蘭州市水資源承載力：現(xiàn)狀評估、影響因素與提升策略一、引言1.1研究背景與意義1.1.1研究背景水，作為生命之源與經(jīng)濟社會發(fā)展的基礎性資源，對人類的生存和發(fā)展起著不可替代的作用。水資源的合理利用與有效管理，直接關系到生態(tài)平衡、經(jīng)濟繁榮以及社會的穩(wěn)定。然而，隨著全球人口的持續(xù)增長、經(jīng)濟的快速發(fā)展以及城市化進程的加速推進，水資源短缺、水污染加劇和水生態(tài)環(huán)境惡化等問題日益嚴峻，成為制約人類社會可持續(xù)發(fā)展的關鍵因素。蘭州市，作為甘肅省的省會，地處黃河上游，是中國西部地區(qū)重要的中心城市之一，也是絲綢之路經(jīng)濟帶的重要節(jié)點城市。其地理位置獨特，在區(qū)域發(fā)展中占據(jù)著至關重要的戰(zhàn)略地位。蘭州市域內(nèi)地表水資源豐富，黃河干流穿城而過，多年平均徑流量達504億立方米，是黃河干流徑流量最高的地區(qū)，也是黃河干流唯一穿越主城的省會城市，故有“大河之城”“黃河之都”之稱。黃河第二大支流洮河及第三大支流湟水河交匯后的第一個大城市就是蘭州，這為蘭州市的發(fā)展提供了一定的水資源基礎。然而，蘭州市年均降水量僅有298mm，屬于西北干旱區(qū)，水資源時空分布不均，且隨著城市規(guī)模的不斷擴大和經(jīng)濟的快速發(fā)展，人口和產(chǎn)業(yè)的快速增長進一步加劇了蘭州市水資源的緊缺狀況。加之環(huán)境污染和氣候變化等因素，蘭州市水資源面臨著巨大壓力。近年來，蘭州市用水需求持續(xù)攀升。在農(nóng)業(yè)方面，盡管蘭州市大力推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)，如在永登縣川地實施水肥一體化項目，在梯田鋪設滴灌設備，但由于農(nóng)業(yè)種植面積廣，農(nóng)業(yè)用水總量仍較大，2023年農(nóng)業(yè)用水達5.15億立方米。工業(yè)上，隨著蘭州新區(qū)等產(chǎn)業(yè)園區(qū)的發(fā)展，工業(yè)用水需求也不斷增加，2023年工業(yè)用水為1.35億立方米。生活用水方面，隨著人口增長和居民生活水平的提高，城鎮(zhèn)生活用水從過去到2023年增長至2.60億立方米。與此同時，水污染問題也較為突出，部分河流和湖泊受到不同程度的污染，影響了水資源的可利用性。如宛川河等部分河流存在化學需氧量、氨氮等指標超標現(xiàn)象，降低了水資源的質(zhì)量。此外，氣候變化導致蘭州市降水的不確定性增加，極端天氣事件增多，進一步加劇了水資源的供需矛盾。水資源短缺不僅限制了蘭州市的經(jīng)濟發(fā)展，影響了居民的生活質(zhì)量，還對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重破壞。如因水資源不足，部分地區(qū)生態(tài)植被難以得到有效灌溉，植被覆蓋率下降，土地沙化、水土流失等問題加劇。因此，研究蘭州市水資源的承載力，探索可持續(xù)利用水資源的措施和方法具有極其重要的現(xiàn)實意義和深遠的發(fā)展前景。它不僅有助于緩解蘭州市當前的水資源危機，保障城市的供水安全，還能為城市的長期規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù)，促進蘭州市經(jīng)濟、社會與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。1.1.2研究意義本研究對蘭州市水資源承載力展開深入探究，在理論與實踐層面均具備重要意義。從理論角度來看，水資源承載力研究涉及多學科領域知識的融合，包括水文學、生態(tài)學、經(jīng)濟學、社會學等。通過對蘭州市水資源承載力的研究，能夠進一步豐富和完善水資源承載力的理論體系。深入剖析蘭州市水資源系統(tǒng)與社會經(jīng)濟系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)之間的相互作用機制，有助于揭示水資源承載力在特定地理、氣候和社會經(jīng)濟條件下的演變規(guī)律。這不僅為蘭州市水資源承載力的評估和預測提供科學的理論依據(jù)，還能為其他類似地區(qū)的水資源承載力研究提供參考和借鑒，推動水資源承載力研究在理論和方法上的創(chuàng)新與發(fā)展。在實踐層面，研究蘭州市水資源承載力對蘭州市的水資源管理和城市發(fā)展具有直接且重要的指導意義。首先，準確評估蘭州市水資源承載力，能夠為蘭州市制定科學合理的水資源開發(fā)利用規(guī)劃提供依據(jù)。通過明確水資源的可利用量和承載限度，合理分配水資源在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活和生態(tài)等各個領域的用量，避免過度開發(fā)和浪費水資源，實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置。其次，有助于蘭州市制定有效的水資源保護和管理策略。針對水資源承載力研究中發(fā)現(xiàn)的問題，如水資源短缺、水污染等，提出針對性的措施，加強水資源的保護和治理，提高水資源的利用效率和質(zhì)量。再者，對于蘭州市的城市規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)布局具有重要的參考價值。在城市發(fā)展過程中，充分考慮水資源的承載能力，合理規(guī)劃城市規(guī)模和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，避免因水資源短缺而限制城市的發(fā)展。引導產(chǎn)業(yè)向節(jié)水型、高效型方向發(fā)展，促進蘭州市經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。最后，通過提高公眾對水資源承載力的認識，增強公眾的節(jié)水意識，形成全社會共同參與水資源保護和管理的良好氛圍，推動蘭州市水資源的可持續(xù)利用和城市的可持續(xù)發(fā)展。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國外研究現(xiàn)狀國外對于水資源承載力的研究起步相對較早，在理論與方法體系的構(gòu)建上取得了較為顯著的成果。早期，水資源承載力的研究多被納入資源承載力、區(qū)域規(guī)劃以及可持續(xù)發(fā)展理論的研究范疇，側(cè)重于水資源管理的經(jīng)濟手段與政策措施探討。在理論發(fā)展方面，1992年聯(lián)合國“環(huán)境與發(fā)展會議”提出“可持續(xù)發(fā)展”理念后，水資源承載力的研究受到更廣泛關注，理論框架和應用方法得到進一步發(fā)展。如1993年，英國地理學家White首次提出“水資源負荷容量模型”的概念，并系統(tǒng)闡述了該模型構(gòu)建的方法和評價指標體系，為后續(xù)研究奠定了重要基礎。在研究方法上，國外逐漸形成了一套較為完善的體系。水資源綜合評價方法通過對水資源的數(shù)量、質(zhì)量、時空分布等多方面進行全面評估，為水資源承載力研究提供基礎數(shù)據(jù)和信息。水資源供需平衡分析則著重對水資源的供給與需求進行量化分析，預測不同情景下的水資源供需狀況，從而明確水資源的承載能力。例如，URS公司在1998年受美國陸軍工程兵團以及佛羅里達州社會事務局委托，研究弗羅里達Keys流域的承載力水平時，采用了一個由社會經(jīng)濟、財政、基礎設施、水等分析要素與圖形用戶界面組成的承載力分析模型，對該流域的社會經(jīng)濟和生態(tài)系統(tǒng)進行整體模擬和評價，擬定各分析要素承受各類人類活動影響的能力。此外，資源優(yōu)化配置方法旨在通過合理分配水資源，實現(xiàn)水資源的高效利用，提高水資源承載力。如Ma.W-F，Zhao.X-H等學者建立以反復運用為基礎的多目標的水資源優(yōu)化配置的模糊線性規(guī)劃模型，以種植面積為決策變量，以最大限度擴大作物產(chǎn)量和農(nóng)民收入為目標，依據(jù)水優(yōu)化配置提供科學決策，緩解農(nóng)業(yè)水灌溉危機。生態(tài)足跡模型也被應用于水資源承載力研究，通過量化人類對水資源的利用強度和對生態(tài)系統(tǒng)的影響，評估水資源的可持續(xù)利用狀況。OlliVaris等將水資源開發(fā)運用作為核心，對長江地區(qū)進行分析，考慮快速發(fā)展的工業(yè)化、人口增長帶來的糧食需求增長、生態(tài)環(huán)境惡化等因素對水資源的影響，比較該地區(qū)不同發(fā)展時期的水資源承載力。近年來，隨著科技的不斷進步，國外在水資源承載力研究中越來越多地運用先進技術(shù)手段。例如，利用遙感與GIS技術(shù)對水資源進行監(jiān)測和分析，南非以及津巴布韋學者T.Sawunyama，A.Senzanje等運用該技術(shù)對非洲東南部林波波河流域小水庫的調(diào)蓄能力進行評估，指出小水庫在水資源規(guī)劃與管理中的重要作用。同時，在水資源承載力研究中還運用物質(zhì)流分析方法對廢棄物進行評價，以促進資源的合理利用和環(huán)境的保護，如Bernhard運用物質(zhì)流分析方法對智利的電腦廢棄物進行評價，減少浪費，促進自然環(huán)境和社會環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)對于水資源承載力的研究始于20世紀80年代后期，大致經(jīng)歷了三個主要階段。第一階段是20世紀80年代后期至1995年，這是水資源研究理論的延伸與水資源承載力概念的形成階段。在這一時期，水資源承載力的概念、理論與計算方法等尚處于萌芽狀態(tài)，研究案例相對較少。施雅風等采用常規(guī)趨勢法對新疆烏魯木齊河流域的水資源承載力進行研究，明確提出了水資源承載力的概念與評價模型，為后續(xù)研究提供了重要的理論和實踐基礎。第二階段從1996年持續(xù)到2003年，是水資源承載力的開拓性與探索性研究階段。在此期間，政府對水資源戰(zhàn)略問題研究的支持力度加大，國內(nèi)學者在水資源承載力的理論基礎、指標體系、評價模型（方法）等方面開展了大量研究工作，為我國水資源承載力全面、系統(tǒng)的研究奠定了良好基礎。這一階段涌現(xiàn)出許多經(jīng)典研究案例，推動了水資源承載力研究的快速發(fā)展。第三階段是2003年至今，屬于水資源承載力的專題性與系統(tǒng)性研究階段。在這一時期，水資源承載力的定義與內(nèi)涵得到進一步明確與界定，理論基礎也得到拓展與深化。汪恕誠多次對水權(quán)、水市場、水資源的優(yōu)化配置與可持續(xù)運用進行論述，有力地推動了我國水資源問題的相關研究。朱一中指出可持續(xù)發(fā)展理論、水—生態(tài)—社會經(jīng)濟復合系統(tǒng)理論、二元模式下的水文循環(huán)機制和過程是水資源承載力研究的理論基礎。此外，眾多學者還對水資源承載力的概念、內(nèi)涵、評價模型、技術(shù)手段等進行了跟蹤性研究。例如，龍騰銳指出區(qū)域開發(fā)和水資源管理政策不應僅關注人口增長和經(jīng)濟總量增長，而應將重點放在水生態(tài)系統(tǒng)功能的完整發(fā)揮及其效用在人口上的分配；夏軍通過分析城市化對“社會經(jīng)濟—水資源—生態(tài)與環(huán)境”復合系統(tǒng)的影響，探討了城市化地區(qū)水資源承載力的理論研究基礎。