系统 经济发展子系统由绿色国内生产总值[ 、边境 环境子系统由人均BOD、污水回用率、森林覆 小额对外贸易出口额、各个产业用水量比重、水资源 盖率、人均生态当量等指标组成。在黑河江段,1986 的投资利用等指标组成。近年来,沿黑龙江流域新建 年人均生物化学需氧量为7.42 g・d一,2000年为 了水电站3个、水库7座,年总装机容量达13.6万 25.46 g・d一1;污水回用率1986年为1.6 ̄//,2000 kw;总库容达1O亿m。。黑龙江流域黑河江段在 年提高到1O ;森林覆盖率从1986年的69.7 ̄//降 1986年的绿色国内生产总值为28 754万元,2000 到2000年的58.O ;人均生态当量从1986年的 年为108 946万元;边境小额对外贸易出H额在 1O.51 hm2・人一,降到2000年的8.94 hm・人一。 1986年为0.8亿元,2000年为1O.1亿元;2000年 2.4社会发展子系统 该地区用水总量为1.71亿m。,在各行业用水量中, 社会发展子系统由人均收入、人口自然增长率、 农田灌溉占68 ,林牧渔占7 ,国有大规模工业占 人口密度、人口文化素质等指标组成。1986年,该流 4 ,国有小规模企业和私有工业用水占12 ,城镇 域人H平均年收入为2 140元,到2000年为2 436 生活用水占3 ,农村生活用水占6 。 元;文盲人口从1986年的56 058人降到了2000年 维普资讯 http://www.cqvip.com

20 西北林学院学报 21卷  为某准则层中的个数; 为准则 的25 600人;人口自然增长率从1986年的7.13‰ 个准则层的权重;降到了2000年的4.1‰;人口密度由1986年的 层中第 个数。 9.66人・km 升到了2000年的13.82人・km~。 矍~! [一裉 一蚴 Q ②水资源承载能力的综合指数 通过各准则层的发展指数加权和的方法得到: 3 水资源承载能力状态趋势评价模型 在层次分析法和数理统计相结合的状态趋势评 价模型中包括3个基本环节,即各指标权重的确定、 指标无量纲化处理和计算综合承载能力。 3.1指标权重的确定 根据指标体系中所列的各层指标,采用1-9标 度法,对同一层各指标相对于上一层相应指标的重 要程度进行调查,统计整理得出权重分配调查表,进 而建立判断矩阵,确定各层指标权重(表1)。 表1 准则层和指标层的权重 Table 1 Percentages of the hypo—layers and indications 准则层B B1 Bz B3 B4 3.2指标无量纲化处理 因为水资源承载能力通常是有度量单位的,由 这些指标的统计数据所计算的加权综合指数必然受 到指标量纲的影响,不同的量纲和数量级得到的加 权综合指数不同,不具有可比性。所以,在运算前必 须对原始数据进行无量纲化处理,方能满足评价结 果的可比性。 采用z—Score法,把指标实际值转化为不受量 纲影响的评价标准值,如: r一 r= (1)(I) 式中:r为某单项指标的评价标准值;Zi某单位指标 的原始值; 一1,, 为某单位指标 年的平均 ■ ■———一 值;s一√ ∑( 一 ) 为单位指标的标准值。 3.3水资源承载能力指数 ①各准则层的发展指数 。 E 一 (2) 式中:E 为第 准则层的发展指数; 为该准则层内 第i个指标的标准化数值, 为第i个指标对于第j; WRCC一∑Ei2j (3) 式中:WRCC为水资源承载能力综合指数;E 为第 个准则层的发展指数;8一 一枥一(指一  一(( 为第 个准则层相对于目 (㈣ ( 标层的权重; 为准则层中个数; 为准则层个数。 3.4对评价模型和评价结果的说明 本文所给出的是层次分析法和数理统计相结合 的评价模型,是一种动态的趋势模型或纵向比较评 价模型。在处理数据时,一 一 对数据消除量纲处理,采用 (4)式。  l/- 当P为正指标时 r一 D r一{ 。 (4)  I.Y O 当P为逆指标时 式中:r为某单位指标的评价标准值;P为某单位指 标的原始值;P。为某单位指标达到水资源承载能力 的数值。 经过处理后能保证r在[0,1]的范围内。在最后 加权求和时可以保证黑龙江流域水资源承载能力在 [0,1]范围内,这样就可以根据设定好的评价标准, JH(5)式。 f(0,o.5] 低载 WRCC∈{(0.5,0.75] 饱和(5) 【(0.75,1] 强载 式中:低载指不能充分利用该流域的水资源;饱和指 完全利用该流域的水资源;强载指完全利用该流域 的水资源,但超出该流域水资源承载能力。 4水资源承载能力评价与分析 依据有关资料,根据上述的评价模型,对黑龙江 流域黑河江段的水资源承载能力进行综合评价。得 出水资源子系统、经济发展子系统、环境保护子系统 和社会发展子系统的综合评价和黑龙江流域黑河江 段的综合水资源承载能力水平值(表2)。 从表2可看出,随着国家改革的深入和对俄贸 易的扩大,从绿色国内生产总值到人均国民收入都 逐步增加;文盲人口逐年降低;通过产业结构的合理 调整,发展以旅游、林副特产可持续利用和精深加工 为特色,开发绿色食品和有机食品的生态经济;同时 国家和地方加大对水资源利用的资金投入。从1986 维普资讯 http://www.cqvip.com

