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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策、節(jié)水措施、環(huán)境氣候變化等新內(nèi)容,并對未來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,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)對節(jié)約用水的杠桿作用,近年水價(jià)年增幅達(dá)到8%,對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,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?,F(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,以保證動植物對水的需求。美國地調(diào)局近年啟動了一項(xiàng)計(jì)劃,對全國地下水進(jìn)行監(jiān)測評價(jià),以推動各州采取回灌等措施,加強(qiáng)對地下水的保護(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)模型完成對水量的分配,自動化控制對水資源的科學(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,即使美國對水利工程建設(shè)反對最激烈的環(huán)保人士也充分肯定這一工程的功績。
四、體會和建議
通過赴美水資源培訓(xùn)考察,針對我國及西部地區(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。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,依靠市場對水資源實(shí)施配置,在全社會建立節(jié)約用水和保護(hù)水資源的機(jī)制,為“十五”期間全國節(jié)水型社會的建設(shè)提供政策支持。
塔里木河流域位于新疆南部,在天山山脈和昆侖山山脈之間,東西長1100km,南北寬600km,面積102萬km2(包括境外流域面積2.4萬km2),占新疆國土面積的61%。塔里木河流域包括巴音郭楞州、阿克蘇地區(qū)、喀什地區(qū)、克孜勒蘇州、和田地區(qū)5個(gè)地州共42個(gè)縣市和兵團(tuán)農(nóng)一師、農(nóng)二師、農(nóng)三師、和田農(nóng)墾管理局共56個(gè)農(nóng)墾團(tuán)場。據(jù)1998年統(tǒng)計(jì),流域人口826萬人,占新疆總?cè)丝诘?7%;其中少數(shù)民族681萬人,占流域總?cè)丝诘?2.5%;國內(nèi)生產(chǎn)總值350億元,耕地136.3萬hm2,分別占新疆全區(qū)的31%和44%。
塔里木河流域是塔里木盆地內(nèi)的阿克蘇河、喀什噶爾河、葉爾羌河、和田河、開都河—孔雀河、迪那河、渭干河與庫車河、克里雅河和車爾臣河等九大水系144條河流的總稱,多年平均徑流量312.5億m3(國外入境水量63億m3),主要以冰川融雪補(bǔ)給,不重復(fù)地下水資源量30.7億m3,流域水資源總量為429億m3。歷史上塔里木河流域的九大水系均有水匯入塔里木河干流,但由于人類活動與氣候變化等影響,20世紀(jì)40年代以前,車爾臣河、克里雅河、迪那河已相繼與干流失去了地表水聯(lián)系;40年代以后,喀什噶爾河、開都河—孔雀河、渭干河也逐漸脫離干流,目前與塔里木河有天然地表水聯(lián)系的只有和田河、葉爾羌河和阿克蘇河三條源流,以及通過人工干渠向塔里木河輸水的孔雀河。
目前,源流區(qū)總面積為24.1萬km2,其中山區(qū)面積17.12萬km2,占71%,平原面積6.98萬km2,占29%。源流區(qū)多年平均降水量252.4mm,主要集中在山區(qū),年降水量可達(dá)400mm以上,是主要產(chǎn)流區(qū);平原降水量大多在40~70mm之間,產(chǎn)流很少,屬干旱地區(qū)。在源流區(qū)中,阿克蘇河由源自吉爾吉斯斯坦的庫瑪拉克河和托什干河兩大支流組成,河流全長588km,經(jīng)依瑪帕夏閘匯入塔里木河干流。國內(nèi)流域面積4.28萬km2(境外流域面積1.95萬km2)。和田河發(fā)源于昆侖山和喀拉昆侖山北坡,有玉龍喀什河和喀拉喀什河兩條支流,河流全長319km,由南向北穿越塔克拉瑪干沙漠后匯入塔里木河干流。流域面積4.93萬km2。葉爾羌河發(fā)源于喀拉昆侖山北坡,由主流克勒青河和塔什庫爾干河、柯克亞河和烏魯克河等支流組成,河流全長1165km,葉爾羌河出流域灌區(qū)流經(jīng)200km沙漠后到達(dá)塔里木河干流。國內(nèi)流域面積7.70萬km2(境外流域面積0.29萬km2)。開都河發(fā)源于天山中部,全長560km,最終注入博斯騰湖。博斯騰湖是連接開都河和孔雀河的樞紐,它既是開都河的尾閭,又是孔雀河的發(fā)源地。隨著入湖水量的減少,博斯騰湖的湖水已無法通過自然落差流入孔雀河。1976年以來,借助于所建成的揚(yáng)水泵站及輸水干渠,實(shí)現(xiàn)博斯騰湖向孔雀河供水,進(jìn)而向塔里木河干流供水。
三條源流的水資源總量201.39億m3,其中地表水196.61億m3,地下水4.78億m3。徑流量以冰川融雪補(bǔ)給為主,也有少量的地下水和泉水補(bǔ)給,徑流的年際變化不大(表1)。阿克蘇河是目前惟一的一條常年有水補(bǔ)給塔里木河的河流,是塔里木河最主要的源流;和田河在每年洪水期有水補(bǔ)給塔里木河,是塔里木河的主要季節(jié)性源流;1985年以后,葉爾羌河已無水供給塔里木河,僅在1994年發(fā)生特大洪水時(shí),有部分余水輸向塔里木河。三條源流河流入干流的多年平均徑流量為45.87億m3,其中阿克蘇河占73.0%,和田河占23.9%,葉爾羌河占3.1%。此外,從1976年開始,通過博斯騰湖揚(yáng)水泵站及輸水干渠,每年向孔雀河供水約10億m3,其中約2.5億m3水量通過庫塔干渠輸?shù)剿锬竞痈闪鞯南掠喂鄥^(qū),以解決該地區(qū)的春季生產(chǎn)生活用水。
2塔里木河流域水資源開發(fā)利用
塔里木流域在相對長的歷史時(shí)期里,人口和經(jīng)濟(jì)增長緩慢,水資源開發(fā)利用處于相對穩(wěn)定的階段。塔里木河流域較大規(guī)模的水資源開發(fā)與利用,始于20世紀(jì)50年代。為了弄清塔里木河水資源開發(fā)、利用過程,我們先從歷史的角度加以描述,然后從邏輯的角度做一個(gè)歸納。
2.1根據(jù)水源可利用性建立新的移民點(diǎn)
建國以后,為了國防安全,屯墾戍邊的需要,我國一直面臨著糧食短缺問題。在當(dāng)時(shí)看來,塔里木河流域地域廣袤,是適宜采用外延擴(kuò)大再生產(chǎn)方式生產(chǎn)糧食的一個(gè)好地方,而且認(rèn)為,這是合理利用塔里木河流域土地資源的重要途徑。人力資源和水資源是當(dāng)時(shí)開發(fā)塔里木河流域所面臨的兩個(gè)制約因素。第一個(gè)問題是通過擴(kuò)大建設(shè)兵團(tuán)建制和從東中部移民的辦法加以解決的,第二個(gè)問題則是根據(jù)利用水資源的難易程度決定團(tuán)場配置的做法加以解決的。于是在水資源條件相對較好的地區(qū)出現(xiàn)了一批新的居民點(diǎn)和大片新的耕地,塔里木河流域也隨之變成了一個(gè)糧倉,生產(chǎn)出的糧食為化解當(dāng)時(shí)的糧食短缺問題作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
2.2以提高引水率的做法擴(kuò)大開墾規(guī)模進(jìn)而糧食生產(chǎn)規(guī)模
生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)為了擴(kuò)大商品糧產(chǎn)量,不斷地開墾耕地從而擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。1993年與1949年相比,源流區(qū)的灌溉面積從35.12萬hm2增加到77.66萬hm2,凈增42.54萬hm2。為了滿足不斷擴(kuò)大的耕地對水資源的需求,生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)采取了增加引水量的做法,引水量占河川徑流總量的份額逐步上升到80%以上,葉爾羌河灌區(qū)的引水率接近100%,從而導(dǎo)致源流匯入干流水量的逐年減少。據(jù)統(tǒng)計(jì),1957─l995年源流區(qū)多年平均來水量平均每年增加2000萬m3,而源流灌區(qū)用水量平均每年增加5000萬m3,使匯入干流首阿拉爾站的水量平均每年減少3000萬m3。經(jīng)過幾十年的累積,阿拉爾站的徑流量由50年代的49.35億m3減少到90年代的42.33億m3,減少17.5%。
2.3以開辟新水源擴(kuò)大開墾規(guī)模和糧食生產(chǎn)規(guī)模
在塔里木河流域,任何一條河的水量都是相當(dāng)有限的,而且隨著引水率的不斷提高,引水的邊際成本越來越高。所以,隨著墾殖規(guī)模的繼續(xù)擴(kuò)大,先后又采用了打井獲取地下水的辦法。此外,還在博斯騰湖建起了揚(yáng)水泵站及輸水干渠,實(shí)現(xiàn)博斯騰湖向孔雀河供水,其中的庫塔干渠則是專門為引孔雀河水濟(jì)塔里木河下游的恰拉灌區(qū)修建的,從1976─1994年平均輸水量2.06億m3,解決了干流下游的一部分用水需求。
2.4減少灌溉系統(tǒng)的輸水損失
為了化解下游來水量減少的負(fù)面影響,位于干流區(qū)的5個(gè)團(tuán)場對干、支、斗渠全部進(jìn)行了防滲處理,渠系利用系數(shù)由原來的50.2%提高到81.2%,提高了31個(gè)百分點(diǎn),在來水量不斷減少的情況下,仍能維持1.66萬hm2耕地的灌水需求。同時(shí),由于渠道滲漏減少,墾區(qū)地下水位有所下降,土壤鹽漬化程度也在減輕。
2.5采用節(jié)水技術(shù),提高水資源利用效率
具體措施是通過發(fā)展膜上灌,棉花改窄膜為寬膜,推廣玉米、冬小麥的膜上灌,水稻改淺水淹灌為旱育稀植,有條件地方試行噴灌、滴灌。根據(jù)農(nóng)一師水利規(guī)劃和塔里木河流域規(guī)劃,在不增加引水量的情況,發(fā)展節(jié)水灌溉。
2.6調(diào)整種植結(jié)構(gòu)
在開墾初期,種植業(yè)結(jié)構(gòu)以糧食作物為主,在糧食作物中又以水稻為主,占糧食總產(chǎn)量的70%。到80年代,流域內(nèi)糧食作物比重仍然很大,占45%,但隨著來水量的減少,水稻種植面積趨于下降。進(jìn)入90年代以來,來水量進(jìn)一步減少,1991─1995年平均供水量只有4.64億m3,其中來水量2.38億m3,引水量2.26億m3??鄢畮?、渠道及河道的蒸發(fā)與滲漏造成的水量損失,可用的水量遠(yuǎn)不能滿足灌溉需要。為了解決水資源供不應(yīng)求的問題,5個(gè)團(tuán)場的糧食播種面積減少到100hm2,其中以小麥、大豆和棉花為主,占耕地總面積75%。
2.7棄耕
新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)有3萬hm2耕地,因?yàn)槿彼坏貌淮竺娣e棄耕,如今耕地已遞減到1.2萬hm2。2000年,塔里木河下游發(fā)生了有水文記載以來最嚴(yán)重的一次水荒,斷流時(shí)間持續(xù)時(shí)間長達(dá)300多天。兵團(tuán)被迫再次扔掉0.33萬hm2耕地。在被稱為“風(fēng)頭水尾”的34團(tuán)、35團(tuán),也由于缺水而放棄了近半耕地,當(dāng)年開墾的上萬畝耕地如今僅剩266.67hm2。
在干流下游,由于墾區(qū)內(nèi)水庫蓄水嚴(yán)重不足,1993年被迫棄耕棉田3500hm2。20世紀(jì)90年代以來,恰拉和鐵干里克灌區(qū)60年代開墾耕地約2.67萬hm2,由于缺水灌溉,被迫放棄了約1萬hm2?,F(xiàn)有耕地面積1.67萬hm2,實(shí)際播種面積1994年只有1.33萬hm2。
塔里木河流域現(xiàn)在不僅停止了毀林開荒,而且決定在3年時(shí)間內(nèi)壓縮20萬公頃棉田。退耕后的棉田大部分用來栽種果樹及荒漠植被。塔里木河流域的巴音郭楞州2000年已經(jīng)退耕還林0.75萬hm2,今后5年內(nèi)將退耕還林4.67萬hm2,退耕還草2.2萬hm2。阿克蘇地區(qū)將在塔里木河兩岸種植6.67萬hm2生態(tài)林。
2.8實(shí)行宏觀調(diào)控措施
塔里木河下游恰拉至臺特馬湖段,歷史上因水量充足,沿岸胡楊、蘆葦、甘草和紅柳等植被生長茂密,形成一條寬約1~5km的縱貫塔里木盆地東部的天然“綠色走廊”。近幾十年尤其是最近30年,這條“綠色走廊”因水源斷絕,日趨衰敗,自然環(huán)境急劇惡化,存在著被風(fēng)沙淹沒的極大可能。為了消除綠色走廊面臨的生態(tài)威脅,政府采取了調(diào)水措施。2000年5月和11月,先后兩次從博斯騰湖向塔里木河下游總共調(diào)水3.27億m3,調(diào)水距離785km,水流通過斷流河道長達(dá)215km,使斷流將近30年的塔里木河下游得到清流的滋潤。2000年第二次輸水結(jié)束后,塔里木河下游河道的地下水位抬升3m以上,地下水影響寬度達(dá)到800m,影響范圍約200km2,這對以胡楊林為主的“綠色走廊”起到緊急搶救的作用,延緩了生態(tài)系統(tǒng)的急劇蛻變,而且增強(qiáng)了搞好塔里木河流域治理的信心。由于塔里木河尾端臺特瑪湖以上148km的河道仍處于干涸之中,2001年第三次從博斯騰湖調(diào)水輸入塔里木河,輸水將直至臺特瑪湖。
從邏輯角度看,塔里木河流域的水資源利用相繼經(jīng)歷了4個(gè)階段:(1)單一依靠渠系利用地表水階段。在這個(gè)階段,由于渠道滲漏嚴(yán)重,加上大水淹灌,水資源的損耗率極大。(2)渠、庫配合利用地表水階段,其實(shí)質(zhì)是利用水庫攔蓄的一部分夏洪和冬閑水?dāng)U大灌溉面積,從而提高水資源利用效率。(3)渠、庫、井配合,地表水與地下水并用階段。地下水的適當(dāng)開發(fā),既能降低地下水位,從而防治土壤次生鹽漬化,同時(shí)又能減少無效蒸發(fā),使水資源得到合理利用。(4)提高引水效率與用水效率并舉階段。提高引水效率的措施有渠道襯砌等,提高用水效率的措施包括推廣玉米、冬小麥的膜上灌,棉花改窄膜為寬膜,水稻改淺水淹灌為旱育稀植,有條件地方試行噴灌、滴灌,以及通過調(diào)整種植結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),降低單位國民生產(chǎn)總值的用水量。
