時(shí)間:2022-06-06 21:31:54
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇水資源論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1水資源狀況及開發(fā)利用現(xiàn)狀
1.1水資源基本情況
根據(jù)山西省呂梁市第二次水資源評(píng)價(jià)成果,汾陽市1956~2000年多年平均水資源總量為9838萬m3,其中河川徑流量為2890萬m3,降雨入滲補(bǔ)給量8478萬m3,河川基流量為1530萬m3。地下水資源量1956~2000年多年平均9587萬m3,其中平原區(qū)7404萬m3,山丘區(qū)5491萬m3,降雨入滲補(bǔ)給量8478萬m3,重復(fù)量4418萬m3[1]。
汾陽市水資源可利用量:河川徑流可利用量為1439萬m3,地下水可開采量為7383萬m3,(其中平原區(qū)盆地孔隙水4787萬m3,巖溶水2500萬m3,山丘區(qū)空隙裂隙水96萬m3),重復(fù)計(jì)算量為4016萬m3,水資源可利用總量為4806萬m3,可利用率為48.9%[1]。
1.2水資源特征
由于汾陽市所處的特定水文地質(zhì)環(huán)境,水資源具有以下特點(diǎn):
1.2.1水資源總量偏少,人均、畝均占有水量偏低,供需矛盾突出
山西省水資源人均、畝均占有水量分別為381m3/人、180m3/畝遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全國平均水平的2200m3/人、1700m3/畝。論文而汾陽市人均水資源占有量239m3,不足全省均占有量的63%,畝均占有水資源量為150m3/畝,不足全省的83%。可見該市水資源總量的不足,與用水量日益增長需求的突出矛盾。
1.2.2徑流量年內(nèi)年際變化顯著,開發(fā)利用難度較大全市多年平均降水467.2mm。年際降水非常集中,主要在汛期7月、8月,占到年降水的50%~80%。各水系分區(qū)徑流的年際變化大,豐枯年水量相差懸殊,極值比在2.3~39.3之間。各河流經(jīng)常出現(xiàn)2~3年的連豐期和連枯期,3~5年的連枯期時(shí)有發(fā)生。這給地表水的開發(fā)利用帶來了很大的困難。
1.2.3河流水質(zhì)污染嚴(yán)重,盆地平原地區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化全市河流山區(qū)地段水質(zhì)尚好。但山區(qū)徑流被水庫攔蓄后,大量被引用為灌溉水源,為土壤和農(nóng)作物的蒸散發(fā)所消耗。另一部分山區(qū)來水被作為工業(yè)和城市的水源,使用后成為廢污水又重新排入河道。由于上游來水減少,河水稀釋能力低,大部分廢污水超過排放標(biāo)準(zhǔn)又未經(jīng)處理直接排入河道,因此城市下游的河道水質(zhì)污染較為嚴(yán)重。污染物質(zhì)在盆地平原區(qū)集聚,致使盆地河流生態(tài)失去平衡。
1.3水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀
汾陽市2007年總用水量6581.5萬m3,其中農(nóng)業(yè)灌溉用水4343萬m3,占到總用水量66.0%,工業(yè)用水1137萬m3,占總用水量17.3%,城鎮(zhèn)用水432萬m3,占總用水量6.6%。農(nóng)村人蓄用水581.5萬m3,占總用水量8.8%,林牧漁業(yè)88萬m3,占總用水量1.3%。
2水資源開發(fā)利用中存在的問題
2.1部分地區(qū)地下水過量開采
從文水縣城西邊山,沿邊山傾斜平原,經(jīng)汾陽縣杏花洪積扇,至汾陽城關(guān)鎮(zhèn)栗家莊一帶,其中包括了汾陽市城區(qū),基本沿山前地帶長條形分布,總面積133.4km2。其中汾陽界內(nèi)面積103km2,多年平均水位下降1.11m,極點(diǎn)累積水位下降53m,現(xiàn)狀地下水位埋深1.8~117m。且呈現(xiàn)出水位逐年下降,水泵揚(yáng)程逐年加大的趨勢。
2.2特殊年份河川基流減少嚴(yán)重
汾陽市干旱年份較多,如遇到連續(xù)干旱年份,河川基流減少十分嚴(yán)重。根據(jù)汾陽市1991~2000年段的統(tǒng)計(jì)資料知道,汾陽市的降雨量和多年平均降水量相比偏枯,偏枯19.2%。這使汾陽市河川基流減少十分嚴(yán)重,嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活。
2.3地下水水質(zhì)狀況不容樂觀
近年來,汾陽市工農(nóng)業(yè)及城市人口發(fā)展迅猛,污染源與日俱增,未經(jīng)處理的污染物直接和間接入滲地下。不同程度地污染了地下水源。
水污染加劇了水資源危機(jī)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,工業(yè)也迅速發(fā)展且向環(huán)境排放大量廢水、廢氣、廢渣的污染型工業(yè)結(jié)構(gòu)。其工業(yè)廢水大部分未經(jīng)處理就直接排入水體或用于農(nóng)業(yè)灌溉滲入地下,造成河流水和地下水污染,水質(zhì)狀況不斷惡化,并有向農(nóng)村蔓延的趨勢,由局部向縱深發(fā)展,加劇了當(dāng)前水資源的供需矛盾,極大地影響了該地水資源的可持續(xù)利用。
3對(duì)策研究
3.1加強(qiáng)供水水源工程建設(shè)
由于區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)、工業(yè)需水量大,水資源十分緊缺,因此必須有計(jì)劃地興建蓄水、引水、調(diào)水工程,做好原有工程的配套和更新改造同時(shí)增加新的供水水源工程,確保水源工程建設(shè)與工農(nóng)業(yè)發(fā)展的同步。
3.2建立節(jié)水型社會(huì),實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用
以人均500m3/天的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化最低用水量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算,2015年汾陽需水量將達(dá)到2.17億m3,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了水資源可利用量和可供給量,因此必須采取以下措施:①發(fā)展節(jié)水灌溉,減少農(nóng)業(yè)用水量。根據(jù)作物生長期按需要用水;防止大水漫灌,推廣渠道防滲、使用噴灌和滴灌等節(jié)水灌溉技術(shù);充分利用雨水資源發(fā)展雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)或旱作技術(shù)推廣需水少的旱作農(nóng)作物品種。②發(fā)展工業(yè)節(jié)水,提高工業(yè)用水的重復(fù)利用率。改變耗水型工藝,少用水或不用水;回收廢水再利用;③在城市生活用水中,廣泛采用各種節(jié)水設(shè)施。
3.3加強(qiáng)水環(huán)境保護(hù),實(shí)現(xiàn)污水資源化
水環(huán)境惡化加劇了汾陽市水資源缺乏的矛盾,增強(qiáng)水環(huán)境的保護(hù)力度,實(shí)現(xiàn)污水資源化是解決汾陽水資源問題的一項(xiàng)重要措施,應(yīng)采取:①強(qiáng)化控制地下水開采。通過法律、經(jīng)濟(jì)等措施強(qiáng)化人們的節(jié)水意識(shí),限制地下水的無計(jì)劃開采與超采,并通過人工補(bǔ)給控制超采區(qū)地下水位的下降。②防治水資源污染,實(shí)現(xiàn)污水資源化。必須大力加強(qiáng)普法教育宣傳,增強(qiáng)廣大人民法治觀念和保護(hù)水環(huán)境意識(shí),提高對(duì)水環(huán)境惡化危害的認(rèn)識(shí)。對(duì)那些污染嚴(yán)重,又治理無效的企業(yè)堅(jiān)決取締,絕不讓繼續(xù)污染水資源。從供水、排水、水處理諸方面協(xié)調(diào)解決水污染問題,把處理后的污水作為工農(nóng)業(yè)供水水源,緩減水資源供需矛盾。
3.4合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和工業(yè)布局
把逐步降低超重型工業(yè)結(jié)構(gòu)比例,提高輕型工業(yè)結(jié)構(gòu)份額作為發(fā)展工業(yè)的一個(gè)重要原則,嚴(yán)格控制耗水大、污染重的企業(yè)的發(fā)展。在調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的同時(shí),就水建廠,調(diào)整工業(yè)布局,合理調(diào)整和控制地下水局布超采區(qū)工業(yè)的發(fā)展,使工業(yè)布局向地下水相對(duì)富足的地區(qū)轉(zhuǎn)移,以減輕供水壓力。
3.5水量水質(zhì)同時(shí)抓,加強(qiáng)水資源保護(hù)
水量和水質(zhì)是水資源的兩個(gè)基本屬性。量和質(zhì)是保護(hù)水資源配置與可持續(xù)利用的前提,沒有質(zhì)量保證的水量與失去水量基礎(chǔ)水質(zhì),對(duì)水資源都毫無意義,水作為特定的資源,其管理實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置,在資源資源配置中優(yōu)化完成量的分配和質(zhì)的保護(hù)。各級(jí)水行政主管部門應(yīng)強(qiáng)化水資源保護(hù)工作,實(shí)行水量、水質(zhì)統(tǒng)一管理,逐步充實(shí)水資源保護(hù)的業(yè)務(wù)人員,建立或完善專門機(jī)構(gòu)從事該項(xiàng)工作。
1.1供水范圍設(shè)定供水范圍規(guī)則主要是為了配置方便,事前確定好外調(diào)水或當(dāng)?shù)厮┧采w區(qū)域。邯鄲市西部水資源包括當(dāng)?shù)厮屯庹{(diào)水。本次研究對(duì)自產(chǎn)地表水和地下水供水范圍是區(qū)域內(nèi)就近利用。為提高外調(diào)漳河水的利用率,并考慮到受水區(qū)的經(jīng)濟(jì)承受能力,確定本次引漳供水范圍規(guī)則為邯鄲市西部重點(diǎn)工業(yè)企業(yè)。上線供水范圍主要是城西供水片和固鎮(zhèn)片,中線供水范圍主要是涉縣片和固鎮(zhèn)片,下線供水范圍主要為武安城東供水片。
1.2方案設(shè)定考慮三條線路的可供水覆蓋范圍以及上線工程的實(shí)施難度,本次規(guī)劃采用兩種方案組合,即方案一:當(dāng)?shù)厮?上線+中線+下線;方案二:當(dāng)?shù)厮?中線+下線。
2水資源配置模型建立
2.1水資源系統(tǒng)概化根據(jù)邯鄲市西部地區(qū)水系、工程用水戶供水關(guān)系、擬定調(diào)水方案等建立水資源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖(圖1)。以系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖為基礎(chǔ)構(gòu)建水資源配置模型,并對(duì)相關(guān)參數(shù)以現(xiàn)狀數(shù)據(jù)信息資料進(jìn)行校驗(yàn)后開展規(guī)劃水平年的配置計(jì)算分析。
2.2模型構(gòu)建通過建立以基本計(jì)算單元水資源供用水平衡方程、水利工程供水平衡方程以及各類約束方程,以供水系統(tǒng)總?cè)彼孔钚槟繕?biāo)函數(shù)構(gòu)成數(shù)學(xué)規(guī)劃模型。(1)目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)以區(qū)域供水系統(tǒng)總?cè)彼孔钚槟繕?biāo)。
3配置結(jié)果分析及方案選擇
3.1水資源配置結(jié)果分析利用所構(gòu)建的水資源配置模型及系統(tǒng)控制規(guī)則,對(duì)邯鄲市西部山區(qū)各行政區(qū)計(jì)算單元進(jìn)行長系列逐月調(diào)節(jié)計(jì)算,分別得到方案一和方案二2020年規(guī)劃水平年不同保證率情況下的水資源配置結(jié)果,詳見表1。豐水年(P=25%)邯鄲市西部山區(qū)降水豐沛且入境水量偏多,區(qū)域整體不缺水,只在個(gè)別山勢較高地區(qū)由于地下水埋藏較深、不便開發(fā)而缺水;但在枯水年(P=75%)、特枯水年(P=95%)伴隨降水和入境水量的減少,區(qū)域呈現(xiàn)缺水,其中武安市缺水量最大,缺水率超過30%。
3.2工程布局與供水總量控制(1)方案一。上線只涉及到方案一,規(guī)劃上線自山西左權(quán)建設(shè)中的澤城西安水利工程進(jìn)行調(diào)水,新開挖隧洞自澤城西安水利工程水電站尾水渠出口處開始,向東南沿直線至青塔水庫上游河道末端的龍洞村,再折向東至車谷水庫,引水入青塔水庫和車谷水庫,其中青塔水庫做為備用的調(diào)蓄水源。根據(jù)澤城西安水利工程下瀉水量和下游用水現(xiàn)狀,上線工程引水規(guī)模為2.5m3/s。方案一中線以漳河上擬建的賈家莊水庫為水源地,采用泵站提水,經(jīng)漳北渠干渠對(duì)涉縣進(jìn)行供水,漳北渠引水規(guī)模為1.1m3/s。下線自躍峰渠渠首進(jìn)行調(diào)水,首先經(jīng)過躍峰渠干渠向峰峰礦區(qū)供水,然后再經(jīng)二分干和躍峰渠入大洺遠(yuǎn)水庫,經(jīng)水庫調(diào)蓄后向武安市進(jìn)行供水。躍峰渠入大洺遠(yuǎn)水庫引水工程規(guī)模為3m3/s。(2)方案二。方案二中線以漳河上擬建的賈家莊水庫為水源地,采用泵站提水,先經(jīng)漳北渠向涉縣供水,然后經(jīng)十五里洞和規(guī)劃供水工程,引水入固鎮(zhèn)水庫和夏莊水庫,經(jīng)兩水庫調(diào)蓄后,再向武安市進(jìn)行供水,漳北渠引水規(guī)模為1.9m3/s,十五里洞引水規(guī)模為0.7m3/s。下線同方案一。
3.3工程投資估算針對(duì)受水區(qū)水資源配置方案,從蓄水工程、調(diào)水工程及配套工程等方面,根據(jù)工程現(xiàn)狀和現(xiàn)場調(diào)查,并參照已建同類工程投資指標(biāo),分別估算方案一和方案二的工程總投資。經(jīng)估算方案一、方案二工程總投資分別為23.99億元、22.77億元,投資估算詳見表2、表3。
3.4方案選擇對(duì)方案一、方案二水資源配置成果、工程布局與供水總量控制、工程投資估算對(duì)比分析。方案一供水范圍大,其中上線引水通過兩座中型水庫調(diào)節(jié),供水范圍可以控制武安市主要工業(yè)用水戶,但方案一投資大,工程施工難度大,同時(shí)調(diào)水牽涉到山西省、河北省、海委漳河上游管理局等單位,協(xié)調(diào)難度大;方案二較方案一供水范圍偏小,可以滿足西部區(qū)域部分工業(yè)用水戶用水,但方案二較方案一投資省,調(diào)水全部在邯鄲市內(nèi)完成,協(xié)調(diào)容易,利于工程盡早開工建設(shè)。綜合考慮方案一和方案二的優(yōu)劣,最終選擇方案二為邯鄲市西部水資源配置方案(見表4)。方案二在充分利用當(dāng)?shù)厮幕A(chǔ)上,通過中線和下線分別向邯鄲市西部地區(qū)調(diào)水,共需修建蓄、引、提、調(diào)水工程多處,包括興建賈家莊水庫、新建提水泵站、漳北渠渠道整治工程、十五里洞出口至南名河管道工程、躍峰渠渠道整治工程等,工程總投資為22.77億元。工程調(diào)水可以緩解西部缺水狀況,可以保證邯鄲市西部地區(qū)涉縣、峰峰、磁縣豐、平、枯水年不缺水,特枯水年缺水程度低于20%。但對(duì)于武安市,由于區(qū)域現(xiàn)狀用水缺口過大,方案二調(diào)水只是起到了緩解缺水的作用,武安市除了豐水年缺水率為9.2%,平、枯、特枯水年缺水率均超過20%。
4結(jié)論
顯然,隨著生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn),新疆水資源開發(fā)利用水平在提高,資源的人口承載能力也在提高。按照現(xiàn)在的技術(shù)條件,在水資源得到可持續(xù)開發(fā)的條件下,在生態(tài)環(huán)境得到良性循環(huán)的條件下,新疆的社會(huì)經(jīng)濟(jì)能發(fā)展到一個(gè)怎樣的程度?人口的承載量是多少?其生活水平又如何?