在研究方法和成果應用方面，國內(nèi)學者提出了多種具有創(chuàng)新性和實用性的方法和模型?；谙到y(tǒng)動力學的水資源承載力模型，通過模擬水資源系統(tǒng)與社會經(jīng)濟系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)之間的相互作用和動態(tài)變化，預測水資源承載力的發(fā)展趨勢，為水資源管理決策提供科學依據(jù)。以蘭州市為例，相關研究運用該模型對蘭州市水資源承載力進行分析，考慮了人口增長、經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等因素對水資源的需求變化，以及水資源開發(fā)利用、節(jié)水措施實施等對水資源供給的影響，為蘭州市制定合理的水資源規(guī)劃提供了參考?；谀：龜?shù)學的水資源承載力評價方法，則通過建立模糊評價指標體系，對水資源承載力進行綜合評價，有效解決了水資源承載力評價中指標的模糊性和不確定性問題。在蘭州市水資源承載力研究中，運用該方法對蘭州市水資源的數(shù)量、質(zhì)量、利用效率、生態(tài)環(huán)境影響等多個方面進行綜合評價，準確評估了蘭州市水資源承載力的現(xiàn)狀水平。針對蘭州市及與蘭州市水資源狀況相似的西北干旱半干旱地區(qū)，國內(nèi)學者也開展了一系列有針對性的研究。研究內(nèi)容涵蓋水資源合理配置、節(jié)水技術(shù)推廣、生態(tài)環(huán)境保護等多個方面。在水資源合理配置方面，通過分析區(qū)域水資源的供需關系和用水結(jié)構(gòu)，提出優(yōu)化水資源分配方案，提高水資源利用效率，以緩解水資源短缺對經(jīng)濟社會發(fā)展的制約。在節(jié)水技術(shù)推廣方面，結(jié)合當?shù)剞r(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活用水特點，研發(fā)和推廣適合的節(jié)水技術(shù)，如農(nóng)業(yè)滴灌、噴灌技術(shù)，工業(yè)水循環(huán)利用技術(shù)等，減少水資源浪費。在生態(tài)環(huán)境保護方面，強調(diào)水資源保護與生態(tài)修復的重要性，通過建立生態(tài)補償機制、加強水污染治理等措施，維護水生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。這些研究成果為蘭州市及相似地區(qū)的水資源管理和可持續(xù)發(fā)展提供了有力的理論支持和實踐指導。1.3研究方法與創(chuàng)新點1.3.1研究方法文獻研究法：廣泛查閱國內(nèi)外關于水資源承載力的學術(shù)文獻、研究報告、政策文件等資料，全面梳理水資源承載力的理論發(fā)展脈絡、研究方法和實踐經(jīng)驗。通過對這些文獻的分析和總結(jié)，了解水資源承載力的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，為本研究提供堅實的理論基礎和研究思路。例如，深入研究國外在水資源綜合評價、供需平衡分析等方面的成熟方法，以及國內(nèi)基于系統(tǒng)動力學、模糊數(shù)學等理論構(gòu)建的水資源承載力模型，借鑒其中的先進理念和方法，為蘭州市水資源承載力研究提供參考。數(shù)據(jù)分析法：收集蘭州市多年的水資源相關數(shù)據(jù)，包括水資源量、用水量、水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)等，以及社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)，如人口數(shù)量、GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等。運用統(tǒng)計學方法對這些數(shù)據(jù)進行整理和分析，深入了解蘭州市水資源的現(xiàn)狀、變化趨勢以及與社會經(jīng)濟發(fā)展之間的關系。通過數(shù)據(jù)對比分析，找出蘭州市水資源利用中存在的問題和潛在的風險。例如，分析不同年份蘭州市各行業(yè)用水量的變化情況，以及水資源開發(fā)利用程度的變化趨勢，為評估水資源承載力提供數(shù)據(jù)支持。模型評估法：構(gòu)建適合蘭州市水資源特點的承載力評估模型，如基于系統(tǒng)動力學的水資源承載力模型。該模型能夠綜合考慮水資源系統(tǒng)、社會經(jīng)濟系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)之間的相互作用和動態(tài)變化，通過設置不同的情景，預測蘭州市未來水資源承載力的變化趨勢。利用該模型對蘭州市水資源的供需平衡進行模擬分析，評估不同發(fā)展模式和政策措施對水資源承載力的影響，為制定合理的水資源管理策略提供科學依據(jù)。同時，運用層次分析法等方法確定各評價指標的權(quán)重，對蘭州市水資源承載力進行綜合評價，使評價結(jié)果更加客觀、準確。1.3.2創(chuàng)新點研究視角創(chuàng)新：從多維度視角對蘭州市水資源承載力進行研究，不僅關注水資源的自然屬性，還深入探討其與社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境之間的相互關系。將蘭州市置于黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展的國家戰(zhàn)略背景下，綜合考慮區(qū)域協(xié)同發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、生態(tài)環(huán)境保護等因素對水資源承載力的影響，為蘭州市水資源的可持續(xù)利用提供全面的解決方案。方法組合創(chuàng)新：將多種研究方法有機結(jié)合，形成一套完整的研究體系。在數(shù)據(jù)收集和分析階段，運用文獻研究法和數(shù)據(jù)分析法，確保數(shù)據(jù)的準確性和全面性；在水資源承載力評估階段，采用模型評估法，并結(jié)合層次分析法等方法，提高評估結(jié)果的科學性和可靠性。同時，引入地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，對水資源相關數(shù)據(jù)進行空間分析和可視化表達，更加直觀地展示蘭州市水資源的分布和利用情況，為研究提供新的思路和方法。數(shù)據(jù)運用創(chuàng)新：充分挖掘和利用蘭州市多源數(shù)據(jù)，除了傳統(tǒng)的水資源和社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)外，還收集了蘭州市的氣象數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)等，從不同角度分析這些數(shù)據(jù)與水資源承載力之間的關系。通過多源數(shù)據(jù)的融合和分析，更全面地揭示蘭州市水資源承載力的影響因素和變化規(guī)律，為研究提供更豐富的數(shù)據(jù)支持和更深入的分析視角。二、蘭州市水資源現(xiàn)狀分析2.1水資源自然稟賦2.1.1水資源總量蘭州市水資源總量主要由當?shù)亟邓纬傻牡乇硭Y源、地下水資源以及入境水資源組成。當?shù)亟邓撬Y源的重要補給來源，但蘭州市地處西北干旱區(qū)，年均降水量僅298mm，降水相對匱乏。降水在空間上分布不均，山區(qū)降水相對較多，而河谷平原地區(qū)降水較少。如興隆山等山區(qū)年降水量可達400mm以上，為山區(qū)的植被生長和河流水源補給提供了一定的水資源基礎；而蘭州城區(qū)等河谷平原地區(qū)年降水量則相對較少，在250-300mm之間，水資源相對短缺。受降水影響，蘭州市地表徑流量較小。境內(nèi)河流主要有黃河及其支流湟水河、莊浪河、大通河等。黃河是蘭州市最重要的地表水資源，多年平均徑流量達504億立方米，是蘭州市生產(chǎn)生活用水的重要保障。然而，黃河徑流量的年際變化較大，如2000-2010年期間，黃河蘭州段徑流量存在明顯波動，部分年份徑流量較低，對蘭州市的水資源供應造成一定壓力。湟水河、莊浪河、大通河等支流的徑流量相對較小，且這些支流的徑流量也受降水和上游來水的影響，呈現(xiàn)出不同程度的變化。蘭州市地下水資源相對有限，主要靠大氣降水、地表水體入滲及側(cè)向徑流補給。地下水資源分布與地形、地質(zhì)條件密切相關，在河谷平原地區(qū)，由于地層結(jié)構(gòu)有利于地下水的儲存和運移，地下水資源相對較為豐富；而在山區(qū)，由于地形起伏較大，巖石透水性較差，地下水資源相對匱乏。根據(jù)相關數(shù)據(jù)，蘭州市多年平均地下水資源量約為3.43億立方米，但可開采量相對較小，部分地區(qū)由于過度開采地下水，導致地下水位下降、地面沉降等問題。綜合考慮當?shù)氐乇硭?、地下水以及入境水資源，蘭州市多年平均水資源總量約為3.53億立方米（不包括黃河過境水）。人均水資源量僅為93.04立方米，遠低于全國人均水資源量2200立方米的水平，屬于水資源極度短缺地區(qū)。且隨著人口增長、經(jīng)濟發(fā)展和城市化進程的加快，蘭州市對水資源的需求不斷增加，水資源總量與用水需求之間的矛盾日益突出。2.1.2水資源時空分布蘭州市水資源在時間分布上具有明顯的季節(jié)性變化。降水主要集中在夏季（6-8月），約占全年降水量的60%-70%。這一時期，河流水量增加，地表徑流增大，水資源相對豐富。例如，黃河蘭州段在夏季的徑流量明顯高于其他季節(jié)，為蘭州市提供了較為充足的水資源供應。然而，在冬季（12-2月）和春季（3-5月），降水較少，河流水量減少，水資源相對短缺。冬季黃河蘭州段徑流量處于全年最低水平，部分支流甚至出現(xiàn)干涸現(xiàn)象，對蘭州市的供水安全構(gòu)成一定威脅。除了季節(jié)性變化外，蘭州市水資源還存在年際變化。受氣候變化和降水波動的影響，不同年份的水資源量差異較大。在豐水年，降水充沛，河流水量豐富，水資源能夠滿足生產(chǎn)生活需求；而在枯水年，降水稀少，河流水量大幅減少，水資源短缺問題更加突出。如2008年為豐水年，蘭州市降水量較常年偏多，黃河蘭州段徑流量也較大，全市水資源供應較為充足；而2014年為枯水年，降水量偏少，黃河蘭州段徑流量明顯減少，部分地區(qū)出現(xiàn)供水緊張的情況。在空間分布上，蘭州市水資源呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域差異。黃河干流沿線地區(qū)水資源相對豐富，黃河為這些地區(qū)提供了充足的地表水資源，能夠滿足當?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活用水需求。如蘭州城區(qū)、皋蘭縣部分地區(qū)依托黃河水資源，發(fā)展了較為發(fā)達的工業(yè)和農(nóng)業(yè)。而遠離黃河干流的地區(qū)，如永登縣的部分山區(qū)、榆中縣的部分干旱地區(qū)，水資源相對匱乏。這些地區(qū)降水較少，且缺乏大型地表水源，主要依靠地下水和少量的地表徑流作為水資源來源。由于地下水開采難度較大，且儲量有限，導致這些地區(qū)的水資源供需矛盾十分突出，嚴重制約了當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展和居民生活質(zhì)量的提高。此外，蘭州市不同區(qū)域的水資源開發(fā)利用程度也存在差異。