水资源可接续利用是社会经济健康发展的穷困前提。东说念主口与经济快速发展导致用水危急及水环境恶化气候在大部分发展中国度尤为严重[1-2]。水资源短缺和水生态环境恶化是现在影响中国水资源可接续利用的主要问题[3], 从而影响中国终了聚会国2030年可接续发展议程17个可接续发展场所的举座进展[4]。中国淡水资源天禀占行家的14%[5], 可是由于东说念主口延迟, 水资源水质堪忧及散播不均匀, 进入新世纪以来中国水资源利用情景一直辞谢乐不雅[5], 城市化进度不停长远导致城市用水量与浑水排放量日新月异, 宇宙用水量由2000年5498×108 m3增至2016年6040×108 m3, 同期废浑水排放也由415×108 m3增至2016年711×108 m3[6-7], 水资源用量增幅10%而废浑水排放增幅高达71%。跟着东说念主口不停加多导致的东说念主均水资源减少, 好多位于华北平原及黄土高原的城市都濒临着水资源匮乏及水环境恶化的挑战[8]步非烟 足交, 水资源破钞偏激对环境欺侮加剧情景成为断绝中国可接续城市化的穷困成分之一。城市当作区域经济发展与东说念主口蚁合的增长极, 亦然水资源利用密集的主要塞区, 对区域水资源接续利用有穷困影响[9]。
中国水资源问题的中枢领先是城市用水效能问题[10-11]。已有研究对中国省市区域的水资源利用效能进行评价[12], 其中部分研究将研究圭表细化至地级以上的城市偏激时空花样分析[5, 9-11]。但在宇宙圭表空洞性评价城市水资源可接续利用的研究仍未几[5], 主要如故热心于实体水资源消费效能, 如相干研究标明, 宇宙城市水资源利用技巧效能精深不高, 多年改善变化趋势不显著[11], 但较少热心如何有用量度水资源利用后产生的欺侮效应[13], 这杰出了现在中国城市水资源评价防备于水资源“量”消费效能, 而对其消费完后环境欺侮“质”的方面爱重不够的问题。全面评估水资源利用需同期议论水资源承载智商和水环境承载智商, 前者即是从用水量的角度详情水资源约略撑持经济发展的程度(侧重东说念主和资源的关系), 后者则是从浑水排放的角度来详情(侧重东说念主和当然的关系), 水体能承受若干欺侮排放物, 两者是相得益彰的[14], 水资源可接续利用评价需同期兼顾以上两者。
“灰水踪迹”见识的建议为评价区域实在水欺侮情景的研究提供方法[13], 其能较好定量分析水资源量与水欺侮研究之间的关系[15], 其界说为以水环境质料标准为基准, 将欺侮负荷稀释至高于特定环境水质标准所需淡水的体积[16]。其已被用于评估行家东说念主类经济活动对水资源利用的影响[17], 其中包括中国在内的金砖国度孝顺了特出一半的行家灰水踪迹, 而中国亦然最大的灰水踪迹产生源[18]。比年来, 我国区域灰水踪迹研究渐渐从见识引进阶段快速发展为原土消化阶段, 已有相干研究对省域圭表的灰水踪迹进行时空及驱能源分析：农业活动在宇宙灰水踪迹孝顺率最高, 华北地区为高集聚区域[15], 大部分省域的灰水踪迹增长推进宇宙水踪迹的增长, 加脚原土水体生态系统的阑珊使其生态竖立愈加困难[19]。可是, 对于城市化程度较高的单个城市而言, 如北京、深圳等市, 生活部门时时是城市灰水踪迹的主要起原[20-21]。城市化是灰水踪迹增长主要影响成分[22], 而经济发展带动科技朝上则是影响踪迹强度收缩的主要原因[23]。从经济效能角度而言, 宇宙省域灰水经济坐褥率(国民坐褥总值与灰水踪迹比值)举座提高, 东部地区显贵高于中、西部地区, 其受益于宇宙范围产业结构优化、城镇化水平及社会福利提高[13, 24]；从环境评价角度而言, 灰水踪迹场所计较不错体现中国各省市农业缓解非面源欺侮的需水量[25], 河北省的研究案例阐明了灰水踪迹场所不错粗疏地表征区域水质性缺水情景[26], 广东省深圳市的研究案例杰出了灰水踪迹场所在评估快速城市化历程中水体欺侮风险程度的作用[21]。