1生活水平的期望值分析
衡量水資源的承載能力大小的主要依據(jù)是承載的人口數(shù)量和人口的生活水平,而人民群眾的生活水平主要決定于人民群眾對(duì)工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的占有量。因此未來人口對(duì)工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的占有量則必然影響水資源的承載能力的計(jì)算。
為了更客觀的分析新疆水資源的承載能力,有必要對(duì)全國乃至全世界的消費(fèi)水平的變化趨勢進(jìn)行詳細(xì)分析。農(nóng)業(yè)產(chǎn)品可以分為糧食、棉花、蔬菜、油料、肉、蛋、奶等消費(fèi)品,相對(duì)來說,簡單而一致;工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)品種類繁多,且與歷史年代有關(guān),相對(duì)復(fù)雜,為簡單起見,用人均GDP描述工業(yè)產(chǎn)品的消費(fèi)水平。
1.1主要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)狀況
1.1.1我國(或世界)的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)
(1)糧食:我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,糧食生產(chǎn)是國家的頭等大事。從總體上說,目前我國的糧食供求基本平衡,但一直處于緊張運(yùn)行狀態(tài)。1978年糧食總產(chǎn)量30477萬t,人均生產(chǎn)量316.6kg。從1990年到1996年,人均年糧食占有量在370kg以上,可以滿足基本需求。與世界人均水平420kg相比,還差20~50kg。1990~1996年間七年間四年凈進(jìn)口,三年凈出口,年均凈進(jìn)368萬t。從進(jìn)口的品種來看,進(jìn)口的主要是小麥,出口的有大米、玉米、大豆等。目前糧食的進(jìn)出口主要起著品種調(diào)劑和豐歉調(diào)劑作用,糧食的供求平衡并未對(duì)國際市場形成依賴關(guān)系。
(2)棉花:雖然我國或者全世界棉花生產(chǎn)在不同時(shí)期有所波動(dòng),但總體趨勢仍是在發(fā)展。1978年我國棉花總產(chǎn)量216.67萬t,人均生產(chǎn)量2.25kg,1980~1989年的10年間我國棉花平均年產(chǎn)量為400.4萬t,1990~1996年的七年間棉花平均年產(chǎn)量為453.4萬t。全世界棉花平均年產(chǎn)量的變動(dòng)情況是:1934~1938年為580萬t,1948~1952年為670萬t,1955~1956年為765萬t,1985~1989年為1702萬t,1992~1996年為1861萬t。
(3)畜產(chǎn)品:自1985~1996年12年間,我國肉類生產(chǎn)量增長了3倍多,年平均遞增10.7%。其中,豬肉生產(chǎn)量增長2.4倍,年均遞增8.4%;牛肉生產(chǎn)量遞增10.5倍,年均遞增23.9%:羊肉生產(chǎn)量增長4倍,年均遞增13.6%。豬肉產(chǎn)量在肉類的總產(chǎn)量中所占比重逐年下降,由1985年86%降至1996年的68.3%;牛羊肉產(chǎn)量在肉類總量中所占比值逐年上升,由1985年的5.5%,升至1996年12.3%。1996年人均占有量達(dá)到48.3kg,其中:豬肉33kg,牛肉4kg,羊肉2kg。可見,在找國未來的肉類消費(fèi)中,牛羊肉所占比例將會(huì)明顯增大。
從1987到1992年,世界牛肉消費(fèi)在各國之間是不平衡的,發(fā)達(dá)國家人均消費(fèi)量大,年際變化小,而發(fā)展中國家人均消費(fèi)量低(僅為發(fā)達(dá)國家的15%),但逐年增長趨勢明顯。據(jù)有關(guān)資料,1990年世界發(fā)達(dá)國家肉類人均消費(fèi)量已達(dá)76.7kg,其中:牛肉26.8kg,占34.9%;羊肉2.8kg,占3.6%;豬肉29.8kg,占38.8%;禽肉17.3kg占22.6%。
目前我國人均肉類占有量雖然超過世界人均占有水平,但遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家水平。我國人均奶類占有量只有6kg,大大低于世界人均占有量。
1.1.2新疆的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)
新疆是我國的一個(gè)農(nóng)業(yè)大省,1995年農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占全國農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的3.65%,從八十年代到九十年代,新疆的農(nóng)業(yè)發(fā)展較快,在全國中的比例呈上升趨勢。1978年糧食總產(chǎn)量為370萬t,人均生產(chǎn)量300kg,低于全國平均水平的317kg,1985年糧食總產(chǎn)量為497萬t,人均生產(chǎn)量365kg,1990年糧食總產(chǎn)量為677萬t,人均生產(chǎn)量443kg,九十年代以后雖然糧食總產(chǎn)量還在繼續(xù)保持增長,但人均生產(chǎn)量基本上保持440kg的水平。自1985年之后人均生產(chǎn)水平一直高于全國平均水平。新疆的棉花生產(chǎn)量從1978年到1995年間持續(xù)保持增長勢頭,1978年棉花總產(chǎn)量為5.5萬t,人均生產(chǎn)量4.5kg,而1995年棉花總產(chǎn)量達(dá)到93.5萬t,占全國的20%,人均生產(chǎn)量56.3kg,高于全國平均水平4kg。
新疆肉類生產(chǎn)水平居于全國中下游,1996年新疆肉類產(chǎn)量為60.3萬t,人均占有量為36kg,僅及全國人均肉類占有量的74.5%。隨著國家向西北傾斜的經(jīng)濟(jì)政策的實(shí)施,新疆的經(jīng)濟(jì)建設(shè)、必將迅速發(fā)展,人民群眾的生活水平將隨之改善,對(duì)肉類的需求將不斷增長,尤其是對(duì)牛、羊肉的需求量將會(huì)增長的更快。
但是,新疆的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還是處于一種粗放式的經(jīng)營狀態(tài)中,增產(chǎn)靠開荒,靠增加播種面積,灌溉基本上采用古老的大水漫灌方式。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn),這種耕作方式必然要被淘汰,而提高現(xiàn)有耕地面積的單產(chǎn)和灌溉用水的利用效率將是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展方向。
1.2國內(nèi)生產(chǎn)總值
隨著改革開放,我國經(jīng)濟(jì)已經(jīng)走上健康發(fā)展的道路。在1978~1995年期間,我國國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)平均年增長率達(dá)9.8%,明顯高于全球的2.7%(1980~1994)和東亞地區(qū)的8.3%。尤其是“八五”時(shí)期,年均增長達(dá)11.6%(“七五”為7.9%、“六五”為10.8%)。從人均國內(nèi)生產(chǎn)總值來看,1978年僅為379元,1995年已經(jīng)達(dá)到4754元(折合美元620)。國民經(jīng)濟(jì)的高速、持續(xù)增長的主要?jiǎng)恿χ粸楣I(yè)的快速發(fā)展。1978~1995年間,工業(yè)總產(chǎn)值和工業(yè)GDP年均增長率分別為14.9%和12.0%。由此驅(qū)動(dòng)了用水的增長,對(duì)供水提出更高的要求。
進(jìn)入九十年代我國政策開始向西傾斜,新疆的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展也開始超過了全國平均水平,1980年新疆人均國內(nèi)生產(chǎn)總值為410元,而1990年為1799元,1995年為4819元(折合美元628)。
1.3期望值分析
本次研究擬用兩類指標(biāo)表示人民群眾的生活水平:農(nóng)產(chǎn)品和國內(nèi)生產(chǎn)總值GDP,人均農(nóng)產(chǎn)品的占有量說明了人民群眾的溫飽程度,而人均GDP則代表富足程度。農(nóng)產(chǎn)品分糧食、棉花、油料、蔬菜、甜菜、水果、肉、奶等指標(biāo),這些指標(biāo)基本上涵蓋了人民群眾日常生活所必須的農(nóng)業(yè)消費(fèi)品。通過上述分析,綜合考慮世界、全國以及新疆的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展歷程,我們給出了2020年和2050年的農(nóng)產(chǎn)品和GDP的人均期望值,作為分析水資源承載能力的主要依據(jù)(見表1)。
生活水平標(biāo)準(zhǔn)劃分原則。人均農(nóng)產(chǎn)品占有量達(dá)到上述指標(biāo),則承載人口的生活水平只是溫飽:在溫飽的基礎(chǔ)上,202O年人均GDP超過1萬元或2050年人均GDP超過4萬元,則承載的人口進(jìn)入中等富裕水平;在溫飽的基礎(chǔ)上,2020年人均GDP超過2萬元或2050年人均GDP超過6萬元,則承載的人口進(jìn)入富裕水平。
表1主要農(nóng)產(chǎn)品期望值
2新疆水資源可利用量
新疆水資源承載能力研究擬按2020和2050年分別代表中遠(yuǎn)期和遠(yuǎn)景兩個(gè)水平年。前者利用水資源開發(fā)利用規(guī)劃和水資源合理配置方案分析的研究成果進(jìn)行較詳細(xì)的分析計(jì)算;后者使用供需平衡原理,即水資源可利用量與耗水量相平衡的原理粗略估算承載能力。
新疆的多年平均自產(chǎn)地表水總徑流量為794億m3,按典型年法計(jì)算的75%來水保證率為734億m3,遠(yuǎn)期可以被開發(fā)利用的水量還必須考慮以下幾部分:
(1)國外入境水量多年平均值為88億m3,75%來水保證率為77億m3,這些水量的一半可以被利用。
(2)昆侖山脈高山盆地羌塘區(qū)無法利用的水量20.81億m3,流入青海柴達(dá)木盆地的水量多年平均為4.03億m3,75%保證率為3.1億m3,這些水量均不能被利用。
(3)高山區(qū)出境河流奇普卡甫河、小阿克蘇河和巴爾魯克山西坡諸小河年徑流量全部流出境外,不能被利用,其多年平均值合計(jì)為17.8億m3,75%保證率為16.2億m3。
現(xiàn)狀流入哈薩克斯坦境內(nèi)的伊犁河、額爾齊斯河、額敏河的年徑流量多年平均值分別為129.1億m3、89.6億m3、3.18億m3,合計(jì)為221.88億m3,75%來水保證率(由于觀測資料系列短,伊犁河和額爾齊斯河選用1992年作為典型年,額敏河選用1963年作為典型年)分別為100.8億m3、86.23億m3、2.86億m3,合計(jì)為189.9億m3。隨著新疆社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,遠(yuǎn)期對(duì)這部分水資源的開發(fā)將勢在必行,初步設(shè)想到2050年三河的出境水量按50%計(jì)算。
(4)遠(yuǎn)景平原區(qū)下游天然生態(tài)環(huán)境耗水量正常年份為121億m3,75%保證率的來水年份可以只維持天然植被的生態(tài)耗水92億m3,而放棄河湖生態(tài)補(bǔ)水29億m3。
新疆平原地下水補(bǔ)給量為402億m3,地下水資源量為383億m3,其中地表水轉(zhuǎn)化補(bǔ)給量為320億m3,無然補(bǔ)給量為63億m3,井灌回歸補(bǔ)給量為19億m3。這說明新疆地表水與地下水轉(zhuǎn)換頻繁,有利于重復(fù)開發(fā)利用。由于可利用量不包括重復(fù)利用量,故新疆地下水資源可利用量為63億m3。
綜上所述,新疆水資源可利用量多年平均值為628億m3,75%來水保證率為610億m3。
32020年新疆水資源承載能力分析
3.1邊界條件分析
為了有效地分析水資源承載能力,本研究擬將新疆分成南疆、北疆和東疆三大計(jì)算單元,以水稻、小麥、玉米(包括玉米、高粱、大麥、豆類)、棉花、油料、蔬菜、甜菜、其它(麻類、煙葉、啤酒花、藥材、打瓜籽、果用瓜等)八種作物描述種植業(yè)的種植結(jié)構(gòu),水果代表果林,肉和奶代表畜牧業(yè),以三大產(chǎn)業(yè)刻畫經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。
新疆氣候干旱,農(nóng)業(yè)需要灌溉。為了能在作物生長期內(nèi)充分發(fā)揮水的利用效率,必須擬訂科學(xué)合理的灌溉制度。綜合新疆17個(gè)灌溉實(shí)驗(yàn)站的實(shí)驗(yàn)資料以及當(dāng)?shù)厝罕娍偨Y(jié)的豐產(chǎn)灌溉經(jīng)驗(yàn),并考慮節(jié)水技術(shù)措施(如噴灌或微噴灌等)逐步實(shí)施,確定了主要農(nóng)作物的凈灌溉定額。
現(xiàn)狀新疆生活用水水平與全國其它地區(qū)比較,屬于偏低水平。北疆的城市生活用水水平雖然高于南疆和北疆,但也只有170升/人日,而東疆最低只有97升/人日;農(nóng)村生活用水水平更低,不足50升/人日。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,新疆的生活用水水平必然要接近我國其它地區(qū)。
現(xiàn)狀新疆工業(yè)用水量占總用水量的比例不足3%,但浪費(fèi)現(xiàn)象比較嚴(yán)重,重復(fù)利用率不高,雖然北疆的烏魯木齊市和克拉瑪依市的工業(yè)比較發(fā)達(dá),節(jié)水水平較高,但全疆平均萬元產(chǎn)值取水量高了全國其它地區(qū)。預(yù)計(jì)未來的形勢依然如此。
1995年新疆全區(qū)綜合渠系有效利用系數(shù)平均為0.47,其中南疆為0.45,北疆和東疆為0.50。根據(jù)國內(nèi)外許多灌區(qū)的實(shí)踐表明,只要進(jìn)行渠道防滲和灌區(qū)建筑物的配套及加強(qiáng)管理,可使渠系有效利用系數(shù)顯著提高,但在新疆地區(qū)由于自然地理?xiàng)l件惡劣,灌區(qū)改造工程投入大,因此渠系有效利用系數(shù)的提高將取決于水利事業(yè)費(fèi)的投入。綜合考慮這些因素,本研究認(rèn)為2020年全疆渠系利用系數(shù)可達(dá)0.6左右。
為了使新疆水資源承載能力的分析更符合實(shí)際,根據(jù)有關(guān)工程規(guī)劃設(shè)想,擬訂下述水利工程作為多目標(biāo)模型的備選方案(見表2)。
3.2方案設(shè)置
水資源是限制新疆社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素。提高水資源的承載能力,須采取提高節(jié)水水平、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高污水處理能力、充分挖掘當(dāng)?shù)厮Y源的潛力、跨流域調(diào)水等、加強(qiáng)水資源管理等措施。根據(jù)新疆的實(shí)際情況,本次研究定義了5個(gè)基本的優(yōu)化方案,方案的基本設(shè)置參見表3,然后利用多目標(biāo)模型對(duì)新疆的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模、各種模式下的水資源配置方案及各種配置方案對(duì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、糧食的影響程度作優(yōu)化分析,并在此基礎(chǔ)上分析了2020年的水資源承載能力。
表2水利工程規(guī)劃方案
表32020年新疆水資源承載能力分析方案基本設(shè)置
注:“有節(jié)水措施”表示按3.1節(jié)的定額,“上規(guī)劃水利工程”表示按表2的設(shè)置。
3.3承載能力分析
在進(jìn)行具體的承載能力分析計(jì)算時(shí),允許某些指標(biāo)低于期望值,但必須建立農(nóng)產(chǎn)品的市場交換機(jī)制,即可以用超出期望值的農(nóng)產(chǎn)品在國際市場或國內(nèi)市場上去等價(jià)交換低于指標(biāo)期望值的農(nóng)產(chǎn)品,使總的農(nóng)產(chǎn)品的人均占有量與指標(biāo)期望值達(dá)到總體平衡。農(nóng)產(chǎn)品交換平衡公式為:
(1)
式中
R——總體平衡指標(biāo)
P——農(nóng)產(chǎn)品的人均占有量
D——農(nóng)產(chǎn)品的人均期望值
α——農(nóng)產(chǎn)品的交換比
i——農(nóng)產(chǎn)品指標(biāo)分類
農(nóng)產(chǎn)品交換比價(jià)受市場、政策、國際國內(nèi)政治形勢等多種因素的影響與干擾,本研究參考1995年的農(nóng)產(chǎn)品的市場銷售價(jià)格預(yù)測分析了未來主要農(nóng)產(chǎn)品之間的交換比價(jià)(參見表4)。表中價(jià)格以糧食價(jià)格為基本單位,其它都是相對(duì)價(jià)格。
表4農(nóng)產(chǎn)品相對(duì)交換比價(jià)
按照所給定的期望值和交換價(jià)格比,對(duì)上述五個(gè)方案進(jìn)行了人口承載能力的分析。在農(nóng)產(chǎn)品按照期望值達(dá)到平衡的情況下,也就是保證溫飽的程度時(shí),方案A、B、C、D、E的全疆人口承載量分別是2640、2798、3198、3606、4264萬人,但是方案A、B、C的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平太低,人均GDP不足1萬元;方案D和E無論是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面還是在農(nóng)產(chǎn)品方面都好于前三個(gè)方案,特別是方案E,它在GDP總值和農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)總量上是五個(gè)方案中最高的,按照農(nóng)產(chǎn)品平衡關(guān)系,方案E的人口承載量達(dá)到了4260萬人,比方案D多了655萬人,但是方案E的人均GDP僅為1.5580萬元,低于方案D,故方案D可以作為2020年新疆水資源承載能力分析的基本方案。