黃河干流沿線地區(qū)水資源開發(fā)利用程度較高，部分地區(qū)存在過度開發(fā)的現(xiàn)象；而一些偏遠山區(qū)和干旱地區(qū)，水資源開發(fā)利用程度較低，但由于水資源總量有限，難以滿足當?shù)匕l(fā)展需求。2.2水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀2.2.1用水結(jié)構(gòu)蘭州市用水結(jié)構(gòu)主要包括農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水以及生態(tài)用水。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，蘭州市的用水結(jié)構(gòu)也在不斷發(fā)生變化。農(nóng)業(yè)用水在蘭州市用水總量中占比較大。2023年，蘭州市農(nóng)業(yè)用水達5.15億立方米，占總用水量的49.42%。這主要是因為蘭州市是農(nóng)業(yè)大市，擁有一定規(guī)模的耕地面積，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水資源的需求較為旺盛。近年來，蘭州市積極推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)，如在永登縣川地實施水肥一體化項目，在梯田鋪設滴灌設備，有效提高了農(nóng)業(yè)用水效率，農(nóng)業(yè)用水占比呈逐漸下降趨勢。2020-2023年期間，農(nóng)業(yè)用水占比從52%下降至49.42%，但由于農(nóng)業(yè)種植面積廣，農(nóng)業(yè)用水總量仍處于較高水平。工業(yè)用水方面，隨著蘭州新區(qū)等產(chǎn)業(yè)園區(qū)的發(fā)展，蘭州市工業(yè)規(guī)模不斷擴大，工業(yè)用水需求也相應增加。2023年，蘭州市工業(yè)用水為1.35億立方米，占總用水量的12.96%。工業(yè)用水主要集中在石油化工、有色冶金、裝備制造等行業(yè)。這些行業(yè)生產(chǎn)過程中對水資源的需求量大，且部分行業(yè)用水重復利用率較低，導致工業(yè)用水總量較高。不過，隨著工業(yè)節(jié)水技術(shù)的推廣應用和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級，一些高耗水行業(yè)逐步進行技術(shù)改造，提高了水資源的循環(huán)利用效率，工業(yè)用水占比基本保持穩(wěn)定并略有下降。如蘭州石化公司通過實施節(jié)水減排項目，提高了工業(yè)用水的重復利用率，減少了新鮮水的取用量。生活用水包括城鎮(zhèn)生活用水和農(nóng)村生活用水。隨著蘭州市人口的增長和居民生活水平的提高，生活用水需求持續(xù)上升。2023年，城鎮(zhèn)生活用水為2.60億立方米，占總用水量的24.95%。近年來，蘭州市加強了城市供水基礎設施建設，提高了供水保障能力，同時也加大了節(jié)水宣傳力度，推廣節(jié)水器具，一定程度上緩解了生活用水增長的壓力。農(nóng)村生活用水相對較少，且增長較為緩慢，主要是因為農(nóng)村人口數(shù)量相對穩(wěn)定，且部分農(nóng)村地區(qū)采用了分散式供水方式，用水效率較低。但隨著農(nóng)村生活條件的改善和農(nóng)村飲水安全工程的實施，農(nóng)村生活用水的質(zhì)量和穩(wěn)定性得到了提高。生態(tài)用水是維持蘭州市生態(tài)系統(tǒng)平衡和穩(wěn)定的重要保障。2023年，蘭州市生態(tài)用水為1.32億立方米，占總用水量的12.67%。生態(tài)用水主要用于城市綠化、濕地保護、河流生態(tài)補水等方面。隨著蘭州市對生態(tài)環(huán)境保護的重視程度不斷提高，生態(tài)用水的投入也在逐漸增加。通過實施生態(tài)補水工程，向黃河蘭州段及部分支流進行生態(tài)補水，改善了河流水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境；加強城市綠化建設，增加城市綠地面積，提高了城市生態(tài)用水需求。同時，利用污水處理廠的中水進行城市綠化和景觀用水，提高了水資源的利用效率。2.2.2水資源利用效率水資源利用效率是衡量一個地區(qū)水資源管理水平和可持續(xù)發(fā)展能力的重要指標。通過萬元GDP用水量、萬元工業(yè)增加值用水量、農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)等指標，可以對蘭州市水資源利用效率進行評估。萬元GDP用水量是反映經(jīng)濟活動中水資源消耗強度的重要指標。2020-2023年期間，蘭州市萬元GDP用水量從32立方米下降至30立方米，呈逐年下降趨勢。這表明蘭州市在經(jīng)濟發(fā)展過程中，通過加強水資源管理、推廣節(jié)水技術(shù)和調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等措施，有效降低了單位GDP的水資源消耗，水資源利用效率得到了一定提高。與全國平均水平相比，蘭州市萬元GDP用水量仍處于較高水平，說明蘭州市在水資源利用效率方面還有較大的提升空間。這主要是因為蘭州市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，高耗水的工業(yè)行業(yè)占比較大，且部分企業(yè)的節(jié)水意識和技術(shù)水平有待提高。萬元工業(yè)增加值用水量是衡量工業(yè)用水效率的關鍵指標。2023年，蘭州市萬元工業(yè)增加值用水量為46立方米。近年來，蘭州市加大了對工業(yè)企業(yè)節(jié)水技術(shù)改造的支持力度，鼓勵企業(yè)采用先進的節(jié)水工藝和設備，提高工業(yè)用水的重復利用率。如蘭州生物制品研究所有限責任公司積極開展節(jié)水技術(shù)改造，提高了工藝水的回用率，降低了萬元工業(yè)增加值用水量。通過這些措施，蘭州市萬元工業(yè)增加值用水量呈下降趨勢，但與國內(nèi)先進地區(qū)相比，仍存在一定差距。部分工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中，水資源浪費現(xiàn)象依然存在，一些老舊企業(yè)的節(jié)水設備和技術(shù)更新改造緩慢，制約了工業(yè)用水效率的進一步提高。農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)是反映農(nóng)業(yè)灌溉用水效率的重要指標。2023年，蘭州市農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)從2020年的0.562提高到0.577。這得益于蘭州市大力推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)，如管灌、滴灌、噴灌等，以及對灌區(qū)水利設施的改造和完善。在永登縣，通過在川地的高標準農(nóng)田中鋪設管灌設備，在梯田的農(nóng)田中鋪設滴灌設備，有效提高了農(nóng)田灌溉水的利用效率，減少了水資源的浪費。然而，蘭州市部分農(nóng)村地區(qū)仍然存在灌溉設施老化、灌溉方式不合理等問題，導致農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提升緩慢，影響了農(nóng)業(yè)水資源的利用效率。2.3水資源開發(fā)利用存在的問題2.3.1供需矛盾突出隨著蘭州市人口的持續(xù)增長和經(jīng)濟的快速發(fā)展，水資源的供需矛盾日益突出。蘭州市常住人口從2010年的361.61萬人增長至2023年的441.53萬人，人口的增加直接導致生活用水需求大幅上升。居民日常生活中的飲用水、洗漱用水、衛(wèi)生清潔用水等方面的需求不斷增加，給水資源供應帶來了巨大壓力。在經(jīng)濟發(fā)展方面，蘭州市作為甘肅省的經(jīng)濟中心，工業(yè)和農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速。工業(yè)上，蘭州新區(qū)等產(chǎn)業(yè)園區(qū)的不斷壯大，吸引了大量的企業(yè)入駐，工業(yè)用水需求持續(xù)攀升。石油化工、有色冶金、裝備制造等傳統(tǒng)高耗水行業(yè)在蘭州市工業(yè)結(jié)構(gòu)中占比較大，這些行業(yè)生產(chǎn)過程中對水資源的需求量巨大。如蘭州石化公司，其生產(chǎn)過程涉及原油加工、化工產(chǎn)品合成等多個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都需要消耗大量的水資源。據(jù)統(tǒng)計，蘭州石化公司每年的工業(yè)用水量可達數(shù)千萬立方米，對蘭州市的水資源供應造成了較大壓力。農(nóng)業(yè)方面，蘭州市擁有一定規(guī)模的耕地面積，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水資源的依賴程度較高。盡管近年來蘭州市大力推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)，但由于農(nóng)業(yè)種植面積廣，農(nóng)業(yè)用水總量仍然較大。2023年，蘭州市農(nóng)業(yè)用水達5.15億立方米，占總用水量的49.42%。干旱地區(qū)的農(nóng)田灌溉需要大量的水資源來保證農(nóng)作物的生長，而蘭州市部分地區(qū)降水不足，只能依靠地表水和地下水進行灌溉，進一步加劇了水資源的供需矛盾。此外，蘭州市水資源的時空分布不均也加劇了供需矛盾。在時間分布上，降水主要集中在夏季，而冬季和春季降水較少，導致水資源在不同季節(jié)的供應差異較大。夏季水資源相對豐富，但農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)生產(chǎn)用水需求相對較??；冬季和春季水資源短缺，但生活用水和部分工業(yè)用水需求依然存在，使得水資源的供需在時間上難以匹配。在空間分布上，黃河干流沿線地區(qū)水資源相對豐富，而遠離黃河干流的地區(qū)，如永登縣的部分山區(qū)、榆中縣的部分干旱地區(qū)，水資源相對匱乏。這些地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和居民生活受到水資源短缺的嚴重制約，進一步凸顯了蘭州市水資源供需矛盾的復雜性和嚴峻性。2.3.2利用效率低下蘭州市在工業(yè)和農(nóng)業(yè)用水中存在著較為嚴重的浪費現(xiàn)象，水資源利用效率低下。在工業(yè)用水方面，部分工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)工藝和設備較為落后，缺乏先進的節(jié)水技術(shù)和管理措施，導致水資源浪費嚴重。一些老舊的化工企業(yè)，其生產(chǎn)過程中的用水環(huán)節(jié)缺乏有效的循環(huán)利用系統(tǒng)，大量的水資源在一次使用后直接排放，造成了水資源的極大浪費。據(jù)調(diào)查，部分工業(yè)企業(yè)的用水重復利用率僅為30%-40%，遠低于國內(nèi)先進水平。