3近年來塔里木河流域開發(fā)治理方面所做的工作
3.1資源調(diào)查、考察與流域規(guī)劃
1982─1986年,先后進(jìn)行了阿克蘇河、和田河、葉爾羌河和塔里木河干流的資源調(diào)查和科學(xué)考察。1986─1991年又相繼完成了葉爾羌河、和田河和阿克蘇河的流域規(guī)劃和塔里木河的干流規(guī)劃。1999年12月18─30日由自治區(qū)人民政府組織、自治區(qū)計(jì)委牽頭,水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)、氣象、中科院新疆分院、巴州、兵團(tuán)、農(nóng)二師等方面專家組成的考察組對塔里木河中下游進(jìn)行了勘察,并完成了《塔里木河干流水利工程建設(shè)與流域生態(tài)環(huán)境建設(shè)的項(xiàng)目建議書》。2000年1月12日~28日,2月13─29日,在水利部的具體要求和安排下,新疆水利廳組織了38位專家對塔里木河干流進(jìn)行全程實(shí)地踏勘,歷時(shí)33天,行程11000km;獲得了大量的水樣、土樣、地形斷面、GPS定點(diǎn)資料及相應(yīng)的音像資料,召開了六次座談會和一次研討會。在此基礎(chǔ)上編制了勘察報(bào)告、塔里木河規(guī)劃綱要任務(wù)書和規(guī)劃工作大綱,以及塔里木河生態(tài)治理搶救工程的可行性研究報(bào)告。2000年4月24日,自治區(qū)計(jì)委和水利廳通過了塔里木河干流生態(tài)治理搶救工程可行性研究報(bào)告,并報(bào)國家計(jì)委和水利部,現(xiàn)己列人今年國家的基建計(jì)劃。2000年5月27─28日,由水利部規(guī)劃總院組織,水利部有關(guān)司局參加,審查并通過了塔里木河流域綜合規(guī)劃綱要任務(wù)書。
3.2塔里木河流域水資源開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究
近年來,中科院新疆生地所、清華大學(xué)、新疆農(nóng)業(yè)廳、水利廳和塔里木河管理局等單位相繼開展了《塔里木河流域自然環(huán)境演變和自然資源的合理利用》、《塔里木河流域資源與環(huán)境遙感調(diào)查和系列圖紙編制》、《塔里木河農(nóng)業(yè)自然資源的合理利用和整治》、《阿克蘇河¾¾塔里木河水資源利用優(yōu)化模式及環(huán)境保護(hù)對策》、《塔里木河上游三源流向干流輸水目標(biāo)管理系統(tǒng)研究》、《塔里木河流域水資源利用及管理研究》、《塔里木河干流來水平衡研究》、《塔里木河河流形態(tài)研究》、《塔里木河流域水資源利用、生態(tài)環(huán)境整治和經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略研究》、《塔里木河流域整治與生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究》等研究項(xiàng)目。上述研究對塔里木河流域水資源開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供了許多有較高學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)用價(jià)值的成果。尤其是1996~1999年,中科院生地所、清華大學(xué)和塔里木河管理局承擔(dān)的“九五”攻關(guān)項(xiàng)目《塔里木河流域整治與生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究》,其研究的內(nèi)容、深度和廣度經(jīng)國家鑒定達(dá)到國際先進(jìn)水平。
3.3塔里木河干流的整治工作
1992─1996年利用世界銀行貸款實(shí)施了《塔里木河治理前期準(zhǔn)備項(xiàng)目》,項(xiàng)目總投資3514萬元。1994─1996年在水利部的支持下實(shí)施了《塔里木河向下游綠色走廊應(yīng)急輸水工程》,項(xiàng)目投資2600萬元。1998年開始利用世界銀行貸款進(jìn)行《塔里木盆地灌溉與環(huán)境保護(hù)二期工程》,總投資1.128億元,目前正在實(shí)施。上述整治工程的完成使塔里木河流域管理機(jī)構(gòu)和生態(tài)綜合監(jiān)測站初具規(guī)模,并相繼建成了十幾座闡、涵、橋。
3.4加強(qiáng)水政水資源管理
1992年1月,成立了塔里木河流域管理局,頒布了流域管理委員會章程和管理局職責(zé)。1994年4月,頒布了《塔里木河流域水政水資源管理暫行規(guī)定》。1994年冬至1995年夏,依據(jù)《塔里木河水資源管理暫行規(guī)定》,利用《塔里木河前期治理項(xiàng)目》和《塔里木河向下游綠色走廊應(yīng)急輸水工程》中已建成的部分工程,在自治區(qū)政府的協(xié)調(diào)和巴州、農(nóng)二師的配合下,首次向塔里木河下游大西海子水庫以下綠色走廊泄水2800萬m3。1997年12月,頒布了《新疆維吾爾族自治區(qū)塔里木河流域水資源管理?xiàng)l例》。1998年8月,成立了塔里木流域水利委員會常委會和塔里木流域水利委員會、執(zhí)委會、管理局,并通過了五年工作計(jì)劃和水利委員會章程。1999年初,下發(fā)了《新疆塔里木河流域各用水單位年度用水總量定額》。2000年2月12日塔里木河流域水利委員會與流域內(nèi)各地州師局簽訂了2000年用水協(xié)議。2000年4月30日和11月,依靠水利部、自治區(qū)政府和兵團(tuán)的支持和巴州、農(nóng)二師、塔里木河管理局的共同努力,先后兩次從博斯騰湖向塔里木河下游大西海子水庫以下綠色走廊泄水3.27億m3,對于扭轉(zhuǎn)下游植被衰敗的趨勢起了積極作用。上述工作的開展使塔里本河流域的管理逐步納入了法治化管理的軌道。
4水資源開發(fā)中的主要問題
4.1源流區(qū)大量開荒,自用水量急劇增加,導(dǎo)致匯入干流的水量減少
據(jù)統(tǒng)計(jì),在1949─1993年期間,盡管源流區(qū)的水資源趨于增加,但由于其新增灌溉面積太多,達(dá)42.54萬hm2,引水率已提高到80%以上,甚至接近100%,導(dǎo)致匯入干流區(qū)的水量不斷下降。據(jù)統(tǒng)計(jì),干流來水量90年代與50年代相比減少了16.8億m3。干流來水組成也發(fā)生了變化,即大部分是回歸水和農(nóng)田排水,由此導(dǎo)致了干流河水礦化度的升高。
4.2干流區(qū)上游引水過多,下游來水量急劇下降
干流區(qū)除了來水量有所減少、質(zhì)量有所下降外,還出現(xiàn)了上游引水量增多,用水份額加大,下游來水量和用水份額急劇減少的問題。從表2可以看出,最近幾十年,干流各區(qū)段的耗水量發(fā)生了很大變化。其中,上游耗水量從50年代的14.8億m3增加到90年代的17.1億m3,耗水份額由26.4%增加到43.5%;中游耗水量由50年代的25.8億m3減少至90年代19.2億m3,但耗水份額相對穩(wěn)定,維持在46%~50%之間;下游段耗水量減少較多,由50年代的15.6億m3減少到90年代的3.1億m3,耗水份額由27.7%下降到7.8%。有關(guān)資料表明,上游沙雅縣境內(nèi)和中游尉犁縣境內(nèi)的開荒尤為嚴(yán)重,估計(jì)每年在1萬hm2以上。為了滿足新增耕地的用水需求,上游下段和中游亂扒的引水口多達(dá)300余處,致使下游來水量由50年代的15.6億m3劇減為90年代3.1億m3,減少了80%。由于下游來水量減少,大西海子水庫的蓄水量滿足不了當(dāng)?shù)毓鄥^(qū)的用水需求,新疆塔里木河管理局準(zhǔn)備實(shí)施的向“綠洲走廊”應(yīng)急輸水0.8億m3的目標(biāo)未能實(shí)現(xiàn)。
由于競相引水,干流來水量愈往下游遞減得越快。在阿拉爾至新滿渠180km內(nèi),每km減少360萬m3;新滿渠至大壩284km,每km減少400萬m3;大壩至恰拉的203km區(qū)段內(nèi),每km減少1010萬m3。下游的總來水量從50年代的14.8億m3減少到4.64億m3,減少了69%,鐵干里克的來水量由8.5億m3減少到0.06億m3,減少了99.3%。阿拉干和羅布莊則分別斷流了25年和27年。
4.3流域內(nèi)水利基礎(chǔ)設(shè)施薄弱
無論是源流區(qū)還是干流區(qū),所建的都是引水工程,基本上沒有控制性水利工程,加上水利工程嚴(yán)重老化,水毀工程修復(fù)緩慢,對水資源的宏觀調(diào)控能力很低;基本上沒有采用工程治理措施,河道處于自然狀態(tài),洪水來時(shí)到處漫流,大量水資源被蒸發(fā)、滲漏掉了;枯水季節(jié),水質(zhì)咸化,又不適于灌溉;渠系襯砌率低,輸水過程中的滲漏非常嚴(yán)重,損耗率高達(dá)60%~65%,以致每hm2耕地的灌溉用水達(dá)到16500~22500m3。
4.4缺乏流域總體規(guī)劃
流域內(nèi)各地州、各部門各自為政,水資源缺乏統(tǒng)一管理。源流區(qū)和干流中上游隨意取水現(xiàn)象比較嚴(yán)重,到達(dá)下游的水量越來越少,越來越難以維持農(nóng)田灌溉和生態(tài)需水。
5提高水資源利用效率的措施
5.1實(shí)行全流域水資源的統(tǒng)一管理和配置
為了有效地協(xié)調(diào)源流區(qū)與干流區(qū)的關(guān)系,干流區(qū)上中下游的關(guān)系,以及生產(chǎn)、生活與生態(tài)用水的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)塔里木河流域的可持續(xù)發(fā)展,必須對塔里木河流域進(jìn)行統(tǒng)一管理。1)強(qiáng)化管理、監(jiān)督,實(shí)行干流、源流水資源一體化管理,按照大流域的概念對分源流、干流所做的流域規(guī)劃作必要的補(bǔ)充、修改和調(diào)整,提高它們之間的耦合性。2)在源流區(qū)實(shí)行定額限量引水,確保塔里木河干流來水量不低于47.1億m3,其中,源流區(qū)來水量不低于43.6億m3,“引孔濟(jì)塔”水量不低于3.5億m3。為了拯救下游綠色走廊,近期要確保有2億m3水量泄往大西海子以下,遠(yuǎn)期達(dá)到2.5億m3。
5.2借助于水價(jià)和水權(quán)交易等手段,提高水資源利用效率
從供給角度看,水價(jià)必須反映水資源的稀缺程度,從需求角度看,水價(jià)要反映水資源可帶來的邊際效益。有了這樣的價(jià)格信號,就會誘發(fā)源流區(qū)和干流區(qū)開展旨在提高水資源利用效率的技術(shù)創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)由增引地表水到轉(zhuǎn)向開發(fā)地下水的轉(zhuǎn)變。所謂水權(quán)交易,則是為了實(shí)現(xiàn)“雙贏”。
5.3依靠技術(shù)創(chuàng)新和工程建設(shè),提高水資源的可利用性
據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計(jì),工程措施可挖潛的水資源達(dá)7.39億m3,其中上游段2.46億m3,中游段4.93億m3;節(jié)水2.79億m3。其中上游0.82億m3;中游1.97億m3。具體措施包括疏通河道,修建控制閘,封堵非法引水口,減少湖區(qū)蒸發(fā)耗水等。源流區(qū)內(nèi)潛水位在0~2m的面積有7500km2,潛水蒸發(fā)量達(dá)47.7億m3。通過開發(fā)地下水替代一部分地表水,不僅可利于提高向塔里木河干流輸水的保證程度,而且可獲得良好的生態(tài)效益。開發(fā)地下水的投資也不會高,一般都低于修建水庫的投資,經(jīng)濟(jì)效益也是好的。
塔里木河流域的水資源利用應(yīng)實(shí)行維護(hù)生態(tài)與發(fā)展生產(chǎn)相結(jié)合原則。生態(tài)用水按維護(hù)現(xiàn)有生長較好的植被面積計(jì)算約需31.23億m3,生產(chǎn)用水可達(dá)到9.66億m3,扣除水庫、湖泊、濕地、河流水面蒸發(fā)損失6.4億m3,生態(tài)與生產(chǎn)用水比例大體為3:1。干流各區(qū)段的水量的分配應(yīng)按地域相對平衡,上、中游各占源流來水份額的42.5%,即18.5億m3,下游占15%,達(dá)到6.5億m3。下游再加上孔雀河供水3.5億m3,合計(jì)10.0億m3,就可滿足維護(hù)下游綠色走廊用水。
6總結(jié)性評論
6.1存在的主要問題
(1)源流區(qū)大量開荒,導(dǎo)致用水量急劇增加。據(jù)統(tǒng)計(jì),1957─l995年源流區(qū)多年平均來水量平均年增加2000萬m3,而源流灌區(qū)用水量也平均年增加5000萬m3,使匯入干流首阿拉爾站的水量平均年減少3000萬m3,其結(jié)果是阿拉爾站的徑流量由50年代的49.35億m3減少到90年代的42.33億m3,減少17.5%。
(2)干流區(qū)上中游大量耗水,致使到達(dá)恰拉斷面的水量由50年代的l4.6億m3減少到現(xiàn)在的2.5億m3,阿拉干地下水位由3~5m下降到11~13m,下游段胡楊林由50年代的5.4萬hm2減少到1995年0.733萬hm2,減少了86.4%;35年內(nèi)沙漠化面積增如1.231萬hm2,兩大沙漠正在靠攏。
導(dǎo)致上述問題的主要原因是無序開發(fā)、無序引水、無權(quán)威管理機(jī)構(gòu)、無統(tǒng)一治理規(guī)劃。
6.2治理的基本思路
(1)今后的開發(fā)治理中應(yīng)以生態(tài)環(huán)境保護(hù)為前提,以水資源優(yōu)化配置為重點(diǎn),以水資源統(tǒng)一管理作保證,建好管好源流,改造治理干流。
(2)水資源首先滿足生態(tài)需求,同時(shí)兼顧生產(chǎn)需求;源流和干流治理應(yīng)抓緊干流治理;干流的上中下游治理突出上游下段和中游上段的治理;南岸和北岸應(yīng)當(dāng)重在南岸;水量水質(zhì)重在水量,但不忽視水質(zhì)。
(3)干流治理控制上游、改造中游、挽救下游,下游治理上段保綠洲、中段保生態(tài)、下段保通道。
