基于水资源承载力与城市经济...协调度模型的遵义市发展评价_安莉娜.pdf

第 卷第 期 年 月河 海 大 学 学 报（自 然 科 学 版）（）：基金项目：贵州省水利厅科技项目（）作者简介：安莉娜（），女，正高级工程师，硕士，主要从事水资源和能源规划研究。：引用本文：安莉娜，范国福，吴迪，等基于水资源承载力与城市经济社会发展水平耦合协调度模型的遵义市发展评价河海大学学报（自然科学版），（）：，（），（）：基于水资源承载力与城市经济社会发展水平耦合协调度模型的遵义市发展评价安莉娜，范国福，吴 迪，熊继东（中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳）摘要：基于 年遵义市统计年鉴和遵义市水资源公报，采用多因子的熵权法确定水资源承载力水平和城市经济社会发展水平综合评价指标体系各指标的权重，在此基础上构建了能够反映社会、经济、人口、水量、水质等多因子的水资源承载力与城市经济社会发展水平耦合协调度模型，分析了遵义市现城区和规划城区水资源承载力与城市经济社会发展水平的时空耦合协调关系。结果表明：遵义市现城区和规划城区水资源承载力与城市经济社会发展水平的时空耦合协调度在 年均呈现总体上升趋势；时间上，现城区耦合协调度受经济社会发展水平的影响较明显，规划城区北扩区域目前经济布局较少，使得经济社会发展水平有所降低，说明城市北扩有利于促进城市经济社会高质量发展；空间上，遵义市现城区水资源承载力与城市经济社会发展水平耦合协调度在发展进程中有明显的空间差异且差异逐渐缩小，规划城区耦合协调度呈现“南强北弱”的格局，说明经济社会发展对水资源需求程度高的区域在南部，未来经济布局可逐步北移、东扩，并继续实行严格的水资源管理制度，优化水资源配置，缓解水资源短缺等问题，保障经济社会可持续发展。关键词：水资源承载力；城市经济社会发展；耦合协调度模型；遵义市中图分类号：文献标志码：文章编号：（），（，）：，“”，河 海 大 学 学 报（自 然 科 学 版）第 卷 ，：；西部大开发战略实施以来，西南各省（自治区、直辖市）城镇呈现规模化发展，城市群效应凸显，同时对水资源的需求剧增，水资源承载力面临巨大的考验。云贵高原涉及云南、贵州、广西、四川等省（自治区），是西部开发的重点区域之一，全面推进以人为核心的新型城镇化建设是第二轮西部大开发的实施战略之一。云贵高原以高原喀斯特地貌而闻名，人口和城市主要集中分布于流域分水岭的高原台地，由于岩溶发育、河谷深切，水资源开发利用难度大、成本高。受地形所限，城市不具备整体搬迁的条件，只能在原城区基础上，兼顾地形、水资源承载力提升的条件和水资源开发利用程度向周边扩张。高原喀斯特地区以人为核心的新型城镇化发展，必须将提升水资源承载力融入新型城镇化建设过程，处理好水资源承载水平与新型城镇化建设的关系，协调新型城镇化发展进程。水资源在国民经济中的无法替代性决定了水资源在国民经济中的战略地位。现阶段对水资源承载力与城市经济社会发展关系的研究主要为水资源承载力或经济社会发展的单因素研究，但对水资源承载力与城市经济社会发展水平耦合关系的研究在逐渐增多。虽然耦合模型能够评价两个及两个以上因素的依赖关系，却无法反映因素之间协调状况，仅分析水资源承载力与城市经济社会发展之间的耦合度是远远不够的，还需分析二者的协调程度。本文采用耦合协调度模型来评价遵义市水资源承载力与城市经济社会发展水平的耦合协调程度。遵义市城区是极具代表性和典型性的高原喀斯特城市，年的城镇化率达，由于特殊的高原喀斯特地貌，城区人均水资源量极低，在遵义市乃至整个贵州省均位列倒数第二，分析遵义市水资源承载力与城市经济社会协调发展程度对高原喀斯特地貌城市可持续发展的研究具有重要参考价值。研究区概况和研究数据遵义市位于贵州北部，根据遵义市城市总体规划，遵义市规划城区将在现有城区的基础上，向南北延伸并东扩，涉及红花岗区、汇川区、播州区和绥阳中心城区。研究数据主要来源于 年遵义市统计年鉴和遵义市水资源公报。