水资源作为基础性和战略性自然资源，既是区域社会、经济、生态协调发展的保障和支撑，也是国家经济持续发展的保证^[1].目前中国水资源的分布与人口、耕地、生产力、生态环境的需求不相协调^[2]，水资源短缺与社会经济发展的矛盾引起了学者的广泛关注.大量学者分别对区域水资源状况及可持续开发利用进行研究，采用不同方法构建区域水资源评价模型^[3-4]，其中水资源压力成为判断水资源短缺程度的重要指标.水资源压力是指在一定的时空尺度下，为满足人类社会的生存发展需求以及维持社会经济活动的正常运行而对水资源和水生态环境产生的影响，其指数大小与自然条件、开发利用模式、社会经济状况、技术管理水平等有着直接或间接的关系^[5-6]，人均水资源量、水资源开发利用程度和承载能力成为衡量区域水资源压力的主要指标.Falkenmark和Widstrand^[7]号召人们注意水资源短缺，并提出用人均水资源量来衡量区域水资源紧缺程度，Downs等^[8]从水资源供需角度评价区域的水资源安全状况，贾绍凤等^[9]基于水资源压力指数的概念，建立包含人均水资源量和水资源开发利用程度2个衡量指标的水资源安全评价指标体系，其他学者^[10-12]也分别从水资源需求角度考虑水资源综合压力问题，从水资源与人口、经济、环境等协调发展的角度出发，构建包括数量压力、生态压力、人口和经济发展压力、技术压力等水资源综合压力评价指标体系.夏富强等^[13]、路宁和周海光^[14]分析典型区域的水资源压力，探讨社会经济发展、生态环境保护等与水资源压力之间的关系.

大量学者在水资源压力指标定量评估方法等方面做了较多研究，但已有水资源压力指数或指标体系仍存在一些问题：一是水资源压力评价过程主要考虑维持社会经济发展的水资源供应相关指标，而较少考虑生态环境需水；二是区域水资源压力状况的研究较多采用个别年份资料，缺乏长时间序列的数据支撑，水资源压力的动态变化趋势分析较少；三是国内流域水资源压力评价研究较少，已构建的区域水资源压力评价指标体系难以应用到其中.本文选择成渝经济区北部和川北典型丘陵城市南充市为研究对象，构建水资源压力指标模型，从人口压力、经济发展压力、生态压力、技术压力4个方面探讨南充市及其各区县的水资源压力情况，从而对川北丘区水资源的利用开发及其与社会、经济、生态协调发展提出合理建议.

1 研究区概况

四川省南充市位于嘉陵江中游，四川盆地中北部，幅员面积1.25×10⁴km²，是四川省第2大人口城市，成都、重庆、西安三角经济区要冲，成渝经济区的重要节点.辖1市3区5县，包括阆中市和顺庆区、高坪区、嘉陵区、西充县、南部县、蓬安县、营山县、仪陇县.属中亚热带湿润季风气候区，雨热同季，地势北高南低，大致分为南部丘陵区和北部低山区2大地貌单元^[15].境内有嘉陵江、渠江、涪江3大水系，多年平均径流深335mm，多年平均径流总量41.91×10⁸m³，低于全省和全国的平均水平^[16].

2 数据来源与模型构建 2.1 数据来源与处理

本文所采用的水资源与社会经济数据，来源于2007—2013年《南充市水资源公报》、《四川统计年鉴》、南充市国土资源局政府公开网和南充市水务局官网.为使数据具有可比性，经济指标数据均折算为2000年可比价.

2.2 水资源压力评价模型

水资源评价是对水资源的数量、质量、时空分布特征和开发利用状况进行全面分析和评估的过程^[17]，而水资源评价的推动力则来自于其稀缺性的日益显现.在已有研究中，许多学者就水资源可持续利用、水资源承载力、水资源紧缺型、脆弱型等相继提出了评价指标，水资源评价指标因研究视角、空间尺度而异，其中水资源压力指数因能够简单明确地定量评价区域水资源状况而被广泛采用.

水资源短缺对区域发展的影响主要表现为对人口增长、经济发展和生态环境的压力，同时水资源短缺还受到用水结构、技术因素的影响.本文选取人均水资源量、人均GDP、水资源总量折合地表径流深度、水资源开发利用程度、废水处理率、万元GDP耗水下降率等6个指标表征水资源压力，分别计算南充市水资源的人口压力、经济发展压力、生态压力和技术压力，并构建水资源综合压力指数计算模型如下

$WRPI=\alpha {{P}_{l}}+\beta {{P}_{e}}+\varepsilon {{P}_{c}}+\eta {{P}_{t}},$

(1)

式中，WRPI为区域水资源综合压力指数；P_l、P_e、P_c、P_t分别为水资源人口压力、经济发展压力、生态压力、技术压力指数值；α、β、ε、η分别为各自的权重，且α+β+ε+η=1.借鉴文献^[18-20]，根据南充市历年各项用水数据，采用Delphi方法确定权重数值，α=0.25、β=0.25、ε=0.3、η=0.2.当某项水资源压力指数<0时，说明区域对于该项指标不存在水资源压力.