在中国, 城市是水资源料理利用的基本单元, 其水资源利用评价仅议论单个场所难以自在质料分析的客不雅性要求[27]。鉴于此, 本文通过灰水踪迹核算偏激衍生场所评价, 结合成例水资源利用效能场所, 包括比年来在宇宙水资源评价畛域得到有用支配的效能场所(万元GDP水耗)[10]与(灰水经济坐褥率)[24], 以及压力场所(水资源征战率)[28]与(灰水踪迹荷载扫数)[15], 建立城市水资源可接续利用评价场所体系(图 1)。四类场所相互关联, 巢毁卵破, 结合水资源消费“征战利用—经济产出—环境欺侮”周期历程, 而灰水踪迹为奏凯影响水资源总量的要道要素。在城市经济发展仍为紧要任务的大布景下, 场所体系需自在水资源可接续利用评价“量”与“质”的需求。相较于前期侧重于水资源“量”利用技巧效能的宇宙城市研究[11], 本研究及第2016年中国大陆295个地级市为研究对象, 基于更多的城市样本通过灰水踪迹核算进而空洞评估城市水资源可接续利用程度, 旨在为贬责区域水资源利用问题提供合理依据。
1 方法和数据起原(Method and Data Sources) 1.1 场所及第与计较 1.1.1 水资源利用效能评价场所及第水资源征战率与万元GDP水耗当作体现城市水资源利用效能“量”方面的标杆场所。前者当作量度水资源稀缺程度的场所, 比东说念主均水资源量场所优厚在于其隐含议论了生态用水, 以为东说念主类对水资源征战利用程度越高, 水系统及相干当然生态受到的压力就越大[28]。后者当作成例评价场所, 其受客不雅成分影响不显著, 其可基于城市发展特质揭示单元经济增长总量所需水资源参预量[10]。计较如下所示：
(1)
(2)
式中, We和Wc分别暗示水资源征战率与万元GDP水耗场所, 前者计较基于给水总量Ws(m3/a)与土产货区水资源总量Wt(m3/a)的比值, 后者由给水总量Ws与土产货区曩昔国民坐褥总值GDP(亿元)比拟得出。依据国度统计局的场所证明, 给水总量是指公用自来水和自备水源的社会单元全年的给水总量, 包括住户生活及经济坐褥的有用给水量及耗损水量。
1.1.2 水资源利用环境影响评价场所及第灰水踪迹场所偏激衍收效能场所当作体现城市水资源利用“质”方面的标杆场所。基于《水踪迹评价手册》[16]中灰水踪迹的计较方法并结合前东说念主研究的效能[15, 20-21], 将城市灰水踪迹按经济坐褥和住户生活的不同方面计较。一般而言, 浑水中包含多种体式的欺侮物, 灰水踪迹的核算则由其中最要道欺侮物详情。
(1) 农业灰水踪迹核算
农业坐褥历程中, 缓助业和畜禽业导致的化肥无数施用与畜禽粪便冒昧排放都会对水体形成不同程度欺侮。参照《水踪迹评价手册》的常用模子, 缓助业坐褥导致的灰水踪迹核算可基于化肥施用(包括氮肥与复合肥)历程淋失导致的氮元素进入水体估算[15]。其公式如下：
(3)
式中, WFCc为城市缓助业灰水踪迹(m3/a), a为化肥流失率, 其凭据城市所处区域分别取值为19.5%(中国北部)、6.6%(中国东部)、1.9%(中国西南)和12.3%(中国西北)[25]。变量Appln和Applc分别暗示氮肥和复合肥年施用量(kg/a), Cn和Cc分别为氮肥与复合肥的氮含量46%和30%[29]。Cmax为欺侮物水质标准浓度(kg/m3), Cnat为收纳水体的当然土产货浓度(kg/m3)。
跟着中国繁衍业不停发展, 放牧、畜舍与圈地冲洗等活动导致的粪便冒昧排放形成了严重水欺侮, 主要体现为水体氮欺侮物负荷的蕴蓄加多[30], 畜禽繁衍业已成为宇宙农业水体氮欺侮的主要起原[29]。及第畜禽(马、驴、骡、猪、羊与家禽)繁衍排污当作主要考量对象, 针对其繁衍历程中未处理回用的畜禽排污部分, 计较公式抒发如下：