(4)源流治理實(shí)現(xiàn)三個(gè)轉(zhuǎn)變,即由粗放型向集約型開發(fā)利用水資源轉(zhuǎn)變,由片面開發(fā)地表水向科學(xué)開發(fā)地下水轉(zhuǎn)變。由建平原水庫向建山區(qū)水庫取代部分平原水庫轉(zhuǎn)變。干流治理實(shí)現(xiàn)三個(gè)改造,即通過修閘、筑堤、疏浚、封口改造干流通道;通過排水工程和泄洪區(qū)建設(shè)改造干流水質(zhì),通過退耕還林還草、種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整改造農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。
(5)強(qiáng)化流域法治管理,加大監(jiān)督查處力度,依法治水,依法管理河流。
參考文獻(xiàn):
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收稿日期:2003-06-02
作者簡介:李周,男,1952年9月出生,中國社會科學(xué)院農(nóng)村發(fā)展研究所副所長,研究員;中國社會科學(xué)院研究生院教授委員會委員、農(nóng)村發(fā)展系主任,教授,博士生導(dǎo)師;《中國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)》雜志社社長,《中國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)》和《中國農(nóng)村觀察》雜志副主編。主要從事環(huán)境與資源經(jīng)濟(jì)和發(fā)展理論與政策的研究。至今已在《中國社會科學(xué)》、《經(jīng)濟(jì)研究》、《改革》、《管理世界》、《香港社會科學(xué)學(xué)報(bào)》、《中國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)》、《中國農(nóng)村觀察》、《林業(yè)科學(xué)》、《林業(yè)經(jīng)濟(jì)》和《美國經(jīng)濟(jì)評論》、《牛津經(jīng)濟(jì)政策評論》等中外學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論著近300篇。
StudiesontheWaterResourceUtilizationandManagementinTarimWatershed
LIZhou,BAOXiao-bin
(RuralDevelopmentInstitute,ChineseAcademyofSocialSciences,Beijing100732,China)
水文水資源建設(shè)項(xiàng)目具有內(nèi)容多樣化、覆蓋面廣的特點(diǎn),主要包括水情分析、水文測站、水位測繪、數(shù)據(jù)中心等專業(yè)內(nèi)容,水文水資源建設(shè)項(xiàng)目往往具有唯一性、一次性、固定性和整體性特點(diǎn)。具體而言,水文水資源的管理工作一般數(shù)量較大、交通條件差、覆蓋廣泛且作業(yè)線長。由于交通條件的阻礙,很多必要的檢測設(shè)備無法運(yùn)送到施工現(xiàn)場,加上項(xiàng)目建設(shè)的施工地點(diǎn)較為分散,環(huán)境惡劣、復(fù)雜且覆蓋面廣,河流的上游下游方向,東西南北部地域全部涵蓋其中。水文水資源建設(shè)每個(gè)工程規(guī)模都不是很大,可分為水文站、水質(zhì)站、流量站和水環(huán)境檢測中心等幾個(gè)類型。水文水資源建設(shè)項(xiàng)目是面向全社會的,貫穿了生態(tài)文明建設(shè)、水資源循環(huán)利用的全過程,是一項(xiàng)具備公共服務(wù)職能和社會管理職能的復(fù)雜而系統(tǒng)的工作。隨著社會主義經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和信息多元化的發(fā)展,傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理方法已無法適應(yīng)新的時(shí)代步伐,我們應(yīng)吸取過往的水文水資源建設(shè)項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn),在此基礎(chǔ)上應(yīng)用動態(tài)管理手段代替?zhèn)鹘y(tǒng)的靜態(tài)管理,應(yīng)用統(tǒng)一管理手段代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分散管理,再結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代化的管理方法,促進(jìn)水文水資源建設(shè)項(xiàng)目的順利進(jìn)行和信息化建設(shè)發(fā)展。
2水文水資源建設(shè)項(xiàng)目管理存在的實(shí)際問題
經(jīng)過多年的經(jīng)驗(yàn)積累,我國在水文水資源建設(shè)上雖有一定基礎(chǔ),但依然存在很多現(xiàn)實(shí)問題,具體體現(xiàn)在以下4個(gè)方面。2.1水文水資源建設(shè)項(xiàng)目管理意識不足。水文水資源建設(shè)項(xiàng)目事關(guān)國計(jì)民生,不僅能夠推進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,一定程度上還提高了人民的生活水平,因此,其項(xiàng)目的建設(shè)管理工作必須嚴(yán)格遵守相關(guān)的程序。我國目前所采用的水文機(jī)構(gòu)體制以地方保護(hù)主義思想為主導(dǎo),不利于水文水資源建設(shè)項(xiàng)目的立項(xiàng)和地區(qū)平衡,很多地區(qū)項(xiàng)目并未進(jìn)行嚴(yán)格審批,且沒有遵循標(biāo)準(zhǔn)程序,管理工作還不夠細(xì)致,缺乏基層管理人才,歸根結(jié)底這一系列問題的原因就是:管理者缺乏管理意識,未能將管理工作細(xì)微化且落到實(shí)處,忽視了水文水資源建設(shè)項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)程序。2.2項(xiàng)目主體不明確。目前我國大部分水文機(jī)構(gòu)的管理體制還不夠健全,使得水文水資源建設(shè)項(xiàng)目的發(fā)展受到嚴(yán)重阻礙,多個(gè)地市的水文水資源建設(shè)工作由一個(gè)水文機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé),導(dǎo)致各地市之間無法進(jìn)行及時(shí)有效的溝通,部分地市水文機(jī)構(gòu)完全按照本地水域情況進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)置,這種項(xiàng)目設(shè)置機(jī)構(gòu)主體不明確,對各自區(qū)域的管轄權(quán)歸屬也不明確,最終導(dǎo)致影響水文水資源建設(shè)項(xiàng)目的綜合效益,阻礙了水資源的循環(huán)利用和水文化事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。2.3項(xiàng)目自身具備較強(qiáng)的專業(yè)融合性和較大的空間跨度。水文水資源建設(shè)項(xiàng)目具有內(nèi)容多樣化、覆蓋面廣的特點(diǎn),主要包括水情分析、水文測站、水位測繪、數(shù)據(jù)中心等專業(yè)內(nèi)容,這些職能要求水文水資源建設(shè)工作在各個(gè)流域監(jiān)測中信息資源要極大共享,因此,和其他建設(shè)項(xiàng)目不同的是水文水資源建設(shè)項(xiàng)目自身具備很強(qiáng)的專業(yè)融合性,并且水文水資源建設(shè)項(xiàng)目具有較大的空間跨度,主要建在相對固定的區(qū)位和獨(dú)立的空間環(huán)境,這在很大程度上增加了項(xiàng)目管理的難度。2.4施工監(jiān)管不嚴(yán)格。水文水資源建設(shè)項(xiàng)目一項(xiàng)利國利民的公益性事業(yè),該項(xiàng)目的建設(shè)和管理應(yīng)嚴(yán)格遵守國家提出的標(biāo)準(zhǔn)程序,但我國目前的管理模式呈現(xiàn)靜態(tài)管理、分散管理和粗放式管理,很多環(huán)節(jié)未能嚴(yán)格按照國家規(guī)定的程序執(zhí)行,缺乏基層管理人才和管理專業(yè)性,未能建立嚴(yán)格的質(zhì)量執(zhí)行管理體系,使得施工現(xiàn)狀未能完全達(dá)到相應(yīng)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。
3水文水資源建設(shè)項(xiàng)目管理對策
水文水資源建設(shè)項(xiàng)目的良好運(yùn)行事關(guān)國計(jì)民生,通過對我國水文水資源建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)其中存在的不足,并就存在問題加以探究,為保證水利水資源建設(shè)項(xiàng)目的順利運(yùn)行,本文提出以下5個(gè)解決對策。3.1明確項(xiàng)目主體。在水文水資源建設(shè)項(xiàng)目過程中要明確責(zé)任主體和項(xiàng)目法人,積極建立項(xiàng)目法人責(zé)任制,明確建設(shè)主體的權(quán)利義務(wù)。項(xiàng)目法人是整個(gè)項(xiàng)目的責(zé)任主體,起到對上負(fù)責(zé)對下控制的協(xié)調(diào)作用,根據(jù)項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)程序和具體要求,設(shè)立專門實(shí)施項(xiàng)目管理部門或者機(jī)構(gòu)來對各層級工作進(jìn)行建設(shè)組織和管理協(xié)調(diào),一旦項(xiàng)目在某個(gè)層級出現(xiàn)問題,由該層級部門及時(shí)解決。各環(huán)節(jié)部門人員的選拔要具備財(cái)務(wù)、管理、經(jīng)濟(jì)等綜合需求和專業(yè)素質(zhì)。在此基礎(chǔ)上,為調(diào)動管理者的參與性和員工積極性,可將與項(xiàng)目管理目標(biāo)相統(tǒng)一的激勵(lì)制度在此項(xiàng)目中推行,從而更好的完成水文水資源建設(shè)項(xiàng)目的管理工作。3.2強(qiáng)化項(xiàng)目管理程序意識。針對水文水資源建設(shè)項(xiàng)目管理中存在的不按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)辦事、不按照程序執(zhí)行的實(shí)際問題,必須深化管理人員的管理意識和程序意識。對管理人員組織定期培訓(xùn),通過培訓(xùn)使管理人員認(rèn)識管理程序的標(biāo)準(zhǔn)流程和了解按照程序執(zhí)行對項(xiàng)目管理的重要性。項(xiàng)目管理流程一般包括調(diào)研、啟動、規(guī)劃、實(shí)施、掃尾和后續(xù)6個(gè)程序,項(xiàng)目審批中必須加強(qiáng)程序執(zhí)行管理力度,對不按照標(biāo)準(zhǔn)程序執(zhí)行的項(xiàng)目予以駁回,個(gè)別超出投資計(jì)劃的水文水資源建設(shè)項(xiàng)目更要進(jìn)行嚴(yán)格控制,從而發(fā)揮項(xiàng)目管理程序的最大作用。3.3增加水文監(jiān)測設(shè)備數(shù)量和科技含量。設(shè)備的缺乏和高科技含量低是阻礙我國水文水資源建設(shè)的主要因素,水文水資源建設(shè)工作中要積極引進(jìn)先進(jìn)的水文監(jiān)測設(shè)備,并且不斷研發(fā)新技術(shù),增加水文監(jiān)測設(shè)備的數(shù)量,以滿足水文水資源建設(shè)項(xiàng)目各個(gè)環(huán)節(jié)的工作需求,應(yīng)用動態(tài)管理手段代替?zhèn)鹘y(tǒng)的靜態(tài)管理,應(yīng)用統(tǒng)一管理手段代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分散管理,將傳統(tǒng)的人工模式轉(zhuǎn)化為機(jī)械模式,再結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代化的管理方法,以此來優(yōu)化管理結(jié)構(gòu)、提升工作效率,提高水文水資源建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量和進(jìn)程。3.4合理劃分水文建設(shè)工程的標(biāo)段界面,將各專業(yè)進(jìn)行有機(jī)融合。水文水資源的管理工作一般數(shù)量較大、交通條件差、覆蓋廣泛且作業(yè)線長,這就要求其項(xiàng)目的開展需具備更強(qiáng)的專業(yè)和知識面,因此,應(yīng)對水文水資源建設(shè)項(xiàng)目所在流域進(jìn)行合理的標(biāo)段界面劃分,以確定其在所在流域的歸屬,且每個(gè)標(biāo)段都有各自獨(dú)立的項(xiàng)目法人來明確項(xiàng)目管理工作的責(zé)任和義務(wù),并對各個(gè)環(huán)節(jié)的工作進(jìn)行管理和協(xié)調(diào),使得水文水資源建設(shè)項(xiàng)目管理工作權(quán)責(zé)分明、目標(biāo)明確。3.5嚴(yán)格管理項(xiàng)目施工過程。對水文水資源建設(shè)項(xiàng)目工程進(jìn)行合理細(xì)分,了解并監(jiān)控施工單位再具體實(shí)施過程中對項(xiàng)目質(zhì)量的把控,采取平行檢查和旁站、巡視檢查2種方式對項(xiàng)目關(guān)鍵質(zhì)量點(diǎn)進(jìn)行跟蹤和實(shí)時(shí)監(jiān)控,并做好項(xiàng)目施工工序的檢查驗(yàn)收工作。4結(jié)語水文水資源建設(shè)是國家基本建設(shè)的重要內(nèi)容,關(guān)系到國家人民自身的生命財(cái)產(chǎn)安全,事關(guān)國計(jì)民生的大問題,水文水資源建設(shè)項(xiàng)目是一項(xiàng)利民、惠民的工程,符合我國基本國情,符合我國社會主義核心價(jià)值觀,其項(xiàng)目建設(shè)工作的順利推行關(guān)系到人民生活水平的提高,其項(xiàng)目管理工作的有效實(shí)施關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)的整體繁榮,對我國生態(tài)文明建設(shè)、水資源利用的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用。因此,有效提高水文水資源建設(shè)項(xiàng)目的管理水平具有十分重要意義,這就要求我們在以后的水文水資源建設(shè)工作中要積極采用相應(yīng)解決政策,明確項(xiàng)目主體、強(qiáng)化項(xiàng)目管理程序意識、增加水文監(jiān)測設(shè)備數(shù)量,采用高科技含量的設(shè)備開展工作、合理劃分水文建設(shè)工程的標(biāo)段界面,將各專業(yè)有機(jī)的融合起來。以此來提高項(xiàng)目管理水平,提升項(xiàng)目運(yùn)行進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)效益,確保水文水資源項(xiàng)目高質(zhì)量、高效率的完成。
