曾維華 李春輝 楊志峰
（北京師范大學環境科學研究所，100875）

　　摘　要： 本文從水資源再生性與水資源再生能力的基本概念入手，系統分析了影響黃河流域水資源再生能力的諸多因子，建立了水資源自然再生能力的指標體系；并通過專家打分，利用基于知識的層次分析法對這些影響因子進行評判，確定各指標對水資源再生能力影響相對大小，為進一步評價黃河流域水資源再生能力奠定了一定基礎。
　　關鍵詞：水資源，水資源再生能力，層次分析法

1. 背景

　　水資源的循環特征決定了水資源的可再生性，它是水資源的固有特征，水資源再生能力是水資源可持續利用的基礎與保障，只有深入研究流域水資源再生能力，明確流域水資源再生能力的大小與分布情況，才能有的放矢地提出有針對性的流域水資源持續利用策略。為此，國家重點基礎研究發展規劃項目“黃河流域水資源演化規律與可再生性維持機理”（G19990436）專門設置了一個課題研究“黃河流域水資源可再生性理論與評價”，水資源可再生性理論是水資源可持續利用的理論基礎，其目的在于將水資源的可再生性上升到理論高度探討區域水資源可再生能力，從對影響區域水資源可再生性的諸多因子的分析與評價入手，提出提高、維持區域水資源可再生能力，確保黃河流域水資源可持續利用的方針策略。

2. 流域水資源再生能力

　　水資源可再生能力是由水資源可再生性決定的，水資源所具有的一種客觀屬性；它是指某一流域或區域水環境，在現有或近期技術經濟能力支撐下，通過水資源自然循環與社會循環，不斷補充、循環利用水資源的能力。水資源可再生能力可通過單位時間內，流域或區域某一存在形式的水資源再生量度量。
　　水資源的自然可再生能力取決于水資源的自然循環。水資源通過蒸發、降水與徑流周而復始地不斷循環運動，一方面是水資源在“量”上得到不斷補充，另一方面，在“質”上也得到自凈。因此，水資源的自然再生能力又包括“量”的再生與“質”的再生。嚴格地講，二者是不能截然分開的，“質”的再生確保了“量”的再生，而量的再生離不開“質”的再生。最終，水資源的自然再生能力集中體現在水資源的“量”的再生能力上，“質”的再生只是一種“量”的再生的一種手段。

3. 黃河流域水資源再生能力影響因子分析

　　流域水資源自然再生能力直接受降水量、蒸發量、地表徑流與地下徑流影響，通過這些定量指標的疊圖分析，可直觀反映流域水資源可再生能力的空間分布。另外，對水資源再生能力影響因素的分析結果表明，其影響因子不僅局限于這些定量指標，還包括氣溫、濕度、高程，以及土壤、植被和土地利用等下墊面定性指標。這些因子是通過作用于降水、蒸發、產流等水文循環過程，對流域水資源可再生能力施加影響的。降水、徑流與蒸發這三個水文要素與土壤、植被、土地利用類型等下墊面自然因子有一定關系，通過對這些自然因子空間分布圖的疊加，也可以反映流域水資源再生能力的空間分布。
　　為此，我們建立了兩套評價指標體系：一是包括降水等深、蒸發量、地表徑流深、土壤濕度和地下水資源模數的定量評價指標體系（表1）；二是影響降水、蒸發等水文循環過程的自然條件指標體系（表2）。對兩種指標體系分別進行綜合評價，二者相輔相成，互為印證。

表1 黃河流域水資源可再生能力指標體系及權重計算結果 目標層 指標層：權重值 黃河流域水資源可再生能力 降水等深：0.3468 陸面蒸發量：0.0787 地表水徑流深：0.34680 土壤濕度：0.0887 地下水資源模數：0.139

　　黃河流域水資源再生能力影響因子分析的目的在于確定各指標對于流域水資源再生能力影響相對大小。首先，根據所建指標體系，編制專家評分表；然后，利用AHP法處理專家評分結果，計算各指標與分指標權重值。

表2 黃河流域水資源可再生能力指標體系及權重計算結果 目標層 指標因子層：權重值 影響因子層：權重值 黃河流域水資源可再生能力 降水：0.3468 濕度：0.6396 年平均氣溫：0.1978 高程：0.0572 坡向：0.1055 蒸發： 0.0787 年平均氣溫：0.2665 濕度：0.2665 植被類型：0.1139 土壤類型：0.1053 土地利用類型：0.1126 高程：0.1356 地表徑流： 0.3468 土壤類型：0.1917 植被類型：0.0665 土地利用類型：0.6460 高程：0.0958 地下徑流：0.2277 地下水水文地質類型：0.6529 土壤類型：0.1324 植被類型：0.2147

4. 結果分析

　　表1、表2為黃河流域水資源再生能力評價指標體系各指標權重計算結果。由此可以得出以下結論：
　　① 在降水、蒸發、地表徑流、土壤濕度與地下水資源模數五個定量指標中，對流域水資源影響較大的是降水與地表徑流，其次是地下水資源模數，蒸發與土壤濕度的影響最小；
　　② 影響降水、蒸發等水文循環過程的自然條件指標體系的評判結果與前者一樣，指標因子層中降水與地表徑流影響最大，其次是地下徑流，蒸發過程影響最小；
　　③ 對于降水，濕度的影響最大，其次是氣溫與坡向，高程的影響最小；
　　④ 對于蒸發，氣溫與濕度影響最大，植被類型、土壤類型、土地利用類型與高程的影響相近；
　　⑤ 對于地表徑流的形成，影響最大的是土地利用情況，其次是土壤類型，高程與植被的影響比較小；
　　⑥ 對于地下徑流，水文地質條件的影響最大，其次是植被類型與土壤條件。

5. 結論

　　本文通過對黃河流域水資源再生能力的主要影響因子分析，建立了兩套評價指標體系，并通過專家評分，確定了各指標的權重，明確了各影響因子與評價指標在黃河流域水資源再生能力評價中的貢獻。在權重計算結果基礎上，可利用AHP法建立黃河流域水資源再生能力綜合評價模型。
　　首先，將所有數據按統一規格，轉成柵格數據，以便進行單因子評價。由ARC/INFO的Grid模塊，計算出1×1km2的網格相應指標值，再由所建該指標的隸屬度函數推求各網格的隸屬度。對各指標在網格中的隸屬度按大小由人工作非線性分級，得到各指標單因子評價專題圖。
　　其次，建立綜合評價模型，考慮各指標權重，按網格逐一進行評價，繪制黃河流域水資源再生性綜合評價圖。將所有單因子評價專題圖作疊置分析，生成若干小多邊形構成的圖層，每個小多邊形帶所有評價指標的隸屬度屬性。利用所建綜合評價模型計算各小多邊形的綜合隸屬度，即黃河流域水資源再生性綜合評價結果。對各網格中的綜合隸屬度按大小由人工作非線性分級，得到黃河流域水資源再生性綜合評價專題圖。評價結果為相對值，級別值越低，水資源可再生性越高或越低，這主要取決于隸屬函數與綜合評價模型的構造。
　　最后，根據評價結果與各網格中各指標分布情況，利用模糊聚類與主成分分析等方法，對各單元進行合并，進一步進行黃河流域水資源再生能力區劃。