1) 水资源人口压力指数P_l.该指标用来衡量人口数量给区域水资源带来的压力.决定水资源人口压力的关键因素为区域人口总量，具体表现为人均水资源量的多少，因此以人均水资源量(PWR)作为水资源的人口压力指数来计算具有一定科学性.根据中国水资源紧缺指标体系，水资源人口压力的下限为人均水资源量为1000m^{3[18, 21]}.因此，将人均水资源1000m³作为水资源人口压力指数计算的临界值，则

${{P}_{l}}=\left( 1000-{{P}_{WR}} \right)/1000.$

(2)

2) 水资源经济发展压力指数P_e.该指标用来衡量经济发展给区域水资源带来的压力.经济发展是水资源压力发生变化的主要驱动力，而经济发展可用人均GDP、人均工业生产值等衡量，本文采用人均GDP(GA)作为经济发展的衡量指标.根据调查显示，当中国人均GDP达到3000美元时，由于产业结构调整与升级，工业用水重复利用率不断提高，高耗水的第一产业和第二产业比重会下降；同时城镇居民生活用水和服务业用水效率提升，使得单位GDP用水量持续下降，从而整个社会用水量增加的趋势日趋平缓^[22].因此把经济发展对水资源压力的临界值设定为人均GDP达到3000美元.

${{P}_{e}}=\left( 3000-GA \right)/3000.$

(3)

3) 水资源生态压力指数P_c.该指标用来衡量水资源自然情况和开发利用给区域水资源带来的压力，考虑本身自然条件和人类活动2方面的影响.本文采用水资源总量折合地表径流深度(WR)来衡量本身自然条件.统计分析发现，水资源折合地表径流深为150mm是水资源维系良好生态系统的临界值.水资源折合地表径流>150mm的地区可以在自然状态下维系良好的生态系统，并且从生态角度看不存在水资源压力.而<150mm的地区不能保持生态系统的稳定性，面临着生态环境恶化的威胁^{[13, 18, 23]}.本文采用水资源开发利用程度(WD)来衡量人类活动对生态环境的影响，水资源开发利用程度是指年可获得的淡水资源总量中取用淡水资源量占比的百分率.依据钱正英等^[24]研究显示，水资源开发利用率应控制在50%以内为宜，再结合南充市水资源开发程度低的实际情况，南充市的水资源开发利用率应控制在60%以内.由此，生态压力的计算公式为

${{P}_{c}}=\frac{\frac{\left( 150-WR \right)}{150}+\frac{\left( WD-60 \right)}{60}}{2}.$

(4)

4) 水资源技术压力指数P_t.该指标用来衡量技术因素给区域水资源带来的压力.本研究采用城镇废水处理率和万元地区生产总值水耗下降率2项指标来衡量.R₁、R₂分别为城镇废水处理率和万元地区生产总值水耗下降率，θ₁、θ₂分别为城镇废水处理率和万元地区生产总值水耗下降率的权重系数，各赋1/2，即θ₁=θ₂=0.5.

${{P}_{t}}={{\theta }_{1}}\times {{R}_{1}}+{{\theta }_{2}}\times {{R}_{2}}$

(5)

3 评价结果分析 3.1 南充市水资源压力评价分析

1) 人口压力与经济发展压力指数

从水资源人口压力看，南充市区域人均水资源总量呈降低态势，而总人口由2007年7.34×10⁶人增长到2012年7.59×10⁶人，因而人口压力总体呈增长态势.由于受到水资源总量变化影响，2012年和2013年人均水资源量波动较大，2012年水资源总量达5.424×10⁹m³，较邻近年份水资源总量增长较为明显，从而成为人口压力波动变化中明显的波谷(图 1).2013年由于降水量偏少原因，水资源总量为历年最少，仅为3.797×10⁹m³，人口压力呈明显的上升态势；2007—2011年，总人口持续小幅度增长，而水资源总量波动幅度较小，人口压力呈微增长态势.

从图 2可以看出，2007—2013年，南充市的经济发展压力指数呈下降趋势，最大为2008年的0.694，最小为2012年的-0.153.随着社会经济的发展，南充市经济总量增长迅速，人均GDP由2007年的仅918美元增长到2013年的3459美元，增长近4倍.从而水资源经济发展压力指数持续下降，并且从2011年开始下降速度呈不断增大趋势.2012年，南充市水资源压力指数为0.003，根据经济发展压力计算的理论依据，理论上南充市2012年以后已不存在水资源经济发展压力.

