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水质水量下河流水资源资产负债研究

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摘要:建立了流域水资源数量与质量联合评价方法,提出了河流水资源静态资产负债与不考虑年间降水影响的动态资产负债概念。根据沂河流域2008年、2010年、2012年、2014年水功能区资料以及逐月降水径流资料,对该流域水资源进行了资产负债计算。结果表明:2008年、2010年、2012年、2014年沂河水资源静态净资产分别为-3.96亿、-0.84亿、4.01亿、4.52亿m3;利用降水距平扣除42.29%的降水影响后,水资源动态净资产分别为-4.53亿、-0.37亿、3.91亿、5.48亿m3,呈持续增加趋势,表明沂河水质逐步改善。

关键词:水质;水量;河流资产负债;降水影响;沂河

水资源可以理解为可被利用或有可能被利用的、有足够数量和可用的质量水源,也就是一个关于质量和数量的集合[1]。根据该定义,水资源的功能即在某一地点能满足某种用途,水资源的丰富与否主要取决于水质与水量这两个方面[2]。2015年,国务院办公厅发布了《编制自然资源资产负债表试点方案》,旨在通过调查填写区域内水资源存量及变动表、水环境质量及变动表,应用函数或模型,评价区域水资源资产负债情况及区域可持续发展能力[3-4]。简而言之,水资源资产负债表体现的是在一定时间、空间内具有足够数量的能满足某种用途的可用水,它通过“质”与“量”的函数来表达[5-6]。如何从水质水量相结合的角度正确评价一条河流的水资源资产负债情况,对改善河流水质、合理利用有限的水资源有着重要的意义。对于将水质与水量结合起来进行水资源综合评价,国内外已经开展了许多研究:LuitenJ.P.A.等[7]在利用模型模拟地表水水质水量的基础上,对荷兰的地表水管理政策进行了分析;夏星辉等[8]在分析河水满足人类用水和河道生态需水双重功能的前提下,提出了河水生态功能强度的概念及结合生态需水的流域水资源数量与质量联合评价方法;张永勇等[9]将分布式水量水质耦合模型引入水资源评价中,提出了基于水循环过程的水量水质联合评价方法。这些研究工作多针对一种或两种水质指标,没有考虑多种水质指标可能超标时的水质水量综合评价,也未考虑降水因素对评价结果的影响。笔者以河流水资源水质水量综合评价方法为基础,提出河流水资源静态与动态资产负债计算方法,并以沂河为例分析河流水资源时空变化,探讨其水资源资产和负债情况。

1研究方法

河流水资源价值的计算结果受水量、水质的共同影响[10],这与水资源资产负债表的内涵相同,故而引用河流水资源资产和河流水资源负债的概念分析河流水量、水质和水资源现状。本文将河流水资源资产定义为:降水形成的、赋存于河流中的地表水,以水的数量及质量来衡量;河流水资源负债定义为:人类经济活动对水资源数量、水环境质量带来的不利影响,包括水资源过度消耗造成的对水循环过程及水资源可再生能力的损害、向天然水体过度排放污染物造成的水环境容量的降低。其中,河流资产负债可以进一步细分为未平衡降水影响的静态资产负债以及平衡降水影响的动态资产负债。

1.1河流水资源静态

资产与静态负债计算1.1.1静态资产计算方法对于不同水功能区,其功能定位为农业、工业和生活用水时,其水体用途要求的水质必须分别至少为Ⅴ、Ⅳ和Ⅲ类水[11]。水功能区现状水质等于目标水质时,可以满足一定的生产、生活需求,拥有了水资源基本资产;当功能区现状水质优于目标水质时,水资源资产相应增加[4,7],出现盈余部分。

1.1.2静态负债计算方法

若水功能区现状水质没有达到目标水质的要求,则说明水功能未能满足当前的生产、生活需求,形成了水资源负债[7],计算方法同式(1)。但由于劣Ⅴ类水的水功能区存在划分不够细致的问题,不同的超标倍数对应的负债不同,因此根据2008—2014年《山东省水质通报》中河流水功能区主要污染物超标倍数。

1.2河流水资源动态

资产负债计算目前评价河流治理情况时,往往受降水因素的影响较大。丰水年时,河流径流量相对较大,水质会比枯水年的好。因此,本文考虑平衡降水因素的影响,着重考虑每年河流的治理状况,提出一种河流动态资产负债计算方法。首先通过Mann-Kendall法(简称M-K法)寻找序列变异突变点,具体方法见参考文献[13-15]。通过突变点分析,计算出受人类活动影响阶段的还原径流量,进而计算出降水量对径流量的贡献率[16]。目前,关于降水量和人类活动对径流影响的定量研究有很多。

2实例应用

2.1河流概况

沂河是山东省境内发源的第一大河[21]。随着沂河流域社会经济的发展,对水资源的依赖程度日益增强,水资源利用量保持上升趋势[22]。沂河流域受地形与降水等因素影响,径流年内波动剧烈,丰水期径流量较大,易造成难以利用的洪水资源;而枯水期径流量偏小,部分河段甚至出现断流,影响了河流健康与流域经济的发展。因此,通过分析沂河径流的年际变动及年内分配的特点与规律,有针对性地计算其生态基流量,成为利用与保护沂河水资源的关键。

2.2河流水资源静态资产负债计算

通过式(1)~式(5)计算沂河2008年、2010年、2012年、2014年水资源静态资产负债,结果见表1。可以看出,2008年和2010年沂河水资源静态负债大于静态资产,水资源静态净资产分别为-3.96亿、-0.84亿m3。随着沂河水质逐步改善,水资源资产不断增加、负债逐年减少,2012年和2014年水资源静态资产大于静态负债,静态净资产分别为4.01亿、4.52亿m3。水资源资产增加与负债减少表明,近年来沂河水环境正在逐渐改善。