研究方法 水资源承载力和城市经济社会发展水平综合评价指数通过线性加权法计算水资源承载力和城市经济社会发展水平综合评价指数，即将各评价指标标准值与对应的指标权重的乘积线性相加，以反映水资源承载力和城市经济社会发展的综合水平。指标权重采用熵权法确定。熵权法是客观赋权法，指标的权重取决于数据本身的离散性，离散程度越高，熵越大，包含的信息越多，则权重越大。相比于主观赋权方法，熵权法可避免各评价指标权重的人为因素干扰，使评价结果更符合实际。耦合协调度模型耦合协调度模型分为耦合模型和协调模型两部分。耦合模型耦合性（耦合力或耦合度）是一种度量，是系统中各子系统及子系统之间信息或参数的依赖度。城市水资源承载力系统与经济社会发展水平系统之间是相互影响、相互作用、相互依赖的，形成一个耦合系统。要实现可持续发展，最合理的方式是通过对水资源可持续的合理开发和利用支持经济社会的发展。水资源承载力水平综合评价指数与城市经济社会发展水平综合评价指数的耦合模型公式为 （）（）式中：为耦合度，值的大小表示系统间的各子系统处于有序性状态，表示无关且无序，表明达到良性耦合且有序，值越大，耦合程度越好，关系越趋于良性发展，且未来有序性越满意；为水资第 期安莉娜，等 基于水资源承载力与城市经济社会发展水平耦合协调度模型的遵义市发展评价源承载力水平综合评价指数；为城市经济社会发展水平综合评价指数。协调模型协调是一个系统工程，协调的本质在于系统内各子系统的有机统一。协调度是衡量系统协调状况好坏程度的定量指标，表示子系统或内部各要素在发展过程中彼此和谐一致的程度。因此，协调是一个动态过程。水资源承载力水平综合评价指标体系与城市经济社会发展水平综合评价指标体系是耦合协调模型中的两个子系统，两个子系统综合评价指数用式（）计算，耦合协调程度用式（）表达：（）（）式中：为综合评价指数；、为两个子系统的权重，对于高原喀斯特城市发展而言，经济社会的发展需要加快城镇化建设步伐，水资源脆弱性需要提升水资源承载力水平以保障国民经济发展的用水需求，因此水资源承载力水平和城市经济社会发展水平具有同等重要的地位，故取；为耦合协调度，越大，发展趋势越趋向于彼此和谐一致。表 耦合协调度类型 耦合协调度耦合协调等级耦合协调水平极度失调严重失调中度失调轻度失调失 调濒临失调基本协调低水平初级协调中级协调中等水平良好协调优质协调高水平借鉴焦士兴等的研究成果，将水资源承载力水平与城市经济社会发展水平耦合协调等级分为 级，耦合协调水平分为 级，如表 所示。综合评价指标体系基于遵义市城区水资源开发利用现状，遵循区域性、层次性、相对独立性和可量性等原则，从水量、水质两方面选取能够反应遵义市城区水资源承载力水平的评价指标。遵义市城区人均水资源量能够反映区域水资源条件；城镇化的建设和人口的增长需要消耗大量的水资源，因此选择万元 用水量和人均日生活用水量体现水资源利用效率；人口的聚集与产业的布局中，对水质影响最直接的是废水的排放、污水收集率和处理能力。因此选取城区的人均水资源量、万元 用水量、人均日生活用水量体现水资源消耗，选取废水排放总量、城市污水收集率、污水处理厂污水日处理能力表征城市的水质情况。由此得到遵义市水资源承载力水平综合评价指标体系如图 所示（括号中数据分别为遵义市现城区和规划城区水资源承载力水平综合评价指标的权重），其中人均水资源量为正向属性，其余均为逆向属性。遵义市水资源承载力水平综合评价指标体系水量人均水资源量（）万元 用水量（）人均日生活用水量（）水质废水排放总量（）城市污水收集率（）污水处理厂污水日处理能力（）图 遵义市水资源承载力水平综合评价指标体系 从人口、经济、社会 个维度选取 项指标对遵义市城区城市经济社会发展水平进行综合评价。城镇人口比重是反映人口维度的最直观指标，随着城镇人口比重的不断提高，聚集效益凸显，第二、三产业从业人员的占比也不断提高，这些都是新型城镇化发展的标志性特征，因此分别选取城镇人口比重、城镇人口增速以及第二、三产业从业人员占比表征城市发展中人口城市化发展水平；城市经济特点主要由工业和服务业的发展来体现，因此选取人均 和第二、三产业增加值占 比重、城镇常住居民人均可支配收入来表征；在城市的社会化方面，随着城市的发展，将吸引越来越多的高水平技术人才，由于统计年鉴数据对高水平技术人才的指标残缺，因此本研究以平均每千人口拥有医生数来表征社会城市化程度。