湖北调水影响区水资源承载力分析及解决方案

（一）主要因子选取

湖北调水影响区水资源承载力30个驱动因子指标的统计值和标准化数据（见表6-1和表6-2）。

应用SPSS19.0软件进行主成分分析可得湖北省水资源承载力变化驱动因素相关系数矩阵（表6-3）和主成分特征值及贡献率（表6-4）。

表6-1　湖北省调水影响区经济及水资源状况统计

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表6-2　标准化数据

表6-3　相关系数矩阵

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表6-4　特征值和主成分贡献率

注：前4个主成分

主成分分析的结果表明：前4个主成分的累积贡献率已经达到95.470%，基本代表了全部因子对湖北调水影响区水资源承载力的影响，完全符合分析的要求。由此，进一步得出主成分载荷矩阵（表6-5），它是主成分与变量之间的相关系数。从表中可以看出ZX4，ZX5，ZX14，ZX24，ZX25，ZX26，ZX27，ZX28，ZX29与第一主成分有很大的正相关，ZX1，ZX2，ZX3与第二主成分有较大的正相关，ZX7，ZX20，ZX23与第三主成分有较大的正相关。ZX6，ZX7，ZX16，ZX17与第四主成分有较大的正相关。因此，湖北调水影响区水资源承载力的主要影响因子可以归纳为经济社会发展、水资源开发利用因素等两大类。

表6-5　主成分荷载矩阵

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（二）水资源承载力影响因素分析

社会经济因素：

第一主成分包含了66.233%的变化率，是主控因子，组成第一主成分的有ZX4（供水量），ZX5（工业用水），ZX14（人均总用水量），ZX24（地区生产总值），ZX25（第一产业产值），ZX26（第二产业产值），ZX27（第三产业产值），ZX28（工业增加值），ZX29（全社会固定资产投资），第一主成分与ZX12（万元GDP水耗），ZX13（万元工业增加值水耗）有很大的负相关。

2011年湖北调水影响区实现地区生产总值6 244.1亿元，其中第一产业实现增加值992.8亿元，第二产业实现增加值3 254亿元，第三产业实现增加值1 997.2亿元，工业实现增加值2 858.2亿元，分别比上年增长12.5%、16.5%、36.4%、13.3%、37.4%，比2003年增长2.54倍、1.36倍、4.37倍、2.06倍、4.40倍。完成全社会固定资产投资额3 693.1亿元，比上年增长18.1%，比2003年增长7.55倍。区域总供水量（用水量）126.8亿立方米，比2003年增长31.1%，工业用水52.1亿立方米，比2003年增长101.4%，人均总用水597.4立方米，比2003年增长35.6%。万元GDP水耗194.8米3/万元，比2003年下降63.3%，万元工业增加值水耗173.5米3/万元，比上年下降53.6%。可以得出，湖北调水影响区经济在高速增长，特别是第二产业的迅速的增长以及固定资产投资的不断增长，带来水资源的消耗以及需求也都在不断增加，与此同时，万元GDP水耗、万元工业增加值水耗不断下降，对水资源消耗起到反向作用。

水资源开发利用因素：

第二主成分包含了17.278%的变化率，第二主成分在ZX1（水资源量）、ZX2（人均水资源量）、ZX3（亩均水资源）有较大的载荷，与ZX6（生态用水），ZX9（水资源开发利用率），与ZX17（农业亩均灌溉用水量）有较大的负相关，代表着调水影响区水资源丰裕状况对承载力的影响，水资源开发利用率的提升对水资源承载力带来压力，2011年湖北调水影响区水资源开发利用率达到49.6%。水资源开发利用水平的提高，虽然可以在一定程度上缓解调水影响区用水紧张的局面，但受地理位置和自然条件的限制，给水资源开发利用带来难度。

第三、四主成分包含了11.517%的变化率，构成第三、四主成分的主要因子有ZX6（农业用水）、ZX7（生活用水）、ZX17（农业亩均灌溉用水量）、ZX20（第三产业废污水排放量）的变化率。代表了调水影响区农业用水和生活用水及其用水效率对水资源承载力的影响。

（三）水资源承载力综合评价值

根据表6-5中的数据，除以主成分相应的特征值的开平方根，得到主成分特征向量（见表6-6），即四个主成分表达式中每个指标对应的系数。

表6-6　主成分特征向量

根据主成分特征向量和表6-2中的标准化数据，求出新的综合指标F1、F2、F3、F4及各年份在新综合指标上的数据（见表6-7）。

表6-7　新的综合指标及得分

将表6-7的数据代入式（4）～式（8），得到各主成分因子（F1、F2、F3、F4）的非负化数据（表6-8）和权重（表6-9）以及不同年份湖北调水影响区水资源承载力的综合得分（表6-10）。

表6-8　主成分非负化数据处理结果

表6-9　熵值e，信息效用值d和熵权w

表6-10　水资源承载力综合得分

利用表6-10中的数据可以得到2003—2011年湖北调水影响区的水资源承载力波动曲线（见图6-2）。虽然2003—2011年水资源承载力的变化曲线波动较大，但总体上综合评分值不断减小，至2011年达到分析时段的最低值。2003年的水资源承载力综合得分是2011年综合得分的1.17倍。即水资源承载状况呈下降态势，且在近几年下降趋势明显。这表明其开发状况更多地具有饱和阶段的特征，显现出水资源进一步利用的潜力在减小。由于社会经济的发展，产业用水和生活用水的增加，加大了对水资源的开发利用，导致水资源状况的恶化，使得水资源的承载能力变小。