第1期 田坤等黑龙江流域黑河江段的水资源承载能力评价研究 21 年到2000年,黑河市的经济发展和社会发展呈逐年 好转的趋势。 表2黑龙江流域黑河江段水资源承载能力及其子系统的发展水平 Table 2 Developmental data on water resource carrying capacity and its subsystems along Heilong River Valley in Heihe 环境子系统从1986年到1995年逐年下降。由 于黑龙江流域的森林资源的破坏和草地退化等原 重。大量泥沙夹带有机质进入河流,造成BOD浓度 水田灌溉的大力发展,大量灌溉回归水携带农药化 肥等流入河流,也加大了生态环境的恶化。到1995 资源综合利用、节水等措施,逐步采用清洁生产工艺 和技术,提高工业用水重复利用率,减少污染物排放 全面达标排放。黑河市水利和环境保护的行政主管 理,从严控制新、扩建项目污染物排放。 加强中俄双方船舶运输的环境管理;采取有效 因,造成土地沙化,水源涵养能力下降和水土流失严 量。各城区应加大工业废水处理力度,做到工业废水 增高。另外,农田农药和化肥的施用,特别是近年来 部门应加强取水许可管理和建设项目环境保护管 年以后由于实施退耕还林还草、保护湿地的一系列 措施,并提高污水集中处理百分比、加大污水回用 措施控制油船漏油事件的发生;对流域内的砂金开 采要制定污染控制措施,不能随意开采。 5.2加大城市污水处理力度,提高污水处理水平, 率,使得环境子系统有所改善,有小幅好转趋势。 随着该流域的工、农业的快速发展和人口数量 的急剧增加,对水资源的需求量逐年增加。在2000 左右,尽管水资源利用率大大地提高,但水资源子系 统仍呈衰落趋势。 以提高水资源承载能力 通过增加污水处理量,减少对水环境的压力,改 江的干流和支流沿岸城镇污水的净化,加强流域内 城镇生活污水、工业废水和垃圾的集中处理,加快城 年该流域内人均水资源占有量下降到1986年的2/3 善水环境质量,可以提高水环境承载能力。加大黑龙 总体上来看,水资源承载能力是逐年加大,从 市污水处理厂的建设力度。在污水处理设施建设过 实施清污分流,提高设 1986年到2000年,水资源承载能力指数均小于 程中应注意管网的配套设施,0.5,属于低载。说明仅从水资源承载能力上看,能够 施利用效率[ 。城镇中协调好干支流的关系,避免本 继续满足黑龙江流域黑河江段的生态环境需求,并 地区污染向黑龙江转移,力争到2010年,主要城市 污水处理率应不低于70%,其他城市污水处理率应 不低于60 L4]。 能给黑河市的社会经济发展提供一定的供水能力, 保证经济、社会仍有很大的发展空间。 5 对策分析 5.1加强各种污染源的控制 同时,城市污水具有“量大、集中、水质较稳定” 的特点,是一种潜在的水资源,经过处理完全可以回 要管理和畜牧业污染;加大农田水土流失 和化肥、农药塑料薄膜的控制和治理;减少因某种种 植方式造成的污染;保护饮用水的取水和供水区域, 保护好河岸;贯彻实行农业环境保护措施;制定必要 措施,防止掩盖和低估农业对水生环境的污染。要引 导农民科学施肥用药,加大对农田水土流失和化肥、 收用于工业、市政、农业等领域,成为城市“第二水资 源”。其在某种程度上缓解了用水紧张矛盾,增加水 资源可利用量,又能减轻水污染,是提高水资源承载 力的有效途径。 5.3做好流域水资源综合规划,满足水资源承载能 力要求 水资源规划作为黑龙江流域总体规划的重要组 成部分,应当根据流域城、区、县的发展规模、国民经 农药、塑料薄膜的控制和治理[引。推广生态农业示范 区,以及无公害农产品和绿色食品基地。 城市应加大 业结构调整力度,发展污染较轻 济和社会发展规划、流域的水资源的条件,按照社会 经济、水资源、生态环境协调发展的原则,合理开发 (下转第46页) 的产业。现有企业应通过技术改造、改革生产工艺、 维普资讯 http://www.cqvip.com