而一些高耗水行業(yè)，如造紙、印染等，由于生產(chǎn)工藝的限制，單位產(chǎn)品用水量過高，進一步加劇了工業(yè)用水的浪費現(xiàn)象。在農(nóng)業(yè)用水方面，盡管蘭州市近年來大力推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)，但部分農(nóng)村地區(qū)仍然存在灌溉設施老化、灌溉方式不合理等問題，導致農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)較低。一些農(nóng)田仍然采用大水漫灌的傳統(tǒng)灌溉方式，這種方式不僅浪費水資源，而且容易造成土壤板結(jié)、肥力下降等問題。據(jù)統(tǒng)計，采用大水漫灌的農(nóng)田，其灌溉水有效利用系數(shù)僅為0.3-0.4，大部分水資源在灌溉過程中被蒸發(fā)、滲漏，無法被農(nóng)作物充分利用。部分農(nóng)村地區(qū)的灌溉設施缺乏維護和更新，存在漏水、跑水等現(xiàn)象，也導致了水資源的浪費。水資源利用效率低下的原因是多方面的。一方面，部分企業(yè)和農(nóng)民的節(jié)水意識淡薄，對水資源的稀缺性認識不足，缺乏主動節(jié)水的積極性和自覺性。另一方面，節(jié)水技術(shù)的推廣和應用面臨一定的困難。一些企業(yè)由于資金短缺，無法投入足夠的資金進行節(jié)水技術(shù)改造和設備更新；部分農(nóng)村地區(qū)由于地理條件限制，難以推廣先進的節(jié)水灌溉技術(shù)。此外，蘭州市的水資源管理體制還不夠完善，缺乏有效的水資源定價機制和監(jiān)管機制，導致水資源的浪費現(xiàn)象難以得到有效遏制。水價偏低，無法充分反映水資源的稀缺性和價值，使得企業(yè)和居民在用水時缺乏成本約束，容易造成水資源的浪費。2.3.3水質(zhì)污染嚴重蘭州市的水質(zhì)污染問題較為嚴重，主要污染物包括化學需氧量（COD）、氨氮、重金屬等。這些污染物主要來源于工業(yè)廢水、生活污水和農(nóng)業(yè)面源污染。工業(yè)廢水是蘭州市水質(zhì)污染的主要來源之一。蘭州市的工業(yè)以石油化工、有色冶金、裝備制造等行業(yè)為主，這些行業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量含有有害物質(zhì)的廢水。蘭州石化公司等化工企業(yè)排放的廢水中含有苯、甲苯、二甲苯等有機污染物，以及汞、鎘、鉛等重金屬污染物。這些污染物如果未經(jīng)有效處理直接排放到河流中，會對水體造成嚴重污染，影響水生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。據(jù)監(jiān)測，蘭州市部分河流的化學需氧量和氨氮含量超標，部分河段的重金屬含量也超過了國家標準。如黃河蘭州段部分區(qū)域，由于受到工業(yè)廢水的污染，化學需氧量和氨氮含量時常超出地表水Ⅲ類水質(zhì)標準，對黃河的水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境造成了威脅。生活污水的排放也是導致蘭州市水質(zhì)污染的重要原因。隨著蘭州市人口的增長和城市化進程的加速，生活污水的排放量不斷增加。部分城市污水處理設施建設滯后，處理能力不足，導致大量生活污水未經(jīng)有效處理直接排入河流。一些老舊城區(qū)的污水管網(wǎng)存在破損、滲漏等問題，使得生活污水在輸送過程中就已經(jīng)對周邊環(huán)境造成了污染。據(jù)統(tǒng)計，蘭州市部分污水處理廠的負荷率較高，部分時段甚至超過了設計處理能力，導致生活污水無法得到充分處理，從而對水體造成污染。農(nóng)業(yè)面源污染在蘭州市水質(zhì)污染中也占有一定比例。蘭州市周邊的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，農(nóng)藥、化肥的使用量較大。這些農(nóng)藥、化肥在使用過程中，一部分會被農(nóng)作物吸收，另一部分則會通過雨水沖刷、地表徑流等方式進入河流和土壤，對水體造成污染。畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的糞便和廢水，如果未經(jīng)妥善處理直接排放，也會對周邊水體造成污染。一些養(yǎng)殖場缺乏有效的污水處理設施，畜禽糞便和廢水隨意排放，導致周邊河流的氨氮、化學需氧量等指標超標，水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象嚴重。水質(zhì)污染對蘭州市的水資源造成了嚴重影響和危害。一方面，污染的水體無法直接作為飲用水源，需要進行復雜的處理才能達到飲用標準，這增加了城市供水的成本和難度。另一方面，水質(zhì)污染破壞了水生態(tài)系統(tǒng)的平衡，導致水生生物的生存環(huán)境惡化，生物多樣性減少。如一些河流由于受到污染，水中的溶解氧含量降低，魚類等水生生物難以生存，河流的生態(tài)功能受到嚴重破壞。水質(zhì)污染還會對農(nóng)業(yè)灌溉產(chǎn)生負面影響，污染的水源用于灌溉可能會導致農(nóng)作物減產(chǎn)、品質(zhì)下降，甚至危害人體健康。三、蘭州市水資源承載力評估3.1水資源承載力評估指標體系構(gòu)建3.1.1指標選取原則科學性原則：指標體系的構(gòu)建必須基于科學的理論和方法，確保能夠準確、客觀地反映蘭州市水資源承載力的實際狀況。指標的選取應具有明確的科學內(nèi)涵和理論依據(jù)，能夠真實地體現(xiàn)水資源系統(tǒng)與社會經(jīng)濟系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)之間的相互關系。例如，在選取水資源量相關指標時，要充分考慮蘭州市水資源的自然稟賦，包括降水、地表徑流、地下水資源等因素，運用科學的水文計算方法確定其數(shù)值，保證指標數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。同時，對于社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境相關指標，也要依據(jù)相應的學科理論和研究方法進行選取和分析，使整個指標體系具有堅實的科學基礎。全面性原則：水資源承載力是一個涉及多方面因素的復雜概念，因此指標體系應全面涵蓋影響蘭州市水資源承載力的各個方面。不僅要考慮水資源的數(shù)量和質(zhì)量，還要關注水資源的開發(fā)利用情況、社會經(jīng)濟發(fā)展對水資源的需求以及水資源對生態(tài)環(huán)境的影響等。從水資源數(shù)量角度，選取地表水資源量、地下水資源量等指標；在水資源質(zhì)量方面，納入水質(zhì)達標率、主要污染物濃度等指標；對于水資源開發(fā)利用，考慮水資源開發(fā)利用率、用水結(jié)構(gòu)等；社會經(jīng)濟因素包含人口數(shù)量、GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等；生態(tài)環(huán)境方面涉及生態(tài)需水量、水域生態(tài)健康指數(shù)等指標。通過全面選取這些指標，能夠?qū)μm州市水資源承載力進行全方位、多層次的評估，避免因指標缺失而導致評估結(jié)果的片面性?？刹僮餍栽瓌t：選取的指標應具有可測量性、可獲取性和可比較性，便于在實際評估工作中進行操作和應用。指標的數(shù)據(jù)來源要穩(wěn)定可靠，能夠通過現(xiàn)有的監(jiān)測手段、統(tǒng)計資料或?qū)嵉卣{(diào)查等方式獲取。同時，要考慮指標數(shù)據(jù)的獲取成本和難度，確保在有限的時間和資源條件下能夠順利完成數(shù)據(jù)收集工作。例如，萬元GDP用水量、農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)等指標，其數(shù)據(jù)可以從蘭州市的統(tǒng)計年鑒、水利部門的監(jiān)測數(shù)據(jù)以及相關行業(yè)的統(tǒng)計報表中獲取，計算方法明確，易于操作和比較。避免選取那些數(shù)據(jù)難以獲取、計算復雜或概念模糊的指標，以保證評估工作的可行性和有效性。動態(tài)性原則：水資源承載力的影響因素是不斷變化的，隨著時間的推移，蘭州市的水資源狀況、社會經(jīng)濟發(fā)展水平以及生態(tài)環(huán)境條件都會發(fā)生改變，因此指標體系應具有動態(tài)性，能夠反映水資源承載力隨時間和空間的變化情況。一方面，要關注指標的時間序列變化，分析不同年份或時期指標數(shù)據(jù)的動態(tài)趨勢，以便及時發(fā)現(xiàn)水資源承載力的變化規(guī)律和潛在問題。另一方面，考慮到蘭州市不同區(qū)域的水資源狀況和社會經(jīng)濟發(fā)展存在差異，指標體系應具備一定的空間適應性，能夠?qū)Σ煌瑓^(qū)域的水資源承載力進行有效的評估和比較。通過動態(tài)性原則的貫徹，使指標體系能夠適應蘭州市水資源承載力的動態(tài)變化，為水資源管理和決策提供及時、準確的信息支持。層次性原則：水資源承載力涉及多個層次和方面，構(gòu)建具有層次結(jié)構(gòu)的指標體系，有助于更清晰地反映不同層次和方面的特點和關系，對水資源承載力進行深入分析。將指標體系分為目標層、準則層和指標層三個層次。目標層為蘭州市水資源承載力，是整個評估的核心目標；準則層包括水資源、社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境等方面，對目標層進行分解和細化；指標層則是具體的評價指標，從不同角度對準則層進行量化和表征。在水資源準則層下，設置地表水資源量、地下水資源量、水資源開發(fā)利用率等指標；社會經(jīng)濟準則層對應人口數(shù)量、GDP、萬元GDP用水量等指標；生態(tài)環(huán)境準則層包含水質(zhì)達標率、生態(tài)需水量等指標。這種層次結(jié)構(gòu)使指標體系更加條理清晰，便于理解和應用，能夠從不同層次對蘭州市水資源承載力進行全面、系統(tǒng)的評估。地域性原則：蘭州市地處西北干旱區(qū)，具有獨特的自然地理和社會經(jīng)濟條件，水資源狀況與其他地區(qū)存在明顯差異。因此，指標體系的構(gòu)建應充分考慮蘭州市的地域性特點，選取能夠反映當?shù)厮Y源實際情況和需求的指標?？紤]到蘭州市降水稀少、水資源時空分布不均等特點，在水資源量指標中，重點關注地表水資源的季節(jié)性變化和區(qū)域差異；在社會經(jīng)濟指標中，結(jié)合蘭州市以重化工業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點，選取與工業(yè)用水密切相關的指標，如萬元工業(yè)增加值用水量、工業(yè)用水重復利用率等；在生態(tài)環(huán)境指標方面，針對蘭州市生態(tài)環(huán)境脆弱的現(xiàn)狀，突出生態(tài)需水量、水土流失面積等指標。通過體現(xiàn)地域性原則，使指標體系更貼合蘭州市的實際情況，提高評估結(jié)果的針對性和實用性。導向性原則：指標體系的構(gòu)建應具有明確的導向性，能夠引導決策者和社會公眾關注水資源保護、節(jié)約利用和可持續(xù)發(fā)展等關鍵問題，為制定合理的水資源管理政策提供科學依據(jù)。