(4)
式中, WFLc为城市繁衍业灰水踪迹(m3/a), WFLi分别为牛、马、驴、骡、猪、羊与家禽繁衍导致的灰水踪迹(m3/a), Li为城市所在省份对应畜禽年末存栏量(头/只), Mc和Mp暗示城市与所在省份肉类产量(t), EXc、Pr和Nl暗示畜禽年均排泄物坐褥量、回用处理率和氮流失扫数[31-32], 如表 1所示:
(2) 工业和生活灰水踪迹核算
城市工业坐褥与住户生活导致的废水排放是水体点源欺侮的主要影响成分, 相较于农业灰水踪迹主要基于面源氮欺侮核算而言, COD和氨氮是排放水体中的主要欺侮物, 故收受COD和氨氮当作量度场所核算城市工业和生活灰水踪迹。其计较公式如下：
(5)
(6)
式中, WFIc为城市工业灰水踪迹(m3/a), 暗示以第i类欺侮物为标准的工业灰水踪迹, Lc暗示城市所在省份i类欺侮物排放负荷(kg/a)。Wc和Wp分别暗示城市与所在省份废浑水排放总量(m3/a)。城市生活灰水踪迹WFRc核算与之相似。
(3) 灰水经济坐褥率与荷载扫数
城市总灰水踪迹由农业灰水踪迹、工业灰水踪迹和生活灰水踪迹三部分组成, 城市总灰水踪迹WFc可由下式计较可得：
(7)
为响应经济建设中水资源利用的环境技巧效能水平, 收受灰水经济坐褥率场所WFEc[24]来与万元GDP水耗场所协同分析水资源环境与经济发展的关系, 其计较公式如下：
(8)
可是, 灰水踪迹核算偏激经济产出效能不可反应出城市发展对其水环境压力, 收受灰水踪迹荷载扫数场所[15], 建立灰水踪迹(欺侮排放)与水资源总量(当然天禀)之间的关系, 用于表征城市水欺侮压力程度, 扫数越大, 该城市水资源利用对水体的欺侮压力越大。荷载扫数场所大于1, 阐明土产货区水资源量已无法自在灰水踪迹稀释需求, 计较如下：
(9)
1.2 水资源可接续利用评价
上述水资源利用效能及环境影响评价场所不错从水资源利用的“量”和“质”方面较为全面响应城市水资源可接续利用情景, 但是, 为了明晰突显城市间的互异性, 需要构建一个空洞指数从总体上评价城市水资源可接续利用程度。本文基于中国城市低碳发展水平评估的方法[33], 空洞水资源征战率、万元GDP水耗、灰水经济坐褥率和灰水踪迹荷载扫数等场所从总体上评价城市水资源可接续利用程度。收受极差标准化方法对上述场所进行无量纲处理, 其中灰水经济坐褥率为正向场所, 其余则为负向场所, 计较分别如下：
(10)
(11)
式中, Xi为第i项城市水资源可接续利用场所的标准化评价值, Ai为城市水资源可接续利用场所的原始值；Aimax为城市水资源可接续利用场所原始值的最大值, Aimin为城市水资源可接续利用场所原始值的最小值。
继而收受变异扫数法对各场所进行权重详情, 终末收受场所加权乞降的方法构建城市水资源可接续利用程度指数, 如下述公式所示：
(12)
(13)
(14)
式中, Vi为城市第i种场所的标准差除于均值所得值, N为城市样本数288(新疆与西藏地区有7个地级市样本因数据枯竭无法完成一都场所核算。为减少城市间平行分析的过失性, 此部分城市不纳入水资源可接续利用评价)。X为第i种场所的样本均值。Wi为第i种场所的权重, n=4, I为城市水资源可接续利用程度指数。
1.3 数据起原本文以2016年中国295个地级及以上城市为研究对象, 各省辖自治州, 及港澳台地区因数据枯竭故不纳入研究。相干农业、环境、水利与社会经济等数据取自《中国城市统计年鉴》、《中国环境统计年鉴》、《中国区域经济统计年鉴》以及各省市统计年鉴与水资源公报；因2016年省域欺侮物排放量统计数据莫得进行工业源与生活源区分, 本研究收受邻比年份2015年的数据。