作者:劉超 單位:中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司
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1城市水環(huán)境與水資源承載能力概念
1.1水資源承載能力的概念及內(nèi)涵
水資源承載能力(CarryingCapacityofWaterResources–CCWR,又可翻譯成SupportingCapacityofWaterResources–SCWR)的概念,最早源自于《生態(tài)學(xué)》中的“承載能力”(CarryingCapacity)一詞,是自然資源承載能力的一部分。其研究的主體是資源與環(huán)境系統(tǒng),客體是人類或更廣泛的生物群體。而“承載能力”的概念最早可以追溯到馬爾薩斯(Malthus)“人口理論”中關(guān)于“有限糧食對人口增長的支撐能力”的論述(SeidlandTisdell,1999)。20世紀(jì)90年代早期,有的學(xué)者提出了水資源承載能力的概念并被應(yīng)用于干旱半干旱地區(qū)和城市區(qū)(施雅鳳等,1992;李令躍,2000;Guo等,2001;左其亭、陳曦,2003)。近年來,我國不少學(xué)者對水資源承載能力的概念及計(jì)算方法進(jìn)行了深入探討。關(guān)于水資源承載能力的定義,人們從不同研究角度給出了不同的定義,這里列舉幾個(gè)代表性的定義:
(1)水資源承載能力是指某一地區(qū)的水資源,在一定社會歷史和科學(xué)技術(shù)發(fā)展階段,在不破壞社會和生態(tài)系統(tǒng)時(shí),最大可承載(容納)的農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城市規(guī)模和人口的能力,是一個(gè)隨著社會、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)發(fā)展而變化的綜合目標(biāo)(施雅鳳等,1992);
(2)在某一歷史發(fā)展階段的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展水平條件下,水資源對該地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大支撐能力(劉燕華,2000);
(3)某一歷史發(fā)展階段,以可預(yù)見的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展水平為依據(jù),以可持續(xù)發(fā)展為原則,以維護(hù)生態(tài)良性循環(huán)發(fā)展為條件,在水資源得到合理開發(fā)利用下,該地區(qū)人口增長與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大容量(李令躍,2000);
(4)一個(gè)流域、一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國家,在不同階段的社會經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件下,在水資源合理開發(fā)利用的前提下,當(dāng)?shù)厮Y源能夠維系和支撐的人口、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境規(guī)??偭浚ê蜗N?,2000);
(5)一定的區(qū)域內(nèi),在一定的生活水平和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下,天然水資源的可供水量能夠支持人口、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的能力或限度(馮尚友,2000);
(6)水資源承載能力,指的是在一定流域或區(qū)域內(nèi),其自身的水資源能夠持續(xù)支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展規(guī)模,并維系良好的生態(tài)系統(tǒng)的能力(汪恕誠,2001);
(7)可理解為某一區(qū)域的水資源條件在“自然-人工”二元模式影響下,以可預(yù)見的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展水平及水資源的動態(tài)變化為依據(jù),以可持續(xù)發(fā)展為原則,以維護(hù)生態(tài)良性循環(huán)發(fā)展為條件,經(jīng)過合理優(yōu)化配置,對該地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展所能提供的最大支撐能力(惠泱河等,2001);
(8)在一定的水資源開發(fā)利用階段,滿足生態(tài)需水的可利用水量能夠維系有限發(fā)展目標(biāo)的最大的社會-經(jīng)濟(jì)規(guī)模(夏軍,2002)。
關(guān)于水資源承載能力的定義還可以列舉很多。盡管在表述上各有不同,但其表現(xiàn)的基本觀點(diǎn)和思路并無本質(zhì)差異,都強(qiáng)調(diào)了“水資源支撐能力”的含義。從水資源承載能力的含義來分析,至少具有如下幾點(diǎn)內(nèi)涵(左其亭、陳曦,2003):
(1)在“水資源承載能力”概念中,主體是水資源,客體是人類及其生存的社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng),或更廣泛的生物群體及其生存需求?!八Y源承載能力”就是要滿足客體對主體的需求或壓力,也就是水資源對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐規(guī)模;
(2)“水資源承載能力”具有空間屬性。它是針對某一區(qū)域來說的,因?yàn)椴煌瑓^(qū)域的水資源量、水資源可利用量、需水量以及社會發(fā)展水平、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與條件、生態(tài)與環(huán)境問題等方面可能不同,水資源承載能力也可能不同。因此,在水資源承載能力定義或計(jì)算時(shí),首先要圈定研究區(qū)范圍。
(3)“水資源承載能力”具有時(shí)間屬性。在眾多定義中均強(qiáng)調(diào)了“在某一階段”,這是因?yàn)樵诓煌瑫r(shí)段內(nèi),社會發(fā)展水平、科技水平、水資源利用率、污水處理率、用水定額以及人均對水資源的需求量等均有可能不同。因此,在水資源承載能力定義或計(jì)算時(shí),也要指明研究時(shí)段,并注意不同階段的水資源承載能力可能有所變化。
(4)“水資源承載能力”對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是以“可承載”為準(zhǔn)則。在“水資源承載能力”的概念和計(jì)算中,必須要回答:水資源對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展支撐到什么標(biāo)準(zhǔn)時(shí)才算是最大限度的支撐。也只有在定義了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)后,才能進(jìn)一步計(jì)算水資源承載能力。一般,可以把“維系生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)”作為水資源承載能力的基本準(zhǔn)則。
(5)必須承認(rèn)水資源系統(tǒng)與社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)之間是相互依賴、相互影響的復(fù)雜關(guān)系。不能孤立地計(jì)算水資源系統(tǒng)對某一方面的支撐作用,而是要把水資源系統(tǒng)與社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)合起來進(jìn)行研究,在社會經(jīng)濟(jì)—水資源—生態(tài)復(fù)合大系統(tǒng)中,尋求滿足水資源可承載條件的最大發(fā)展規(guī)模,才是水資源承載能力。
(6)“滿足水資源承載能力”僅僅是可持續(xù)發(fā)展量化研究“可承載”準(zhǔn)則的一部分(“可承載”準(zhǔn)則包括資源可承載、環(huán)境可承載。資源可承載又包括水資源可承載、土地資源可承載等),它還必須配合其它準(zhǔn)則(有效益、可持續(xù)),才能保證區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。因此,在研究水資源可持續(xù)利用合理配置時(shí),應(yīng)以“水資源承載能力”為基礎(chǔ),以可持續(xù)發(fā)展為準(zhǔn)則(包括可承載、有效益、可持續(xù)),建立水資源優(yōu)化配置模型。
根據(jù)以上分析,本書作者曾把“水資源承載能力”簡單定義為:“一定區(qū)域、一定時(shí)段,維系生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán),水資源系統(tǒng)支撐社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大規(guī)?!保ㄗ笃渫ぁ㈥愱?,2003),可以概括為圖1.1的概念圖。
圖1.1可以形象地表達(dá)出水資源承載能力的概念,簡單解釋如下:
水資源系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)相互支撐、共同作用,來共同支撐社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。
社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對水資源系統(tǒng)可以進(jìn)行開發(fā)利用和保護(hù),對生態(tài)系統(tǒng)一方面可以進(jìn)行保護(hù),一方面又有可能進(jìn)行破壞。因此,社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與水資源系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)之間又是相互制約的關(guān)系。如果支撐的社會經(jīng)濟(jì)規(guī)模太大,水資源系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)就難以支撐,難以確保水資源的可持續(xù)利用和生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。
在一定條件下,如果生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到良性循環(huán)的極限,這時(shí)其對應(yīng)的社會經(jīng)濟(jì)最大規(guī)模就稱為是“承載能力”。因此,水資源承載能力是在“社會經(jīng)濟(jì)—水資源—生態(tài)復(fù)合大系統(tǒng)”有機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)下,達(dá)到“生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)”目標(biāo)時(shí)的“最大社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)?!薄?/p>
在特定的城市區(qū),所確定的水資源承載能力就是城市水資源承載能力。因此,可以仿照水資源承載能力的定義,把“城市水資源承載能力”簡單定義為:“在特定的城市區(qū),一定時(shí)段內(nèi),維系生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán),水資源系統(tǒng)支撐社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大規(guī)模”。與一般流域或區(qū)域相比,城市區(qū)人類活動強(qiáng)烈,人口、工業(yè)、商業(yè)集中,本地水資源一般滿足不了城市用水需要,污水排放集中且量大,水資源承載能力計(jì)算一般比較復(fù)雜。另外,一般城市區(qū)不是一個(gè)完整的流域,在計(jì)算城市水資源承載能力時(shí),要滿足流域(或更大區(qū)域)尺度上的水資源承載能力要求(或水資源可持續(xù)利用要求)。也就是說,城市水資源承載能力計(jì)算一般是基于一定水資源邊界條件下進(jìn)行的。
1.2水資源承載能力的影響因素
從以上關(guān)于水資源承載能力的內(nèi)涵分析可以引申出影響水資源承載能力大小的主要因素,大致可以分為三大類:
第一類:水資源系統(tǒng)本身特性
水資源系統(tǒng)是水資源承載能力的主體,水資源系統(tǒng)的可利用水資源量大小是其承載能力的內(nèi)因。也就是說,水資源承載能力大小首先是由水資源系統(tǒng)所能提供的水資源量決定的。在城市區(qū),一般本地水資源滿足不了用水的需求,需要考慮流域(或更大區(qū)域)一定的水資源條件。