選取萬元GDP用水量、農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)等指標，能夠直觀地反映水資源利用效率，引導各行業(yè)采取節(jié)水措施，提高水資源利用效率；水質(zhì)達標率、水域生態(tài)健康指數(shù)等指標，強調(diào)了水資源保護和生態(tài)環(huán)境的重要性，促使相關部門加強水污染治理和水生態(tài)保護工作；生態(tài)需水量指標則突出了水資源對維持生態(tài)系統(tǒng)平衡的關鍵作用，引導在水資源開發(fā)利用過程中充分考慮生態(tài)用水需求。通過這些具有導向性的指標，推動蘭州市朝著水資源可持續(xù)利用和經(jīng)濟社會與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的方向前進。3.1.2具體指標選取水資源指標：地表水資源量：蘭州市地表水資源主要來自黃河及其支流，地表水資源量是水資源的重要組成部分。黃河多年平均徑流量達504億立方米，對蘭州市的供水起著關鍵作用。該指標直接反映了蘭州市可利用的地表水資源的數(shù)量，是衡量水資源承載力的基礎指標之一。其變化受降水、上游來水等因素影響，對研究蘭州市水資源的時空分布和供需關系具有重要意義。地下水資源量：蘭州市地下水資源靠大氣降水、地表水體入滲及側(cè)向徑流補給，雖然總量相對有限，但在部分地區(qū)仍是重要的水資源來源。地下水資源量的多少與地質(zhì)條件、降水入滲等密切相關。例如，在河谷平原地區(qū)，地層結(jié)構(gòu)有利于地下水儲存，地下水資源相對豐富；而在山區(qū)，由于地形和巖石透水性等原因，地下水資源相對匱乏。該指標對于評估蘭州市水資源的總體儲量和區(qū)域分布具有重要價值。水資源開發(fā)利用率：它是指一定區(qū)域內(nèi)水資源開發(fā)利用量與水資源總量的比值，反映了蘭州市水資源的開發(fā)利用程度。隨著蘭州市經(jīng)濟社會的發(fā)展，水資源開發(fā)利用率不斷提高，部分地區(qū)甚至出現(xiàn)過度開發(fā)的情況。合理的水資源開發(fā)利用率對于維持水資源的可持續(xù)利用至關重要，過高的開發(fā)利用率可能導致水資源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化等問題。通過對該指標的分析，可以判斷蘭州市水資源開發(fā)利用是否處于合理范圍，為水資源管理提供依據(jù)。人均水資源量：該指標等于水資源總量除以常住人口數(shù)量，直觀地反映了蘭州市人均可利用水資源的多少。蘭州市人均水資源量僅為93.04立方米，遠低于全國平均水平，屬于水資源極度短缺地區(qū)。人均水資源量是衡量水資源稀缺程度和居民用水保障程度的重要指標，對于評估蘭州市水資源對人口的承載能力具有關鍵作用。社會經(jīng)濟指標：人口數(shù)量：蘭州市常住人口從2010年的361.61萬人增長至2023年的441.53萬人，人口的增長直接導致生活用水需求大幅上升，對水資源承載力產(chǎn)生重要影響。人口數(shù)量是社會經(jīng)濟系統(tǒng)中的基礎指標，其變化趨勢決定了生活用水的增長規(guī)模，進而影響水資源的供需平衡。通過分析人口數(shù)量及其增長趨勢，可以預測未來生活用水需求，為水資源規(guī)劃提供參考。GDP：國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）是衡量蘭州市經(jīng)濟發(fā)展水平的重要指標。隨著蘭州市經(jīng)濟的快速發(fā)展，GDP不斷增長，各行業(yè)對水資源的需求也相應增加。工業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展都離不開水資源的支撐，GDP的增長與水資源的消耗密切相關。通過研究GDP與水資源利用之間的關系，可以分析經(jīng)濟發(fā)展對水資源的依賴程度，為優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高水資源利用效率提供依據(jù)。萬元GDP用水量：該指標表示每創(chuàng)造一萬元GDP所消耗的水資源量，反映了蘭州市經(jīng)濟活動中水資源的消耗強度。2020-2023年期間，蘭州市萬元GDP用水量從32立方米下降至30立方米，呈逐年下降趨勢，但與全國平均水平相比仍處于較高水平。萬元GDP用水量是衡量水資源利用效率的重要指標之一，通過對該指標的分析，可以評估蘭州市經(jīng)濟發(fā)展過程中的水資源利用效率，找出節(jié)水潛力和改進方向。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)：蘭州市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以石油化工、有色冶金、裝備制造等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)為主，這些產(chǎn)業(yè)大多屬于高耗水行業(yè)，對水資源的需求量較大。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化對水資源承載力有著重要影響。隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向低耗水、高附加值產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變，可以有效降低水資源消耗，提高水資源利用效率。分析蘭州市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與水資源利用的關系，有助于制定合理的產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，促進水資源與產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。生態(tài)環(huán)境指標：水質(zhì)達標率：蘭州市部分河流和湖泊存在不同程度的污染，水質(zhì)達標率反映了水體質(zhì)量符合相應標準的比例?；瘜W需氧量、氨氮等污染物超標，影響了水資源的可利用性和生態(tài)環(huán)境。水質(zhì)達標率是衡量水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要指標，良好的水質(zhì)是水資源可持續(xù)利用的前提。通過監(jiān)測和分析水質(zhì)達標率，可以評估蘭州市水污染治理的成效，為水資源保護和水環(huán)境改善提供決策依據(jù)。生態(tài)需水量：生態(tài)需水量是維持蘭州市生態(tài)系統(tǒng)平衡和穩(wěn)定所必需的水資源量，包括城市綠化、濕地保護、河流生態(tài)補水等方面的用水需求。隨著蘭州市對生態(tài)環(huán)境保護的重視程度不斷提高，生態(tài)需水量的保障變得越來越重要。合理確定生態(tài)需水量并確保其滿足，對于維護水生態(tài)系統(tǒng)的功能和生物多樣性具有關鍵作用。通過研究生態(tài)需水量與水資源總量的關系，可以評估蘭州市水資源對生態(tài)環(huán)境的支持能力，為生態(tài)保護和水資源合理分配提供科學依據(jù)。水土流失面積：蘭州市地處黃土高原邊緣，部分地區(qū)水土流失較為嚴重。水土流失會導致土壤肥力下降、河流泥沙含量增加，進而影響水資源的質(zhì)量和利用效率。水土流失面積是反映生態(tài)環(huán)境狀況的重要指標之一，通過對水土流失面積的監(jiān)測和分析，可以評估蘭州市生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性和脆弱性，為制定水土保持措施和水資源保護策略提供參考。3.2水資源承載力評估方法選擇3.2.1常用評估方法介紹模糊綜合評價法：模糊綜合評價法是一種基于模糊數(shù)學的綜合評價方法，根據(jù)模糊數(shù)學的隸屬度理論把定性評價轉(zhuǎn)化為定量評價，對受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€總體的評價。該方法具有結(jié)果清晰、系統(tǒng)性強的特點，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決。在水資源承載力評估中，首先要確定評價因素集，如水資源量、水資源利用效率、水質(zhì)狀況、社會經(jīng)濟發(fā)展指標等；然后構(gòu)建評價等級論域，如低承載力、較低承載力、中等承載力、較高承載力、高承載力等。通過專家打分或其他方法確定各評價因素對不同評價等級的隸屬度，從而構(gòu)建模糊關系矩陣。確定各評價因素的權(quán)重，權(quán)重可以通過專家經(jīng)驗法、層次分析法（AHP）等方法確定。最后，利用模糊變換的合成運算，將權(quán)重向量與模糊關系矩陣進行合成，得到綜合評價結(jié)果向量，根據(jù)最大隸屬度原則確定水資源承載力所屬的等級。例如，在對某地區(qū)水資源承載力進行評估時，通過對水資源量、用水效率等多個因素進行分析，確定各因素對不同承載力等級的隸屬度，再結(jié)合各因素的權(quán)重，得出該地區(qū)水資源承載力處于中等水平的結(jié)論。系統(tǒng)動力學模型：系統(tǒng)動力學模型是一種基于系統(tǒng)論、控制論和信息論的動態(tài)模擬方法，它將所研究的系統(tǒng)視為一個動態(tài)的、復雜的反饋系統(tǒng)，通過建立系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型和數(shù)學方程，模擬系統(tǒng)中各變量之間的相互關系和動態(tài)變化過程。在水資源承載力研究中，系統(tǒng)動力學模型能夠綜合考慮水資源系統(tǒng)、社會經(jīng)濟系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)之間的相互作用和反饋機制。該模型把人口增長、經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等因素視為社會經(jīng)濟系統(tǒng)的變量，這些變量的變化會導致對水資源需求的改變；將水資源的開發(fā)利用、水資源保護措施等作為水資源系統(tǒng)的變量，其變化影響水資源的供給；把生態(tài)需水、水環(huán)境質(zhì)量等作為生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的變量，與水資源系統(tǒng)和社會經(jīng)濟系統(tǒng)相互關聯(lián)。通過設置不同的情景，如不同的經(jīng)濟發(fā)展速度、水資源開發(fā)利用策略、節(jié)水措施實施程度等，模擬不同情景下水資源承載力的變化趨勢，為水資源管理和決策提供科學依據(jù)。以某城市為例，運用系統(tǒng)動力學模型模擬未來20年不同發(fā)展情景下的水資源供需情況，結(jié)果顯示在高經(jīng)濟增長且節(jié)水措施不力的情景下，水資源將出現(xiàn)短缺，而在合理控制經(jīng)濟增長并大力推廣節(jié)水措施的情景下，水資源能夠滿足需求，從而為城市的發(fā)展規(guī)劃提供決策參考。主成分分析法：主成分分析法是一種多元統(tǒng)計分析方法，旨在將多個具有一定相關性的變量轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個互不相關的綜合變量，即主成分。