摘要：本文利用國際通行的水資源緊缺指標對我國北方地區水資源可持續發展狀況進行評價，結果表明，除寧夏和新疆為輕度缺水地區外，其他地區均為極度和重度缺水地區。可見，水資源緊缺已經成為北方地區經濟可持續發展的瓶頸，需要對其水資源可持續利用進行綜合評價。在系統性、全面性和可操作性的原則下，選用了水資源總量I1，年降水量I2，大中型水庫蓄水量（上年末）I3，供水總量I4，耗水總量I5，人均用水總量I6，單位GDP用水量I7，實際灌溉面積I8，水質I9等9個指標，建立了北方地區水資源可持續利用綜合評價指標體系；采用多元統計分析中的主成分分析法，對17個城市的水資源可持續利用進行綜合評價，希望為我國北方地區經濟的發展、生態環境的改善提供較為科學的依據。

關鍵詞：可持續利用 水資源緊缺指標 主成分分析

水資源問題是當今世界熱門的話題之一，隨著人口的增長和經濟的快速發展，水資源危機正與日俱增，尤其是一些干早地區和大中型城市，解決水荒問題已成燃眉之急。可持續發展是指既滿足當代人的需要，又不危害后代人滿足其自身需要能力的發展，已成為許多學科的一個研究方向。在世界水資源短缺的今天，水資源可持續開發、利用及其定量評價已成為眾多學者研究的重點。

眾所周知，我國北方地區水資源短缺，成了制約該地區經濟發展的主要因素之一。影響水資源可持續發展的主要因素有幾點：①經濟結構不合理。②水資源短缺，表現在水資源總量偏少、人均占有水量偏低、徑流量年際變化大、降雨量和徑流量年內分配不均等方面。③供水工程建設滯后。④環境惡化趨勢明顯，地下水過量開采、持續干旱少雨、工業和生活污染等造成了水環境的日益惡化。根據1996年水質監測資料對河流枯水期水質進行分類評價結果，北方17個省級行政區總河長51 670 km，水質良好的Ⅰ類水占總河長的4.0％，水質較好的Ⅱ類水占總河長的18.6％，水質尚可的Ⅲ類水占總河長的21.4％，水質已受污染的Ⅳ類水占總河長的23.7％，水質受嚴重污染的Ⅴ類水占總河長的32.3％，有11個省區（冀、晉、遼、臺、黑、蘇、皖、魯、豫、陜、寧）受污染的河長占評價河長的50％以上。

依據國際通行的水資源緊缺指標（表1）衡量，我國北方大部分城市地區屬于重度缺水地區。水資源現狀評價結果見表2。由表2可知，我國北方除寧夏、新疆為輕度缺水地區外，其他15個省市都為重度、極度缺水地區。

通過上面對我國北方地區水資源現狀的介紹和評價，可知水資源短缺已經成為該地區人口密集和生產發達地區經濟發展的瓶頸。因此對其水資源可持續利用程度評價指標體系的建立及其綜合評價就顯得十分緊迫和重要。

2.1 指標選擇的原則

判斷一個區域以水資源為主要控制因素的資源—社會—經濟—環境這一復合系統是否實現了可持續發展，必須建立該區域水資源可持續利用評價指標體系和相應的衡量標準與方法，才能給出可持續與否的科學界定。因此，區域水資源可持續利用評價，指標體系不僅要體現該區域水資源本身的特征、開發、利用、管理狀況即水資源系統的發展水平，與水相關的社會系統、經濟系統、環境系統的發展水平，還要反映水資源系統與社會系統、經濟系統、環境系統的協調發展狀況和協調程度，以及復合系統的可持續發展能力。基于這種思想，在選擇指標構建指標體系時，必須遵循如下原則：

2.1.1 系統性與層次性相結合 區域以水資源為主導因素的資源—社會—經濟—環境這一復合系統的內部非常復雜，各個子系統之間相互影響，相互制約。因此，要求建立的指標體系層次分明，不僅要反映

各子系統各自的特征，更要體現水資源系統與其他系統之間的相互關系。

2.1.2 全面性與概括性相結合 所選擇的指標既要盡量全面地反映區域水資源可持續利用這一復合系統的各個方面，又要精煉，避免信息重復，從而影響評價結果的精度。

2.1.3 可行性與可操作性相結合 建立的指標體系往往在理論上反映較好，但實踐性不強。因此，在選指標時，不能脫離指標相關資料信息條件的實際，盡量選擇那些關鍵性的具有綜合性的指標，使得建立的指標體系簡潔明確，易于計算和分析。