2) 生态压力与技术压力指数

从生态压力来看，由于水系发达，气候稳定，降水较为丰富，水资源利用率偏低，南充市并不存在水资源生态压力.如图 3，2007—2013年，南充市水资源开发利用率缓慢波动增加，由2007年的20%左右增长到2012年的30%左右，水资源利用率也远低于60%.除2013年由于降水量变化大，造成地表径流深度下降外，南充市2007—2013年地表径流深度呈增长趋势并从历年数据可知，其地表径流深度常年在300mm以上.水资源生态压力指数最大为2013年的-0.783，最小为2012年的-1.303，并且从2007—2013年水资源生态压力指数均小于0.因此基于地表径流深度考虑，理论上南充市在较长一段时间内不会面临水资源生态压力.

在对南充市水资源技术压力指数计算中，从城镇废水处理率，万元地区生产总值水耗下降率2项数据来考虑.随着生产总值的增加和节水改造技术的更新，除2008年的139m³/万元较前一年有所增加外，南充市的万元地区生产总值用水量在波动中逐年减少，从2007年的182m³/万元下降到2013年的79.8m³/万元.同时南充市污水处理率一直在90%左右徘徊，没有太大的波动，因此南充市的水资源技术压力处于缓慢降低的趋势.正如图 2所示：2007—2013年，南充市水资源技术压力指数是一条趋于水平的直线，稳定在0.500左右，水资源技术压力指数最高为2008年的0.602，最低为2013年0.405.

3) 水资源综合压力指数

根据水资源压力计算模型，2007—2013年南充市各项水资源压力及综合压力指数如表 1.从表 1中可看出，南充市水资源综合压力呈现波动缓慢下降趋势(图 4).2007年水资源综合指数为0.619，2012年后减小至0.344，2013年由于降水量较上年偏少14.5%，水资源总量为37.97亿m³，比常年减少18.1%，比上年减少30.0%，水资源自然本生总量的变化使得水资源压力综合指数快速上升至0.550.

从水资源综合压力降低的原因看，主要是由于南充市经济发展压力和技术压力减小以及长期没有生态压力使得南充市水资源综合压力不断减少.在经济发展压力方面，南充市近年来，引进资金，大力发展生态农业、轻工业等优势产业，经济发展迅速，经济发展压力持续降低，目前理论上已不存在经济发展压力.在生态压力方面，因水资源总量以及降水量等属于自然原因，生态压力取决于水资源条件，而水系丰富，降雨充沛使得南充市长期没有生态压力.在技术压力方面，虽然南充市的万元GDP用水量大幅降低，但与先进区域的技术差距在不断增大，降低万元GDP用水量越来越难，水资源技术压力仍然严峻.在人口压力方面，南充市人口压力的增加主要受人均水资源量的影响，南充市人均水资源量常年在600m³至700m³，远低于人均水资源量下限1000m³，而南充市近年来人口变化不大，稳定在750万人左右.短时间内，人口数量减少，水资源总量又受自然条件制约，因此南充市水资源人口压力还是较大并难以降低.

3.2 各区县水资源压力空间分布变化

1) 人口压力与经济发展压力指数

如图 5所示，2007年水资源人口压力指数最大为顺庆区的0.642，最小为阆中市的0.151，水资源经济发展压力指数最大为仪陇县的0.772，最小为顺庆区0.417.2012年水资源人口压力指数最大的仍为顺庆区0.708，最小为仪陇县0.092；经济发展压力指数最大为仪陇县的0.330，最小为顺庆区-0.741.相较于2007年，2012年南充市各区县的水资源人口压力和经济发展压力总体呈均下降趋势，平均人口压力指数由2007年的0.380降至2012年的0.306；平均经济发展压力指数由2007年的0.644降至2012年的0.000.就各区域而言，顺庆区和阆中市人口压力指数有所上升，人口压力指数降低幅度最大的为西充县，由0.368降至0.092.经济发展压力降低幅度最大的顺庆区，由0.417降至-0.741，降低幅度最小的为仪陇县，由0.772降至0.33.根据经济发展压力计算的理论依据，顺庆区、南部县、蓬安县、阆中市已不存在水资源的经济发展压力.

