水量水质联控视角下区域水资源系统代谢机制研究——以浙江省为案例

当前,水资源系统管理面临的主要危机是如何处理区域经济社会的高速发展导致的水资源短缺和水环境恶化问题.基于水量水质联控的视角,解析水资源系统“量”和“质”的代谢机制,探寻区域发展水资源代谢规律与演变机理,可为区域辨识水资源高效管理路径提供科学依据.以浙江省为研究对象,基于资源代谢理论、投入产出分析、生态网络分析等方法构建区域水资源代谢网络,解析浙江省水量和水质污染物(COD、NH3-N、TP)代谢机制,识别不同代谢模式下的关键产业部门.结果显示:(1)基于水资源代谢网络流动分析,2017年水量代谢系统中流入量最大的产业部门分别是制造业(71.15%)、其他产业(10.1%)、批发零售及住宿餐饮业(6.26%);COD代谢系统中流入量最大的部门分别是制造业(74.5%)、其他产业(9.54%)、批发零售及住宿餐饮业(5.69%);NH3-N代谢系统中流入量最大的部门分别是制造业(69.94%)、其他产业(11.81%)、批发零售及住宿餐饮业(5.99%);TP代谢系统中流入量最大的部门分别是制造业(78.38%)、批发零售及住宿餐饮业(7.25%)、采矿业(4.78%);(2)基于水资源代谢网络效用分析,在2017年水量代谢网络中制造业、建筑业存在负效用大于5个,采矿业和其他产业存在正效用至少为4个,在2017年污染物代谢网络中制造业和建筑业二者存在负效用个数至少有5个,电力热力业、其他产业,二者存在正效用个数至少为4个;基于水资源代谢网络控制分析,采矿业对其它部门产业的控制占主导地位,而建筑业、农业、制造业则为被控制者;基于水资源代谢网络稳定性分析,得到水资源代谢网络具有较高的冗余度而效率性偏低的特点;(3)综合水资源系统“量”和“质”代谢属性,制造业、其他产业作为水资源代谢网络生产、消费、产污、治污的多向关键部门,对水资源系统代谢网络产生了显著影响,对其实施供需侧结合的节水减污管控措施,会使得系统收获最大限度的协同效益,这为区域水资源系统减污降耗方案制定提供了新的思路.