2.1.4 動態性與靜態性相結合 作為一個系統，水資源系統可持續發展是不斷變化的，是動態與靜態的統一。因此，可持續發展測度指標體系也應該是動態與靜態的統一，既要有靜態指標，也要有動態指標。

2.2 評價指標體系的建立

根據以上原則選取了充分反映我國北方地區的水資源總量I1，（億m3）、年降水量I2，（mm）、大中型水庫蓄水量I3，（億m3）、供水總量I4，（億m3）、耗水總量I5，（億m3）、人均用水總量I6，（m3/人）、單位GDP（國內生產總值）用水量I7，（億m3/萬元）、實際灌溉面積I8，（萬畝）和水質I9，（等級）等9項指標作為評價指標（見表1），對該地區17個省、市、自治區的水資源持續發展狀況進行評價。

2.3 水資源可持續利用的主成分分析評價方法

近年來，隨著多元統計方法的普及與應用，主成分分析法也成為一種較新的評估方法，它有著不同的原理和特性，它的本質目的是對高維變量系統進行最佳綜合與簡化，同時也客觀地確定各個指標的權重，避免主觀隨意性，而綜合評價的焦點正是如何科學、客觀地將一個多目標問題綜合成一個單指標形式，因此主成分分析法不失為一種較好的評價方法。

2.3.1 主成分分析法 主成分分析法的工作目標，就是要在力保數據信息丟失最小的原則下，對高維變量空間進行降維處理；即在保證數據信息損失最小的前提下，經線性變換和舍棄一小部分信息，以少數的綜合變量取代原始采用的多維變量。

由圖1及表5，將17個城市地區的水資源可持續利用程度劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等4個等級。其中I級表示該區域水資源開發尚處于初始階段，該階段水資源開發程度低，利用率低，水資源可持續利用潛力巨大，這樣的城市有2個，分別為圖1中寧夏和新疆；Ⅱ級表示該區域水資源開發利用處于起步階段，但該階段的水資源開發利用程度仍然較低，有較大的發展潛力，這樣的城市有4個，分別為青海、甘肅、黑龍江、內蒙古；Ⅲ級表示水資源開發利用程度己相當高，可持續發展潛力較低，但還有一定的發展潛力；分別為江蘇、吉林；Ⅳ級表示水資源開發利用已經達到飽和狀態，水資源系統可持續發展潛力極低，應該考慮較小區域調水，并且以節水型為主，這樣的城市為北京、天津、河北、山西、遼寧、安徽、山東、河南、陜西。這一評價結果同水資源緊缺程度的評價結果基本一致。

本文在利用國際通行的水資源緊缺指標對我國北方地區水資源現狀進行評價的基礎上，采用主成分分析的方法對北方17個城市及地區的水資源可持續利用程度進行了綜合評價，評價結果與緊缺指標的評價結果基本一致。主成分分析的方法，可以將9個評價指標綜合成4個主成分，根據評價指標的數據本身的信息得到主成分的權重，進而得到綜合評價值；避免了專家打分的人為任意性，同時該方法具有直觀和可操作性等優點。

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Evaluation on sustainable development of water resources in north China

MEN Bao-hui ZHAO Xie-jing LIANG Chuan

(1.Agricultural department key open laboratory of Agriculture resource and environment in Yangtze River upper reaches， Chengdu 610066， China; 2. College of Hydraulic Eng.， Si Chuan University， Chengdu 610065， China)

Abstract: According to the international current shortage index， the amount of the water resource of Sichuan， China， are studied. The primary component analysis (PCA) method to evaluate the water resource sustainable utilization of 17 cities in north China comprehensively has been used. Under the systematical， comprehensive and manipulative principles， we introduce 9 indexes to construct the index system of the comprehensive evaluation of the sustainable utilization of water resource in north China. The indexes are: gross of water resources (I1)、annual rainfall (I2)、 reservoir sluice amount of great- type and middle- type (I3)、grass of water supply (I4)、 consume gross of water resources (I5)、 amount of water resources per person (I6)、 amount of water resources per GDP (I7)、actual irrigation area (I8)、water quality (I9). As we can see， it is obvious that the shortage of water has been becoming the bottleneck of the sustainable development of Sichuan Province. This result could provide the scientific evidence to the economic development and environment improvement in north China.

Keywords: sustainable utilization， shortage index of water resource， primary component analysis (PCA) method