凭据《浑水空洞排放标准》(GB8978—1996)中一级排放标准, COD和NH3的排放达标浓度分别为60、15 mg/L[15, 24]。鉴于研究样本数量较多, 为保持核算口径调解, 默许收纳水体的当然土产货浓度为0[15]。为长远分析中国地区经济与当然条目的互异对灰水踪迹的影响, 中国城市所属地区按东中西部别离[24], 城市类型凭据国务院《对于挽救城市畛域别离标准的告知》按东说念主口畛域别离为：超大型、特大型、大型和中微型城市四类。
2 研究收尾(Result) 2.1 中国城市灰水踪迹特征凭据上述公式计较收尾可知, 宇宙地级市灰水踪迹总量高达6903.17×108 m3, 比相干研究[15]仅基于省域核算的2012年收尾4400.85×108 m3大。总体上中国城市灰水踪迹平均水平较低, 城均为23.40×108 m3, 标准偏差为18.21×108 m3, 约53%中国城市灰水踪迹在20.00×108 m3以下(表 2)。可是, 城市间灰水踪迹水平互异大, 如灰水踪迹最高的五城包括重庆市(132.17×108 m3)、通辽市(93.84×108 m3)、成都市(89.90×108 m3)、石家庄市(82.63×108 m3)和长春市(80.64×108 m3), 其险些为宇宙均值4倍以上。宇宙城市灰水踪迹水平如图 2所示, 城市灰水踪迹较高的城市主要散播在东北平原、华北平原与四川盆地地区。当作区域经济发展引擎, 省会城市精深灰水踪迹偏高。重庆市在地级市样本中常住东说念主口最多, 领有接近3400万东说念主口, 导致其生活灰水踪迹高达35.22×108 m3, 但仍低于成都、武汉与深圳等市。可是, 重庆市的农业灰水踪迹高达88.56×108 m3, 仅次于国度穷困农牧坐褥基地的通辽市。居高不下的农业与生活源灰水踪迹导致重庆城市举座灰水踪迹最高。除了重庆市, 直辖市灰水踪迹水平均低于50.00×108 m3, 呈北京市 < 上海市 < 天津市, 其中北京市为29.94×108 m3, 比其2009年水平缩短约40%[20]。
就宇宙城市灰水踪迹组成而言, 农业源灰水踪迹为主要组成部分, 可见农业面源欺侮已经中国城市灰水踪迹的主要起原, 其中, 绝大部分城市(90%)的农业繁衍灰水踪迹高于农业施肥灰水踪迹, 只好30个城市农业施肥灰水踪迹较高, 且主要聚会在山西省、吉林省及陕西省。由表 2可知, 绝大部分城市的农业源灰水比例都在80%以上, 其中21%城市的比例更高达90%以上。城市工业源灰水踪迹比例比较低, 75%城市所占比例都在10%以下, 相对而言, 宇宙范围内银川、乌鲁木都和克拉玛依等西北地区城市的灰水踪迹工业源所占比例比较高, 高于30%。城市生活源灰水踪迹所占比例也精深较低, 主要聚会在20%以下, 但约有10%城市的生活源灰水比例特出总体的一半, 部分城市比例以致高于70%, 如庆阳、伊春、朔州和合肥等市。不同于以往基于省域圭表的研究, 本研究基于城市圭表分析发现, 中国城市农业源灰水踪迹比例占比主要在70%以上, 工业源比例占比主要在20%以下, 而生活源比例占比在40%以下, 也阐明了比年宇宙灰水踪迹组成比例已经农业最大、生活次之、工业最小情况, 工业部门的点源欺侮已得到有用适度, 农业部门的面源欺侮仍辞谢乐不雅的趋势[15, 22]。