按照方案D的憂化指標(biāo),并根據(jù)溫飽生活標(biāo)準(zhǔn),2020年新疆水資源的人口承載量為3606萬人,其中南疆為1638萬人,比預(yù)測人口1230萬人多408萬人,北疆為1863萬人,比預(yù)測人口1169萬人多694萬人,東疆為105萬人,比預(yù)測人口150萬人少45萬人。從生活水平來看,新疆人均GDP為1.77萬元,其地區(qū)分布為南疆最低,1.33萬元,北疆居中,為1.96萬元(接近富裕水平的下限2萬元),東疆最高為5.46萬元。雖然南疆和北疆能承載這么多的人口,但從人均GDP來看,被承載人口的生活水平只能達(dá)到一個(gè)中等富裕程度。要使被承載的人口既能溫飽又能有富裕的生活,則須降低承載人口的數(shù)量。在人均GDP達(dá)到2萬元的條件下,南疆承載的人口要下降到1087萬人,北疆為1822萬人。而東疆按照富裕水平的人口承載量顯然不只105萬人,它可以用工業(yè)產(chǎn)品換取農(nóng)產(chǎn)品,從而承載比105萬人更多的人口。由于難以預(yù)測未來工業(yè)產(chǎn)品與農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)格交換比,故仍以105萬人作為東疆在富裕生活水平條件下的承載能力。因此,2020年新疆富裕生活水平下的人口承載能力為3014萬人。具體承載指標(biāo)見表5。
表52020年方案D富裕條件下的水資源承載能力指標(biāo)
42050年新疆水資源承載能力分析
2050年的新疆水資源承載能力以2020年的水資源承載能力研究為基礎(chǔ),利用水資源供需平衡理論探索遠(yuǎn)景的新疆社會(huì)經(jīng)濟(jì)及生態(tài)環(huán)境的最大發(fā)展程度。
4.1需求預(yù)測與供需平衡
新疆是一個(gè)少數(shù)民族聚居區(qū),下一世紀(jì)的城市化率將有加快趨勢,預(yù)計(jì)從2020年到2050年期間,30年的年平均增長率不應(yīng)低于10‰,按10‰預(yù)測得2050年的總?cè)丝跒?450萬人,其中城市人口為1890萬人,農(nóng)村人口為1560萬人。預(yù)計(jì)2050年牲畜數(shù)量達(dá)到8500個(gè)基本綿羊單位。城市生活用水分居民生活和公共生活兩項(xiàng),分別按160升/人日和120升/人日計(jì)算,農(nóng)村生活用水90升/人日,一個(gè)綿羊單位用水12升/頭日。預(yù)計(jì)到2050年城市生活需水將達(dá)到19.3億m3,農(nóng)村生活用水8.8億m3,新疆生活需水量合計(jì)為28.1億m3。
根據(jù)2020年水資源承載能力分析的成果,從1995~2020年25年期間GDP的年平均增長率為8.47%,預(yù)計(jì)2020~2050年的GDP增長速度將放慢,以每年增長5%計(jì)算,2050年新疆的GDP將達(dá)到27500億元。工業(yè)總產(chǎn)值30年的增長率比GDP的增長高一個(gè)百分點(diǎn),按6%計(jì)算,到2050年將達(dá)到56700億元。工業(yè)的綜合萬元產(chǎn)值取用水定額將從2020年的45m3下降到25m3,因此2050年工業(yè)的總需水量將達(dá)到142億m3。
新疆的農(nóng)業(yè)灌溉面積到2050年將比2020年多發(fā)展1000萬畝,達(dá)到7000萬畝,其中糧食為3490萬畝,考慮復(fù)種指數(shù)后,播種面積為4160萬畝,棉花面積達(dá)2225萬畝,油料面積760萬畝,蔬菜面積200萬畝,甜菜面積140萬畝,農(nóng)田灌溉的綜合定額取310m3/畝,凈需水量為217億m3。飼草飼料基地和灌溉草場是提高載畜能力的主要措施之一,預(yù)計(jì)2050年其灌溉面積將在2020年的基礎(chǔ)上增加500萬畝,達(dá)到1880萬畝,綜合灌溉定額取280m3/畝,需水量為52.6億m3。林業(yè)面積由于農(nóng)田防護(hù)林和果林的需要,2050年比2020年增加250萬畝,達(dá)到1350萬畝,綜合灌溉定額取280m3/畝,需水量為37.8億m3。2020年的新疆漁業(yè)需水量已經(jīng)達(dá)到4.2億m3,2050年按10億m3凈需水量計(jì)算。因此,2050年新疆農(nóng)林牧漁業(yè)的灌溉凈總需水量為317億m3。
新疆2050年的灌區(qū)改造將進(jìn)入完善階段,綜合渠系有效利用系數(shù)也將有較大提高,達(dá)到0.7是完全有可能的。農(nóng)村生活及農(nóng)林牧業(yè)的毛總需水量為466億m3。加上城市生活和工業(yè)的需水量,2050年新疆總需水量為627億m3。現(xiàn)狀1995年國民經(jīng)濟(jì)耗水率為0.74,考慮到2050年由于生產(chǎn)技術(shù)的提高,農(nóng)業(yè)灌溉定額和工業(yè)萬元產(chǎn)值取用水定額將下降,而耗水率將會(huì)升高,預(yù)計(jì)2050年國民經(jīng)濟(jì)耗水率為0.85,因此,2050年的新疆國民經(jīng)濟(jì)耗水量為533億m3。
新疆水資源可利用量多年平均和75%保證率分別為628、610億m3,大于2050年新疆國民經(jīng)濟(jì)耗水量533億m3,考慮到2050年水利工程還不能控制全部的可利用量,按可利用量的90%計(jì)算,為540~550億m3,與國民經(jīng)濟(jì)耗水量基本保持平衡。
4.2承載能力指標(biāo)
現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)用水是新疆的用水大戶,占總用水的97%,2020年農(nóng)業(yè)用水所占比例下降到91.5%,這說明從1995年到2020年農(nóng)業(yè)將逐步由粗放型耕作方式緩慢地轉(zhuǎn)向集約型耕作方式,2020年以后轉(zhuǎn)型速度將加快,農(nóng)作物單產(chǎn)將有新的飛躍。預(yù)計(jì)2050年新疆糧食作物的綜合單產(chǎn)將達(dá)到380kg,糧食總產(chǎn)量將達(dá)到1580萬t;棉花單產(chǎn)將上升到110kg,總產(chǎn)量將達(dá)到245萬t;油料單產(chǎn)將上升到170kg,總產(chǎn)量將達(dá)到129萬t;蔬菜單產(chǎn)將上升到3000kg,總產(chǎn)量將達(dá)到600萬t;甜菜單產(chǎn)將上升到4000kg,總產(chǎn)量將達(dá)到560萬t。
畜牧業(yè)2050年按8500萬頭個(gè)基本綿羊單位計(jì)算,肉產(chǎn)總量為136萬t,奶產(chǎn)總量為130萬t。水果總產(chǎn)量243萬t。
論文關(guān)鍵詞:水資源環(huán)境經(jīng)濟(jì)核算體系指標(biāo)體系
1問題的提出
國民經(jīng)濟(jì)核算體系(SNA)是針對(duì)經(jīng)濟(jì)流量和存量進(jìn)行核算的一種傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)方法,在全球內(nèi)得到應(yīng)用。然而,隨著資源環(huán)境面臨的考驗(yàn),其弊端逐漸顯現(xiàn),其核心指標(biāo)GDP只能反映經(jīng)濟(jì)結(jié)果,沒有計(jì)人資源和環(huán)境代價(jià),因而不能回答資源、環(huán)境能否持續(xù)支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展問題。為此,聯(lián)合國等5家國際組織共同研發(fā)了綜合環(huán)境經(jīng)濟(jì)核算體系(SEEA)框架。
SEEA的基本思想是運(yùn)用經(jīng)濟(jì)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、會(huì)計(jì)學(xué)等理論,在SNA基礎(chǔ)上,將資源環(huán)境因素納人核算體系,建立資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)之間的聯(lián)系,全面刻畫它們之間的交互作用。作為眾多資源之一,水資源環(huán)境經(jīng)濟(jì)核算體系(SEEAW)正在研究之中;與此類似的還有礦產(chǎn)資源、森林資源、生物資源的核算體系也在同步研究。
SEEAW將以怎樣的指標(biāo)描述水資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系,核算結(jié)果又以怎樣的指標(biāo)簡明地向社會(huì)展示或頒布,最終形成怎樣的指標(biāo)體系加人到核算體系之中,是目前魚待探討的重要內(nèi)容。
2水資源核算體系(SEEAW)及其核算賬戶
水資源核算體系(SEEAW)是綜合環(huán)境經(jīng)濟(jì)核算體系(SEEA)的衛(wèi)星子體系,是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的專業(yè)核算體系。SEEAW由5個(gè)賬戶組成,主要包括水的供給使用賬戶、排放賬戶、混合經(jīng)濟(jì)賬戶、水資產(chǎn)賬戶和水質(zhì)賬戶。前3個(gè)屬于“流量”賬戶,后2個(gè)屬于“存量”賬戶。流量賬戶中的供給使用賬戶、排放賬戶,主要描述經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)過程中,與水有關(guān)的實(shí)物流量在各個(gè)經(jīng)濟(jì)體之間的流動(dòng)情況,如水生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)(經(jīng)濟(jì)體)向其他經(jīng)濟(jì)體—造紙行業(yè)(或紡織行業(yè)或電力行業(yè))流人了多少水;再如,服務(wù)業(yè)、建筑業(yè)、食品生產(chǎn)業(yè)等各個(gè)經(jīng)濟(jì)體,當(dāng)年向廢污水處理業(yè)流入了多少廢污水量。水資產(chǎn)賬戶、水質(zhì)賬戶,主要描述特定時(shí)間點(diǎn)的實(shí)物存量,如核算年的年底地表水存量、地下水存量以及存量的質(zhì)量等。但是,供給使用賬戶和排放賬戶描述的僅僅是實(shí)物量,沒有經(jīng)濟(jì)價(jià)值量,而混合經(jīng)濟(jì)賬戶重點(diǎn)反映了價(jià)值量。
3SEEAW的指標(biāo)體系設(shè)置
如上所述,通過5個(gè)賬戶構(gòu)成SEEAW核算體系的總體框架。但是,框架不能構(gòu)成完整的核算體系,必須要在框架之下以5個(gè)賬戶為基礎(chǔ),設(shè)置一系列必要的指標(biāo),才能形成完整的核算體系,并具備實(shí)用性。
通過對(duì)海河流域試點(diǎn)進(jìn)行2005年度的具體核算,認(rèn)為SEEAW作為統(tǒng)計(jì)核算工具,應(yīng)該配備由兩類指標(biāo)組成的指標(biāo)體系,一類是過程性指標(biāo),另一類是結(jié)論性指標(biāo)。
3.1過程性指標(biāo)
過程性指標(biāo)大都出現(xiàn)在5個(gè)賬戶之中。
所謂過程性指標(biāo),是指按照核算基本框架要求,針對(duì)5個(gè)賬戶在核算全程中不同環(huán)節(jié)上所涉及到的各個(gè)指標(biāo)。
供給使用賬戶的使用表,主要描述水實(shí)物的去向。表中所涉及的過程性指標(biāo)包括:水資源進(jìn)人農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、牲畜飼養(yǎng)業(yè)、發(fā)電業(yè)、食品業(yè)、服務(wù)業(yè)各個(gè)經(jīng)濟(jì)體的數(shù)量指標(biāo),進(jìn)人城鎮(zhèn)生活、農(nóng)村生活、城鎮(zhèn)環(huán)境、農(nóng)村環(huán)境各個(gè)部門的水量指標(biāo)。更細(xì)致的指標(biāo)還包括以上各個(gè)經(jīng)濟(jì)行業(yè)年度使用的河流水量、水庫水量、湖泊水量、淺層地下水量、深層地下水量、自來水量、廢污水回用量等指標(biāo)。
供給使用賬戶的供給表,主要描述水實(shí)物的來源。表中所涉及的過程性指標(biāo)包括:自來水、再生水來源于哪些行業(yè)及數(shù)量指標(biāo)。自來水來源于水的生產(chǎn)企業(yè)(自來水公司),其指標(biāo)為年供自來水量。再生水也單一,來源于廢污水處理業(yè),指標(biāo)為年供再生水量。復(fù)雜的過程指標(biāo)是進(jìn)人環(huán)境的廢污水,其來源于農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、牲畜飼養(yǎng)業(yè)、發(fā)電業(yè)、食品業(yè)、服務(wù)業(yè)等,其指標(biāo)來源于這些經(jīng)濟(jì)體多少水量。
排放賬戶涉及的指標(biāo)除了水的排放以外,還包括各經(jīng)濟(jì)體的COD排放量、氨氮排放量等,還包括以上各類實(shí)物排放于水域(內(nèi)陸水域、海域)指標(biāo)以及排人污水廠指標(biāo)和人河量指標(biāo)等。
混合賬戶所涉及的指標(biāo)與供給使用賬戶類似,不同之處在于供給使用表的指標(biāo)反映的是實(shí)物量,而混合賬戶指標(biāo)反映的是經(jīng)濟(jì)價(jià)值量。
兩個(gè)存量賬戶包括資產(chǎn)賬戶和水質(zhì)賬戶。涉及的過程性指標(biāo)相對(duì)于3個(gè)流量賬戶比較簡單,包括山區(qū)、平原等不同類型區(qū)的地表水資源量、地下水資源量、水資源總量,也包括河流水、水庫水、湖泊水、地下水的水質(zhì)指標(biāo)等。
3.2結(jié)論性指標(biāo)
(1)賬戶內(nèi)的結(jié)論性指標(biāo):供給使用賬戶中的結(jié)論性指標(biāo)包括地表水資源的實(shí)物中間使用量、最終使用量和總產(chǎn)出量指標(biāo),地下水資源的實(shí)物中間使用量、最終使用量和總產(chǎn)出量指標(biāo),以及各類水總的實(shí)物中間使用量、最終使用量和總產(chǎn)出指標(biāo)。如,海河流域2005年核算后該類結(jié)論性指標(biāo)的具體數(shù)據(jù)見表l。
排放賬戶中的結(jié)論性指標(biāo)包括農(nóng)業(yè)退水量、工業(yè)廢水排放量、生活污水排放量以及以上3個(gè)門類的COD,氨氮排放量等。海河流域2005年這些指標(biāo)的具體數(shù)值見表2。
混合賬戶中的結(jié)論性指標(biāo)包含總產(chǎn)出、GDP以及水行業(yè)所產(chǎn)生的GDP等指標(biāo)。比如,2005年海河流域經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)出57138億元,GDP25750億元。另外,還包括第一、第二和第三產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)出、GDP指標(biāo)。從海河流域2005年水行業(yè)產(chǎn)生GDP看,數(shù)值相對(duì)很小,證明水利提供的水產(chǎn)品大部分充當(dāng)了經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)過程里的中間投入,也從另一個(gè)側(cè)面反映了水利工程屬于基礎(chǔ)設(shè)施、水利屬于公益性事業(yè)的特征。
資產(chǎn)賬戶和水質(zhì)賬戶也存在相應(yīng)的結(jié)論性指標(biāo)。
(2)賬戶外的結(jié)論性指標(biāo):賬戶外的結(jié)論性指標(biāo)是指在賬戶核算基礎(chǔ)上,進(jìn)一步計(jì)算而得出的概括性指標(biāo),目的在于簡明地為水資源管理者和經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略決策部門提供技術(shù)參考。
3.3指標(biāo)體系
過程性指標(biāo)與結(jié)論性指標(biāo)組合在一起可以形成SEEAW的指標(biāo)體系,過程性指標(biāo)主要作用是建立水資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系,以水資源為紐帶,建立各個(gè)經(jīng)濟(jì)體之間的關(guān)系,描述不同經(jīng)濟(jì)體之間的相互依賴性。結(jié)論性指標(biāo)的作用是為決策部門提供綜合結(jié)論數(shù)據(jù)。
4有待于引入的核心指標(biāo)
正如前面所說,SNA的核心指標(biāo)GDP不能回答經(jīng)濟(jì)是否可持續(xù)發(fā)展,因此引發(fā)了SEEA的誕生和SEEAW的出現(xiàn)。SEEA的宗旨是核算環(huán)保型的綠色經(jīng)濟(jì)指標(biāo),需要從純經(jīng)濟(jì)的GDP中扣除資源減少價(jià)值量和環(huán)境退化價(jià)值量,形成綠色GDP,即EDP。
由GDP推求EDP,不是簡單地單一扣減水資源減少價(jià)值量和水環(huán)境退化價(jià)值量,而是要扣除所有自然資源減少價(jià)值量和各類環(huán)境退化價(jià)值量。因而,暫時(shí)還不能計(jì)算出EDP。只有利用SEEA體系將各類資源和環(huán)境統(tǒng)一核算以后,才能得出EDP這一核心指標(biāo)。
論文摘要:分析了傳統(tǒng)給水排水工程規(guī)劃存在的問題及其對(duì)目前我國城市水資源環(huán)境的影響,指出為了實(shí)現(xiàn)水資源環(huán)境的良性循環(huán),應(yīng)采取統(tǒng)一的、綜合的和優(yōu)化的給水排水規(guī)劃。通過合理選擇各類水資源及供水模式、優(yōu)化配置給水排水工程設(shè)施,能夠達(dá)到滿足用水、減少污染、提高效益、降低費(fèi)用的目的。
論文關(guān)鍵詞:給水排水工程區(qū)域規(guī)劃優(yōu)化