由此得到遵义市城市经济社会发展水平综合评价指标体系如图 所示（括号中数据分别为遵义市现城区和规划城区城市经济社会发展水平综合评价指标的权重），指标属性均为正向。河 海 大 学 学 报（自 然 科 学 版）第 卷遵义市城市经济社会发展水平综合评价指标体系人口城市化城镇人口比重（）城镇人口增速（）第二产业从业人员占比（）第三产业从业人员占比（）经济城市化人均（）第二产业增加值占 比重（）第三产业增加值占 比重（）城镇常住居民人均可支配收入（）社会城市化 平均每千人口拥有医生数（）|图 遵义市城市经济社会发展水平综合评价指标体系 结果与分析 耦合协调度分析 遵义市现城区。在遵义市发展进程中，现城区水资源承载力与城市经济社会发展水平的耦合协调度总体呈阶段式上升趋势（图（），年耦合协调等级为濒临失调，年耦合协调水平不断提升，年达到中等水平，到 年为高水平耦合协调，耦合协调度为，达到良好的耦合协调等级。从评价指标增幅来看，城市经济社会发展水平综合评价指数增速高于水资源承载力水平综合评价指数，年是特干旱年份，水资源承载力水平综合评价指数陡然下降，年因临近“十三五”期末，经济发展增幅较快；城市经济社会发展水平综合评价指数除 年受疫情影响降低以外，其余年份均波动不大，大部分年份有不同程度的增幅；水资源承载力水平综合评价指数除 年为特干旱年份，出现较大幅度波动外，其余年份均稳步攀升，年达到最高值，年受来水影响略有下降。遵义市规划城区。从水资源承载力水平综合评价指数（图（）来看，由于 年为全省的普遍区域干旱年份，规划城区水资源承载力水平综合评价指数也出现明显波动；由于绥阳中心城区为规划城区的新增区域，该区域位于芙蓉江流域，水资源相对丰沛，规划城区的水资源承载力水平综合评价指数普遍得到了提高，有利于水资源承载力水平与城市经济社会发展水平耦合协调度的提升。从城市经济社会发展水平综合评价指数来看，规划城区均普遍有所降低，说明绥阳中心城区现状经济社会发展水平普遍落后于遵义市现城区，与实际相符。从水资源承载力水平与城市经济社会发展水平的耦合协调度来看，城市发展进程中的水资源承载力与城市经济社会发展水平耦合协调度大致与现城区趋势一致，但均低于现城区，可见，城市经济社会发展水平对耦合协调度的贡献更为突出。图 遵义市水资源承载力与城市经济社会发展水平耦合协调度 空间分布。遵义市规划城区水资源承载力与城市经济社会发展水平耦合协调度空间差异在 年逐渐减小并逐渐呈现空间同步的规律（表）。城市经济社会发展水平的空间差异为“南强北弱”。形成鲜明对比的是南边的播州区，其城市经济社会发展水平综合评价指数从 年的 提升至 年的，而北边的绥阳中心城区从 年的 提升至 年，提升幅度仅为播州区的 左第 期安莉娜，等 基于水资源承载力与城市经济社会发展水平耦合协调度模型的遵义市发展评价右，汇川区和红花岗区的提升幅度基本相当。水资源承载力水平的空间差异则表现为北部强于南部，且汇川区、红花岗区的水资源承载力水平也表现较好，主要原因是水环境综合整治和节水措施的贯彻和实施，单位产值的用水量得到有效的控制，此外随着近几年水利工程的逐步建成发挥效益，水资源也得到了一定程度的保障。位于最北部的绥阳中心城区属于芙蓉江流域，流域面积大，水资源十分丰沛，通过工程手段可保障经济社会发展对水资源的需求，若城市发展向北东扩展，可为遵义市城区水资源承载力的提升奠定良好的基础。耦合协调度与城市经济社会发展水平之间的关系在空间格局上更为相似，可见，在遵义市城区发展进程中，经济建设成效是显著的，但水资源承载力的提升能力仍需进一步优化。表 遵义市各区水资源承载力与城市经济社会发展水平耦合协调度 地区 年 年 年 年 年 年汇川区红花岗区播州区绥阳中心