2.2 中国城市水资源利用特征通过城市灰水踪迹核算进而得出城市灰水经济坐褥率和灰水踪迹荷载扫数(表 3)。宇宙灰水经济坐褥率在12.45—857.31元/m3范围内, 平均值为123.52元/ m3, 地区互异显著。凭据相干基于省域圭表的研究[24], 中国灰水经济坐褥率平均值在2000—2014年时间接续增长, 从19.85元/ m3接续增至107.93元/ m3, 本研究收尾也考证了2014年后灰水经济坐褥率的接续加多趋势。同期, 有95个城市(约占宇宙城市数33%)土产货水资源总量无法有用纳污经济发展所导致的灰水踪迹, 灰水踪迹荷载扫数均大于1, 尽管其中部分城市灰水经济坐褥率较宇宙平均水平高。宇宙举座灰水踪迹荷载扫数平均值为1.16, 水资源利用及排放已对举座水环境产生欺侮压力, 用水不可接续, 其中高度荷载区包括延安、庆阳、陇南等7市, 其荷载扫数大于5。相干研究[15]标明, 1998—2012年间宇宙平均荷载扫数一直保管很低水平, 在0.15—0.21徜徉, 而本研究得出的平均数收尾远巨大于上述范围, 且大于1。究其原因, 相较于省域圭表, 城市时时是灰水踪迹产生的热门, 因其经常为高强度的社会经济活动发生地, 而其所辖的水资源时时不如同省域内当然天禀较好的县级市与其异域郊地区, 尤其是在西部西藏、新疆、青海和云南等水资源丰富的区域, 故导致宇宙地级市荷载扫数平均水平高好多, 但却可更直不雅地响应出城市化发展历程水资源利用对水环境的欺侮压力。
基于上述灰水踪迹相干场所, 结合传统水资源利用效能场所, 从地舆分区、行政区画和城市畛域三个方面对中国城市水资源利用进行空洞分析(表 3)。就三地面带而言, 东、中、西部城市水资源征战率与万元GDP水耗都呈现东部利用效能最高, 西部次之, 中部较低的花样情景, 与相干研究论断[9]一致。从水资源利用经济产出的环境影响角度而言, 东部灰水经济坐褥率巨大于中部与西部, 呈现东部>中部>西部花样情景, 这与东中部城市的经济坐褥和产业优化水平精深高于西部城市的情况预计。不同于万元GDP水耗场所防备于单元水资源利用经济效能最大化的办法, 灰水经济坐褥率场所更为强调清洁坐褥在水资源保护的作用, 即如何减少废水排放的同期提高其经济效益。而从灰水踪迹荷载扫数方面来看, 呈现东部 < 中部 < 西部花样情景, 这更杰出青藏高原除外西部较不发扬城市水资源短缺、欺侮压力大的情况。在西部城市工业快速发展的大布景下, 同等欺侮物排放形成的水体欺侮压力较其他地区大。值得夺办法是, 东部城市平均荷载扫数小于1, 除了部分华东地区城市水资源丰富纳污智商较强外, 严格的环境措施对城市点源欺侮物排放减少起很大作用。
由表 3可知, 中国不同业政级别城市水资源利用在水资源征战率, 灰水踪迹荷载扫数与经济坐褥率等方面上都呈现直辖市>省会市>地级市情况, 在万元GDP耗水量方面呈现省会市>直辖市>地级市, 直辖市因其大体量经济发展和高蚁合东说念主口消费需求, 不停加大对土产货区水资源征战, 畛域增长较纰漏[9], 同期欺侮物排放也随之加多, 加洪水体欺侮压力, 尽管经济产出也相应显著提高。从城市畛域而言, 除了4个直辖市, 其他东说念主口1000万以上的超大型城市也通常濒临着上述情况, 包括若干主要位于河南与河北省内的地级市, 如周口、保定和南阳等城市。与超大型城市近似, 中微型城市水资源征战率较高, 远高于特大型与大型城市, 但单元经济产出的水资源破钞量和浑水排放量巨大于其他东说念主口更多的城市, 同期对区域水体形成欺侮压力也高于大型城市。相对于数量占比(10%)较小的中小城市, 占宇宙地级市一半以上(59%)的大型城市水资源利用与保护情景较佳, 其水资源征战利用只好前者一半水平, 但调换单元经济产出耗水量为前者一半水平, 同期对水环境欺侮压力较低。而东说念主口更多的特大型城市(31%)在水资源利用经济效能方面优于大型城市, 但在水资源利用的环境保护方面总体不足大型城市。