2) 生态压力和技术压力指数

如图 6所示，从生态压力来看，理论上南充市各区县均不存在生态压力.2007年水资源生态压力指数最大为顺庆区的-0.881，最小为营山县的-1.342；水资源技术压力指数最大为西充县0.657，最小为顺庆区的0.493.2012年水资源生态压力指数仍为顺庆区的-0.664，最小为蓬安县营的-1.342；水资源技术压力指数最大为营山县的0.571，最小仍为为顺庆区的0.333.可见在总体上空间分布的变化不大，生态压力较大的区域集中于经济发达、人口集中的顺庆区和高坪区，而生态压力较小的区域集中于经济落后、自然条件恶劣的仪陇县和营山县.比较2007年和2012年南充市各区县生态压力指数曲线，2012年的曲线波动更大，可知相较2007年，2012年南充市各行政区域水资源生态压力地区间差变得更大，特别是顺庆区的生态压力相较于其他地区，生态压力十分明显.就各区域的变化而言，顺庆区县和阆中市的生态压力明显上升，原因在于近年来顺庆区和阆中市经济发展迅速，工业、服务业用水需求旺盛，水资源利用率逐年增大.

就技术压力而言，2012年比2007年，整体上南充市各区域技术压力均有所下降，但2012年水资源技术压力曲线波动更大，意味着相较2007年，南充市各区域的技术压力差异变得更大，像顺庆区、嘉陵区这些工业集中的区域，技术改进更新更快，万元GDP用水量下降率以及污水处理率都高于其他地区，技术进步明显，技术压力指数下降幅度最大.像仪陇县、西充县等区域，以农业为主，工业发展落后，技术相比较为落后，技术压力指数下降幅度最小，仅分别下降0.008和0.109.

3) 水资源综合压力指数

南充市各行政区域水资源压力指数见表 2，为了更加详细和直观分析评价南充市各行政区域水资源压力指数，对南充市各行政区域水资源压力指数(2007和2012年)再进行分级，见表 3.

结合表 2和表 3，可知在2007年，南部县、营山县、仪陇县、阆中市水资源综合压力指数为0.3～0.5，自然水资源较为丰富，水资源生态压力和人口压力较小，水资源压力状况属于中等；顺庆区、高坪区、嘉陵区、蓬安县资源综合压力指数为0.5～0.7，水资源与社会、经济发展不协调，水资源压力状况属于较大；主要原因在于这些地区的人口压力和技术压力巨大，只要加以合理的引导和管理，存在较大的改善空间.在2012年，南部县、营山县、仪陇县、西充县水资源综合压力指数为0.3～0.5，水资源压力状况属于中等；顺庆区、嘉陵区、蓬安县、阆中市水资源综合压力指数为0.5～0.7，水资源压力状况属于较大.高坪区水资源综合压力指数为大于0.7，水资源压力状况属于巨大.对比来看，南充市水资源压力的空间分布变化不大，水资源压力较大区域集中在顺庆区、嘉陵区、蓬安县，而高坪区的水资源压力状况从较大变为巨大.

4 结论与建议

本文通过建立水资源压力评价指标体系，对南充市水资源压力及其时空变化进行分析，得到了南充市水资源人口压力指数、经济发展压力指数、生态压力指数和技术压力指数，并得到南充市2007—2013年的水资源综合压力指数变化.得到相关结论及建议如下：

1) 从时间变化上看，南充市水资源压力呈现下降趋势，但是仍然受年降水量的影响较大，如2013年.水资源经济发展压力持续下降，技术压力也在波动变化中下降；虽然南充市生态压力指数均小于0，目前不存在水资源生态压力，但生态压力也存在增大趋势.所以南充市不能轻视水资源生态压力，应及时采取水资源生态保护措施，稳定或降低生态压力.

2) 从空间分布上讲，顺庆区、高坪区、嘉陵区为水资源综合压力较大区域；南部县、营山县、仪陇县为水资源综合压力较低区域.这种水资源压力分布不利于南充市整体的社会经济发展，高水资源压力给高坪区等经济进一步发展产生阻碍.

3) 从技术压力来看，虽然相较2007年，2012年南充市各区县技术压力均有下降，但是技术仍然很大，80%区县水资源技术压力仍然>0.4.所以南充市应进一步采取节水措施，加大工农业节水技术研发，降低万元地区生产总值用水量；同时加强对城镇废水的管理，提高废水处理率及重复使用率，从技术角度，进一步减轻南充市水资源压力.

4) 缓解水资源压力，应当分角度、分步骤进行.加强对区域间的水资源协调，实现跨区域调水，增强区域水资源供应能力.针对各区域水不同类型水资源压力的大小，因地制宜制定各区域水资源开发利用计划，采取先进的节水措施，以保障区域社会经济发展.认清南充市水资源压力现状和空间分布情况，有利于南充市相关部门制定相关计划，协调南充市社会、经济、生态的协调发展.