论文部分内容阅读
水量和水质是水资源的基本属性,满足水质要求的水资源才能得以有效利用,从量质耦合的角度,通过水资源“量”、“质”来对“效”进行合理化评价,可为区域水资源高效、可持续利用提供理论支撑。京津冀协同发展已成为一项重大国家战略,是推动全国跨地域联动发展树立的样板工程。因此,本文以京津冀地区为研究对象,在查阅文献和收集数据的基础上,分析了京津冀地区产业协同发展状况,解析了京津冀地区水资源条件和水资源利用情况时空演变特征,核算了京津冀地区水资源利用边际效益和效率,构建了量质耦合视角的区域水资源利用效用评价指标体系,评价了京津冀地区水资源利用效用,研究成果可为协同发展战略下的京津冀地区水资源公平、高效、可持续利用提供科学依据。本文的主要研究内容及成果概述如下:(1)利用钱纳里工业化阶段理论和区位商指数,研判了京津冀地区工业化所处阶段,并分析了京津冀地区产业结构布局和产业结构关系。研究结果显示:北京市处于后工业化阶段,天津市处于工业化后期阶段,河北省处于工业化中期阶段;在三省(市)中,北京市第三产业优势最为明显;天津市第二产业优势较为显著,河北省第一产业具有较大优势;京津冀地区产业结构地区差异性和升级进度差异性较大,产业结构升级的扩散效应没有显现,区域产业合作的空间和潜力十分广阔。(2)利用变异系数和泰尔系数对2003-2017年京津冀地区水资源条件和水资源利用的时空演变特征进行了系统分析。研究结果表明:在水资源条件方面,京津冀地区水资源总量和人均水资源量年际变化均呈现先上升后下降的趋势,空间分布不均衡性随时间演变呈现逐渐增大的趋势,各城市间不均衡性差异显著。在水资源利用方面,用水总量在250亿m3上下小幅波动,空间不均衡性随时间演变呈现增大趋势,各城市间不均衡性差异不显著;用水结构以农业工业用水逐年减少,生活生态用水逐年增加为主要特征,农业、工业和生活用水空间分布不均衡性随时间演变和在各城市间的差异均不显著,生态用水空间分布不均衡性均较为显著;区域用水效率大幅提升,空间不均衡性随时间演变有波动减小的趋势,各城市间不均衡性差异显著。(3)采用柯布—道格拉斯函数和数据包络分析法对2003-2017年京津冀地区水资源利用边际效益和效率进行了测度。结果表明:京津冀地区第一产业、第二产业和第三产业用水的边际效益随时间逐年增长,各产业多年平均用水边际效益表现为第三产业>第二产业>第一产业;京津冀地区水资源利用效率呈现出波动增长趋势,各产业多年平均水资源利用效率表现为北京市>天津市>河北省,三者之间虽有差距,但呈现出减小的趋势。(4)从水量—水质耦合角度,建立了以水量、水质和水生态三个准则层为框架,涵盖水资源开发利用率、COD排放量和生态环境用水率等15个指标的区域水资源利用效用评价指标体系,并采用层次分析法确定了主要影响指标的权重。研究结果表明:京津冀地区水资源利用效用主要影响指标为万元GDP用水量、万元工业增加值用水量、水资源开发利用率、污水集中处理率和水功能区水质达标率等。(5)采用本研究构建的区域水资源利用效用评价指标体系,利用模糊综合评价法评价了京津冀地区水资源利用效用。评价结果表明:近年来,北京市水资源利用效用状态由较差转变为良好状态,有了较为明显的改善;天津市水资源利用效用状态由较差转变为一般状态,也有了一定程度的改善;河北省水资源利用效用状态由较差转变为一般状态,但评分接近一般等级临界值下限,亟需提高水质,改善水生态环境,以提高水资源利用效用。针对评价结果,分析了影响京津冀地区水资源开发利用状态的主要原因。