东说念主类用水关系始于水资源征战, 终于消费完排污至水体环境(图 1)。有学者[12, 34]建议了一个不雅点, 即水资源领有量与水资源利用效能呈现出显贵负相干关系。那么水资源领有量是否与水环境欺侮压力也存在相似的相干关系？本研究基于地级市水资源利用样本, 分析得出城市水资源领有量与表征水环境欺侮压力的灰水踪迹荷载扫数间并不存在显贵的负相干关系(图 3), 可是, 城市水资源征战率与灰水踪迹荷载扫数却呈一定程度的正相干关系, 即基于城市区域的水资源量, 曩昔水资源征战利用程度越高, 其对当地水环境形成的欺侮压力越大, 这也侧面阐明了城市对水资源“量”的征战利用与对水资源“质”的欺侮压力具有一定的协同关系。
2.3 中国城市水资源可接续利用程度分析基于上述场所核算收尾(表 3), 通过水资源可接续利用评价可知, 2016年我国城市水资源征战率场所在我国城市水资源可接续利用历程中所占权重为0.35, 随后轮番为灰水踪迹荷载扫数(0.29), 灰水经济坐褥率(0.20)和万元GDP水耗(0.16)。权重较大的场所皆与城市水资源存量预计, 城市水资源生态天禀在2016年城市水资源可接续利用历程饰演着穷困变装。现在城市精深使用权重较小的万元GDP水耗场所当作土产货区用水效能侦查评选依据, 其虽能自在于现在以经济建设为中心的城市发展需求, 但不可较为全面响应水资源利用与保护的可接续发展要求, 易误导城市单方面追求用水技巧转变, 提高用水经济效能, 而忽略水体生态保护, 进而减少土产货区可用清洁水资源的存量, 从而激励城市对稀缺优质水源的角逐, 加大对区域水资源的征战力度, 同期也加剧区域水资源纳污承载压力, 进而堕入“恶性轮回”, 不利于城市水资源的可接续利用。
2016年参评城市水资源可接续利用程度指数举座较高(图 4), 平均值为0.74, 高于0.80的城市占比在10%, 主要聚会于东部地区, 但城市间互异较大。最高十名轮番为中山市、舟山市、金华市、台州市、无锡市、镇江市、温州市、苏州市、丽水市与嘉兴市, 主要为位于东部浙江与江苏两省的地级市, 绝大多数为大型城市(70%), 其水资源天禀较为丰富。在战略方面, 2016年浙江省制定《浙江省水欺侮防治“十三五”有计划》, 实施最严格水资源料理轨制, 对经济发展历程水资源利用与生态保护作进一步要求。而最低十名轮番为银川市、青岛市、石嘴山市、吴忠市、太原市、东莞市、郑州市、克拉玛依市、深圳市和本溪市, 绝大多数为特大型偏激以上的城市, 其中包括多个省会市, 特征为淡水资源稀缺的内陆与沿海城市。对上述参评的城市代表制作水资源可接续利用程度指数堆积图(图 5), 分析各形式标的评价得分对水资源可接续利用程度的影响。由图可知, 指数排行较高城市的水资源征战率和灰水踪迹荷载扫数评价得分所占比例较大, 灰水经济坐褥率评价得分占比较小, 万元GDP水耗评价得分保持褂讪, 尽管金华市与台州市灰水经济坐褥率评价得分较低, 但较高水资源征战率评价得分使其仍能排位前五名。反之, 指数排行较低的城市各形式标评价得分组成互异大, 其中以青岛市与深圳市为代表的沿海较发扬城市排行较低, 因其纷乱的经济与东说念主口畛域导致水资源需求不停高涨, 驱使水资源征战强度居高不下, 此形式标评价得分较低, 影响了深圳市的举座指数排行, 亦然青岛市排行低的主要成分。本溪市虽在水资源经济效益场所得分最低, 但举座评价得分显著高于银川、青岛、石嘴山、吴忠等市, 其中, 银川市触及灰水踪迹的环境影响场所得分最低。举座而言, 按城市级别别离, 除了杭州市指数高于0.80, 其余省会市及四个直辖市指数均低于宇宙平均值, 且聚会在0.55至0.75区间。按城市畛域分类, 包括四个直辖市在内的超大型城市指数平均值为0.69, 低于宇宙平均值；特大型城市、大型城市与中微型城市平均值分别为0.74、0.75和0.66, 城市数量占比较大的大型城市指数精深较高, 总体而言, 2016年水资源可接续利用程度大型城市>特大型城市>超大型城市>中微型城市。