2.3河流水资源动态资产负债计算

2.3.1径流变异的贡献率计算

对沂河流域1955—2014年逐年流量序列通过M-K法进行变异诊断分析,结果见图1。从图1可以看出,UF和UB曲线的交点在1967年,经过查证,1967年沂河流域建成了高胡、施庄、书房、刘庄、黄土山、朱家坡、红旗7座中型水库,对河水流量造成扰动[23],故选取1967年为该时段突变点较为可靠。根据突变点前1955—1966年下垫面情况,以还原径流量为因变量(y)、降水量为自变量(x)建立降水—径流关系式(见图2)。利用式(6)计算降水量、人类活动对径流变异的贡献率,结果见表2。由表2可知,与突变点前的1955—1966年相比,2008—2014年的还原流量基本持平,实测流量减小明显。2008—2014年对径流的影响中,降水量贡献率为42.29%,人类活动贡献率为57.71%。

2.3.2河流动态资产负债计算

(1)年际变化。利用式(7)计算沂河逐月降水量距平,结果见表3。由表3可见,2008年、2012年降水较为丰沛,2010年、2014年降水较为稀少,在条件不同的情况下难以客观地评价河流水资源管理的好坏。通过式(8)计算沂河平衡降水因素影响后的水资源动态资产负债,结果见表4。由表4可见,沂河水资源动态资产与负债年际波动较大,但水资源动态净资产保持稳定上升的趋势。在平衡降水因素对计算结果的影响下,可以进一步评价当地每年水资源管理情况。2012年为丰水年,2014年为枯水年,其静态净资产分别为4.01亿、4.52亿m3(见表1),相差不大;通过平衡降水量对河流资产负债的影响之后,计算出2012年与2014年动态净资产分别为3.91亿、5.48亿m3(见表4)。可以得出,在2014年沂河流域降水较少的情况下,河流水质优于2012年的,表明动态净资产可以排除降水的干扰,直观反映管理者对河流水环境的治理能力。

(2)年内变化。为了进一步分析水资源净资产负债的年内变化趋势,计算了2008年、2010年、2012年、2014年沂河逐月净资产与负债,结果见表5。每年7—9月为沂河汛期,河水流量增大,应严控污染物入河量、对河流水质状况进行调控,使之达到目标水质,这是增加河流水资源资产最直接的措施;10月—次年2月沂河水资源负债与资产亏缺减少,但因水量较小,故可利用的达标水不多,水质水量不能同时达到最佳状态;3—4月沂河水资源负债呈明显上升趋势,应加强水质断面日常监测与排污口水质监控,掌握水质变化情况并及时预警。从净资产的年内波动来看,如果能对沂河沿岸排污进行合理的时空优化,就能减少水资源净资产亏缺,增加具备水资源功能的水量,从而改善沂河流域水资源短缺的局面。

2.3.3分析与讨论

为了验证计算方法的合理性,计算了沂河2008年、2010年、2012年、2014年水功能区达标率以及年径流量,结果见表6。由表6可知,在沂河年径流量波动较大的情况下,水功能区达标率明显提高,表明本文评价结果与沂河实际情况比较吻合。水功能区达标率仅能体现水质达标情况,未能体现水质优于标准的情况。河流水资源资产负债计算方法能弥补这一缺陷,提供更为多样化的水资源水质水量量化信息(见表1、表4),能够提供河流逐月静态与动态水资源资产负债变动情况(见表5),为水资源的规划、开发、管理与保护提供更加有用的信息。

3结语

(1)2008年、2010年、2012年、2014年沂河水资源静态净资产分别为-3.96亿、-0.84亿、4.01亿、4.52亿m3。河流水资源资产增加、负债减少,表明近几年沂河流域水量与水质管理方面逐渐改善,这与樊振生等[24]研究沂河临沂段得出的结论一致。为更客观地评价河流水资源管理的好坏,进一步计算了平衡降水量影响的水资源动态净资产,2008年、2010年、2012年、2014年分别为-4.53亿、-0.37亿、3.91亿、5.48亿m3。随着沂河水资源资产不断增加和负债逐年减少,在平衡降水量影响的情况下,沂河的水质水量逐步改善,说明近几年沂河水资源水量水质管理得当。综上所述,沂河流域应保持目前水功能区管理状态,对污染物排放进行合理的时空优化,增加沂河水资源资产的水量,逐步缓解沂河水资源供需之间的矛盾。

(2)研究实例表明,河流水资源资产负债计算方法简单易行、便于推广。评价结果能定量反映河流综合水资源资产变化情况,为河流水资源综合评价、整体规划与开发利用提供了一种新的思路。但是,该方法只进行了实物量资产负债的研究,关于价值量资产负债的研究有待以后深入开展。

参考文献:

[1]胡德胜.最严格水资源管理制度视野下水资源概念探讨[J].人民黄河,2015,37(1):57-62.

[2]姜文来.水资源价值论[M].北京:科学出版社,1999:10-12.

[3]黄溶冰,赵谦.自然资源资产负债表编制与审计的探讨[J].审计研究,2015(1):37-43,83.

[4]江东,卓君,付晶莹,等.面向自然资源资产负债表编制的时空数据库建设[J].资源科学,2015,37(9):1692-1699.

作者:杨裕恒;曹升乐;李晶莹;程雨菲;刘阳 单位:山东大学

水质水量下河流水资源资产负债研究责任编辑:张雨    阅读:人次