這些主成分能夠盡可能地保留原始變量的信息，同時降低數(shù)據(jù)的維度，簡化數(shù)據(jù)分析過程。在水資源承載力評估中，選取多個評價指標，如水資源量、水資源開發(fā)利用率、人均水資源量、萬元GDP用水量、水質(zhì)達標率等，這些指標之間可能存在一定的相關性，通過主成分分析，可以將這些指標轉(zhuǎn)化為幾個主成分。每個主成分都是原始指標的線性組合，它們互不相關且能夠反映原始指標的主要信息。通過計算主成分的得分，對不同地區(qū)或不同時期的水資源承載力進行綜合評價和比較。例如，對多個城市的水資源承載力進行評估時，利用主成分分析法將眾多評價指標轉(zhuǎn)化為幾個主成分，根據(jù)主成分得分對各城市的水資源承載力進行排序，從而清晰地了解各城市水資源承載力的相對水平。層次分析法：層次分析法是一種定性與定量相結(jié)合的多準則決策分析方法，它將復雜的決策問題分解為多個層次，包括目標層、準則層和指標層等。通過兩兩比較的方式確定各層次中元素的相對重要性，構(gòu)建判斷矩陣，并通過計算判斷矩陣的特征向量和特征值，確定各元素的權(quán)重。在水資源承載力評估中，目標層為水資源承載力，準則層可以包括水資源條件、社會經(jīng)濟狀況、生態(tài)環(huán)境狀況等方面，指標層則對應具體的評價指標，如地表水資源量、人口數(shù)量、水質(zhì)達標率等。邀請專家對準則層和指標層中的元素進行兩兩比較，構(gòu)建判斷矩陣。計算判斷矩陣的一致性指標和隨機一致性指標，檢驗判斷矩陣的一致性。若一致性檢驗通過，則計算各元素的權(quán)重，最后綜合各指標的權(quán)重和指標值，對水資源承載力進行評價。比如，在評估某區(qū)域水資源承載力時，通過層次分析法確定水資源條件、社會經(jīng)濟狀況、生態(tài)環(huán)境狀況等準則層的權(quán)重，以及各準則層下具體指標的權(quán)重，再結(jié)合指標的實際數(shù)據(jù)，得出該區(qū)域水資源承載力的評價結(jié)果。生態(tài)足跡模型：生態(tài)足跡模型是一種基于生物物理量的衡量人類對自然資源利用程度和生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性的方法。它將人類對自然資源的需求與生態(tài)系統(tǒng)的供給進行量化比較，通過計算生態(tài)足跡和生態(tài)承載力來評估區(qū)域的生態(tài)可持續(xù)性。在水資源承載力研究中，生態(tài)足跡模型可以用來衡量人類對水資源的利用強度和對生態(tài)系統(tǒng)的影響。將生活用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水等各類用水需求轉(zhuǎn)化為相應的水資源生態(tài)足跡，計算區(qū)域內(nèi)水資源的可利用量，即水資源生態(tài)承載力。比較水資源生態(tài)足跡和水資源生態(tài)承載力的大小，若生態(tài)足跡小于生態(tài)承載力，則表明該區(qū)域水資源利用處于可持續(xù)狀態(tài)，水資源具有一定的承載能力；反之，則說明水資源利用過度，承載力不足。例如，對某地區(qū)進行水資源生態(tài)足跡計算，結(jié)果顯示該地區(qū)水資源生態(tài)足跡大于生態(tài)承載力，說明該地區(qū)水資源面臨較大壓力，需要采取措施提高水資源利用效率，減少水資源消耗，以增強水資源承載力。3.2.2方法適用性分析蘭州市水資源系統(tǒng)受到自然條件、社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境等多方面因素的影響，具有復雜性和不確定性。模糊綜合評價法能夠有效地處理評價過程中的模糊性和不確定性問題，適合蘭州市水資源承載力的評估。蘭州市水資源承載力的影響因素眾多，且部分因素難以精確量化，如水資源利用效率的高低、水質(zhì)狀況的好壞等，這些因素具有一定的模糊性。模糊綜合評價法通過構(gòu)建模糊關系矩陣和確定權(quán)重，能夠?qū)⑦@些模糊因素進行量化處理，從而對蘭州市水資源承載力進行綜合評價。通過對蘭州市水資源量、用水效率、水質(zhì)等多個模糊因素的綜合評價，能夠較為準確地判斷蘭州市水資源承載力的狀況。系統(tǒng)動力學模型能夠模擬系統(tǒng)中各變量之間的動態(tài)變化和相互作用關系，對于分析蘭州市水資源承載力在不同發(fā)展情景下的變化趨勢具有重要意義。蘭州市正處于快速發(fā)展階段，人口增長、經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等因素對水資源的需求和供給都將產(chǎn)生動態(tài)影響。系統(tǒng)動力學模型可以將這些因素納入模型中，通過設置不同的情景，如不同的經(jīng)濟發(fā)展速度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方案、水資源開發(fā)利用策略等，模擬蘭州市未來水資源承載力的變化情況。預測在經(jīng)濟高速發(fā)展且水資源開發(fā)利用不合理的情景下，蘭州市水資源承載力將逐漸下降，可能出現(xiàn)水資源短缺問題；而在經(jīng)濟適度發(fā)展、大力推廣節(jié)水措施和優(yōu)化水資源配置的情景下，蘭州市水資源承載力能夠保持相對穩(wěn)定，滿足城市發(fā)展的需求，為蘭州市的水資源規(guī)劃和管理提供科學依據(jù)。主成分分析法可以對蘭州市水資源承載力評價中的多個指標進行降維處理，提取主要信息，簡化評價過程。蘭州市水資源承載力評價指標體系包含多個指標，這些指標之間可能存在相關性，導致信息重疊。主成分分析法能夠?qū)⑦@些相關指標轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個互不相關的主成分，每個主成分都代表了一定的信息。通過計算主成分得分，能夠?qū)μm州市水資源承載力進行綜合評價，避免了因指標過多而導致的評價復雜性和不確定性。運用主成分分析法對蘭州市水資源承載力的多個評價指標進行分析，提取出幾個主成分，根據(jù)主成分得分對蘭州市不同區(qū)域或不同時期的水資源承載力進行排序和比較，從而清晰地了解蘭州市水資源承載力的分布和變化情況。層次分析法能夠通過專家判斷確定各評價指標的權(quán)重，充分考慮了不同因素對蘭州市水資源承載力的相對重要性。蘭州市水資源承載力的影響因素眾多，不同因素對水資源承載力的影響程度不同。層次分析法通過構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，邀請專家對各層次因素進行兩兩比較，確定各因素的權(quán)重。在蘭州市水資源承載力評估中，通過層次分析法確定水資源條件、社會經(jīng)濟狀況、生態(tài)環(huán)境狀況等準則層的權(quán)重，以及各準則層下具體指標的權(quán)重。在水資源條件準則層中，確定地表水資源量、地下水資源量等指標的權(quán)重；在社會經(jīng)濟狀況準則層中，確定人口數(shù)量、GDP等指標的權(quán)重。綜合各指標的權(quán)重和指標值，能夠更加科學地評價蘭州市水資源承載力。生態(tài)足跡模型從生態(tài)系統(tǒng)的角度出發(fā)，能夠直觀地反映蘭州市水資源的利用強度和可持續(xù)性，為水資源管理提供新的視角。蘭州市水資源的開發(fā)利用不僅要滿足當前的經(jīng)濟社會需求，還要考慮生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。生態(tài)足跡模型通過計算水資源生態(tài)足跡和生態(tài)承載力，能夠清晰地展示蘭州市水資源的利用情況和承載能力。若蘭州市水資源生態(tài)足跡大于生態(tài)承載力，說明蘭州市水資源利用過度，可能對生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，需要采取措施減少水資源消耗，提高水資源利用效率，以實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。通過生態(tài)足跡模型的分析，為蘭州市制定合理的水資源保護和管理策略提供依據(jù)，促進蘭州市水資源與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。綜上所述，模糊綜合評價法和系統(tǒng)動力學模型能夠從不同角度對蘭州市水資源承載力進行全面、深入的評估和預測，綜合考慮了蘭州市水資源系統(tǒng)的復雜性、不確定性以及動態(tài)變化特征，因此在蘭州市水資源承載力研究中具有較強的適用性和優(yōu)勢。同時，主成分分析法、層次分析法和生態(tài)足跡模型等方法也可以作為輔助手段，與模糊綜合評價法和系統(tǒng)動力學模型相結(jié)合，進一步提高評估結(jié)果的科學性和可靠性。3.3蘭州市水資源承載力評估結(jié)果3.3.1數(shù)據(jù)收集與處理本研究的數(shù)據(jù)來源廣泛，涵蓋多個領域和部門。水資源相關數(shù)據(jù)主要來源于蘭州市水務局、甘肅省水文水資源局等部門發(fā)布的統(tǒng)計資料和監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括歷年的水資源公報、水文年鑒等。社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)則取自蘭州市統(tǒng)計局發(fā)布的統(tǒng)計年鑒，以及相關的經(jīng)濟普查數(shù)據(jù)。生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)來源于蘭州市生態(tài)環(huán)境局的監(jiān)測報告和相關科研機構(gòu)的研究成果。在數(shù)據(jù)處理過程中，首先對收集到的數(shù)據(jù)進行了完整性和準確性的檢查。對于缺失的數(shù)據(jù)，通過查閱相關文獻、咨詢專家以及采用插值法等方法進行補充。對于異常數(shù)據(jù)，進行了詳細的分析和驗證，排除因數(shù)據(jù)錄入錯誤或其他原因?qū)е碌漠惓Ｖ怠ａ槍λY源量數(shù)據(jù)，對地表水資源量和地下水資源量的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了多年平均值的計算，以消除年際波動的影響，得到相對穩(wěn)定的水資源量數(shù)據(jù)。在處理水資源開發(fā)利用率數(shù)據(jù)時，將水資源開發(fā)利用量與水資源總量進行精確計算，確保數(shù)據(jù)的準確性。在社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)處理方面，對人口數(shù)量、GDP等數(shù)據(jù)進行了逐年統(tǒng)計和分析，觀察其變化趨勢。對于萬元GDP用水量和萬元工業(yè)增加值用水量等數(shù)據(jù)，通過與相關行業(yè)的用水統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行核對和校準，提高數(shù)據(jù)的可靠性。對于生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)，如水質(zhì)達標率、生態(tài)需水量等，依據(jù)相關的監(jiān)測標準和計算方法進行整理和分析。