3 扣问(Discussion)从本研究水资源可接续利用评价收尾可知, 大型城市水资源可接续利用程度较高, 城市发展有助于水资源利用效能提高, 经济欠发扬城市无法为水资源供继承保护提供饱胀的资金保险, 其依赖水资源生涯的压力远高于水资源可接续利用的穷困性, 跟着经济发展带来的参预加多会在一定规则内促进水资源利用效能的普及, 但过度加多参预提高水资源利用效能易形成水资源边缘递减[11]。城市经济与东说念主口畛域快速发展促使水资源征战率随之提高来吩咐不停高涨的用水需求, 但当经济与东说念主口畛域发展到一定程度时, 城市用水易超出区域水资源与水环境的承载力, 一味提高水资源征战率不仅不可平缓水资源供需矛盾, 还会对水体环境产生显著的欺侮压力, 导致城市用水不可接续。以中国超大型城市上海市为例, 尽管其领有长江水资源供给天禀, 同期通过无数投资建设新水库与完善水资源供给系统来提高水资源征战率, 以加多土产货可用水资源量, 但未来仍濒临水资源短缺的要挟[35]。2016年上海市东说念主口与GDP畛域均为宇宙地级市前哨, 但上海市水资源可接续利用程度指数仅为0.67, 低于宇宙地级及以上城市举座平均水平, 这类东说念主口经济畛域大与水资源可接续利用程度低并存的气候精深现于曩昔其他超大与特大城市, 如上述深圳与青岛等市。相干研究建议, 提高城市浑水“量”和“质”的处奢睿商为纵情此类城市水资源可接续利用瓶颈的有用路子[21, 35], 其不仅能提供更多低污可用的中水用于成例水资源补充, 减轻成例水资源征战力度, 同期也能减少更多欺侮物排河, 减轻水体欺侮稀释压力, 进而促进城市水资源利用“良性轮回”。
现在大部分研究仅从水资源参预产出技巧效能方面去分析城市用水效能, 以直辖市为代表的大城市时时收获于其纷乱经济畛域带来的用水技巧效能与经济效益提高[11], 这类城市易凭借较优的经济产出被评价为用水效能水平高[9], 但在现在经济城市化大布景下一味追赶最优用水经济效益的同期, 此类城市汲水与排水历程对水体环境形成的压力也越大。相干研究发现, 中国城市经济发展水平对水环境压力具有“双刃剑”作用[36], 此类气候在本研究城市水资源可接续利用程度评价也有所体现。不同于以往基于省域圭表的灰水踪迹分析的研究, 本研究更动点在于从更小圭表的城市灰水踪迹分析的基础上, 同期结合传统水资源利用效能场所对城市水资源可接续利用程度进行空洞评价, 自在水资源利用评估的“质”和“量”要求。研究发现, 结合灰水踪迹场所的水资源可接续利用评价收尾能更好杰出城市水资源利用与保护情景, 克服以往仅凭水资源利用技巧效能场所或仅以浑水排放量携带环境压举鼎绝脰兼顾的水环境保护的问题。基于本研究的收尾, 不错推测出, 城市发展一定程度上有助于水资源可接续利用, 即水资源利用效能较高及水环境保护程度较好, 跟着不停提高的城市化水温和东说念主口密度带来的城市蚁合效吩咐当地水环境影响加剧[36], 尽管用水经济产出效能不停提高, 但其对水资源破钞及对水环境欺侮压力可能反而相应加多。与城市研究学家Henderson建议的相干学说相似, 即大城市相干要素的过度聚会反而可能会产生畛域不经济气候[9]。对于水资源利用历程, 大城市相干要素过度聚会可能会形成经济效益方面的用水高产和环境保护方面的护水低效气候。可是, 因数据可获性搁置等成分, 本研究相干论断是仅基于一年的城市水资源利用数据得出, 不一定适用于万古刻水资源利用情景评估, 未来仍需更多针对万古刻序列的研究对其进行考证及补充。同期, 本研究灰水踪迹估算历程所用的部分调节扫数不是基于城市当地情况, 而是基于区域或宇宙参数, 此外，欺侮物浓度标准及第的是一级排放标准，不可幸免地比收受Ⅲ类地表水欺侮物浓度标准得出的收尾低。这可能为后续估算收尾带来过失性。但本研究构建的水资源可接续利用评价体系, 既可开脱传统水资源评价研究场所冗多的困扰, 也可兼顾水资源利用的环境影响成分, 通过四个主要水资源利用与保护场所对城市水资源可接续利用程度进行评价, 其强调水资源利用的征战得到、经济产出、水体保护与节水实行等步伐, 可同期自在水资源可接续评价的“社会可接续性”、“经济可接续性”、“环境可接续性”和“轨制可接续性”四个准则[37], 旨在为日后全面评价中国水资源可接续利用迈出探索的一步。