目前,我國城市水資源短缺和水環(huán)境惡化嚴(yán)重,除了自然因素以及人口增長,城市化、工業(yè)化進(jìn)程加快,建設(shè)資金嚴(yán)重不足,一些中心城市規(guī)模過大等原因外,還存在著一個(gè)不容忽視的因素,即給水排水工程的規(guī)劃觀念落后于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,而且規(guī)劃研究方法有待改進(jìn)。
1傳統(tǒng)給水排水系統(tǒng)規(guī)劃存在的問題
目前,給水排水系統(tǒng)規(guī)劃已從早期的以單一費(fèi)用指標(biāo)為目標(biāo),對(duì)單一設(shè)施或者個(gè)別河段進(jìn)行中、短期的被動(dòng)單一工程開發(fā)對(duì)策,發(fā)展到了多部門參與的以“凈效益”為代表的以單指標(biāo)為目標(biāo),對(duì)區(qū)(流)域進(jìn)行長期、中期、短期一體化的多工程開發(fā)對(duì)策,并取得了巨大的進(jìn)步。然而給水排水這2個(gè)領(lǐng)域規(guī)劃的某些觀念和方法仍然存在不足之處。過去幾十年的發(fā)展,形成了城市建設(shè)注重給水、偏廢排水,忽略生態(tài)用水,對(duì)有限的水資源一味開采、利用,卻缺乏有效保護(hù)的現(xiàn)狀,造成水資源短缺和水環(huán)境質(zhì)量的不斷惡化。而且由于缺乏區(qū)域統(tǒng)籌規(guī)劃,各城市僅關(guān)注本城市可獲取的水量、水質(zhì)及水系的上下游問題,結(jié)果常常出現(xiàn)城市之間污染轉(zhuǎn)嫁、上游城市過度開發(fā)形成斷流,從而導(dǎo)致整個(gè)流域或區(qū)域用水日趨緊張的局面。由此可見,違背自然規(guī)律,不僅造成自然界水資源的惡性循環(huán),同時(shí)也使人類對(duì)于水的開發(fā)利用陷于困境。
2樹立區(qū)域(或流域)給水排水工程綜合規(guī)劃的觀念
2.1提高對(duì)水資源的認(rèn)知水平進(jìn)人21世紀(jì),我國的資源、環(huán)境問題中,水問題尤為突出。長期以來對(duì)水資源過度無序地開采,對(duì)水體循環(huán)任意的干擾和破壞,已造成很多地方在水量和水質(zhì)兩方面失去動(dòng)態(tài)平衡,出現(xiàn)了水少與水浪費(fèi)并存、水多與生態(tài)失衡并存、水臟與水管理不善并存的嚴(yán)峻局面,嚴(yán)重地制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
為了實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展,必須呼吁全社會(huì)提高對(duì)水資源的認(rèn)知水平,改變長期以來人們關(guān)于水取之不盡、用之不竭的觀念。水作為人類及一切生物不可代替的生存要素,既應(yīng)有足夠的數(shù)量,也要有可用的質(zhì)量,有“量”無“質(zhì)”,或有“質(zhì)”無“量”,都將制約人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展;改變城市建設(shè)偏廢排水,城市規(guī)劃中給水,排水各行其是、互不約束的現(xiàn)象,將給水排水視為水體循環(huán)系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng),是相互依存、相互制約的2個(gè)過程。一個(gè)城市給水排水工程的規(guī)劃、建設(shè),應(yīng)充分體現(xiàn)出給水排水內(nèi)在的統(tǒng)一性,通過協(xié)調(diào)開采與補(bǔ)給,破壞與恢復(fù)之間的動(dòng)態(tài)平衡,確保水體始終處于良性循環(huán),長久地供給人類利用。
2.2樹立區(qū)域、流域觀念。形成區(qū)域、流域給水排水工程建設(shè)的整體協(xié)調(diào)發(fā)展縱觀世界各國發(fā)展歷程,當(dāng)工業(yè)化和社會(huì)城市化急劇發(fā)展,使原有的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、社會(huì)結(jié)構(gòu)和生活環(huán)境迅速改變,工業(yè)、人口、資源等各類矛盾日益尖銳時(shí),各國便紛紛步人了區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段,進(jìn)行工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和合理布局,規(guī)劃、開發(fā)新區(qū),控制疏散大城市人口以及自然資源的開發(fā)與環(huán)境保護(hù)等,在此期間,區(qū)域規(guī)劃被廣泛地推行采用,成為實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要前提。區(qū)域規(guī)劃中有一項(xiàng)很重要的專業(yè)規(guī)劃即水資源綜合利用規(guī)劃,其主要內(nèi)容之一就是給水排水工程規(guī)劃。
區(qū)域性的給水排水工程規(guī)劃,應(yīng)根據(jù)區(qū)域水資源時(shí)空分布特點(diǎn)或河流水體上、下游的水文水利關(guān)系,進(jìn)行水資源開發(fā)和水污染控制,在區(qū)域范圍內(nèi)通過水資源的合理調(diào)配,平衡供需矛盾,通過協(xié)調(diào)污水處理程度、排污口及水體自凈容量之間的關(guān)系,維系河流水資源的供給能力,保證下游城市的生存和發(fā)展,維護(hù)區(qū)(流)域生態(tài)平衡。除此之外,區(qū)域給水排水規(guī)劃還應(yīng)根據(jù)區(qū)域內(nèi)水資源可供量及分布特點(diǎn)、水環(huán)境承載力,對(duì)區(qū)域內(nèi)各城市用地布局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、發(fā)展需求進(jìn)行分析評(píng)價(jià),限制大耗水工業(yè)與重污染工藝的發(fā)展,提倡建設(shè)節(jié)水工業(yè)和采用清潔工藝,從而促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)一水資源一環(huán)境的共同協(xié)調(diào)發(fā)展。
2.3保障區(qū)(流)域生態(tài)環(huán)境需水。提倡水資源綜合利用忽視水資源與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)之間的關(guān)系是20世紀(jì)水資源管理的失誤,直接導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境的惡化,引發(fā)出河道斷流、地下水位下降、森林退化和生物多樣性減少等諸多問題。要解決這些問題,必須重新審視水資源管理策略,強(qiáng)調(diào)水資源、生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)的相互協(xié)調(diào),重視生態(tài)環(huán)境和水資源的內(nèi)在關(guān)系,遵循“必須首先滿足基本生態(tài)需水”的原則,對(duì)供水、用水、節(jié)水、排水、污水處理及其回用等的統(tǒng)一管理方式進(jìn)行重點(diǎn)改革。此外,還需充分考慮水資源的合理永續(xù)利用。提倡一水多用,提高生活用水的重復(fù)使用率,工礦企業(yè)實(shí)行循環(huán)用水、分質(zhì)用水、回收利用污水,將以往對(duì)水污染的消極治理變?yōu)榉e極預(yù)防,這樣才能促進(jìn)水環(huán)境質(zhì)量向著有利于人類當(dāng)今和長遠(yuǎn)利益的方向發(fā)展。
3以系統(tǒng)分析方法進(jìn)行給水排水工程規(guī)劃
系統(tǒng)分析方法是解決社會(huì)用水供需矛盾以及水體環(huán)境惡化與恢復(fù)的平衡矛盾的比較科學(xué)的、有效的方法之一。其主要特點(diǎn)是研究問題時(shí)重點(diǎn)把握問題的整體性、相關(guān)性以及對(duì)周圍環(huán)境的適應(yīng)性。區(qū)域性給水排水工程規(guī)劃不僅涉及的問題龐大而復(fù)雜,而且工程耗資大、周期長,常常需要對(duì)眾多可行方案的優(yōu)劣進(jìn)行評(píng)價(jià)和判斷。在區(qū)域或流域范圍內(nèi),采用系統(tǒng)分析方法對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行深層次論證,可以保證各類水資源的合理利用以及各類給水排水設(shè)施的合理布局,為日后區(qū)域給水排水設(shè)施的統(tǒng)一調(diào)度、優(yōu)化運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。
采用系統(tǒng)分析方法建立的給水排水綜合規(guī)劃優(yōu)化的概念模型如下:目標(biāo)為水資源量使用最少、水處理設(shè)施費(fèi)用最少、COD排放量最少,約束條件為水資源可供給量約束、用水與排水系統(tǒng)內(nèi)水量平衡約束、再生水利用約束、環(huán)境最大承載力約束。
式中:為生活用水;W,為生產(chǎn)用水;W為生態(tài)用水;W為排水量;W為再生水量;W為水資源可利用總量;為污水排放系數(shù);為再生水利用系數(shù);or為再生水占水資源總量的比例;MaxCOD為環(huán)境COD最大允許排放量。
該模型將給水、排水系統(tǒng)作為一個(gè)整體,考慮了生態(tài)、生產(chǎn)、生活3方面的水資源用量,并且對(duì)污水排放、污水再生回用等方面進(jìn)行了綜合考慮,研究了其統(tǒng)一規(guī)劃、協(xié)調(diào)發(fā)展與綜合利用等有關(guān)問題,從而提高了給水排水工程投資的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益,滿足了城市可持續(xù)發(fā)展的水資源環(huán)境良性循環(huán)要求。
論文摘要:介紹了阜新市水資源現(xiàn)狀及面臨的缺水危機(jī),提出了未來供水的可能措施。
1阜新市水資源現(xiàn)狀
阜新市地處遼寧西部,屬于半干旱地區(qū),人均占有水資源量439m3,僅是全省人均占有水資源量的1/2,是全國人均占有水源量的1/5;農(nóng)業(yè)每667m2占有水資源量149m3,不足全省的1/3,全國的1/12。同時(shí)由于地下水資源超采嚴(yán)重,造成地下水位下降等,這些信息使人們更加關(guān)注城市的生命之源。
“煤化工項(xiàng)目需水12萬m3,到2010年,日需水將達(dá)到20萬m3”;“阜新電廠三期改造,用水4萬m3”;“金山熱電廠,日增發(fā)電用水5.20萬m3”’。
上述數(shù)據(jù)表明,經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型大背景下的阜新,在迎來一個(gè)又一個(gè)工業(yè)項(xiàng)目的同時(shí)也面臨著水的考驗(yàn)。
按照《阜新市經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型期水資源綜合規(guī)劃》中的供水預(yù)測,到2010年,阜新市城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)用水人口將達(dá)到82萬人,城市生活用水將達(dá)到每天16萬m3,與目前的13m3的數(shù)量相比日增量3萬m3。不考慮其他工業(yè)項(xiàng)目,只考慮上述的幾個(gè)大項(xiàng)目和市民用水,到2010年,阜新市民生活用水和工業(yè)日新增用水量將達(dá)到32.20萬m3。
阜新市目前為城市供水的佛寺、湯頭河、鬧德海、大巴、大凌河等水源,總設(shè)計(jì)日供水能力為35萬m3,現(xiàn)在實(shí)際日供水能力只為22萬m3,只能勉強(qiáng)維持現(xiàn)在的需求。
2阜新面臨缺水危機(jī)的原因
阜新之所以面臨缺水危機(jī),原因有水資源貧乏、城市供水設(shè)備不足、水資源污染嚴(yán)重等。但是,不容忽視的一點(diǎn)是,水的浪費(fèi)也是驚人的。一個(gè)關(guān)不緊的水龍頭一個(gè)月能流掉1-6m3的水,一個(gè)漏水的馬桶一個(gè)月能流掉3-25m3的水。
據(jù)調(diào)查顯示,大部分市民在洗臉時(shí),常不關(guān)水龍頭,還有很多市民是邊刷牙邊開水龍頭,僅有個(gè)別市民記得隨時(shí)關(guān)緊水龍頭。此外,一些市民用水滴漏和用長流水沖洗的現(xiàn)象還比較普遍;個(gè)體飲服行業(yè)在夏季用長流水沖啤酒、汽水的現(xiàn)象仍時(shí)有發(fā)生;一些基建工地跑水、漏水和用長流水沖洗磚石等做法更不是什么新聞;更讓人心痛的是工程為了打地基而抽排地下水,轟隆隆的水泵將地下水抽出來,然后又直接排進(jìn)地下水井中。
3阜新市水資源未來發(fā)展可采取的有效措施
3.1中水回收利用,大有可為
在阜新市“十一五”規(guī)劃發(fā)展綱要中,將污水處理和中水回用列為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和生態(tài)建設(shè)的重要項(xiàng)目。中水,又叫再生水,主要是指工業(yè)和生活污水經(jīng)過處理后,達(dá)到國家規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水。中水,作為城市的第二水源,比遠(yuǎn)距離引水要節(jié)省許多成本。在西方很多國家的城市,廁所沖洗、園林和農(nóng)田灌溉、道路清潔、洗車、冷卻設(shè)備補(bǔ)充用水,都要大量使用中水。據(jù)粗略估算,阜新市城市供水量的80%變?yōu)槲鬯苯优湃说叵鹿芫W(wǎng)中,如果收集起來再處理后,70%可以安全回用。如果這能變成現(xiàn)實(shí),用這部分再生水替代等量自來水,那等于增加了城市現(xiàn)在的一半供水量。
中水利用要變成現(xiàn)實(shí),政策立法要先行一步。市政協(xié)常委、遼寧工程技術(shù)大學(xué)教授劉劍建議:
(1)新建的建筑面積在2萬m2以上,如排水超過250萬m3以上的旅館、飯店、公寓,新建3萬m2以上的企事業(yè)單位和大型文化體育商業(yè)設(shè)施、住宅小區(qū),應(yīng)強(qiáng)制規(guī)定配套建設(shè)中水設(shè)施;
(2)市區(qū)現(xiàn)有建筑,符合上述規(guī)定,且有條件應(yīng)建設(shè)中水設(shè)施;
(3)中水設(shè)施驗(yàn)收不合格的項(xiàng)目,市建設(shè)主管部門不頒發(fā)竣工證書,供水部門不予以供水。
3.2礦井水開發(fā),拓寬水資源利用
阜新市每年至少有3000萬m3的礦井水白白排入細(xì)河,整整幾十年,廢棄的礦井水加起來,那是多大的一個(gè)數(shù)字啊!隨著煤層深度開采,各礦井水涌水量還將呈現(xiàn)增大的趨勢。隸屬于阜礦集團(tuán)的阜新路源水業(yè)公司自2002年10月投產(chǎn)以來,采用先進(jìn)的反滲透脫水處理工藝,將礦井水成功地處理成滿足電廠需求的冷卻用水。目前,該公司每天為阜新發(fā)電廠提供5000t冷卻循環(huán)水,安置局內(nèi)下崗職工60人,年利潤70萬。
阜礦集團(tuán)已建成海州立井水廠和海州中心水廠。兩廠分別將處理后的礦井水供給海州立井和阜新發(fā)電廠作為生產(chǎn)和工業(yè)用水,其經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益已經(jīng)顯現(xiàn)。海州排水坑水廠也交付使用,供給城南熱電廠和阜新發(fā)電廠等單位工業(yè)用水。
目前阜新發(fā)電廠每天所用的鍋爐水中,有3000萬m3是海州排水坑廠加工后的礦井水。根據(jù)阜新礦區(qū)水井利用發(fā)展規(guī)劃,阜礦集團(tuán)規(guī)劃建設(shè)中的幾座水廠,在未來5年,至少可增加城市日供水能力4萬m3。處理后的成品水主要供給阜新發(fā)電廠和清河門電廠。
3.3引白工程和其他擬水源
阜新市目前正在施工的引白水源和其他擬建工程竣工后,在未來5年內(nèi)將使阜新市的缺水狀況有所緩解。引白水源為跨市調(diào)水,水源地為北票的大凌河干流上的白石水庫,設(shè)計(jì)引水規(guī)模為28.50萬m3/d。
阜新市自來水總公司引鬧德海水源改造工程設(shè)計(jì)供水能力為10萬m3/d,目前只能供給6.50萬m3/d,由于輸水管線為單線,影響供水能力,如果建設(shè)鬧德海復(fù)線,可以增加供水量5萬m3/d。
3.4依法治水
要按照我國水法,以相關(guān)政策法規(guī)管好水、用好水。建立健全與水法相適應(yīng)的《阜新市水資源管理辦法》,為建立節(jié)水型城市提供法律保障,優(yōu)化水資源配置。
3.5鐵腕實(shí)施節(jié)水器具
以器節(jié)水,就是充分利用節(jié)水器具和節(jié)水設(shè)施。現(xiàn)在,阜新市的許多學(xué)校、醫(yī)院還在使用老式的水溝式廁所,浪費(fèi)水量驚人。而居民住宅浪費(fèi)水的現(xiàn)象也比較明顯,主要是老式座便器和水龍頭漏水。阜新市市區(qū)有一定比率的供水管網(wǎng)已經(jīng)服役40-50年,有些甚至是解放前鋪設(shè)的,跑、漏、滴現(xiàn)象非常嚴(yán)重,近些年輸水漏失率均在20%以上,超過全國平均水平。我們應(yīng)大力推行節(jié)水器具,對(duì)新建住宅、辦公樓、商務(wù)用房都要采用新型節(jié)水器具。
3.6以價(jià)節(jié)水
即調(diào)控水的價(jià)格。要及時(shí)合理地引入市場機(jī)制,充分利用價(jià)格杠桿來制約和調(diào)節(jié)用水量。在城市生活中,可以實(shí)行超定額用水加價(jià)收費(fèi);在非生活用水上,應(yīng)對(duì)單位進(jìn)行分類,采取分階分級(jí)用水,實(shí)施節(jié)水方法科技化;在公共場所使用節(jié)水龍頭,分戶用水安裝Ic卡水表,對(duì)用水戶如浴室、洗車場等安裝智能用水計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng),水表設(shè)有斷水警告,采取用水限量數(shù)字閃爍等科技節(jié)水效果;在農(nóng)村,要加強(qiáng)水源管理和利用,逐步實(shí)現(xiàn)水權(quán)所有制和有償付費(fèi)制。