第二類:人類活動能力及意識形態(tài)
人類是水資源承載能力的客體,在很大程度上影響著水資源承載能力。(1)水資源利用率。這是決定單位水資源量能夠養(yǎng)活多少人口或帶來多大經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo),是水資源承載能力計(jì)算的關(guān)鍵指標(biāo)。(2)科技進(jìn)步通過提高水資源利用率、重復(fù)利用率、污水處理率等提高水資源承載能力??茖W(xué)技術(shù)能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長,提高資源利用效率,降低污染處理成本,改善人類生存環(huán)境。隨著科技的進(jìn)步,原來不能治理的污染現(xiàn)在可以治理了,原來需要花費(fèi)很大代價(jià)才能治理的污染現(xiàn)在需要花費(fèi)較小的代價(jià)。這些變化都有可能促進(jìn)水資源承載能力的提高。(3)本區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略。它反映一個(gè)國家或地區(qū)的發(fā)展規(guī)劃或發(fā)展模式,對水資源的分配和利用有重要影響,從而影響到水資源承載能力。(4)管理體制和法制。它反映了人們用水、治水、保護(hù)水資源的基本思路。有些管理體制或法制對水資源的利用和保護(hù)有積極作用,有些甚至有消極作用。這在很大程度上影響著水資源承載能力。
第三類:定義“是否可承載”的目標(biāo)差異
這是關(guān)系到水資源承載能力計(jì)算的一個(gè)關(guān)鍵問題,也就是,要人為確定“達(dá)到什么樣的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的最大承受能力才是水資源的承載能力”。前文在定義“水資源承載能力”概念時(shí),是以“維系生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)”為判斷目標(biāo)。另外,也可以制定一些判斷目標(biāo),計(jì)算得到人為干預(yù)下的水資源承載能力。肯定會因?yàn)榇_定的目標(biāo)差異而導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的不一致。
1.3水環(huán)境承載能力的概念及內(nèi)涵
前文對水資源承載能力的概念進(jìn)行過簡單介紹和探討。從對水資源承載能力的定義和解釋中可以看出,水資源承載能力特別強(qiáng)調(diào)“生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)”這個(gè)目標(biāo)。針對水環(huán)境來說,水體到底能容納多大的污水及污染物,這是水環(huán)境承載能力計(jì)算問題。在城市區(qū),生態(tài)與環(huán)境狀況在很大程度上取決于城市區(qū)所具有的水資源數(shù)量和水資源質(zhì)量。因此,可以說,水環(huán)境承載能力是城市水資源承載能力表現(xiàn)的重要方面和前提條件。
關(guān)于水環(huán)境承載能力的概念及與水資源承載能力的關(guān)系,汪恕誠(2001)曾論述為“水資源承載能力講的是用水即取水這一面。你用了水之后,產(chǎn)生了污水,污水又排放到一定的水域里去,這個(gè)水域能夠承載多少污水和污染物的排放呢?因此,水環(huán)境承載能力指的是在一定的水域,其水體能夠被繼續(xù)使用并仍保持良好生態(tài)系統(tǒng)時(shí),所能夠容納污水及污染物的最大能力。”
如果不去過多地“摳字眼”的話,水環(huán)境承載能力也就是我們通常所說的“水環(huán)境容量”或者說是“水環(huán)境(水體)納污能力”、“水環(huán)境容許污染負(fù)荷量”等等,都是一個(gè)概念,一個(gè)意思(崔樹彬,2002)。實(shí)際上,兩者也有細(xì)微差別,水環(huán)境承載能力強(qiáng)調(diào)以“保持生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)”為目標(biāo)。但是,為了在實(shí)際應(yīng)用中便于操作和顯示污水處理廠的作用,針對城市水環(huán)境問題,本書作者建議采用“水體容許城市污水最大排放量”作為水環(huán)境承載能力指標(biāo)。這種定義就與“水環(huán)境容量”、“水環(huán)境(水體)納污能力”、“水環(huán)境容許污染負(fù)荷量”等概念有很大區(qū)別。它不僅取決于水體納污能力,還與該城市污水處理能力有關(guān)。也就是說,本書定義的水環(huán)境承載能力不僅是與水體本身的納污能力有關(guān)的問題,還是一個(gè)與人類活動有關(guān)的問題;是在人與自然共同作用下,水體所能容納的最大城市污水排放量。這種定義的優(yōu)點(diǎn)是,可以很清楚地區(qū)分出一定條件下城市最大可以排放的污水量。這種定義的缺點(diǎn)是,還不能表達(dá)水體納污能力,并且計(jì)算的承載能力與污水處理能力有關(guān),這在不同年代可能是一個(gè)變值。為了克服這種缺點(diǎn),在應(yīng)用時(shí)同時(shí)采用“水環(huán)境納污能力”和“水環(huán)境承載能力”,來分別表示“水體所能容納的最大污水量”和“水體所能容納的最大城市污水排放量”。
根據(jù)本書定義的水環(huán)境承載能力概念,可以把城市水環(huán)境承載能力計(jì)算思路形象地表達(dá)為圖1.2的形式。
簡單解釋如下:
城市生活、生產(chǎn)、生態(tài)需要從水體中引水,同時(shí)又排放出大量的污水。在排放的污水中,一部分被污水處理廠處理后再排入水體,一部分直接排入水體。如果排入水體的污水量過大,就難以確保水體水質(zhì)能被控制在某一可接受的范圍內(nèi),也就難以確保生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。
在一定條件下,如果生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到良性循環(huán)的極限,這時(shí)其對應(yīng)的水體最大可以接納的城市污水排放總量,就稱為“水環(huán)境承載能力”。簡言之,水環(huán)境承載能力是指“水體維持生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)所能承受的城市污水最大排放量”。
水環(huán)境承載能力控制目標(biāo)強(qiáng)調(diào)的是生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。現(xiàn)在的問題是,什么樣的狀態(tài)才算是生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)?用哪些指標(biāo)來表征?
考慮城市水資源系統(tǒng)和范圍更大的區(qū)域水資源系統(tǒng)生態(tài)良性循環(huán),一般應(yīng)該在以下幾方面加以控制:一是,城市污水或污染物排放總量不得超出一定限度(即,總量控制);二是,一定區(qū)域水體的水質(zhì)不得超出水體本身水功能區(qū)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(即,濃度控制);三是,城市相關(guān)河流的徑流量不得小于河流最小基流量(即,滿足生態(tài)用水)。如果把這三方面的控制范圍作為生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的判別目標(biāo),在這種目標(biāo)下得到的最大允許城市污水排放量就是水環(huán)境承載能力。其基本思路是,以控制目標(biāo)為約束,以水量水質(zhì)模型為基礎(chǔ),反推水環(huán)境承載能力,稱此方法為“基于模擬和優(yōu)化的控制目標(biāo)反推模型”方法(ASimulation-andOptimization-BasedControlObjectInversionModel),簡稱COIM模型。關(guān)于水環(huán)境承載能力的計(jì)算模型及方法詳見《城市水資源承載能力——理論.方法.應(yīng)用》(化學(xué)工業(yè)出版社,2005)。
2城市水資源承載能力量化研究框架及關(guān)鍵問題
2.1量化研究框架
基本思路:緊扣水資源承載能力概念,以“水資源系統(tǒng)、社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)相互制約(模擬)模型”為基礎(chǔ)模型,以“維系生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)”為控制約束,以“支撐最大社會經(jīng)濟(jì)規(guī)?!睘閮?yōu)化目標(biāo),建立最優(yōu)化模型。通過最優(yōu)化模型求解(或控制目標(biāo)反推)得到的“最大社會經(jīng)濟(jì)規(guī)模”就是水資源承載能力。我們稱此方法為“基于模擬和優(yōu)化的控制目標(biāo)反推模型”方法(ASimulation-andOptimization-BasedControlObjectInversionModel),簡稱COIM模型方法。
水資源承載能力計(jì)算框架簡單表述如圖2.1,表達(dá)了水資源承載能力量化研究“COIM模型方法”的基本思路。
COIM模型方法是把城市最大社會經(jīng)濟(jì)規(guī)模(即,這里代表水資源承載能力)作為目標(biāo)函數(shù),把水資源循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系方程、污染物循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系方程、社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)部相互制約方程、水資源承載程度指標(biāo)約束方程以及生態(tài)與環(huán)境控制目標(biāo)約束方程聯(lián)合作為約束條件,建立起一個(gè)優(yōu)化模型。通過該優(yōu)化模型的求解,得到的目標(biāo)函數(shù)值就是水資源承載能力。
在COIM模型中,水資源系統(tǒng)、社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)本身的復(fù)雜性和相互制約關(guān)系得到了體現(xiàn),并且水資源承載能力概念所要求的“生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)”也被作為一個(gè)約束條件包括在模型中。水資源承載能力的計(jì)算結(jié)果既可以采用優(yōu)化模型求解來得到,也可以采用控制目標(biāo)反推得到。
2.2關(guān)鍵問題
針對上文介紹的COIM模型方法,主要有以下幾方面的關(guān)鍵問題:
(1)目標(biāo)函數(shù)選擇問題
圖2.1是水資源承載能力計(jì)算的一個(gè)框架圖。如果水資源被開發(fā)利用后,能確保水環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)可承載,那么,這時(shí)的水資源系統(tǒng)處于可承載范圍之內(nèi)。根據(jù)這一最大范圍就可以確定水資源系統(tǒng)能夠支撐社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大規(guī)模,這就是水資源承載能力。
在此模型中,用最大的社會經(jīng)濟(jì)規(guī)模來表達(dá)水資源承載能力。所以,一般“水資源承載能力”不只是一個(gè)數(shù)值,而是由表征社會經(jīng)濟(jì)規(guī)模的一組數(shù)值組成的集合,如人口數(shù)、工業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、城市面積等。可以把“水資源承載能力”的集合表達(dá)為:
F={f1,f2,∧,fn}(2.1)
上式中,F(xiàn)為水資源承載能力;f1,f2,…,fn分別為社會經(jīng)濟(jì)規(guī)模的表征指標(biāo)。為了敘述方便起見,下面只選擇人口數(shù)、工業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值三個(gè)指標(biāo)來進(jìn)行討論。
從水資源承載能力的概念可以引申出:假如工業(yè)、農(nóng)業(yè)及其它行業(yè)發(fā)展規(guī)模和用水量一定,可以通過人均用水定額來計(jì)算城市水資源最大供養(yǎng)的人口數(shù),即得到“水資源人口承載能力”;再假如生活用水一定,可以通過萬元產(chǎn)值耗水量來計(jì)算最大的經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模,即得到“水資源經(jīng)濟(jì)承載能力”。實(shí)際上,在一定條件下計(jì)算水資源人口承載能力和水資源經(jīng)濟(jì)承載能力都是比較理想化的。因?yàn)樗鼈兌际羌僭O(shè)在其它條件不變的情況下得到的結(jié)果。實(shí)際上,人口、社會、經(jīng)濟(jì)是一個(gè)十分復(fù)雜、相互聯(lián)系、相互制約的大系統(tǒng),應(yīng)該把它們納入一個(gè)大系統(tǒng)中來研究。