4 论断与建议(Conclusion and Suggestion)本文通过分析2016年宇宙地级市灰水踪迹偏激衍生场所并对城市水资源可接续利用程度进行评价, 得到以下收尾。
4.1 主要论断(1) 2016年中国地级市灰水踪迹总量高达6903.17×108 m3, 平均值为23.40×108 m3, 城市间灰水踪迹水平互异大, 但主要聚会在20.00×108 m3以下。省会城市灰水踪迹水平精深偏高, 灰水踪迹最大的五个城市包括重庆市、通辽市、成都市、石家庄市和长春市。农业繁衍导致的面源欺侮已经城市灰水踪迹的主要起原。中国城市农业源灰水踪迹比例占比主要在70%以上, 工业源比例占比主要在20%以下, 而生活源比例占比主要在40%以下。
(2) 2016年城市灰水经济坐褥率在12.45—857.31元/m3范围内, 平均值为123.52元/ m3, 地区互异显著。33%城市灰水踪迹荷载扫数均大于1, 宇宙举座灰水踪迹荷载扫数平均值为1.16, 城市水资源利用已对水环境产生欺侮压力, 用水不可接续。三地面带方面, 灰水经济坐褥率呈现东部>中部>西部花样, 灰水踪迹荷载扫数呈现东部 < 中部 < 西部花样, 其中东部城市平均灰水踪迹荷载扫数小于1；城市行政级别方面, 水资源征战率, 灰水踪迹荷载扫数与经济坐褥率等都呈现直辖市>省会市>地级市情况。城市水资源征战率与灰水踪迹荷载扫数呈一定程度的正相干关系, 阐明曩昔城市发展对水资源的“量”和“质”的压力作器具有一定的协同关系。
91麻豆(3) 2016年城市水资源可接续利用程度指数举座较高, 平均值为0.74, 但城市间互异较大, 水资源征战率与灰水踪迹荷载扫数在曩昔水资源可接续利用中饰演着穷困变装, 东部大型城市水资源可接续利用程度指数精深较高, 宇宙范围呈现大型城市>特大型城市>超大型城市>中微型城市。城市发展一定程度上有助于水资源可接续利用, 但发展畛域过大可能会形成用水高产而护水低效的气候。在我国快速城市化布景下, 未来城市水资源利用与保护需议论到此点。
4.2 建议针对上述论断, 对城市水资源可接续利用改善建议以下建议：
(1) 罢免水资源可接续利用的内在机理, 实行水资源轮回经济发展模式。以城市水资源生态本底为基础, 科学设置水资源征战上限, 需开脱一味追求用水经济效益的提高而忽略水体水质保护的惯性发展想维, 凭据城市发展阶段从节水与护水角度缓缓终了清洁坐褥工艺的全面实行以及高耗高污技巧的实时淘汰机制；同期, 应试虑大畛域轮回利用异成例水资源, 如扩大处理中水、雨水回用的畛域, 并在沿海城市缓缓实行海水利用, 使其用途不在局限于工业冷却, 拓展上述异成例水资源在城市农业与生活用水方面的应用, 方能有用减少对城市区域有限淡水资源的征战, 终了多源汲水, 分质给水, 同期能减少城市发展对地区水体纳污承载力的压力。
(2) 倡议特大型及以上城市地区当令建立灰水踪迹核算及料理体系步非烟 足交, 水资源利用料理不在局限于突显技巧效能与经济效益为主的成例侦查统计场所, 需更多议论及纳入水环境影响成分, 灰水踪迹见识偏激衍生场所可提供较好的料理持手, 可通过深化欺侮源普查及水体欺侮浓度本底访问完善城市灰水踪迹核算。城市用水需由强调水资源利用量的效能普及为主回荡为水资源利用量质并重、以质为先的可接续利用策略, 从而促进宇宙终了聚会国2030年可接续发展议程中水资源可接续料理的场所。