目前,我省現(xiàn)行水文水資源勘測工作方式采用傳統(tǒng)駐守水文站觀測,導(dǎo)致資料收集難度大、服務(wù)覆蓋面小等。另外,受到傳統(tǒng)工作模式的影響,水文站員工隊(duì)伍建設(shè)、生活條件等方面也難以得到改善。因此,積極改變傳統(tǒng)工作方式是水文水資源勘測工作的當(dāng)務(wù)之急。
二、改善水文水資源勘測的問題有效措施
(一)加強(qiáng)水文站建設(shè)
針對(duì)我省水文水資源工作發(fā)展情況,加強(qiáng)水文站建設(shè),構(gòu)建完善水文網(wǎng)勢在必行。水文站建設(shè)需要圍繞全省抗旱防汛,科學(xué)、合理開發(fā)水資源、保護(hù)環(huán)境等方面具體工作開展,促使水文站網(wǎng)密度逐漸符合國家平均水平,覆蓋全省。另外,還需要結(jié)合實(shí)際情況,適當(dāng)增加雨量站、蒸發(fā)站等水文常規(guī)站網(wǎng),并在條件允許地區(qū)逐步開展土壤墑情工作,建立墑情站網(wǎng)等,從而為我省水文水資源順利開展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
(二)積極引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,提高了水文水資源勘測技術(shù)手段。為了更好地開展水文水資源勘測工作,實(shí)現(xiàn)水文水資源勘測現(xiàn)代化目標(biāo),我省應(yīng)積極引進(jìn)先進(jìn)勘測設(shè)備,配備技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定的儀器和設(shè)備,大力推廣和普及水文、雨量長期自記。另外,為了促進(jìn)我省水文水資源工作可持續(xù)發(fā)展,還需要加大資金投入力度,深入研究和開發(fā)設(shè)備,不斷優(yōu)化和完善相關(guān)設(shè)備和儀器,有效提高水環(huán)境監(jiān)測能力,節(jié)約成本,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源等的動(dòng)態(tài)監(jiān)測目標(biāo)。
(三)豐富水文水資源勘測方法
針對(duì)我省水文水資源情況,開展水位、降水觀測長期自記至關(guān)重要,通過長期自記,能夠有效提高水文數(shù)據(jù)信息管理水平,為科學(xué)、合理決策提供支持和幫助,開展水文水資源勘測工作可以結(jié)合實(shí)際情況,針對(duì)一部分偏遠(yuǎn)地區(qū)水文工作,可以結(jié)合站隊(duì)結(jié)合工作方式,而對(duì)中等河流水文站,可以在解決水位—流量單指化問題的同時(shí),推廣符合測站特性站隊(duì)結(jié)合手段和途徑,除此之外,由于大江大河控制站較大,站隊(duì)方法實(shí)施難度大,可以采取傳統(tǒng)駐守觀測方式,并進(jìn)一步落實(shí)洪水普查和定點(diǎn)洪水調(diào)查工作,確保洪水資料連續(xù)性。
(四)加大管理力度
工作人員作為一線操作人員,其綜合素質(zhì)直接影響水文水資源勘測工作質(zhì)量。因此,水文站管理者要加大管理力度,提倡和推廣愛崗敬業(yè)精神,加強(qiáng)對(duì)員工的培訓(xùn),宣傳水文行業(yè)精神,激發(fā)員工積極性和熱情,提高工作人員整體素質(zhì),另外,各個(gè)部門還需要嚴(yán)格按照規(guī)章制度執(zhí)行工作,確保水文水資源勘測工作有序進(jìn)行,從而推動(dòng)我省水文水資源工作健康、穩(wěn)定發(fā)展。
(五)完善水資源評(píng)價(jià)體系
建立健全水資源評(píng)價(jià)體系作為水文水資源檢測工作的重中之重,能夠?qū)λ谋O(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行更加全面、系統(tǒng)分析和研究,為水資源科學(xué)、合理配置、調(diào)度等工作提供依據(jù)。通過水資源評(píng)價(jià)體系,還能夠加強(qiáng)水資源預(yù)測預(yù)報(bào)工作,從而推動(dòng)我省水文水資源勘測工作進(jìn)一步發(fā)展。
(六)加大研究力度
為了促進(jìn)我省水文水資源工作可持續(xù)發(fā)展,相關(guān)部門應(yīng)加大資金投入力度,對(duì)我省水文水資源變化規(guī)律及特征進(jìn)行深入研究,完善地表水、地下水資源評(píng)價(jià)體系,實(shí)現(xiàn)我省水文水資源勘測現(xiàn)代化目標(biāo)。
三、結(jié)論
1.1RS技術(shù)在水資源保護(hù)方面的應(yīng)用
一是常規(guī)水污染監(jiān)測。通常情況下,當(dāng)水體遭受污染時(shí),其本身的顏色、透明度、密度以及溫度等指標(biāo)均會(huì)發(fā)生一定程度的變化,由此會(huì)直接導(dǎo)致水體反射率變化,這種變化在遙感圖像上會(huì)呈現(xiàn)出形態(tài)、色調(diào)、紋理以及灰階等特征的差別。為此,可以應(yīng)用遙感圖像對(duì)水體污染源、污染范圍、濃度、面積等進(jìn)行識(shí)別,同時(shí)借助遙感數(shù)據(jù)還能對(duì)水體污染進(jìn)行跟蹤監(jiān)測。當(dāng)水體出現(xiàn)熱污染時(shí),受污染區(qū)域內(nèi)的水溫會(huì)高于其它水體,此時(shí),可應(yīng)用熱紅外影像對(duì)水體溫度進(jìn)行反演,借此來識(shí)別污染源、范圍、面積等信息,進(jìn)而監(jiān)測污染情況。二是突發(fā)性水污染監(jiān)測。目前,很多流域的水資源常常會(huì)出現(xiàn)突發(fā)性水污染問題,為確保飲用水安全,可在突發(fā)性水污染出現(xiàn)后,利用小型飛機(jī)或是衛(wèi)星等遙感影像數(shù)據(jù),對(duì)污染過程進(jìn)行追蹤,為污染物攔截排放方案的制定提供依據(jù)。
1.2RS技術(shù)在水文水資源調(diào)查中的應(yīng)用
(1)降水量監(jiān)測。通過遙感資料能夠獲取降水的空間分布特征,這種方法適用于一些雨量監(jiān)測站或是雷達(dá)觀測站比較稀少的地區(qū)。目前,可用于估算降水量的遙感信息源主要包括雷達(dá)、氣象衛(wèi)星以及航空飛機(jī)等等,其中雷達(dá)常被用于短時(shí)期局部地方價(jià)降雨量的預(yù)測預(yù)報(bào),而氣象衛(wèi)星則可對(duì)大范圍降雨進(jìn)行估算。雷達(dá)是微波遙感的重要組成部分之一,其主要是利用大氣層中的降水粒子對(duì)電磁波的吸收與散射作用,再通過對(duì)回波信號(hào)的處理,從而確定出降水粒子的后向散射能量,最后借助計(jì)算機(jī)便可計(jì)算出實(shí)時(shí)降雨量。在某些特殊的情況下,雷達(dá)很難對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效數(shù)據(jù),如云層較厚,此時(shí)可將雷達(dá)與衛(wèi)星兩種測量方法進(jìn)行結(jié)合,由此便可對(duì)降雨量進(jìn)行測定。
(2)蒸發(fā)量監(jiān)測。這是一種借助物理方法對(duì)地表能量與質(zhì)量轉(zhuǎn)化進(jìn)行勘測的手段。近年來,隨著RS技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用,使得蒸發(fā)量的估算日趨成熟。在對(duì)蒸發(fā)量進(jìn)行計(jì)算的過程中,可借助全遙感信息模型。例如,在對(duì)某水域的水資源進(jìn)行調(diào)查中,可以利用ERDASIMAGINE8.7系統(tǒng)中的幾何計(jì)算模型,確定檢查點(diǎn)的誤差,并借助野外采點(diǎn)數(shù)據(jù),在地圖上選點(diǎn)后,用數(shù)字化儀對(duì)控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行采集。
(3)地下水觀測。在水位勘測的過程中,地下水觀測是一個(gè)相對(duì)比較復(fù)雜的環(huán)節(jié),由于各種因素的影響,觀測數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性不高。而RS技術(shù)的出現(xiàn)使這一問題獲得了有效解決,應(yīng)用該技術(shù)可通過對(duì)地表植被和地形地貌等特征,間接獲得地下水的勘測數(shù)據(jù)。雖然采用RS技術(shù)對(duì)地下水進(jìn)行勘測時(shí),無法直接觀測到地下水,但是地下水反映在地表植被上的信息卻能夠借助遙感圖像進(jìn)行破譯,由此便可獲得相應(yīng)的水文信息。
1.3RS技術(shù)在洪澇災(zāi)害評(píng)估中的應(yīng)用
洪澇災(zāi)害是自然災(zāi)害中波及范圍較廣、危害性較大的災(zāi)害之一,由此造成的直接和間接損失非常巨大。應(yīng)用RS技術(shù)能夠?qū)闈碁?zāi)害進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測,從而可以準(zhǔn)確確定出洪水的淹沒范圍和面積,為災(zāi)害的控制工作提供了可靠的依據(jù)。隨著RS技術(shù)的不斷完善以及新數(shù)據(jù)源的出現(xiàn),使該技術(shù)在洪澇災(zāi)害監(jiān)測方面取得了一些進(jìn)展。如有些業(yè)內(nèi)人士應(yīng)用RS與GIS技術(shù),并以Radarsat影像為數(shù)據(jù)源,對(duì)我國淮河水情進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測,在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)內(nèi)澇區(qū)和淹沒區(qū)的災(zāi)情進(jìn)行了評(píng)估。
1.4RS技術(shù)在土壤水分及旱情監(jiān)測中的應(yīng)用
所謂的土壤水分具體是指土壤自身的濕度或是土體當(dāng)中的含水量,它是地表水與地下水的連接紐帶,一旦土壤水分大量流失,便會(huì)引起干旱。現(xiàn)階段,很多專家學(xué)者都將研究的重點(diǎn)放在了RS技術(shù)在土壤水分與旱情監(jiān)測中的應(yīng)用上,并提出了多種土壤水分的監(jiān)測方法,依據(jù)遙感光譜波段,可將監(jiān)測方法分為兩大類:
(1)光學(xué)遙感。主要是指利用可見光、近紅外、熱紅外對(duì)土壤水分進(jìn)行監(jiān)測。此類監(jiān)測方法的算法較多,常用且比較成熟的有熱慣量法、植被指數(shù)法、作物缺水指數(shù)法等等。
(2)微波遙感。由于微波本身對(duì)云層具有較強(qiáng)的穿透力,并且不會(huì)受到光照條件的限制,最為重要的是長波段的微波可以穿透植被并對(duì)土壤有一定的穿透能力。所以,可利用微波遙感對(duì)土壤水分進(jìn)行監(jiān)測。在實(shí)際應(yīng)用中,微波遙感分為兩種方式,一種是被動(dòng)式,即通過微波輻射計(jì)獲取土壤的亮溫溫度,在借助相應(yīng)的模型反演土壤水分;另一種是主動(dòng)式,即借助土壤本身的介點(diǎn)特性與含水量的關(guān)系對(duì)土壤水分進(jìn)行監(jiān)測。
1.5RS技術(shù)在水域解譯中的應(yīng)用
為水域解譯的具體流程。由于水資源本身具有低反射率與較強(qiáng)的紅外波譜吸收特性,故此在遙感衛(wèi)星影像當(dāng)中,其特征更加明顯。表物解譯結(jié)果。
2.結(jié)論
網(wǎng)絡(luò)接入交換機(jī)、入侵檢測、防火墻、漏洞掃描、安全審計(jì)系統(tǒng)、客戶端、病毒防護(hù)、監(jiān)控中心及咨詢環(huán)境等。水源地、取水口、省市縣際行政邊界河流控制斷面、水功能區(qū)、入河排污口、地下水超采區(qū)等水資源信息自動(dòng)采集設(shè)備依據(jù)實(shí)際布局的需要被放置在各監(jiān)測對(duì)象的位置。
2面向用戶的綜合集成服務(wù)平臺(tái)
面向用戶的綜合集成服務(wù)平臺(tái)的總體框架分為用戶層、應(yīng)用層、資源層和支持層4個(gè)部分,其支持環(huán)境主要是鼓勵(lì)用戶在決策過程中參與決策,建立并完善用戶參與的反饋機(jī)制。通過知識(shí)圖表達(dá)比通過自然語言表達(dá)的概念體系模型更加清晰直觀,對(duì)于知識(shí)的積累、分類、復(fù)用和集成更加便捷;同時(shí),便于決策者、專家針對(duì)某一主題表達(dá)不同的見解,并提供給專家實(shí)時(shí)、全面、可靠、準(zhǔn)確的信息支持。
2.1知識(shí)可視化可視化是利用圖像處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué),將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像顯示到屏幕上,并進(jìn)行交互處理的理論、技術(shù)和方法。知識(shí)圖是一種知識(shí)管理方法,其以圖表方式進(jìn)行表達(dá),能夠?qū)崿F(xiàn)顯性及隱性知識(shí)的獲取,知識(shí)圖能夠?qū)虢Y(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化信息轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化信息,用戶能夠?qū)﹃P(guān)注的“焦點(diǎn)”問題依據(jù)需求定制個(gè)性化信息,描述異構(gòu)信息源聯(lián)系及概念間的層次邏輯關(guān)系。
2.2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)圖構(gòu)建知識(shí)圖不僅可以有效地描述規(guī)范化、系統(tǒng)化的顯性知識(shí),對(duì)于描述隱性知識(shí)也具備優(yōu)勢。知識(shí)圖中可以體現(xiàn)如下內(nèi)容:①地區(qū)基本信息:水資源條件、節(jié)水型社會(huì)建設(shè)規(guī)劃、社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況、用水定額及節(jié)能減排目標(biāo)等;②各用水單元的水要求:用水現(xiàn)狀、用水定額管理;③各用水單元的基本情況、發(fā)展趨勢、相應(yīng)的用水要求、生態(tài)環(huán)境指標(biāo)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等;④實(shí)行水資源嚴(yán)格管理制度劃定的“三條紅線”的指標(biāo)控制標(biāo)準(zhǔn)。慶陽市是亟待騰飛的工業(yè)大市,能源儲(chǔ)備量大,中央和甘肅省對(duì)慶陽市能源大開發(fā)十分重視,該市轄有環(huán)縣、慶城、華池、寧縣、鎮(zhèn)原、正寧、合水及西峰區(qū)共七縣一區(qū),本文以西峰區(qū)為例簡要說明模型開發(fā)的主要部分。這一主題的知識(shí)圖如圖1~4所示。通過知識(shí)圖可以直觀顯示實(shí)行水資源嚴(yán)格管理的工作流程,通過知識(shí)圖能夠?yàn)閷?shí)行水資源嚴(yán)格管理提供指導(dǎo),并為該地區(qū)水資源利用規(guī)劃提供有力的支撐。
2.3綜合集成服務(wù)平臺(tái)綜合集成服務(wù)平臺(tái)的主要功能可以分為以下4大部分:①知識(shí)圖編輯。在平臺(tái)上,專家與專家以及專家與計(jì)算機(jī)間知識(shí)和信息的交換和協(xié)商主要是通過知識(shí)圖完成的。通常為滿足決策需求,決策者要對(duì)信息資源進(jìn)行加工和運(yùn)用。知識(shí)圖編輯的圖形界面如圖5所示。②知識(shí)圖應(yīng)用。知識(shí)圖能夠體現(xiàn)專家組的智慧,知識(shí)圖的正確性有待于實(shí)踐的驗(yàn)證,使其逐漸接近實(shí)際,通過對(duì)知識(shí)圖的驗(yàn)證,評(píng)估其展現(xiàn)的決策結(jié)果,通過逐漸迭代使知識(shí)圖接近實(shí)際;對(duì)專家組研討結(jié)論,運(yùn)用相應(yīng)的綜合方法,處理協(xié)作知識(shí)圖,最終得到體現(xiàn)專家組意愿的對(duì)嚴(yán)格管理決策問題的解決方案。③模型集成。定量化的知識(shí)能夠通過模型組件描述出來,通過鏈接使其與知識(shí)圖建立聯(lián)系。加載知識(shí)圖,能夠輸出半自動(dòng)化和自動(dòng)化的決策結(jié)果。基于可視化的人機(jī)接口,創(chuàng)建和模型組件,專家便可直觀的描述定量模型組件;通過模型組件創(chuàng)建定量模型,需有效地集成組件,同時(shí)創(chuàng)建和知識(shí)圖相應(yīng)的公共概念管理模塊。④協(xié)作管理。針對(duì)研討的主題,參與的專家對(duì)知識(shí)進(jìn)行探討和修改,共同協(xié)商水資源嚴(yán)格管理應(yīng)用,為專家基于知識(shí)圖進(jìn)行的協(xié)作研討、合作提供支持。
2.4組件定制與知識(shí)圖鏈接知識(shí)圖繪制完成后,它只是概念層次上的抽象,必須照定制人的意愿表達(dá)制作出符合定制人要求的意愿,并為知識(shí)圖中的相關(guān)節(jié)點(diǎn)定制相關(guān)服務(wù);根據(jù)知識(shí)圖的定義,通過該步驟定制組件并且將組件與知識(shí)圖進(jìn)行關(guān)聯(lián),達(dá)到從定性概念到定量的數(shù)據(jù)、信息表示,從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。組件的定制流程如圖6所示、