因此,針對COIM模型來說,首先遇到一個(gè)問題就是“目標(biāo)函數(shù)選擇問題”。到底是選擇一個(gè)指標(biāo)還是多個(gè)指標(biāo)?一方面,它決定著模型的性質(zhì)和求解方法的選擇。如果是單指標(biāo),所建的模型是單目標(biāo)優(yōu)化模型,如果是多指標(biāo),所建的模型就是多目標(biāo)優(yōu)化模型;另一方面,它還影響到模型約束方程的選擇。假如選擇的是單目標(biāo)(如人口),還要考慮其它表征社會經(jīng)濟(jì)規(guī)模的指標(biāo)(如工業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值)與已選擇的目標(biāo)(如人口)之間的量化關(guān)系,需要把這個(gè)量化關(guān)系方程作為模型的一個(gè)約束條件放到模型中;再一方面,目標(biāo)函數(shù)的選擇也反映了水資源承載能力關(guān)注社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)側(cè)重面的選擇。一般,人們在分析計(jì)算水資源承載能力時(shí)經(jīng)常用到“人口總數(shù)”指標(biāo),所以,在COIM模型中,常常選擇“人口總數(shù)”最大作為目標(biāo)函數(shù)。在這種情況下,需要建立“人口總數(shù)”與“工業(yè)產(chǎn)值”、“農(nóng)業(yè)產(chǎn)值(或耕地面積)”等指標(biāo)之間的量化制約方程。可以簡單理解為,在一定條件下,如果人口數(shù)要增加,其所需的經(jīng)濟(jì)收入和糧食產(chǎn)量也應(yīng)該隨之增加,它們之間的比例關(guān)系可以用一個(gè)區(qū)間數(shù)來表達(dá)。并把這個(gè)量化制約方程作為模型的一個(gè)約束條件。通過這個(gè)方程,模型不僅考慮了“人口總數(shù)”單個(gè)目標(biāo)值,也同時(shí)考慮了其它表征社會經(jīng)濟(jì)規(guī)模指標(biāo)的變化。這樣一來,在計(jì)算結(jié)果中,表達(dá)社會經(jīng)濟(jì)規(guī)模的指標(biāo)也同樣可以寫出多個(gè)。
(2)基礎(chǔ)模型問題
在上文介紹的COIM模型中,需要建立表征社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、水資源系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)變化及相互制約關(guān)系的量化模型,作為模型的約束方程,用于表達(dá)“社會經(jīng)濟(jì)—水資源—生態(tài)”耦合系統(tǒng)互動關(guān)系。由于耦合系統(tǒng)的復(fù)雜性,量化建立這樣的基礎(chǔ)模型十分不易。因此,建立COIM模型,必定會遇到基礎(chǔ)模型問題。關(guān)于這一部分詳細(xì)內(nèi)容可參見有關(guān)文獻(xiàn)。
為了表征水資源量之間的變化,需要建立水資源循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系方程。包括大氣降水量、蒸發(fā)量、地表水資源量、地下水資源量、各業(yè)引用水量、排放水量、跨區(qū)域調(diào)水量、流入本區(qū)水量、流出本區(qū)水量等等,建立各變量之間的量化關(guān)系和量化方程。用這些方程把水資源循環(huán)過程定量化地聯(lián)系起來,從理論上滿足水量平衡要求。
為了表征水中污染物運(yùn)移轉(zhuǎn)化關(guān)系,定量計(jì)算水體污染物濃度和排放污染物總量,需要建立污染物循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系方程。包括各業(yè)污水排放量、污水處理量、污染物自凈消耗量、來水污染物總量、出流污染物總量、地表水體污染物總量、地下水體污染物總量等等,建立各變量之間的量化關(guān)系和量化方程。用這些方程把水中污染物循環(huán)過程定量化聯(lián)系起來,同時(shí)能定量計(jì)算某特定水體的污染物濃度和城市排放污染物總量,為“生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)”判別約束方程提供計(jì)算基礎(chǔ)。
社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是水資源系統(tǒng)承載的對象,其眾多指標(biāo)也是相互制約的,它們組成一個(gè)完整的巨系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)本身也是相互制約的,因此需要建立社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)部相互制約方程,以表達(dá)社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展的整體趨勢和相互制約關(guān)系。特別是當(dāng)目標(biāo)函數(shù)為單目標(biāo)時(shí),建立這種關(guān)系方程更為重要。另外,研究規(guī)劃水平年的水資源承載能力,不僅要弄清楚水資源系統(tǒng)的變化,而且要結(jié)合社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的發(fā)展變化,需要站在變化了的自然和社會來分析未來的發(fā)展趨勢。因此,水資源承載能力量化研究的另一個(gè)基礎(chǔ)模型是對社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的模擬。
為了約束水資源利用量不能超出水資源可利用量,選用水資源承載程度指標(biāo)約束方程,即用“水資源承載程度指標(biāo)”來表達(dá)水資源對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)承受壓力的程度,并要求≤1,以確保水資源的開發(fā)利用不會超出水資源可利用程度。
水資源承載能力控制目標(biāo)強(qiáng)調(diào)的是生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán),但什么樣的狀態(tài)才算是生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)?這就需要在模型方程中具體列出生態(tài)與環(huán)境控制目標(biāo)約束方程,以表達(dá)生態(tài)系統(tǒng)的極限條件。
另外,考慮到水資源承載能力是建立在社會經(jīng)濟(jì)—水資源—生態(tài)復(fù)雜大系統(tǒng)之上,所以需要建立“社會經(jīng)濟(jì)—水資源—生態(tài)耦合系統(tǒng)互動關(guān)系量化模型”,以有機(jī)地表達(dá)這個(gè)耦合系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系。首先,把水量變化、水質(zhì)變化與生態(tài)系統(tǒng)變化有機(jī)地結(jié)合起來,建立水量—水質(zhì)—生態(tài)耦合系統(tǒng)模型。實(shí)際上,該模型是一個(gè)以反映水量循環(huán)為主的水量模型、以反映水質(zhì)變化為主的水質(zhì)模型、以反映生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)和演變的生態(tài)系統(tǒng)模型以及三模型的耦合模型(左其亭等,2002)。其次,再把“水量—水質(zhì)—生態(tài)耦合系統(tǒng)模型”與“社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)模型”耦合起來,作為系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)關(guān)系模型,嵌入到優(yōu)化模型中,參與優(yōu)化模型的計(jì)算,也可以通過二模型的中間關(guān)系變量直接建立耦合系統(tǒng)的動力學(xué)模型(左其亭等,2001)。
(3)“是否可承載”的標(biāo)準(zhǔn)選擇問題
這也是關(guān)系到水資源承載能力計(jì)算的一個(gè)關(guān)鍵問題。本書在定義“水資源承載能力”概念時(shí),是以“維系生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)”為判斷目標(biāo)。在實(shí)際操作時(shí),用生態(tài)與環(huán)境控制目標(biāo)約束方程來判斷。但是,在該約束方程中,如何確定“是否可承載”的標(biāo)準(zhǔn)是問題的關(guān)鍵。上文已經(jīng)介紹了應(yīng)該控制的三個(gè)方面:一是,城市污水或污染物排放總量不得超出一定限度(即,總量控制);二是,一定區(qū)域水體的水質(zhì)不得超出水體本身水功能區(qū)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(即,濃度控制);三是,城市相關(guān)河流的徑流量不得小于河流最小基流量(即,滿足生態(tài)用水)。如何定量確定控制目標(biāo)方程是問題的難點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:水文;水資源;環(huán)境管理;洪澇災(zāi)害
中圖分類號:TV213 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
現(xiàn)在國家由于受工業(yè)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、對和諧社會發(fā)展環(huán)境和全民生態(tài)身體健康等方面的需求的影響,迫使水文水資源領(lǐng)域急需在技術(shù)上有新的突破和發(fā)展,并將經(jīng)得起實(shí)踐考驗(yàn)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)進(jìn)推廣應(yīng)用,對于水文水資源環(huán)境管理與防洪減災(zāi)也應(yīng)該提出新的舉措。
一、近年的水文水資源環(huán)境狀況
近些年,由于人為地進(jìn)行環(huán)境的破壞和污染,天氣的變化也很頻繁。洪澇災(zāi)害的突發(fā)性越來越明顯,對于預(yù)防控制提出了巨大的挑戰(zhàn)。在我國的防洪工程建設(shè)嚴(yán)重不足的情況下,洪澇災(zāi)害帶來的危害可想而知。
二、我國水文水資源領(lǐng)域技術(shù)的科技需求
水資源短缺、水環(huán)境污染以及水災(zāi)、旱災(zāi)已經(jīng)成為社會經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展、工業(yè)產(chǎn)業(yè)化以及城市化進(jìn)程進(jìn)展迅速的不良產(chǎn)物,而且這些問題已經(jīng)成為阻礙社會發(fā)展、經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的重要原因。面對這樣嚴(yán)峻的形式,水文水資源領(lǐng)域重要的研究任務(wù)就是,如何保證水資源在社會發(fā)展中的可持續(xù)發(fā)展作用,同時(shí)保證在促進(jìn)市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的穩(wěn)定供需平衡作用。結(jié)合目前急需完成的任務(wù),水文水資源領(lǐng)域的發(fā)展趨勢及相關(guān)科技需求,主要包括以下幾個(gè)方面:(1)新科技在減災(zāi)方面的應(yīng)用,例如防洪、抗旱、海嘯預(yù)報(bào)等。通過衛(wèi)星遙感、雷達(dá)測雨、地理信息系統(tǒng)等新科技、新設(shè)備的應(yīng)用,在提高防澇、抗旱、預(yù)測預(yù)報(bào)海嘯等極端水文事件的科學(xué)性和準(zhǔn)確性,加強(qiáng)減災(zāi)能力。(2)提高水資源的利用和管理能力。對于水資源的利用和管理通過開源和節(jié)流兩個(gè)方面開展,所謂的開源是通過先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)加強(qiáng)流域洪水、城市雨水的利用;節(jié)流則是通過普及節(jié)水灌溉、水凈化等節(jié)水技術(shù),控制水資源的浪費(fèi)。(3)加強(qiáng)水文水資源的生態(tài)和環(huán)境保護(hù)。通過強(qiáng)化水資源的實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警,保護(hù)水源地的水資源避免污染。利用衛(wèi)星遙感技術(shù)對各地水文水資源的生態(tài)條件準(zhǔn)確檢測,及時(shí)發(fā)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境受影響的因素,并予以處理,做好保護(hù)水資源的生態(tài)和保護(hù)工作。(4)通過信息平臺的建立健全提高管理水平。利用公共基礎(chǔ)軟件建立健全相關(guān)的信息共享平臺,使相關(guān)信息得可以共享,避免信息采集方面的重復(fù)工作。另外,針對例如水文監(jiān)測分析、水資源評價(jià)等一些專業(yè)性強(qiáng)、適用性廣的領(lǐng)域,開發(fā)并使用相關(guān)軟件管理。利用網(wǎng)絡(luò)信息平臺和軟件管理的手段,提高水文水資源領(lǐng)域的管理水平。
三、水文水資源環(huán)境管理與防洪減災(zāi)的措施
做好水文水資源的管理,才能更好的促進(jìn)防洪減災(zāi)工作的開展。完善防洪減災(zāi)的工作,需要根據(jù)國家的相關(guān)政策的指導(dǎo),加大水利科技的投入,深化對水文水資源環(huán)境的管理工作。
3.1提高防災(zāi)減災(zāi)意識,加強(qiáng)預(yù)防災(zāi)害的技術(shù)學(xué)習(xí)
根據(jù)相關(guān)部門的統(tǒng)計(jì),我國每年的水旱災(zāi)害損失較為嚴(yán)重,占據(jù)各種自然災(zāi)害總損失的大半比重,進(jìn)而影響著我國國民經(jīng)濟(jì)的增長。我國的水文水資源管理部門作為管理全國的湖泊、地下水和地表水的專業(yè)機(jī)構(gòu),對全國的防洪減災(zāi)工作承擔(dān)著重要的責(zé)任,也是提供各種技術(shù)支持的重要力量。因此,努力提高水文水資源管理部門的服務(wù)職能,加大防洪減災(zāi)的意識宣傳,讓全民擁有自覺的防汛減災(zāi)意識,盡可能地減少人員傷亡和國家的損失。
3.2嚴(yán)格執(zhí)行國家規(guī)范。水文水資源管理部門在圍繞防汛、抗旱減災(zāi)方面的重要職責(zé)不僅僅局限于向上級防汛抗旱主管機(jī)關(guān)提供江河湖庫(水庫)的雨量、水位、蒸發(fā)量、流量等信息,還要開展土壤墑情和地下水水位監(jiān)測和水質(zhì)監(jiān)測。為了做好工作,建國以來國家水文局有關(guān)專家制定了一整套水文水資源測驗(yàn)規(guī)范,報(bào)訊規(guī)范,水質(zhì)監(jiān)測規(guī)范以及地下水監(jiān)測規(guī)范,這是做好水文水資源管理工作的總要文件,在工作中要認(rèn)真貫徹執(zhí)行,不能打折扣,要一絲不茍的做好管理工作。