46 西北林学院学报 21卷 Ⅱ对PPO的诱导作用较强。3种激发子诱导的PPO 的差异有关。低聚糖是一类具有调节植物的生长发 育、形态发生、果实成熟以及植物的抗逆性等多功能 的生物活性分子。本研究用廉价的病原菌提取物和 活性3.5 h后均缓慢降低。 3 结论与讨论 在植物诱导抗病中,有许多实验证明,活性氧是 最早启动的抗病反应。甚至在悬浮细胞中,2 min内 就能检测到活性氧的进发(Levine等)。而活性氧本 身就具有抑制真菌的孢子萌发和细菌生长的作用 (郭泽建等)。因此,活性氧成为了植物启动抗病反应 的首要步骤。活性氧作为抗病启动的信号,带动了其 它抗病反应的启动。除了能直接抑制病菌的生长外, 广泛存在的甲壳几丁质制备成低聚糖激发子,发现 所制备的几种激发子都具有一定的诱导活性,均能 有效诱导杨树愈伤组织中保护酶活性的升高。 本文以愈伤组织为实验材料,不仅排除了生境 中各种因素的干扰,避免了自然状态下树皮接种及 诱导处理的困难和树皮取样不均一造成的误差,同 时能够准确控制诱导的时间进程,实验重复性好,便 于抗病机制的分子探讨。 参考文献: [1]高俊凤.植物生理学实验技术[M].陕西:世界图书出版西安 公司.2000.192—199. 活性氧还具有强化细胞壁、参与过敏反应、参与获得 性抗性的表达、促进植保素生成以及参与许多基因 表达的作用。但活性氧对植物自身的伤害又启动了 保护酶的合成。 本文对几种保护酶的检测发现,尽管各种酶活 性在诱导处理后变化不同,但在诱导处理的4 h内, 保护酶的活性都发生了很大的变化。CAT在诱导处 理的2 h达到最大活性;SOD在诱导处理的2.5 h [21王颖,胡景江,朱玮,等.杨树溃疡病寄主抗病性的研究[-j-]. 西北林学院学报,1996,11(1):1—6. [3]邱金龙,金巧玲,王钧.活性氧与植物抗病性[-j-].植物生理学 通讯,1998,34(1);56—63. [4]胡景江,朱玮.溃疡病菌对杨树几丁质酶、 N-乙酰葡萄糖苷 酶的诱导作用D].植物病理学报,1997,27(2):181—185. 达到峰值;PPO也在诱导处理的3.5 h达到最高活 性;PoD活性则在诱导处理的6"12 h达到最高活 [5]胡景江,文建雷,景耀,等.杨树体内苯丙烷代谢与其对溃疡病 抗性的关系[-j-].植物病理学报,1992,22(2):185—188. [6]Averyanov AA,Laplkova VP,Djawakhia VG.Active oxygen mediates heat—induced resistance of rice phant tO blast desease 性。测定的4种保护酶除POD在诱导后活性先下降 外,其它几种酶活性均升高。而且SOD、CAT及 PPO呈现相似规律,均为单峰曲线,其活性在出现 高峰后都缓慢降低至接近对照的水平。而几种保护 酶活性并不同步,这可能与其各自在植物体内作用 (上接第21页) LI].Plant Sci,1993,92:27—34. [71 Baker CJ,Orlandi EW.Active oxygen in plant pathogenesis EJ].Annu Rev Phytopathol,1995,33:299—321. 参考文献: [1]陈守煜,黄宽成,李登峰.大连市水资源、环境与经济可持续发 展研究[J].水科学进展,2001,19(3):52—54. 地表水,科学利用地下水,保障流域内的生活用水和 生态环境用水,尽量保证流域内的工业发展用水和 农业需求用水。水资源规划要坚持水资源可持续利 用的原则,全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合治 [2] 刘昌明,陈志恺.中国水资源现状评价和供需发展趋势分析 [M].北京:中国水利电出版社,2001. E3]翁文彬,王忠静,赵建世.现代水资源规划一理论、方法和技术 [M].北京:清华大学出版社,2004. [4]中国科学院可持续发展研究组.2002中国可持续发展战略报 告rM].北京:科学出版社,2002. [5]许新宜,王浩,甘泓,等.华北地区宏观经济水资源规划理论 与方法EM].郑州:黄河水利出版社,1997. E6]龙腾锐,姜文超.水资源环境承载力的研究进展[J]。水科学进 展,2003,14(2):249—253. 理。通过产业结构调整、经济手段、加强需水管 理和推广新技术新工艺等措施,建设包括农业、工 业、服务业和生活节水在内的节水型社会,保障经济 社会的可持续发展。 5.4加强宣传教育,提高全民的水资源保护意识 长期以来,人们认为黑龙江流域水资源较丰富, 忽略了对其水资源的爱惜和保护。要贯彻以预防为 主的思想,而不能先破坏再保护、再恢复。要大力加 强宣传教育,更新观念,提高全民对保护黑龙江水资 源重要性的认识。齐心协力,加快黑龙江流域水资源 [7]唐剑虎,叶文虎.环境承载力的本质及其定量化初步研究[J]. 中国环境科学,1998,18(3):25—28. [8]刘强,陈进.水资源承载力研究[J].中国水利(B),2003(5):15— 2O. 保护与水污染防治的步伐,为当代和子孙后代留下 一[9]龙腾锐,姜文超,何强.水资源承载力内涵的新认识[J].水利 学报,2004,(1):38—44. 个美好的水环境和生存空间[2]。 

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