對水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分類統(tǒng)計，計算不同污染物指標的達標情況，從而得出水質(zhì)達標率。在計算生態(tài)需水量時，綜合考慮蘭州市的生態(tài)系統(tǒng)類型、植被覆蓋情況以及氣候條件等因素，采用科學的計算方法確定生態(tài)需水量。通過以上數(shù)據(jù)收集與處理方法，確保了用于蘭州市水資源承載力評估的數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，為后續(xù)的評估分析工作提供了堅實的數(shù)據(jù)基礎。3.3.2評估結(jié)果分析運用模糊綜合評價法和系統(tǒng)動力學模型對蘭州市水資源承載力進行評估，得到以下結(jié)果。在當前發(fā)展情景下，蘭州市水資源承載力處于較低水平。從模糊綜合評價結(jié)果來看，水資源指標中的水資源開發(fā)利用率較高，已接近警戒線，這表明蘭州市水資源開發(fā)利用程度較高，進一步開發(fā)的潛力有限。人均水資源量遠低于全國平均水平，僅為93.04立方米，水資源短缺問題嚴重。社會經(jīng)濟指標方面，隨著人口的持續(xù)增長和經(jīng)濟的快速發(fā)展，用水需求不斷增加，給水資源承載力帶來較大壓力。生態(tài)環(huán)境指標中，水質(zhì)達標率有待提高，部分河流存在不同程度的污染，影響了水資源的可利用性。生態(tài)需水量的保障程度不足，對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響。通過系統(tǒng)動力學模型對未來不同情景下的水資源承載力進行預測分析，結(jié)果顯示，在現(xiàn)狀發(fā)展情景下，若不采取有效的節(jié)水措施和水資源管理策略，隨著人口增長和經(jīng)濟發(fā)展，水資源供需矛盾將進一步加劇，水資源承載力將持續(xù)下降。預計到2030年，水資源短缺問題將更加突出，可能會對蘭州市的經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境造成嚴重制約。在采取積極的節(jié)水措施和優(yōu)化水資源配置情景下，如大力推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)、提高工業(yè)用水重復利用率、加強污水處理回用等，水資源承載力有望得到一定程度的提升。預計到2030年，水資源供需矛盾將得到緩解，能夠在一定程度上滿足蘭州市經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的用水需求。但仍需持續(xù)加強水資源管理和保護，以維持水資源承載力的穩(wěn)定和提高。蘭州市水資源承載力現(xiàn)狀不容樂觀，面臨著水資源短缺、開發(fā)利用程度高、水質(zhì)污染等問題。未來需要采取積極有效的措施，加強水資源的保護和管理，提高水資源利用效率，優(yōu)化用水結(jié)構(gòu)，以提升蘭州市水資源承載力，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用和經(jīng)濟社會與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。四、蘭州市水資源承載力影響因素分析4.1自然因素4.1.1降水與蒸發(fā)蘭州市地處西北干旱區(qū)，降水是水資源的重要補給來源，但其年均降水量僅298mm，降水相對匱乏，這對水資源量有著根本性的制約。降水在空間分布上呈現(xiàn)出自南向北遞減的特征，南部山區(qū)如興隆山等地，因地形和氣候的綜合作用，年降水量可達400mm以上，豐富的降水使得山區(qū)河流水量相對充足，為山區(qū)植被的生長提供了必要的水分條件，維持了山區(qū)良好的生態(tài)系統(tǒng)。而蘭州城區(qū)等河谷平原地區(qū)，年降水量則在250-300mm之間，降水較少，導致該地區(qū)水資源相對短缺，難以滿足當?shù)厝找嬖鲩L的用水需求。降水的時間分布同樣不均，主要集中在夏季（6-8月），約占全年降水量的60%-70%。夏季豐富的降水使得河流水量增加，地表徑流增大，為蘭州市提供了相對充足的水資源供應。黃河蘭州段在夏季的徑流量明顯高于其他季節(jié)，能夠滿足部分地區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用水需求。然而，在冬季（12-2月）和春季（3-5月），降水稀少，河流水量減少，水資源相對短缺。冬季黃河蘭州段徑流量處于全年最低水平，部分支流甚至出現(xiàn)干涸現(xiàn)象，這對蘭州市的供水安全構(gòu)成了嚴重威脅，特別是在農(nóng)業(yè)灌溉和居民生活用水方面，可能會出現(xiàn)供應不足的情況。除了降水，蒸發(fā)也是影響蘭州市水資源量的重要因素。蘭州市氣候干燥，蒸發(fā)量大，年蒸發(fā)量遠大于降水量。以榆中縣為例，其年蒸發(fā)量可達1600mm以上，大量的水分被蒸發(fā)，使得有限的水資源進一步減少。在干旱的季節(jié)和地區(qū)，蒸發(fā)作用更為明顯，導致地表水資源迅速減少，土壤水分流失嚴重，影響農(nóng)作物的生長和生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。在春季，農(nóng)田灌溉后的水分容易被快速蒸發(fā)，降低了水資源的利用效率，增加了農(nóng)業(yè)用水的需求。蒸發(fā)還會導致水體鹽度升高，影響水質(zhì)，進一步降低水資源的可利用性。在一些湖泊和水庫中，由于蒸發(fā)量大，水分蒸發(fā)后鹽分殘留，使得水體鹽度逐漸升高，不適宜直接作為生活和生產(chǎn)用水。降水與蒸發(fā)的綜合作用對蘭州市水資源承載力產(chǎn)生了重要影響。降水不足導致水資源總量有限，而蒸發(fā)量大則進一步加劇了水資源的短缺。這種狀況使得蘭州市在水資源開發(fā)利用過程中面臨著巨大的壓力，難以滿足經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的用水需求。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于降水不足和蒸發(fā)量大，需要大量抽取地下水進行灌溉，導致地下水位下降，引發(fā)地面沉降等地質(zhì)災害。在工業(yè)生產(chǎn)中，水資源短缺也限制了一些高耗水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，影響了蘭州市的經(jīng)濟增長。降水與蒸發(fā)的時空變化還增加了水資源管理的難度，需要采取科學合理的措施來應對水資源短缺問題，提高水資源承載力。4.1.2地形地貌蘭州市地形地貌復雜多樣，主要包括山地、丘陵、河谷平原等。這種復雜的地形地貌對水資源的分布和開發(fā)利用產(chǎn)生了顯著影響。蘭州市的山地和丘陵面積較大，約占全市總面積的65%。這些地區(qū)地形起伏較大，地勢高差明顯，導致水資源分布不均。山區(qū)地勢較高，降水相對較多，但由于地形陡峭，水流速度快，地表水難以儲存，大部分降水迅速匯入河流，形成地表徑流，使得山區(qū)的水資源開發(fā)利用難度較大。一些山區(qū)缺乏有效的蓄水設施，難以將降水儲存起來供后續(xù)使用，導致水資源浪費。山區(qū)的地形條件也限制了水利設施的建設和維護，增加了水資源開發(fā)利用的成本。在山區(qū)修建灌溉渠道和水庫，需要克服地形復雜、施工難度大等問題，投資成本較高。河谷平原地區(qū)地勢平坦，是蘭州市人口和產(chǎn)業(yè)的主要集聚區(qū)域，也是水資源開發(fā)利用的重點區(qū)域。黃河及其支流湟水河、莊浪河、大通河等流經(jīng)河谷平原，為這些地區(qū)提供了相對豐富的地表水資源。蘭州城區(qū)、皋蘭縣部分地區(qū)依托黃河水資源，發(fā)展了較為發(fā)達的工業(yè)和農(nóng)業(yè)。然而，河谷平原地區(qū)的水資源開發(fā)利用也面臨一些問題。由于人口密集和產(chǎn)業(yè)集中，用水需求大，導致水資源供需矛盾突出。部分地區(qū)存在過度開發(fā)水資源的現(xiàn)象，如過量開采地下水，導致地下水位下降，地面沉降等問題。河谷平原地區(qū)的水污染問題也較為嚴重，工業(yè)廢水、生活污水和農(nóng)業(yè)面源污染等對河流水質(zhì)造成了威脅，影響了水資源的可利用性。地形地貌還影響著蘭州市水資源的運輸和調(diào)配。山區(qū)地形復雜，交通不便，使得水資源的運輸和調(diào)配難度較大。在一些偏遠山區(qū)，由于缺乏有效的供水設施和運輸渠道，居民生活用水和農(nóng)業(yè)灌溉用水難以得到保障。而河谷平原地區(qū)交通相對便利，有利于水資源的調(diào)配和利用。但在水資源調(diào)配過程中，也需要考慮地形地貌對水流的影響，合理規(guī)劃供水線路和水利設施，以確保水資源能夠高效、穩(wěn)定地輸送到各個用水區(qū)域。蘭州市的地形地貌對水資源的分布和開發(fā)利用產(chǎn)生了多方面的影響。復雜的地形地貌導致水資源分布不均，增加了水資源開發(fā)利用的難度和成本，同時也加劇了水資源供需矛盾和水污染問題。因此，在蘭州市水資源管理和開發(fā)利用過程中，需要充分考慮地形地貌因素，因地制宜地制定合理的水資源開發(fā)利用策略，加強水資源保護和管理，提高水資源利用效率，以提升水資源承載力，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。4.2社會經(jīng)濟因素4.2.1人口增長人口增長對蘭州市水資源需求和承載力產(chǎn)生了多方面的顯著壓力。從用水需求角度來看，蘭州市常住人口數(shù)量持續(xù)上升，從2010年的361.61萬人增長至2023年的441.53萬人。人口的增加直接導致生活用水需求大幅攀升。居民日常生活中的飲用水、洗漱用水、衛(wèi)生清潔用水等方面的需求不斷增長，給水資源供應帶來了沉重負擔。在家庭用水方面，隨著生活水平的提高，居民對用水舒適度的要求也在增加，如更多家庭使用大容量的熱水器、洗衣機等，這些設備的廣泛使用進一步加大了生活用水的消耗。除了生活用水，人口增長還帶動了公共服務設施用水需求的增加。學校、醫(yī)院、商場等公共服務場所的數(shù)量隨著人口的增長而增多，這些場所的日常運營也需要大量的水資源。學校的教學實驗、學生生活用水，醫(yī)院的醫(yī)療用水、清潔用水等，都使得公共服務設施的用水總量不斷上升。人口增長對水資源承載力的壓力還體現(xiàn)在對其他用水領域的擠壓。隨著人口的增加，為了滿足居民的糧食需求，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，導致農(nóng)業(yè)用水需求相應增加。部分地區(qū)為了增加糧食產(chǎn)量，過度開采地下水用于灌溉，進一步加劇了水資源的短缺和供需矛盾。如榆中縣部分農(nóng)村地區(qū)，由于人口增長，耕地面積不斷擴大，農(nóng)業(yè)灌溉用水需求大幅增加，使得該地區(qū)的地下水位持續(xù)下降，水資源承載力受到嚴重威脅。在工業(yè)領域，人口增長帶來的勞動力資源增加，吸引了更多工業(yè)企業(yè)的入駐，推動了工業(yè)的發(fā)展，進而增加了工業(yè)用水需求。一些勞動密集型產(chǎn)業(yè)在蘭州市落戶，這些企業(yè)在生產(chǎn)過程中需要大量的水資源用于生產(chǎn)工藝、設備冷卻等環(huán)節(jié)，進一步加劇了蘭州市水資源的緊張局面。