3.3數(shù)字水文站網(wǎng)的建設(shè)
水文資源是我國生產(chǎn)和生活的重要資源,是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的先決條件,完善水利生態(tài)系統(tǒng)具有重要的作用。由于近年各種地質(zhì)和水利災(zāi)害的影響,加強(qiáng)對水文站點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,及時(shí)準(zhǔn)確獲得準(zhǔn)確情報(bào),對水文站網(wǎng)進(jìn)行數(shù)字化建設(shè)至關(guān)重要。水文站網(wǎng)的數(shù)字化建設(shè)依托水文信息采集自動化技術(shù)、遙感和全球定位技術(shù)、海量的存儲和傳輸技術(shù)以及計(jì)算機(jī)軟件工程技術(shù)等各種現(xiàn)代技術(shù)。水文站網(wǎng)的數(shù)字水文站和水文站中心網(wǎng)建設(shè),可以在加強(qiáng)水文遙測點(diǎn)的建設(shè)上,做到對各級河流的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在現(xiàn)代技術(shù)的推動下,水文站的建立已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對雨量和河流水位的自動監(jiān)測,水文站的水資源信息處理平臺可以對各個(gè)水文站點(diǎn)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析整理,最后進(jìn)行應(yīng)用。水文站網(wǎng)的建設(shè),可以促進(jìn)相關(guān)的水文信息存儲和分析處理體系的建設(shè),將水文站網(wǎng)的信息進(jìn)行不受時(shí)空限制的分布和共享,對全面的水文情報(bào)預(yù)報(bào)體系進(jìn)行全局流域的覆蓋,促進(jìn)對防汛和抗災(zāi)的監(jiān)測。
3.4加強(qiáng)地理信息技術(shù)的應(yīng)用,建立水文水資源災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)
水文水資源的管理也是一門綜合性的學(xué)科,包含較強(qiáng)的專業(yè)知識,對氣象、水利、水文地質(zhì)等領(lǐng)域的知識都有涉獵。因此,作為水文水資源管理部門的工作人員,需要擁有廣泛的知識面,在實(shí)踐中不斷的學(xué)習(xí)新知識和新技術(shù),總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天,需要將計(jì)算機(jī)和信息等技術(shù)引入水文水資源的管理工作中,提高其工作效率。隨著信息和科技技術(shù)的發(fā)展,水文領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)手段也在不斷進(jìn)步。地理信息技術(shù)綜合了地理科學(xué)、遙感技術(shù)、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),其應(yīng)用使水文工作不斷系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化。地理信息系統(tǒng)以空間數(shù)據(jù)管理為主,可以對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。地理信息系統(tǒng)的主要功能就是信息的提取和編輯,在數(shù)據(jù)的集成、查詢和空間分析上具有重大的實(shí)用性。地理信息系統(tǒng)對于水污染的控制、水管網(wǎng)信息管理、水文情報(bào)預(yù)報(bào)和水環(huán)境管理具有重要的作用。做好相關(guān)的前期預(yù)測,才可以充分發(fā)揮防洪減災(zāi)的效用,也可加強(qiáng)對地下水水質(zhì)的監(jiān)測,促進(jìn)生態(tài)用水的發(fā)展。加強(qiáng)對各地河流和雨量的監(jiān)控,可以進(jìn)行及時(shí)的流域內(nèi)水量的調(diào)配,合理利用水資源,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
3.5水文預(yù)警預(yù)報(bào)體系的建設(shè)
在水文水資源環(huán)境管理的建設(shè)中,做好水文預(yù)警預(yù)報(bào)工作很重要。不僅可以實(shí)現(xiàn)水利防災(zāi)減災(zāi),也是新形勢下防汛和水利事業(yè)發(fā)展的必然選擇。加強(qiáng)水文預(yù)警預(yù)報(bào)體系的建設(shè),需要從設(shè)施的智能化建設(shè)、完善的預(yù)報(bào)機(jī)制、信息宣傳的平臺建設(shè)等幾個(gè)方面著手。進(jìn)行水文預(yù)警預(yù)報(bào)體系的建設(shè),可以促進(jìn)水文監(jiān)測信息的采集和處理,還要對水文預(yù)警預(yù)報(bào)的設(shè)施進(jìn)行總體的規(guī)劃和布局,根據(jù)流域內(nèi)的降水特點(diǎn)進(jìn)行合理監(jiān)測。將水文預(yù)警預(yù)報(bào)體系進(jìn)行智能化的設(shè)計(jì),依靠各種先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行智能化的監(jiān)測,完善各種預(yù)警信息的平臺建設(shè),加強(qiáng)各種水文預(yù)警預(yù)報(bào)知識的宣傳。
四、結(jié)論
綜述全文,水文水資源的建設(shè)關(guān)系我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的根本,建立和完善水文水資源的監(jiān)測系統(tǒng),促進(jìn)水利建設(shè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。眾所周知,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步離不開水利工程的建設(shè),水文水資源管理工作是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)后盾,所以我們必須做好水文水資源的管理工作,加強(qiáng)水文環(huán)境的監(jiān)測,建立完善的水文預(yù)警預(yù)報(bào)體系,完善防洪減災(zāi)的防護(hù)工作,從而為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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根據(jù)目前的勞動關(guān)系管理實(shí)踐,母公司派遣人員到子公司或關(guān)聯(lián)企業(yè)工作,其勞動關(guān)系的處理有以下幾種模式:一是外派員工與母公司建立勞動關(guān)系,母公司下發(fā)派遣人員任職文件,員工在子公司或關(guān)聯(lián)企業(yè)內(nèi)部流動,不產(chǎn)生勞動合同的變更;二是采取變更外派人員勞動合同關(guān)系主體的模式,母公司將所派遣人員的勞動合同關(guān)系主體,變更為子公司或關(guān)聯(lián)企業(yè),即子公司或關(guān)聯(lián)企業(yè)與外派人員直接簽訂勞動合同,母公司與該員工解除勞動關(guān)系。三是有勞務(wù)派遣資質(zhì)單位的前提下,母公司采取勞務(wù)派遣模式,與子公司或關(guān)聯(lián)企業(yè)簽訂勞務(wù)派遣合同,子公司或關(guān)聯(lián)企業(yè)支付給母公司勞務(wù)費(fèi)。
二、外派員工勞動工資結(jié)算方式
1.兩邊發(fā)工資
外派人員工資薪金由母公司和子公司或關(guān)聯(lián)企業(yè)分別發(fā)放,子公司或關(guān)聯(lián)企業(yè)按本企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)放工資并扣繳個(gè)人所得稅,母公司補(bǔ)發(fā)差額,代扣代繳社保費(fèi)用,并進(jìn)行個(gè)人所得稅匯算清繳。
2.以勞務(wù)費(fèi)方式結(jié)算
即由母公司以外派勞務(wù)用工形式派遣外派人員至子公司或關(guān)聯(lián)企業(yè),由子公司或關(guān)聯(lián)企業(yè)支付母公司勞務(wù)費(fèi)。
3.以服務(wù)費(fèi)方式結(jié)算
即以簽訂服務(wù)合同形式,約定母公司派出人員提供服務(wù),子公司或關(guān)聯(lián)企業(yè)以服務(wù)費(fèi)形式支付母公司費(fèi)用。
三、結(jié)算方式涉及的稅務(wù)問題
1.兩邊發(fā)工資,母公司代繳社保費(fèi)及進(jìn)行個(gè)人所得稅清繳
(1)個(gè)人所得稅。根據(jù)《個(gè)人所得稅法》及《個(gè)人所得稅自行納稅申報(bào)辦法》規(guī)定,個(gè)人在兩地或兩處以上取得工資薪金所得,應(yīng)將同一個(gè)月所得合并,按照合并后的工資薪金所得適用稅率和速算扣除數(shù),計(jì)算當(dāng)月應(yīng)納個(gè)人所得稅,選擇并固定向其中一處單位所在地主管稅務(wù)機(jī)關(guān)申報(bào)。兩地企業(yè)同時(shí)履行了個(gè)人所得稅代扣代繳義務(wù)的,外派人員可選擇其中一地進(jìn)行個(gè)人所得稅的匯繳清算。但是,兩地企業(yè)只能由一地企業(yè)減扣除數(shù)。在實(shí)踐中,稅務(wù)申報(bào)采用電子形式申報(bào)時(shí),由于電腦程序是固定的,需采用非常規(guī)方式進(jìn)行匯算清繳,與稅務(wù)機(jī)關(guān)協(xié)商確定匯算清繳的方案。
(2)企業(yè)所得稅。由于社保費(fèi)通過母公司代付,且稅務(wù)機(jī)關(guān)對“任職”的理解,是與公司簽訂勞動合同并擔(dān)任職務(wù),對外派人員直接支付的工資,在稅前扣除與稅務(wù)機(jī)關(guān)的政策可能存在爭議。各省市地方稅務(wù)機(jī)關(guān)對此問題各有各的政策規(guī)定,寧夏、青島等地方稅務(wù)機(jī)關(guān)在解答中明確指出:“鑒于母公司與子公司之間存在的特殊關(guān)系,員工在母公司與子公司之間經(jīng)常調(diào)配,按照‘實(shí)質(zhì)重于形式’的原則,子公司如能夠提供母公司出具的董事會或經(jīng)理辦公會等做出的調(diào)配決定及員工名冊等充分適當(dāng)?shù)淖C據(jù),子公司發(fā)放給與其沒有訂立勞動合同的員工的合理的工資薪金可以稅前扣除”。浙江就不一樣,浙江省稅務(wù)局依據(jù)國家稅務(wù)總局2012年第15號文件精神,在解釋中明確指出“:在不重復(fù)扣除的前提下,省內(nèi)跨縣、市企業(yè)的管理人員到所屬關(guān)聯(lián)企業(yè)工作,由關(guān)聯(lián)企業(yè)發(fā)放的工資及各種補(bǔ)貼收入,可作為職工工資、職工福利等費(fèi)用在稅前扣除,但母公司應(yīng)提供外派員工名單清冊”。但此解釋就沒明確子公司為跨省企業(yè)如何處理的答案。因此,考慮到各地稅收政策的差異,外派人員在子公司或關(guān)聯(lián)企業(yè)發(fā)放的工資等費(fèi)用能否稅前列支,如何扣除應(yīng)按所在地主管稅務(wù)機(jī)關(guān)規(guī)定執(zhí)行。另外,由于兩家企業(yè)均為獨(dú)立納稅人,兩邊發(fā)工資,在兩家企業(yè)一家有盈利、另一家虧損的情況下,存在兩家企業(yè)調(diào)節(jié)的嫌疑,存在一定的稅務(wù)稽查風(fēng)險(xiǎn)。
2.以勞務(wù)費(fèi)方式結(jié)算
(1)個(gè)人所得稅。異地企業(yè)以支付勞務(wù)費(fèi)形式支付母公司外派人員費(fèi)用,外派人員工資薪金由母公司發(fā)放并代扣代繳個(gè)人所得稅。
(2)營業(yè)稅及附加稅費(fèi)。根據(jù)《企業(yè)所得稅法》規(guī)定,對人力資源服務(wù)單位(勞務(wù)公司、保安公司等)接受用工單位的委托,為其安排勞動力,凡用工單位將其支付給予勞動力的工資和為勞動力上交的社會保險(xiǎn)以及住房公積金統(tǒng)一交給勞務(wù)公司代為發(fā)放或辦理的,以勞務(wù)公司從用工單位收取的全部價(jià)款,減去代收轉(zhuǎn)付給勞動力的工資和為勞動者辦理社會保險(xiǎn)及住房公積金后的余額,為計(jì)稅營業(yè)額。母公司若有勞務(wù)輸出派遣資質(zhì),派遣人員到子公司或關(guān)聯(lián)企業(yè)工作,可按差額5%稅率繳納營業(yè)稅。另外,母公司在繳納營業(yè)稅的同時(shí),還應(yīng)繳納流轉(zhuǎn)稅的7%繳納城建稅、3%繳納教育費(fèi)附加、2%繳納地方教育費(fèi)附加。
(3)企業(yè)所得稅。國家稅務(wù)總局2012年第15號公告規(guī)定企業(yè)因接受外部勞務(wù)派遣用工所實(shí)際發(fā)生的費(fèi)用,應(yīng)區(qū)分為工資薪金支出和職工福利支出,并按《企業(yè)所得稅法規(guī)定在企業(yè)所得稅前扣除。其中屬于工資薪金支出的,準(zhǔn)予計(jì)入企業(yè)工資薪金總額的基數(shù),可作為計(jì)算其它各項(xiàng)相關(guān)費(fèi)用扣除的依據(jù)。
3.以服務(wù)費(fèi)方式結(jié)算
根據(jù)國稅發(fā)[2008]86號文件規(guī)定,母子公司按“獨(dú)立交易”原則,確定服務(wù)價(jià)格,母公司收取服務(wù)費(fèi)作為收入并開具發(fā)票,繳納相關(guān)稅金,派遣人員的工資作為母公司的工資薪金支出在稅前扣除;子公司或關(guān)聯(lián)企業(yè)支付服務(wù)時(shí)取得發(fā)票,作為正常的服務(wù)費(fèi)列支并在稅前扣除。