3水資源嚴(yán)格管理規(guī)劃系統(tǒng)的應(yīng)用
水資源嚴(yán)格管理系統(tǒng)是在不同規(guī)劃情景下的水資源嚴(yán)格管理的結(jié)果。以實(shí)行水資源嚴(yán)格管理“三條紅線”為基礎(chǔ),在對(duì)來水、需用水和排水進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)上,確定考核指標(biāo)系統(tǒng)、設(shè)計(jì)考核制度和方法,建立實(shí)行水資源嚴(yán)格管理系統(tǒng)。主要包括:水資源開發(fā)利用評(píng)價(jià)與控制系統(tǒng)、水資源管理與保護(hù)系統(tǒng)、水資源管理調(diào)度系統(tǒng)、水利建設(shè)與管理系統(tǒng)、水保和生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、集成的決策咨詢系統(tǒng)、電子政務(wù)系統(tǒng)、水資源管理保障及獎(jiǎng)罰措施系統(tǒng)等。在水資源嚴(yán)格管理方案的基礎(chǔ)上,新模式應(yīng)用的另一個(gè)重要功能是區(qū)域潛力分析,主要目的是分析整個(gè)區(qū)域或區(qū)域內(nèi)各地區(qū)的水資源供需、土地資源、新增用水戶、水生態(tài)環(huán)境承載及碳減排等方面的潛力。
4結(jié)論
我國西部地區(qū),特別是西北地區(qū)具有特殊的自然地理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件。土地遼闊、礦產(chǎn)資源豐富、水資源稀缺的基本特征,使水資源成為該地區(qū)最具有戰(zhàn)略意義的資源。水資源保障是實(shí)施西部大開發(fā)戰(zhàn)略和西部社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ),在干旱缺水的西北地區(qū),水更是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的首要制約因素。為西部大開發(fā)提供水資源保障,必須充分認(rèn)識(shí)水資源的自然特點(diǎn),正確把握人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的辯證關(guān)系,協(xié)調(diào)處理好整體與局部、近期與長遠(yuǎn)等各種關(guān)系,合理配置水資源。不能再走傳統(tǒng)工業(yè)化開發(fā)最大限度地開發(fā)自然資源、最大限度地生產(chǎn)社會(huì)財(cái)富、最大限度地獲取利潤的老路;而要走盡量利用智力資源,以知識(shí)創(chuàng)新的富有自然資源代替短缺自然資源,達(dá)到人、技術(shù)和自然協(xié)調(diào)發(fā)展的新路。
一、西北地區(qū)水資源規(guī)劃應(yīng)遵循的原則
1.以流域?yàn)閱卧獙?duì)水資源進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一配置的原則。建立在流域范圍內(nèi)的水資源綜合管理,是當(dāng)前國際水資源政策的核心。水資源綜合管理的目標(biāo)是:保障水安全;利用單位水量生產(chǎn)更多的食物和產(chǎn)品;保護(hù)人類和所有生物賴以生存的水環(huán)境和水生態(tài)系統(tǒng)。
2.水資源供需平衡的原則。
水資源供給包括大氣水、地表水、地下水、污水資源化和海水淡化等;水資源需求既包括工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生活用水等人類生活與生產(chǎn)必須的水資源,也包括保持水環(huán)境自凈能力的環(huán)境用水和保持生態(tài)平衡必須的生態(tài)用水。由于西北地區(qū)特殊的資源與生態(tài)條件,在西北地區(qū)水資源規(guī)劃中應(yīng)該把生態(tài)用水和環(huán)境用水放到突出重要的地位。
3.水資源開發(fā)利用與國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展緊密聯(lián)系、相互協(xié)調(diào)的原則。要依據(jù)西部大開發(fā)的總體目標(biāo),制定水資源合理配置與分期開發(fā)的方案。水資源開發(fā)利用規(guī)模要與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng),為西部大開發(fā)提供支撐和保障條件。西部大開發(fā)既要重視水資源開發(fā)利用對(duì)西部地區(qū)流域經(jīng)濟(jì)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的重要帶動(dòng)作用;也要充分考慮水資源的制約作用,對(duì)現(xiàn)狀經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)要依據(jù)水資源條件進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整,并堅(jiān)持厲行節(jié)水。在西部開發(fā)中新的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)要量水而行,以水定供,以供定需
4.水資源開發(fā)利用與生態(tài)系統(tǒng)相協(xié)調(diào)的原則。堅(jiān)持人與自然和諧共處,既防止水對(duì)人的傷害,也要防止人類對(duì)水的傷害。西北特殊的綠洲型經(jīng)濟(jì)模式,決定了人類活動(dòng)空間對(duì)水資源的依存關(guān)系,水資源循環(huán)與轉(zhuǎn)化關(guān)系的改變意味著現(xiàn)有綠洲的喪失。樓蘭古國的消失、古代巴比倫文明的湮滅,都是水資源過度利用、水環(huán)境破壞的直接后果。現(xiàn)在地中海地區(qū)也出現(xiàn)了荒漠化的趨勢。因此,在水資源開發(fā)利用中既要滿足經(jīng)濟(jì)和生活用水的需要,也要充分考慮生態(tài)用水和環(huán)境用水;不考慮環(huán)境與生態(tài)用水就是人類對(duì)水的侵害,就是用子孫水
二、西北地區(qū)水資源規(guī)劃應(yīng)著重研究的幾個(gè)問題
1.充分考慮水資源的地區(qū)分布和時(shí)程變化規(guī)律。西北內(nèi)陸河流域和黃河流域面積占全國的1/3,水資源總量僅占全國的1/14,多年平均降水量250毫米,水面蒸發(fā)量高達(dá)1000~2800毫米。西北地區(qū)水資源時(shí)空分布極不均勻,大部分地區(qū)降水量折合徑流深不足150毫米的天然生態(tài)不平衡地區(qū)。美國開發(fā)西部100多年來,在拉斯維加斯、鳳凰城、圖森這樣的城市地區(qū)建一些集中的居民點(diǎn),是在居民點(diǎn)上維持人工生態(tài),而不是改變整個(gè)荒漠地區(qū)的生態(tài)。
2.審慎研究水資源的質(zhì)量變化。河流上游用水增加,下游水量就減少,水體的礦化度呈顯著增加趨勢。雖然西北地區(qū)污水排放總量不大,但水體環(huán)境容量有限,幾乎沒有自凈的能力,污染河長已達(dá)評(píng)價(jià)河長的27.8%。在西北開發(fā)中應(yīng)充分考慮水體環(huán)境容量和河流自凈能力不足的特征,嚴(yán)格禁止上馬高耗水、高污染的建設(shè)項(xiàng)目。
3.慎重處理水資源與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系。由于水資源大規(guī)模的開發(fā)利用,新疆人工綠洲的面積已從50年代的1萬平方公里發(fā)展到6萬平方公里,農(nóng)田灌溉面積從2600萬畝發(fā)展到10778萬畝;同時(shí)全國沙漠化面積的80%在西北。保證現(xiàn)有人工生態(tài)的發(fā)展和防止自然生態(tài)的惡化,兩者都需要水。在水資源十分有限的條件下,必須妥善處理水資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)系。印度就是由于過分墾殖,發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn),使人類文明的發(fā)源地--曾經(jīng)草肥水美的恒河流域也出現(xiàn)了荒漠化。我國西北地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人口不應(yīng)該再大量增加,不能再開展大規(guī)模的墾殖活動(dòng),應(yīng)主要致力于控制人口數(shù)量,提高人口素質(zhì)
1.1地理概況
加利福尼亞州(簡稱加州)地處美國西海岸,南北方向呈狹長型地帶.作為美國經(jīng)濟(jì)規(guī)模和人口均最大的州,加州現(xiàn)有3300萬人,主要集中在南加州海岸平原和中部圣佛朗西斯科灣地區(qū).
加州西部海岸是較低的山部地區(qū),東部是南北方向綿延643.6km(400英里)的西拉內(nèi)華達(dá)高大山脈,它屏障了太平洋水汽東送的通道。夾于西部海岸山脈和東部西拉內(nèi)華達(dá)山脈間的中央峽谷,長約724.05km(450英里),其久負(fù)盛名的農(nóng)業(yè)也主要集中在這一峽谷內(nèi).兩條主要河流薩克拉門托河與圣喬昆河分別從北部和南部匯流到圣佛朗西斯科灣.
總體來講,加州是一個(gè)半干旱地區(qū),降水時(shí)空分布不均,降雨集中在11月初至來年4月末.其西北部地區(qū)水量較多,全州有1/3的徑流是來自這一人煙稀少的地區(qū),而這一水源地必須修建水利工程其豐富的水資源才能被中部和南部利用,否則水將流入大海.
1.2歷史發(fā)展及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)
加州的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從最初采礦業(yè)最發(fā)達(dá)的階段,相繼經(jīng)歷了農(nóng)業(yè)、航空航天業(yè)、電影業(yè)、電子工業(yè)等產(chǎn)業(yè)占主導(dǎo)地位的不同發(fā)展階段,其中,農(nóng)業(yè)至今仍是加州很重要的一個(gè)產(chǎn)業(yè),1995年農(nóng)業(yè)用水量占總用水量的43%,預(yù)計(jì)到2020年農(nóng)業(yè)用水仍占39%,它對(duì)加州水資源的開發(fā)和管理有很大的影響.
如今,由于加州人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模的快速增長,由此帶來的水資源緊張、能源短缺問題也日益嚴(yán)重.這一現(xiàn)象引起了加州政府的焦慮和擔(dān)心,但目前還沒有找到較好的控制辦法.
1.3主要水利工程
經(jīng)過100多年的發(fā)展,加州水利工程已經(jīng)發(fā)展得十分發(fā)達(dá).全州現(xiàn)共有水壩和水庫1200多座,及多條引水渠.這些引水渠大都是從水庫引水,甚至有多個(gè)調(diào)節(jié)水庫,也有少數(shù)幾個(gè)是直接從河道引水,加州大部分用水就依賴于這些水利設(shè)施.州水利工程(StateWaterProject,SWP)和中央峽谷工程(CentralValleyProject,CVP)是兩個(gè)最主要的工程.
州水利工程在加州是一個(gè)十分重要的水利工程,大約有2000萬人口的用水量的一半來自于它,占總?cè)丝诘?/3左右.州水利工程歸州所有,由加州水資源局管理,50年代開始規(guī)劃,60年代開始建設(shè),由奧羅衛(wèi)理(Oroville)大壩和水庫、中央峽谷蓄水工程和通往南加州的643.6km(400英里)長的輸水干渠、電站、泵站以及八九十年代新增的約321.8km(200多英里)長的附屬輸水渠道等幾部分組成.其主要功能是將加州北部多余的水調(diào)往缺水的中部和南部地區(qū),水量的70%供給城市,30%供給農(nóng)業(yè).
州水利工程不僅在加州,甚至在全美國都是很特殊的.它完全是自籌經(jīng)費(fèi),歸州所有并由州立機(jī)構(gòu)管理運(yùn)行.工程提供統(tǒng)一的服務(wù),與29個(gè)北部、中部和南部地區(qū)的公共機(jī)構(gòu)之間有統(tǒng)一的水價(jià)協(xié)議,水價(jià)根據(jù)實(shí)際的工程建造成本和運(yùn)行成本得出,州并不提供財(cái)政補(bǔ)貼,農(nóng)村和城市用水價(jià)格相同.
中央峽谷工程作為全美的一個(gè)大型水利工程,它從加州北部卡斯凱德(Cascade)山脈一直延伸到南部科恩(Kern)河,干流長約643.6km(400英里),包括20座水庫和大壩[其中有加州最大的水庫:薩克拉門托河流上的沙斯塔(Shasta)水庫]和11個(gè)水力發(fā)電廠.其主要功能是防洪、供水,同時(shí)兼顧航運(yùn)、旅游、發(fā)電、生態(tài)效益.據(jù)估計(jì),該工程產(chǎn)生的效益已是當(dāng)初投資的100倍.20世紀(jì)30年代,州政府就提出要興建這一大規(guī)模工程,但由于經(jīng)濟(jì)蕭條,自已沒有能力修建,最終由墾務(wù)局建設(shè)完成,而工程產(chǎn)權(quán)歸聯(lián)邦政府和加州政府共同所有.
中央峽谷工程和州水利工程均從薩克拉門托河及三角洲地區(qū)引水,而且兩者有一段約160.9km長的共用引水渠和水庫、大壩(圣路易斯子系統(tǒng)),它們之間按照“工程運(yùn)行協(xié)調(diào)條款”、“海灣、三角洲規(guī)劃”以及其他協(xié)議有條不紊運(yùn)行,至今已有40余年歷史.
2加州水利工程建設(shè)及其產(chǎn)權(quán)特征
加州水資源開發(fā)的一大特征是水利工程的所有權(quán)的多樣化,工程歸很多機(jī)構(gòu)所有.這些機(jī)構(gòu)大多數(shù)是公共性的機(jī)構(gòu),包括很小的區(qū)域性機(jī)構(gòu)和兩大聯(lián)邦機(jī)構(gòu),少數(shù)幾個(gè)中等規(guī)模的水利工程歸某些公司所有,而大多數(shù)水力發(fā)電廠則歸投資者所有.
100多年前,州通過了立法以允許農(nóng)民自己組織起來建立灌區(qū)并共同建造水利工程,現(xiàn)在的很多灌區(qū)就是當(dāng)時(shí)建立的,加州最初的幾個(gè)有一定規(guī)模的水庫和輸水渠也由灌區(qū)建造.
在灌區(qū)進(jìn)行水資源開發(fā)的同時(shí),城市在水資源開發(fā)過程中也起了十分重要的作用.洛杉磯和圣佛朗西斯科這兩個(gè)最大的城市就曾參與了早期的水資源開發(fā).
圣佛朗西斯科的用水起先由歸投資者所有的供水工程提供.但100年前,圣城就已認(rèn)識(shí)到必須加大水利投資擴(kuò)大工程規(guī)模才能滿足日益增長的用水需要,因此,它買斷了一些已有工程的所有權(quán),然后建造引水?dāng)U建工程,并打通了通往西拉內(nèi)華達(dá)山脈的輸水道路.圣城利用這些建造的工程向圣佛朗西斯科灣南部地區(qū)的小城市供應(yīng)水,當(dāng)然,這是要收費(fèi)的.如今,圣城向20多個(gè)其他城市出售水.
洛杉磯的做法與圣城相類似,它也買斷了當(dāng)?shù)氐乃O(shè)施并建造更大規(guī)模的歐文斯峽谷輸水工程.但與圣城不同的是,洛城并不是將其引入的水賣給別的城市,而是將別的城市組織起來,共同將科羅拉多河水調(diào)入南加州城市,這樣就產(chǎn)生了區(qū)域性機(jī)構(gòu).
加州城市用水占全州總用水量的15%左右,其中大部分依賴于引水渠調(diào)水,很小一部分是來自本地.由于很多大城市都是建在海岸邊,先天淡水不足,所以線路最長。最昂貴的輸水渠主要都是為了滿足城市用水需要.一般來講,城市供水工程均沒有州和聯(lián)邦的資金投入,修建工程的當(dāng)?shù)貦C(jī)構(gòu)必須支付工程的全部成本.
在加州,農(nóng)業(yè)灌溉用水占到總用水量的40%左右,盡管有少數(shù)農(nóng)場依賴自備井和當(dāng)?shù)睾拥溃谴蟛糠值霓r(nóng)場是位于灌區(qū)內(nèi),使用灌區(qū)引水渠.加州很多大型水利工程都由灌區(qū)自己建造,也沒有州和聯(lián)邦的資金投入.
應(yīng)當(dāng)指出,多年來聯(lián)邦政府在加州水利方面的投資還是占主要地位的.20世紀(jì)初建立墾務(wù)局主要就是為了建設(shè)17個(gè)美國西部地區(qū)的灌溉工程,促進(jìn)西部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,100多年來加州深受其益.中央峽谷工程就是墾務(wù)局在加州境內(nèi)建設(shè)的最大的一個(gè)水利工程.
3水資源統(tǒng)一管理
加州早期的工程大都由當(dāng)?shù)毓鄥^(qū)、城市機(jī)構(gòu)或者聯(lián)邦墾務(wù)局興建,眾多的引水渠構(gòu)成了十分復(fù)雜的水網(wǎng).早期,這些水網(wǎng)間缺乏合作.近年來,由于逐漸強(qiáng)調(diào)效率和協(xié)作,通過修建新的溝通渠道以溝通這些管道和水渠或者相互簽定水交換書面協(xié)議,不同機(jī)構(gòu)所有的水渠相互聯(lián)成了一個(gè)很大的水系統(tǒng).
3.1南加州都市水行政區(qū)和圣佛朗西斯科東部水行政區(qū)
早在洛杉磯修建歐文斯峽谷輸水工程時(shí),南部加州就已預(yù)料到需水量肯定會(huì)繼續(xù)增加,必須從區(qū)域外調(diào)水.因此,洛城于1928年開始,組織了其余15個(gè)城市要求立法許可他們成立全新的水行政區(qū),這就是南加州都市水行政區(qū).南加州都市水行政區(qū)的初衷是要修建引水渠從正在修建胡佛大壩的科羅拉多河中調(diào)水.行政區(qū)也建立了骨干分水系統(tǒng)用以將水批發(fā)出售給各城市.70多年以后的今天,南加州都市水行政區(qū)不僅從科羅拉多河調(diào)水,而且還從州水利工程調(diào)水,供給南加州135個(gè)城市,擔(dān)負(fù)超過加州半數(shù)人口的供水任務(wù).