蘭州新區(qū)的一些電子制造企業(yè)，隨著用工人數(shù)的增加和生產(chǎn)規(guī)模的擴大，工業(yè)用水需求不斷上升，給當?shù)氐乃Y源供應帶來了較大壓力。4.2.2經(jīng)濟發(fā)展蘭州市不同產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對水資源的消耗和影響差異顯著。在農(nóng)業(yè)方面，作為農(nóng)業(yè)大市，蘭州市擁有一定規(guī)模的耕地面積，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水資源的依賴程度較高。2023年，蘭州市農(nóng)業(yè)用水達5.15億立方米，占總用水量的49.42%。農(nóng)業(yè)用水主要用于農(nóng)田灌溉，由于部分地區(qū)灌溉設施老化、灌溉方式不合理，如仍采用大水漫灌等傳統(tǒng)灌溉方式，導致農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)較低，水資源浪費嚴重。在一些農(nóng)村地區(qū)，由于缺乏先進的灌溉技術(shù)和設備，灌溉過程中大量的水資源被蒸發(fā)、滲漏，無法被農(nóng)作物充分利用，使得農(nóng)業(yè)用水效率低下，進一步增加了農(nóng)業(yè)對水資源的消耗。工業(yè)發(fā)展對蘭州市水資源也產(chǎn)生了重要影響。蘭州市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以石油化工、有色冶金、裝備制造等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)為主，這些產(chǎn)業(yè)大多屬于高耗水行業(yè)。石油化工行業(yè)在原油加工、化工產(chǎn)品合成等生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，需要大量的水資源用于化學反應、產(chǎn)品分離、設備冷卻等過程，用水量大且對水質(zhì)要求較高。蘭州石化公司每年的工業(yè)用水量可達數(shù)千萬立方米，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含有有害物質(zhì)的廢水若未經(jīng)有效處理直接排放，還會對水資源造成污染，降低水資源的可利用性。有色冶金行業(yè)在礦石冶煉、金屬加工等過程中也需要消耗大量的水資源，且生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的尾礦和廢渣，其中含有的重金屬等有害物質(zhì)可能會隨著雨水沖刷等方式進入水體，污染水資源。隨著蘭州市經(jīng)濟的發(fā)展，服務業(yè)也在不斷壯大，服務業(yè)用水需求逐漸增加。商業(yè)、餐飲、旅游等服務業(yè)在運營過程中需要大量的水資源用于清潔、洗滌、景觀用水等方面。大型商場、酒店每天需要消耗大量的水用于衛(wèi)生間清潔、餐飲服務、空調(diào)冷卻等；旅游景區(qū)的景觀用水、游客生活用水等也對水資源提出了一定的需求。一些旅游景區(qū)為了打造美麗的景觀，需要大量的水資源進行人工湖、噴泉等景觀設施的維護，這在一定程度上增加了水資源的消耗。不同產(chǎn)業(yè)發(fā)展對蘭州市水資源的消耗和影響是多方面的。農(nóng)業(yè)用水量大且利用效率低，工業(yè)不僅用水量大還存在水污染問題，服務業(yè)用水需求也在逐漸增加。因此，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高水資源利用效率，加強水資源保護和管理，對于緩解蘭州市水資源壓力，提升水資源承載力具有重要意義。4.3技術(shù)與管理因素4.3.1節(jié)水技術(shù)應用近年來，蘭州市積極推廣節(jié)水技術(shù)，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活用水等領域取得了一定成效，對水資源承載力的提升發(fā)揮了積極作用。在農(nóng)業(yè)方面，蘭州市大力推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)，如管灌、滴灌、噴灌等。永登縣在川地的高標準農(nóng)田中鋪設管灌設備，在梯田的農(nóng)田中鋪設滴灌設備，實現(xiàn)了灌溉施肥一體化，不僅提高了水資源的利用效率，還減少了水土流失，增加了土地肥沃程度。據(jù)統(tǒng)計，采用滴灌技術(shù)的農(nóng)田，灌溉水有效利用系數(shù)可提高到0.8-0.9，相比傳統(tǒng)大水漫灌方式，節(jié)水效果顯著。通過推廣這些高效節(jié)水灌溉技術(shù)，蘭州市農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)從2020年的0.562提高到2023年的0.577，一定程度上緩解了農(nóng)業(yè)用水對水資源的壓力，提升了水資源承載力。工業(yè)領域，蘭州市鼓勵企業(yè)采用先進的節(jié)水工藝和設備，提高工業(yè)用水的重復利用率。蘭州生物制品研究所有限責任公司積極開展節(jié)水技術(shù)改造，通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高了工藝水的回用率，降低了萬元工業(yè)增加值用水量。蘭州石化公司也實施了一系列節(jié)水減排項目，如建設污水處理及回用裝置，將處理后的中水回用于工業(yè)生產(chǎn)，提高了水資源的循環(huán)利用效率。這些措施有效減少了工業(yè)新鮮水的取用量，降低了工業(yè)用水對水資源的消耗，提升了蘭州市水資源的承載能力。部分高耗水行業(yè)的企業(yè)由于資金短缺、技術(shù)水平有限等原因，在節(jié)水技術(shù)應用方面仍存在不足，節(jié)水潛力尚未充分挖掘。在生活用水方面，蘭州市加大了節(jié)水器具的推廣力度，提高了節(jié)水器具的普及率。通過開展節(jié)水宣傳活動，鼓勵居民使用節(jié)水龍頭、節(jié)水馬桶等器具，減少生活用水浪費。同時，加強城市供水基礎設施建設，降低供水管網(wǎng)漏損率。蘭州城市供水（集團）有限公司統(tǒng)籌實施供水管網(wǎng)漏損控制各項任務，逐步降低城市公共管網(wǎng)漏損率，近3年來城市公共管網(wǎng)漏損率均在10%以下。通過這些措施，有效減少了生活用水的浪費，提高了水資源的利用效率，對提升蘭州市水資源承載力起到了積極作用。節(jié)水技術(shù)的應用在一定程度上緩解了蘭州市水資源供需矛盾，提升了水資源承載力。但仍需進一步加大節(jié)水技術(shù)的推廣力度，加強技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，提高節(jié)水技術(shù)的應用水平，以實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用和水資源承載力的持續(xù)提升。4.3.2水資源管理體制蘭州市現(xiàn)有的水資源管理體制在水資源的合理配置、保護和利用方面發(fā)揮了一定作用，但也存在一些問題，對水資源承載力產(chǎn)生了一定影響。蘭州市水資源管理涉及多個部門，包括水務局、生態(tài)環(huán)境局、農(nóng)業(yè)農(nóng)村局等。由于各部門之間職責劃分不夠明確，存在職能交叉和管理分散的問題，導致在水資源管理過程中出現(xiàn)協(xié)調(diào)困難、信息溝通不暢等情況。在水資源規(guī)劃和調(diào)配方面，不同部門可能從自身利益出發(fā)，缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和協(xié)調(diào)，難以實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置。水務局負責水資源的開發(fā)利用和調(diào)配，而生態(tài)環(huán)境局負責水質(zhì)保護，在實際工作中，兩者之間可能存在目標不一致的情況，導致水資源的開發(fā)利用與保護難以協(xié)調(diào)推進。蘭州市的水資源管理制度在執(zhí)行過程中存在落實不到位的情況。雖然制定了一系列水資源管理制度，如取水許可制度、水資源有償使用制度、水資源保護制度等，但在實際執(zhí)行過程中，部分地區(qū)和企業(yè)存在違規(guī)取水、超計劃用水、未按規(guī)定繳納水資源費等現(xiàn)象。一些企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本，未經(jīng)許可私自取用地下水，或者在取水過程中存在計量不準確、超量取水等問題。部分地區(qū)對水資源保護制度的執(zhí)行不夠嚴格，對水污染問題的監(jiān)管和處罰力度不足，導致一些工業(yè)廢水和生活污水未經(jīng)有效處理直接排放，污染了水資源，降低了水資源的可利用性，影響了水資源承載力。水價是調(diào)節(jié)水資源供需關系的重要經(jīng)濟手段，但蘭州市現(xiàn)行的水價體系不夠完善，水價偏低，未能充分反映水資源的稀缺性和價值。較低的水價使得企業(yè)和居民在用水時缺乏成本約束，導致水資源浪費現(xiàn)象嚴重。工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中，由于用水成本較低，缺乏節(jié)水的積極性，一些高耗水工藝和設備難以得到淘汰和更新；居民在日常生活中，也因為水價便宜，對節(jié)水不夠重視，存在長流水、過度用水等現(xiàn)象。這種不合理的水價體系不利于水資源的節(jié)約和高效利用，對提升水資源承載力產(chǎn)生了負面影響。蘭州市現(xiàn)有的水資源管理體制存在的問題制約了水資源的合理配置和高效利用，對水資源承載力產(chǎn)生了不利影響。因此，需要進一步完善水資源管理體制，明確各部門職責，加強制度執(zhí)行力度，完善水價體系，以提高水資源管理水平，提升水資源承載力。五、提升蘭州市水資源承載力的策略5.1優(yōu)化水資源配置5.1.1調(diào)整用水結(jié)構(gòu)農(nóng)業(yè)用水在蘭州市用水總量中占比較大，因此優(yōu)化農(nóng)業(yè)用水結(jié)構(gòu)至關重要。在種植結(jié)構(gòu)方面，應依據(jù)蘭州市的水資源狀況和氣候條件，合理調(diào)整農(nóng)作物種植布局。減少高耗水農(nóng)作物的種植面積，如水稻等，增加耐旱、節(jié)水型農(nóng)作物的種植比例，如小麥、玉米、馬鈴薯等。在干旱缺水的永登縣部分地區(qū)，逐步減少水稻種植，擴大馬鈴薯的種植面積，有效降低了農(nóng)業(yè)用水量。推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)是提高農(nóng)業(yè)用水效率的關鍵措施。繼續(xù)加大對管灌、滴灌、噴灌等高效節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣力度，提高農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)。在永登縣川地的高標準農(nóng)田中鋪設管灌設備，在梯田的農(nóng)田中鋪設滴灌設備，實現(xiàn)了灌溉施肥一體化，不僅提高了水資源的利用效率，還減少了水土流失，增加了土