南加州都市水行政區(qū)組織建立的同時(shí),北部加州也開始建立類似的行政區(qū).圣佛朗西斯科灣東岸地區(qū)組建了圣佛朗西斯科東部水行政區(qū).建立至佛朗西斯科東部水行政區(qū)主要是為修建引水渠從西拉內(nèi)華達(dá)山脈西坡引水,該工程于20世紀(jì)30年代完工.與南部加州不同的是,它發(fā)展了水零售系統(tǒng),而且也提供該地區(qū)所有的水利服務(wù),比如地區(qū)的污水處理等.雖然其規(guī)模只有南加州都市水行政區(qū)15%,但是其提供的服務(wù)范圍更廣.
這兩個(gè)水行政區(qū)在加州水資源的開發(fā)和管理過程中,尤其是在解決地區(qū)性水資源問題中,發(fā)揮了很重要的作用.
3.2水利工程統(tǒng)一調(diào)度
由于中央峽谷工程和州水利工程都是很復(fù)雜的水系統(tǒng),有眾多的水庫、電站和水渠,因此管理這一復(fù)雜的系統(tǒng)是很難的.目前,工程的運(yùn)行由運(yùn)行管理辦公室負(fù)責(zé),其下屬機(jī)構(gòu)包括:運(yùn)行規(guī)劃處,運(yùn)行中心和運(yùn)行支持處3個(gè)部分.電力調(diào)度、配水計(jì)劃等均由該辦公室負(fù)責(zé)實(shí)施.目前,這些水庫的調(diào)度和各級(jí)輸水渠道的配水控制,以及污水的收集、處理與利用,都是在控制中心的控制室完成的,信息化程度較高.
3.3地表水和地下水
在一般年份,加州地下水占據(jù)了總用水量的一半之多,以前,地下水資源并沒有被看成是加州水系統(tǒng)中的一部分,但這種不利的狀況正在逐漸改變.地下水流域的各機(jī)構(gòu)之間正在加強(qiáng)合作,以協(xié)商共同長期有效利用地下水資源儲(chǔ)備.比如,從某州水利工程引水的城市機(jī)構(gòu)在豐水年可以將剩余的水回灌到某地下水流域,在枯水年份,當(dāng)其需要用水時(shí)可以取回部分水作為以前回灌的補(bǔ)償.
與其他西部州不同的是,加州政府并沒有對(duì)地下水的開采進(jìn)行管制,除非是在過渡開采導(dǎo)致長期的水質(zhì)惡化發(fā)生時(shí)才加以限制.目前,加州許多地下水流域并沒有開采和回灌的規(guī)劃和限制,主要是因?yàn)檫@些地區(qū)的地下水開采量有限,而城市和高產(chǎn)值農(nóng)業(yè)地區(qū)則不然,這些地區(qū)的地下水利用要受到當(dāng)?shù)毓芾聿块T的限制,以確保地下水長期保持平衡.
3.4農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水現(xiàn)狀
1992年頒布的水政策中,明確將節(jié)約用水定為當(dāng)時(shí)水資源管理中的首要工作內(nèi)容,規(guī)定城市用水、農(nóng)業(yè)用水和環(huán)境用水均必須高效,用水大戶農(nóng)業(yè)必須繼續(xù)發(fā)展滴灌、微噴灌、以及激光水準(zhǔn)管道布線、整平等節(jié)水手段.由于受到相當(dāng)可觀的節(jié)水效益的激勵(lì),效率更高的節(jié)水器具被不斷地開發(fā)出來.
現(xiàn)在加州的許多農(nóng)場和果園都采用了計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化灌溉管理系統(tǒng),尤其是菜園和果園微噴及噴灌系統(tǒng)的控制自動(dòng)化程度較高.從土壤水分的測定,灌溉決策及其指令的發(fā)出,到停止灌溉時(shí)的關(guān)機(jī)停泵,直至下一次灌溉指令的發(fā)出,都用計(jì)算機(jī)和自動(dòng)監(jiān)測、傳輸、分析等系統(tǒng)完成.
4水權(quán)和水市場
最初隨著金礦業(yè)的發(fā)展,金礦的增多使得金礦主之間為爭奪同一河流上的水權(quán)而引發(fā)了許多爭端,為解決這些水權(quán)爭端,政府必須制定相應(yīng)的法律.隨后農(nóng)業(yè)灌溉需水的增長使人們對(duì)水的爭奪變得更加激烈,農(nóng)業(yè)用水要較金礦業(yè)用水多得多,灌溉面積的增加使得人們不得不去興建新的蓄水引水工程.海岸地區(qū)工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口繼續(xù)增長,當(dāng)?shù)剌^容易利用的水資源很快就被用光,這就迫切需要從州內(nèi)水多的北部和東部地區(qū)向缺水的南部和西部調(diào)水.
在加州,只要涉及到用水,不管是政府、企業(yè)還是個(gè)人,首要條件是自己必須擁有水權(quán)或者是與水權(quán)擁有者之間有交易契約(買賣關(guān)系),而且用水必須合理有效,不能浪費(fèi).上述情況均涉及到水權(quán)的分配或交換問題.
在美國,各州的水權(quán)在不與聯(lián)邦法律沖突的前提下歸各州解釋,加州也有自己的一套水法.加州水法規(guī)定:水歸人民集體所有,個(gè)人和實(shí)體只有水的使用權(quán).加州的水權(quán)可以分為地下水權(quán)和地表水權(quán)兩種.其中,地下水權(quán)的規(guī)定相對(duì)要簡單一些,地表水權(quán)則相當(dāng)完備而且很復(fù)雜.加州的地表水權(quán)也是較特殊的,它包括河岸水權(quán)和占有權(quán)兩種形式,屬于混合式水權(quán)系統(tǒng),而其他州的水權(quán)主要只有占有權(quán)一種.河岸水權(quán)沿用的是英國法律體系,是當(dāng)初水資源緊缺問題不是十分突出的情況下出現(xiàn)的一種水權(quán),占有權(quán)在水資源比較緊缺的現(xiàn)在和將來都則是主要的,加州水法對(duì)兩種地表水權(quán)進(jìn)行了詳細(xì)的解釋和界定.
水權(quán)本質(zhì)上是一種財(cái)產(chǎn)權(quán),受與財(cái)產(chǎn)權(quán)相同的法律保護(hù).水權(quán)可以買賣、交換,也可以按照法定程序撤消,水權(quán)以年引水量、引水速度、引水季節(jié)、引水方式、引水口位置、使用目的、使用地點(diǎn)等形式表現(xiàn)出來.水權(quán)可分為非消耗性水權(quán)(如發(fā)電用水)和消耗性水權(quán)兩種,水利工程則可以有這兩種水權(quán)中的一種或兩種同時(shí)擁有.
如何進(jìn)行水權(quán)的量化也是一個(gè)很重要的問題,美國西部很多州規(guī)定,水權(quán)的數(shù)量與水權(quán)擁有者的直接用水量相同,而加州規(guī)定水權(quán)數(shù)量與其有益利用的水量相同,它包括合理的運(yùn)輸過程中的損失.這樣可以避免造成過多的低效率用水,因?yàn)榈托实亩嘤靡环剿蜁?huì)多一分浪費(fèi),結(jié)果是損害了別的高效率的用水戶的權(quán)益.因此,這種界定既有利于水權(quán)擁有者節(jié)水,又保護(hù)了其他合法用水戶的權(quán)益.
為獲得水權(quán),申請者必須提出書面申請,提供事實(shí)證明并接受他人的質(zhì)詢和反對(duì).申請過程由水資源管理委員會(huì)控制,包括接受申請、舉行聽證、頒布決議等一系列程序,類似于司法判決.當(dāng)然,這是一個(gè)充滿矛盾和爭論的過程,有些甚至要上訴到聯(lián)邦最高法院.但判決生效后,各有關(guān)用戶必須遵循判決執(zhí)行,這往往需要專門的管理員以監(jiān)督其執(zhí)行情況,該任務(wù)一般由水資源局承擔(dān).
4.1水權(quán)交換
加州現(xiàn)在的水權(quán)交換大致有兩種形式,一種是大范圍的調(diào)水,另一種是用水戶個(gè)體或?qū)嶓w之間水權(quán)的直接交換.
跨區(qū)域(流域)調(diào)水.由于加州南部和西部地區(qū)缺水,從水多的東部和北部地區(qū)調(diào)水是必然的結(jié)果.大范圍的調(diào)水,實(shí)際上也是水權(quán)的交換.
調(diào)水初期遇到了一些困難,由于豐水地區(qū)的農(nóng)民和灌區(qū)已經(jīng)建立了自己的水利設(shè)施,很多情況下,當(dāng)?shù)剞r(nóng)民對(duì)出售自己的水權(quán)并不感興趣,也不愿意城市的各種機(jī)構(gòu)卷入到本地的水事務(wù)中.問題的解決只能通過復(fù)雜的協(xié)商程序甚至于訴諸于法律,盡管城市最終還是得到了自己所要的水,但由此便造成了農(nóng)村和城市之間的矛盾,并且這種矛盾一直持續(xù)了很多年.
個(gè)體或?qū)嶓w間的水交換.這種水交換是更直接的水權(quán)交換.通過水交換,整個(gè)水系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水資源的合理配置,用戶沒用完的過剩水可以直接賣給需要用水而沒有水用的用戶,對(duì)于個(gè)體來說這也是理智的選擇.這樣可以減少水資源浪費(fèi),最大化水資源的利用效率.
對(duì)水交換過程中涉及到的水權(quán)和水權(quán)交換問題以及相應(yīng)操作步驟,州水資源管理委員會(huì)制定了專門的指導(dǎo)建議.
4.2干旱“水銀行”
20世紀(jì)80年代末90年代初,加州經(jīng)歷了持續(xù)4年的大旱,降雨僅有正常年份的28%,水庫蓄水只有其蓄水容量的32%,州水利工程和中央峽谷工程被迫急劇減少供水,州水利工程只能按正常供水量的10%的供應(yīng)城市用水,其農(nóng)業(yè)供水被迫停止.為緩解干旱造成的緊張壓力,1991年2月,“水銀行”這一應(yīng)急措施被提了出來,這在美國是一個(gè)創(chuàng)造.水銀行主要負(fù)責(zé)購買自愿出售水的用戶的水,然后賣給急需用水的其他用戶.其成員可以是公司、共同用水組織或者是負(fù)責(zé)工農(nóng)業(yè)和環(huán)境供水的公共機(jī)構(gòu),他們必須符合嚴(yán)格的條件才能成為水銀行的成員(比如用完了所有能被利用的水),用水戶必須保證不浪費(fèi)水,也不能購買超出需要量的水.出乎預(yù)料的是,45d內(nèi)水銀行競買到了10億m3水,其買入價(jià)是
10美分/m3,賣出價(jià)是14美分/m3,這些水大多數(shù)是來自休閑耕地用水和地下水.從全局來看,水銀行可以盡可能地減少干旱造成的全州經(jīng)濟(jì)損失,更合理進(jìn)行水資源的配置,據(jù)估計(jì),水銀行帶來的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)3.5億美元.但水銀行也帶來了一些爭論,如環(huán)境用水如何保證、對(duì)農(nóng)業(yè)負(fù)面影響以及對(duì)稅收和財(cái)政的影響.盡管如此,這一措施卻不失為合理有效配置水資源的一個(gè)探索性的方法.
值得一提的是,盡管加州的水權(quán)系統(tǒng)已發(fā)展得較完備,但是目前還沒有建立起水市場.90年代的10年間,加州政府試圖把水市場作為解決日益增長的城市用水需要的措施,提出了很多提案欲對(duì)水市場立法,以促進(jìn)水市場的發(fā)育,但至今仍缺乏獲得立法通過的提案.提案的反對(duì)意見主要來自農(nóng)業(yè)方面,由于農(nóng)業(yè)用水占大多數(shù),農(nóng)民有自己的水權(quán),但很多農(nóng)民觀念上認(rèn)為建立水市場是在逼迫他們出售水,水市場建立對(duì)小農(nóng)場不利,因此不同意這些提案.所以,要想建立起水市場,必須根據(jù)公平的原則,照顧弱勢群體小農(nóng)場的利益,給予適當(dāng)補(bǔ)償.有人也建議,建立水市場最好讓賣方和買方直接談判,同時(shí)要建立起一定框架條款,根據(jù)這些條款,談判雙方必須考慮交易所涉及的第三方利益.
在水交易過程中,州政府應(yīng)該發(fā)揮宏觀調(diào)控的功能.由于水交易表面上只涉及買賣雙方,但是,交易水要從賣方手中到達(dá)買方手中,一般來講這一過程必然要用到第三方的水利設(shè)施,這時(shí)水資源局的州水利工程骨干輸水渠就可以發(fā)揮作用了.
5水環(huán)境生態(tài)問題
加州最早受到環(huán)境保護(hù)主義影響的是北部海岸流域水資源開發(fā),該地區(qū)是加州重要的水源地,州和聯(lián)邦政府最終還是通過了立法以保護(hù)該地區(qū)的野生動(dòng)機(jī)自然風(fēng)景.近年通過的“公眾信任原則”規(guī)定,如果水權(quán)影響到公眾信任和利益,比如魚類和野生生物因此受到危害,則可以重新考慮水權(quán)擁有者是否應(yīng)繼續(xù)保持其權(quán)利,亦即可以撤消其權(quán)利.
目前加州水利政策方面的爭論主要圍繞的就是環(huán)境問題,不管是規(guī)劃中的新的水利工程還是已建成的水利工程,均受到了來自環(huán)境保護(hù)法的挑戰(zhàn),哪怕是已經(jīng)建成達(dá)一個(gè)世紀(jì)之久的供水工程也將必須調(diào)整供水量,以減少對(duì)環(huán)境的影響.可以說生態(tài)環(huán)境問題已經(jīng)成了水資源管理遇到的最主要的問題,而且也是考慮一切問題的前提.
6結(jié)語
本文主要從水利工程的產(chǎn)權(quán)特征、水資源統(tǒng)一管理、水權(quán)水市場、水環(huán)境生態(tài)保護(hù)4個(gè)方面對(duì)加州水資源開發(fā)管理加以了介紹.可以看出,加州水資源開發(fā)和管理也正在經(jīng)歷從傳統(tǒng)水利向更高階段轉(zhuǎn)變的過程,更加注重水資源的統(tǒng)一管理和合理配置,也更關(guān)注水利工程的環(huán)境影響.由于發(fā)達(dá)國家所經(jīng)歷的某些階段或遇到的一些問題,我們也正或多或少地面臨著,通過了解其歷史發(fā)展過程及其開發(fā)、管理思路,我們可以少走一些彎路.現(xiàn)提出以下幾點(diǎn)供大家思考:
(1)我國正在或即將興建的幾個(gè)大型調(diào)水工程,是否可以調(diào)動(dòng)地方的積極性,拓展多種投資渠道,減少國家投入,實(shí)行股份制,按投資的多少享有不同的股份,加快跨流域調(diào)水設(shè)施的建設(shè);
(2)加強(qiáng)地下水和地表水的聯(lián)合調(diào)度,在更大的時(shí)空范圍均衡水資源的分布;
(3)建立獲取水權(quán)的合法途徑,并制定水權(quán)的定量化細(xì)則,規(guī)定水權(quán)擁有者的年引水量、引水速度、引水季節(jié)、引水方式、引水口位置、使用目的、使用地點(diǎn);
一、美國水資源概況
美國地處北美洲中部,總面積937萬平方公里。遼闊的地域上平原、山脈、丘陵、沙漠、湖泊、沼澤等各種地貌類型均有分布,山地占國土面積的三分之一,丘陵及平原占三分之二,境內(nèi)地勢東、西兩側(cè)高,中間低,東部與西部大致以南北向的落基山東麓為界,也是美國太平洋水系和大西洋水系的分水嶺,兩邊的氣候和自然條件差異較大。
美國河流大都為南北走向,主要水系為:墨西哥灣水系,由密西西比河及格蘭德河等河流構(gòu)成,流域面積占美國本土面積的三分之二;太平洋水系,包括科羅拉多河、哥倫比亞河、薩克拉門托河等;大西洋水系,包括波托馬克河以及哈得遜河等;白令海水系,由阿拉斯加州的育空河及其它諸河構(gòu)成;北冰洋水系,包括阿拉斯加州注入北冰洋的河流。
根據(jù)降水量的自然分布,美國水資源特點(diǎn)可以概括為,東多西少,人均豐富。全美多年平均降水量為760毫米。以西經(jīng)95度為界,可將美國本土化分成兩個(gè)不同區(qū)域:西部17個(gè)州為干旱和半干旱區(qū),年降水量在500毫米以下,西部內(nèi)陸地區(qū)只有250毫米左右,科羅拉多河下游地區(qū)不足90毫米,是全美水資源較為緊缺的地區(qū);東部年降水量為800至1000毫米左右,是濕潤與半濕潤地區(qū)。美國水資源總量為29702億立方米,人均水資源量接近12000立方米,是水資源較為豐富的國家之一。
二、美國水資源管理情況
經(jīng)過近一個(gè)世紀(jì)的建設(shè),美國水資源開發(fā)利用工程已基本形成體系,對(duì)局部洪水的控制和西部水資源的配置都達(dá)到了較高水平,可以說,美國大規(guī)模開發(fā)利用水資源的階段已經(jīng)結(jié)束。在進(jìn)一步開發(fā)利用水資源已受到生態(tài)和環(huán)境強(qiáng)力制約的今天,美國水資源工作的重心已轉(zhuǎn)向高效管理,重點(diǎn)是提高水的利用效率和防治水污染。其水資源管理的主要特點(diǎn)是:
1、以州為主的水資源管理體制。由于美國是聯(lián)邦制國家,水資源屬州所有,水資源管理基本以州為主進(jìn)行。全國無統(tǒng)一的水資源管理法規(guī),管理行為以州立法和州際協(xié)議為準(zhǔn)繩。州以下往往分成若干個(gè)水務(wù)局,對(duì)供水、排水、污水處理及回用等涉水事物統(tǒng)籌考慮,統(tǒng)一管理。以我們考察的南加州都市水務(wù)局為例,這個(gè)成立于1928年的水資源管理機(jī)構(gòu),起初只負(fù)責(zé)6個(gè)縣,5200平方公里的供水事宜,向州供水工程買水再向下一級(jí)水務(wù)機(jī)構(gòu)躉售。隨著人口的增加,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,水務(wù)局的職能已不可能拘限于單純的供水,而是必須統(tǒng)籌考慮工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)及生態(tài)用水需求,統(tǒng)一規(guī)劃調(diào)度外來供水、區(qū)域內(nèi)地表水、地下水以及廢污水處理回用,以保障區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。盡管這樣的水務(wù)局不是政府部門,但州立法賦予其管理權(quán)限,對(duì)區(qū)域水資源、水環(huán)境負(fù)總責(zé),使美國的水資源在一定程度上實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一管理。
2、行政措施主要體現(xiàn)在規(guī)劃的制定和實(shí)施。以州為主的水資源管理體制,并不意味著聯(lián)邦政府在此方面只能袖手旁觀。歷史上,美國聯(lián)邦有關(guān)部門一方面進(jìn)行過大量水利基礎(chǔ)設(shè)施工程的建設(shè),一方面也協(xié)調(diào)制定并監(jiān)督執(zhí)行了許多州級(jí)分水協(xié)議。在我們走訪的內(nèi)政部地質(zhì)調(diào)查局、墾務(wù)局等部門,目前都有一些規(guī)劃、計(jì)劃在制定或執(zhí)行中,這些計(jì)劃涉及水資源調(diào)查評(píng)價(jià)、水質(zhì)監(jiān)測、節(jié)水、水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)等等,都由聯(lián)邦投資保證執(zhí)行。通過規(guī)劃、計(jì)劃的制定實(shí)施,促進(jìn)美國水資源管理更趨科學(xué)和高效。在加州水資源局,政府工作人員正在著手修改“加州水資源計(jì)劃”。于1957年制定的“加州水資源計(jì)劃”寫入了加州的法律,即每五年就要修改一次該計(jì)劃。此次修改將增加干旱對(duì)策、節(jié)水措施、環(huán)境氣候變化等新內(nèi)容,并對(duì)未來10年加州水資源供需作出預(yù)測。水資源局今后的行政措施將主要通過這個(gè)計(jì)劃的實(shí)施得以體現(xiàn)。
3、發(fā)揮市場在水資源配置中的作用,水價(jià)制定遵循市場規(guī)律。美國是一個(gè)高度市場化國家,市場驅(qū)動(dòng)機(jī)制無所不在。從大型水利工程的建設(shè)到供水區(qū)域內(nèi)水資源的配置,其融資、供求均通過市場機(jī)制調(diào)控。在南加州都市水務(wù)局,來水、蓄水、輸水、抽取地下水、廢污水處理、地下水回灌等都是有償運(yùn)行的。水務(wù)局根據(jù)用水需求和供水情況,通過水資源調(diào)度模型進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度,以滿足用戶需求。這個(gè)調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)就是市場化管理,水資源按質(zhì)和成本論價(jià)。不同的價(jià)格決定了各種水源的分配,也促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,使廢污水得以處理回用,使水資源向效益更高的產(chǎn)業(yè)部門流動(dòng),即“水往高處流”。
美國的水權(quán)與土地所有權(quán)密不可分,在水資源使用權(quán)的繼承、流轉(zhuǎn)和交易上,各州有較大不同,因涉及較多法律問題,都非常繁瑣。近年來,在美國西部地區(qū)出現(xiàn)了水銀行的水權(quán)交易體系,將每年水資源量按水權(quán)分成若干份,以股份制形式對(duì)水權(quán)進(jìn)行管理,方便了交易程序,使水資源的經(jīng)濟(jì)價(jià)值得到充分體現(xiàn)。
美國水價(jià)的制定遵循市場規(guī)律,基本上要考慮水資源價(jià)值、供水及污水處理成本、新增供水能力投資。水費(fèi)包括供水債券、資源稅、污水處理費(fèi)、檢測費(fèi)、管線接駁費(fèi)等等,水價(jià)每年修訂一次。美國也注重水價(jià)對(duì)節(jié)約用水的杠桿作用,近年水價(jià)年增幅達(dá)到8%,對(duì)1985年以后全國保持用水零增長起到了積極作用。水權(quán)、水價(jià)和水市場的運(yùn)營,使開源和節(jié)流成為市場機(jī)制調(diào)控的自覺行動(dòng),盡管存在管理失靈的問題,但在促進(jìn)美國水資源可持續(xù)利用方面的作用是顯而易見的。
4、節(jié)約和保護(hù)水資源是管理的重點(diǎn)。美國各級(jí)水資源部門在談到目前水資源管理方面的主要工作時(shí),都強(qiáng)調(diào)節(jié)約和保護(hù)的重要性。美國用水結(jié)構(gòu)在20年前已基本趨于穩(wěn)定,居民生活用水所占比例較高,在1950年至1980年的總用水量增長期內(nèi),農(nóng)業(yè)、工業(yè)由于結(jié)構(gòu)調(diào)整、降低成本以及對(duì)廢水排放的嚴(yán)格限制,用水一直在下降,增長較快的就是城市居民和服務(wù)業(yè)用水。為此,美國水資源較緊缺的西部各州采取了許多節(jié)水措施,推廣家庭節(jié)水器具,改革水價(jià),開展節(jié)水宣傳等。有的州對(duì)居民用水的限制措施非常細(xì),甚至連灌溉草坪的時(shí)間都有明確規(guī)定。為了鼓勵(lì)節(jié)水,政府規(guī)定了詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)政策,凡家庭、商業(yè)單位、工廠采取節(jié)水措施的都有不同程度的獎(jiǎng)勵(lì)補(bǔ)貼。節(jié)水措施有效遏制了用水量增長的勢頭。現(xiàn)在,各有關(guān)規(guī)劃、計(jì)劃中都把節(jié)水作為主要措施加以突出,尤其是西部各州,在開源與節(jié)流的關(guān)系中,首先強(qiáng)調(diào)的就是節(jié)流。
在水資源保護(hù)方面,美國十分重視減少對(duì)江河的污染和水生態(tài)系統(tǒng)的維護(hù)。目前全美建有20000多座污水處理廠,各種規(guī)模的污水收集處理系統(tǒng)保證了較高的污水處理率。一些城市劃定了大面積的水源保護(hù)區(qū),如舊金山政府就購買了飲用水源地集水區(qū),采取嚴(yán)格保護(hù)措施。美國在水資源開發(fā)利用過程中,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的維護(hù)進(jìn)行了大量研究。聯(lián)邦墾務(wù)局所管理的西部水庫,都規(guī)定要下泄生態(tài)水量,以保證動(dòng)植物對(duì)水的需求。美國地調(diào)局近年啟動(dòng)了一項(xiàng)計(jì)劃,對(duì)全國地下水進(jìn)行監(jiān)測評(píng)價(jià),以推動(dòng)各州采取回灌等措施,加強(qiáng)對(duì)地下水的保護(hù)。
5、新技術(shù)應(yīng)用于水資源管理。在水資源調(diào)查評(píng)價(jià)、規(guī)劃、實(shí)時(shí)監(jiān)控等方面,美國有關(guān)部門廣泛地應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),如遙感技術(shù),衛(wèi)星傳送,地理信息系統(tǒng)等。美國地質(zhì)調(diào)查局負(fù)責(zé)水資源的監(jiān)測、評(píng)價(jià)和科研工作,共設(shè)有覆蓋全美各個(gè)河流和水源地的7028個(gè)觀測站點(diǎn),技術(shù)手段十分先進(jìn),這些監(jiān)測站點(diǎn)全部與衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng),任何一個(gè)站點(diǎn)上發(fā)生在兩小時(shí)以前的監(jiān)測數(shù)據(jù)都能在因特網(wǎng)上查到。該局不僅開展正常的水資源觀測和評(píng)價(jià)工作,近年來,還率先運(yùn)用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了全美地下水的水量和水質(zhì)方面的研究工作,其技術(shù)方法值得我們借鑒。
水資源實(shí)時(shí)調(diào)度在美國也很普遍,許多供水區(qū)都是通過計(jì)算機(jī)模型完成對(duì)水量的分配,自動(dòng)化控制對(duì)水資源的科學(xué)配置起到了促進(jìn)作用。
6、不斷進(jìn)行改革。美國的水資源管理處在不斷改革中,體制問題是改革的重點(diǎn)。目前呼聲最高的就是供水與污水處理業(yè)的私有化改革。由于美國環(huán)保部門對(duì)供水提出了更高的水質(zhì)要求,大量20年以上管齡的供水管道需要更換(占70%),加之水處理成本也要增加,供水業(yè)對(duì)資金的大量需求呼喚私人資本的注入。美國目前的供水和污水處理企業(yè)90%以上是縣、市及各種社區(qū)所有,資金不足,人才缺乏,使企業(yè)改造舉步維艱;而投資回報(bào)率達(dá)到20%的美國供水業(yè),對(duì)其國內(nèi)和海外的私人資本有極強(qiáng)的吸引力,因此,供水與污水處理業(yè)私有化趨勢明顯。在一些地區(qū),私營水廠和委托管理的水廠越來越多。美國水公司協(xié)會(huì)調(diào)查研究的結(jié)果表明,水廠體制變革帶來了一系列的變化:水質(zhì)提高了,用水戶投訴率降低了,經(jīng)營成本降低了。更重要的是,私有化帶來了資金、工作效率、優(yōu)質(zhì)服務(wù),為美國水業(yè)注入了活力。
三、美國西部水資源開發(fā)利用與北水南調(diào)工程
與我國相類似,美國的西部較之東部也是主要的缺水區(qū)域。美國西部以山地高原為主,主要由太平洋沿岸山地、哥倫比亞高原、科羅拉多高原以及落基山山地組成。太平洋沿岸地區(qū)屬溫帶海洋性氣候,夏季干旱無雨,以冬季降水為主,大部分地區(qū)年降水量少于500毫米,尤其是毗鄰太平洋的加州地區(qū),在全美人口密度最大,工業(yè)和城市化程度很高,水資源不足長期以來是美國聯(lián)邦和加州政府十分關(guān)注的主要問題之一。
在美國漫長的西部開發(fā)歷史中,水資源的開發(fā)利用始終是重中之重。早在1902年,聯(lián)邦政府就設(shè)立了墾務(wù)局致力于中西部水資源的開發(fā)利用,經(jīng)過近100年的努力,在西部已經(jīng)建成水庫348座、泵站267座、渠道21.6萬公里、輸水干管2300公里、水電站58座。這些工程的建設(shè),為美國西部水資源的配置,為西部經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展奠定了基石。有了胡佛水壩,才有內(nèi)華達(dá)美麗的城市拉斯維加斯;如果沒有北水南調(diào)工程,今天的美國第二大城市洛杉磯將風(fēng)光不再。
美國西部水資源開發(fā)利用的一個(gè)典型就是北水南調(diào)工程。北水南調(diào)工程是加州解決水資源短缺問題的配置性工程。位于美國西海岸的加利福尼亞州,南北狹長,地形起伏,雨水分布不均。北部雨水較多,常有洪水;南部人口密集,降雨稀少。尤其是南加州,聚集了該州2/3的人口,又是經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展地區(qū),水資源矛盾十分突出。這一地區(qū)主要依靠從東北內(nèi)華達(dá)州科羅拉多河引來的部分河水和地下水。但隨著各州對(duì)本州水源的控制和保護(hù),加上地下水超采引起地面下沉等情況,迫使加州政府于20世紀(jì)50年代起,統(tǒng)籌考慮解決北澇南旱的水資源配置之策。1960年,加州全民公決支持北水南調(diào)計(jì)劃,使全長600多公里的調(diào)水工程得以開工建設(shè)。該工程主干道于1973年竣工,此后,完善和配套工作一直未停。整個(gè)工程建有28座大壩和水庫,22座抽水站和一些發(fā)電站,年調(diào)水量近50億立方米,供加州2000萬人使用,調(diào)水量的70%用于城市,30%用于灌溉360多萬畝農(nóng)田,是目前美國乃至世界距離最長揚(yáng)程最高的調(diào)水工程。
北水南調(diào)工程主體投資17.5億美元,全部來自長期債券,由州水資源局根據(jù)用水需求與當(dāng)時(shí)的29個(gè)地方水務(wù)局簽署長期用水合同,再用水費(fèi)償還債券。這種市場化的資金運(yùn)作,不僅解決了工程建設(shè)的資金問題,也為工程的運(yùn)營管理打下了良好的基礎(chǔ)。從目前的情況看,北水南調(diào)工程的建設(shè)是成功的,即使美國對(duì)水利工程建設(shè)反對(duì)最激烈的環(huán)保人士也充分肯定這一工程的功績。
四、體會(huì)和建議
通過赴美水資源培訓(xùn)考察,針對(duì)我國及西部地區(qū)水資源開發(fā)利用和管理保護(hù)的實(shí)際,我們深切感到,美國作為一個(gè)水資源條件較好的國家,又有多年來大量水利設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ),仍然高度重視水資源問題,采取切實(shí)措施促進(jìn)水資源的節(jié)約和保護(hù),很值得我們學(xué)習(xí)。歸納起來有幾個(gè)方面值得借鑒:一是美國基層水務(wù)局的模式和供水業(yè)的改革,對(duì)我國正在進(jìn)行的水務(wù)管理體制改革有借鑒意義;二是美國水資源規(guī)劃和計(jì)劃的制定實(shí)施,對(duì)我們增強(qiáng)規(guī)劃的可操作性與如何保證實(shí)施有借鑒意義;三是在深入研究水權(quán)、水市場及制定水資源節(jié)約和保護(hù)的經(jīng)濟(jì)政策上,美國的做法值得學(xué)習(xí);四是水資源管理的先進(jìn)技術(shù)可以學(xué)習(xí)交流;五是西部地區(qū)水利建設(shè)從資金籌措到運(yùn)營管理能夠從美國西部開發(fā)的做法中學(xué)到經(jīng)驗(yàn);六是我國西部大開發(fā)中如何維護(hù)良好的水生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)借鑒美國經(jīng)驗(yàn)。為此,提出以下建議:
1、進(jìn)一步深化水務(wù)管理體制改革,為水資源可持續(xù)利用提供體制保障。從美國水務(wù)局的運(yùn)行情況看,水資源的統(tǒng)一管理與涉水事物的統(tǒng)籌治理具有體制上的優(yōu)越性。我國水務(wù)管理體制改革的方向是正確的,應(yīng)堅(jiān)定不移的走下去,國家和地方應(yīng)制定政策予以推動(dòng)。目前,我們在推行水務(wù)一體化管理上主要著重于理順城鄉(xiāng)水資源管理體制,在水資源保護(hù)、污水處理以及回用的管理上比較薄弱,隨著城市化進(jìn)程的加快,要加強(qiáng)對(duì)水資源保護(hù)和污水處理的統(tǒng)一管理。要指導(dǎo)水務(wù)部門積極改革內(nèi)部管理體制,做到政企、政事分開,推動(dòng)供水企業(yè)的改革、改組和改造,引入競爭機(jī)制,增強(qiáng)運(yùn)營活力。
2、切實(shí)轉(zhuǎn)變政府職能,編制落實(shí)好水資源規(guī)劃。當(dāng)前,全國各地都在進(jìn)行水資源規(guī)劃的編制工作,統(tǒng)籌安排今后水資源的管理、節(jié)約和保護(hù)工作。要汲取以往教訓(xùn),以求真務(wù)實(shí)的作風(fēng),抓好前期基礎(chǔ)資料的整編,制定切實(shí)可行的措施,編制出管用、落實(shí)的規(guī)劃。
3、適應(yīng)我國加入WTO的新形勢,深入研究制定促進(jìn)水資源節(jié)約和保護(hù)的經(jīng)濟(jì)政策。我們過去過多的依賴于行政政策進(jìn)行管理,對(duì)經(jīng)濟(jì)問題研究得很不夠。水價(jià)、水權(quán)和水市場的研究在我國剛剛起步。要借鑒美國在這方面的成功經(jīng)驗(yàn),充分利用水價(jià)這一杠桿促進(jìn)節(jié)水,依靠市場對(duì)水資源實(shí)施配置,在全社會(huì)建立節(jié)約用水和保護(hù)水資源的機(jī)制,為“十五”期間全國節(jié)水型社會(huì)的建設(shè)提供政策支持。