(1)個(gè)人所得稅。子公司或關(guān)聯(lián)企業(yè)以支付服務(wù)費(fèi)形式支付母公司外派人員費(fèi)用,外派人員工資薪金由母公司發(fā)放并代扣代繳個(gè)人所得稅。
(2)流轉(zhuǎn)稅及附加稅費(fèi)。母公司收到的服務(wù)費(fèi),屬于母公司的營業(yè)收入,應(yīng)按對應(yīng)的稅目繳納流轉(zhuǎn)稅還是增值稅,應(yīng)視母公司提供的服務(wù)而定。目前,研發(fā)和技術(shù)服務(wù)、信息技術(shù)服務(wù)、文化創(chuàng)意服務(wù)、物流輔助服務(wù)、有形動產(chǎn)租賃服務(wù)已納入“營改稅”范圍,應(yīng)繳納增值稅,除有形動產(chǎn)租賃服務(wù)適用17%稅率外,其他服務(wù)均適用6%;除上述服務(wù)外,按5%稅率繳納營業(yè)稅。母公司在繳納營業(yè)稅的同時(shí),還應(yīng)繳納流轉(zhuǎn)稅的7%繳納城建稅、3%繳納教育費(fèi)附加、2%繳納地方教育費(fèi)附加。
(3)企業(yè)所得稅。母公司因提供服務(wù)取得的服務(wù)費(fèi),應(yīng)計(jì)入公司的營業(yè)收入,并計(jì)入當(dāng)年利潤繳納企業(yè)所得稅。子公司或關(guān)聯(lián)企業(yè)可根據(jù)與母公司簽訂的服務(wù)合同和母公司提供的發(fā)票,按“服務(wù)性質(zhì)、收入與成本配比”原則,計(jì)入相關(guān)的成本費(fèi)用,并按稅法規(guī)定稅前扣除。需特別指出的是,若母公司實(shí)際支付的外派人員費(fèi)用大于收入的勞務(wù)費(fèi)用和服務(wù)費(fèi)用,根據(jù)《中華人民共和國企業(yè)所得稅法》規(guī)定,企業(yè)與其關(guān)聯(lián)方之間存在的業(yè)務(wù)往來,不符合獨(dú)立交易原則而減少企業(yè)或其關(guān)聯(lián)方應(yīng)納稅收入或者所得額的,稅務(wù)機(jī)關(guān)有權(quán)按照合理方法調(diào)整;《中華人民共和國稅收征收管理法》也規(guī)定,納稅人申報(bào)的計(jì)稅依據(jù)偏低,又無正當(dāng)理由的,稅務(wù)機(jī)關(guān)有權(quán)核定其應(yīng)繳納額。因此,具體執(zhí)行應(yīng)以相關(guān)稅務(wù)主管機(jī)關(guān)的實(shí)際執(zhí)行為準(zhǔn),操作方案應(yīng)征得當(dāng)?shù)囟悇?wù)機(jī)關(guān)的同意,避免引起不必要的麻煩。
四、結(jié)論
1我國北方地區(qū)水資源的現(xiàn)狀
眾所周知,我國北方地區(qū)水資源短缺,成了制約該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素之一。影響水資源可持續(xù)發(fā)展的主要因素有幾點(diǎn):①經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不合理。②水資源短缺,表現(xiàn)在水資源總量偏少、人均占有水量偏低、徑流量年際變化大、降雨量和徑流量年內(nèi)分配不均等方面。③供水工程建設(shè)滯后。④環(huán)境惡化趨勢明顯,地下水過量開采、持續(xù)干旱少雨、工業(yè)和生活污染等造成了水環(huán)境的日益惡化。根據(jù)1996年水質(zhì)監(jiān)測資料對河流枯水期水質(zhì)進(jìn)行分類評價(jià)結(jié)果,北方17個(gè)省級行政區(qū)總河長51670km,水質(zhì)良好的Ⅰ類水占總河長的4.0%,水質(zhì)較好的Ⅱ類水占總河長的18.6%,水質(zhì)尚可的Ⅲ類水占總河長的21.4%,水質(zhì)已受污染的Ⅳ類水占總河長的23.7%,水質(zhì)受嚴(yán)重污染的Ⅴ類水占總河長的32.3%,有11個(gè)省區(qū)(冀、晉、遼、臺、黑、蘇、皖、魯、豫、陜、寧)受污染的河長占評價(jià)河長的50%以上。
依據(jù)國際通行的水資源緊缺指標(biāo)(表1)衡量,我國北方大部分城市地區(qū)屬于重度缺水地區(qū)。水資源現(xiàn)狀評價(jià)結(jié)果見表2。由表2可知,我國北方除寧夏、新疆為輕度缺水地區(qū)外,其他15個(gè)省市都為重度、極度缺水地區(qū)。
通過上面對我國北方地區(qū)水資源現(xiàn)狀的介紹和評價(jià),可知水資源短缺已經(jīng)成為該地區(qū)人口密集和生產(chǎn)發(fā)達(dá)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。因此對其水資源可持續(xù)利用程度評價(jià)指標(biāo)體系的建立及其綜合評價(jià)就顯得十分緊迫和重要。
2水資源可持續(xù)利用程度評價(jià)指標(biāo)體系的建立
2.1指標(biāo)選擇的原則
判斷一個(gè)區(qū)域以水資源為主要控制因素的資源—社會—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境這一復(fù)合系統(tǒng)是否實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展,必須建立該區(qū)域水資源可持續(xù)利用評價(jià)指標(biāo)體系和相應(yīng)的衡量標(biāo)準(zhǔn)與方法,才能給出可持續(xù)與否的科學(xué)界定。因此,區(qū)域水資源可持續(xù)利用評價(jià),指標(biāo)體系不僅要體現(xiàn)該區(qū)域水資源本身的特征、開發(fā)、利用、管理狀況即水資源系統(tǒng)的發(fā)展水平,與水相關(guān)的社會系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)的發(fā)展水平,還要反映水資源系統(tǒng)與社會系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r和協(xié)調(diào)程度,以及復(fù)合系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展能力。基于這種思想,在選擇指標(biāo)構(gòu)建指標(biāo)體系時(shí),必須遵循如下原則:
2.1.1系統(tǒng)性與層次性相結(jié)合區(qū)域以水資源為主導(dǎo)因素的資源—社會—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境這一復(fù)合系統(tǒng)的內(nèi)部非常復(fù)雜,各個(gè)子系統(tǒng)之間相互影響,相互制約。因此,要求建立的指標(biāo)體系層次分明,不僅要反映
各子系統(tǒng)各自的特征,更要體現(xiàn)水資源系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的相互關(guān)系。
2.1.2全面性與概括性相結(jié)合所選擇的指標(biāo)既要盡量全面地反映區(qū)域水資源可持續(xù)利用這一復(fù)合系統(tǒng)的各個(gè)方面,又要精煉,避免信息重復(fù),從而影響評價(jià)結(jié)果的精度。
2.1.3可行性與可操作性相結(jié)合建立的指標(biāo)體系往往在理論上反映較好,但實(shí)踐性不強(qiáng)。因此,在選指標(biāo)時(shí),不能脫離指標(biāo)相關(guān)資料信息條件的實(shí)際,盡量選擇那些關(guān)鍵性的具有綜合性的指標(biāo),使得建立的指標(biāo)體系簡潔明確,易于計(jì)算和分析。
2.1.4動態(tài)性與靜態(tài)性相結(jié)合作為一個(gè)系統(tǒng),水資源系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展是不斷變化的,是動態(tài)與靜態(tài)的統(tǒng)一。因此,可持續(xù)發(fā)展測度指標(biāo)體系也應(yīng)該是動態(tài)與靜態(tài)的統(tǒng)一,既要有靜態(tài)指標(biāo),也要有動態(tài)指標(biāo)。
2.2評價(jià)指標(biāo)體系的建立
根據(jù)以上原則選取了充分反映我國北方地區(qū)的水資源總量I1,(億m3)、年降水量I2,(mm)、大中型水庫蓄水量I3,(億m3)、供水總量I4,(億m3)、耗水總量I5,(億m3)、人均用水總量I6,(m3/人)、單位GDP(國內(nèi)生產(chǎn)總值)用水量I7,(億m3/萬元)、實(shí)際灌溉面積I8,(萬畝)和水質(zhì)I9,(等級)等9項(xiàng)指標(biāo)作為評價(jià)指標(biāo)(見表1),對該地區(qū)17個(gè)省、市、自治區(qū)的水資源持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行評價(jià)。
2.3水資源可持續(xù)利用的主成分分析評價(jià)方法
近年來,隨著多元統(tǒng)計(jì)方法的普及與應(yīng)用,主成分分析法也成為一種較新的評估方法,它有著不同的原理和特性,它的本質(zhì)目的是對高維變量系統(tǒng)進(jìn)行最佳綜合與簡化,同時(shí)也客觀地確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重,避免主觀隨意性,而綜合評價(jià)的焦點(diǎn)正是如何科學(xué)、客觀地將一個(gè)多目標(biāo)問題綜合成一個(gè)單指標(biāo)形式,因此主成分分析法不失為一種較好的評價(jià)方法。
2.3.1主成分分析法主成分分析法的工作目標(biāo),就是要在力保數(shù)據(jù)信息丟失最小的原則下,對高維變量空間進(jìn)行降維處理;即在保證數(shù)據(jù)信息損失最小的前提下,經(jīng)線性變換和舍棄一小部分信息,以少數(shù)的綜合變量取代原始采用的多維變量。
由圖1及表5,將17個(gè)城市地區(qū)的水資源可持續(xù)利用程度劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等4個(gè)等級。其中I級表示該區(qū)域水資源開發(fā)尚處于初始階段,該階段水資源開發(fā)程度低,利用率低,水資源可持續(xù)利用潛力巨大,這樣的城市有2個(gè),分別為圖1中寧夏和新疆;Ⅱ級表示該區(qū)域水資源開發(fā)利用處于起步階段,但該階段的水資源開發(fā)利用程度仍然較低,有較大的發(fā)展?jié)摿?,這樣的城市有4個(gè),分別為青海、甘肅、黑龍江、內(nèi)蒙古;Ⅲ級表示水資源開發(fā)利用程度己相當(dāng)高,可持續(xù)發(fā)展?jié)摿^低,但還有一定的發(fā)展?jié)摿?;分別為江蘇、吉林;Ⅳ級表示水資源開發(fā)利用已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài),水資源系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展?jié)摿O低,應(yīng)該考慮較小區(qū)域調(diào)水,并且以節(jié)水型為主,這樣的城市為北京、天津、河北、山西、遼寧、安徽、山東、河南、陜西。這一評價(jià)結(jié)果同水資源緊缺程度的評價(jià)結(jié)果基本一致。
3.結(jié)語
本文在利用國際通行的水資源緊缺指標(biāo)對我國北方地區(qū)水資源現(xiàn)狀進(jìn)行評價(jià)的基礎(chǔ)上,采用主成分分析的方法對北方17個(gè)城市及地區(qū)的水資源可持續(xù)利用程度進(jìn)行了綜合評價(jià),評價(jià)結(jié)果與緊缺指標(biāo)的評價(jià)結(jié)果基本一致。主成分分析的方法,可以將9個(gè)評價(jià)指標(biāo)綜合成4個(gè)主成分,根據(jù)評價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù)本身的信息得到主成分的權(quán)重,進(jìn)而得到綜合評價(jià)值;避免了專家打分的人為任意性,同時(shí)該方法具有直觀和可操作性等優(yōu)點(diǎn)。
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EvaluationonsustainabledevelopmentofwaterresourcesinnorthChina
MENBao-huiZHAOXie-jingLIANGChuan
(1.AgriculturaldepartmentkeyopenlaboratoryofAgricultureresourceandenvironmentinYangtzeRiverupperreaches,Chengdu610066,China;2.CollegeofHydraulicEng.,SiChuanUniversity,Chengdu610065,China)
Abstract:Accordingtotheinternationalcurrentshortageindex,theamountofthewaterresourceofSichuan,China,arestudied.Theprimarycomponentanalysis(PCA)methodtoevaluatethewaterresourcesustainableutilizationof17citiesinnorthChinacomprehensivelyhasbeenused.Underthesystematical,comprehensiveandmanipulativeprinciples,weintroduce9indexestoconstructtheindexsystemofthecomprehensiveevaluationofthesustainableutilizationofwaterresourceinnorthChina.Theindexesare:grossofwaterresources(I1)、annualrainfall(I2)、reservoirsluiceamountofgreat-typeandmiddle-type(I3)、grassofwatersupply(I4)、consumegrossofwaterresources(I5)、amountofwaterresourcesperperson(I6)、amountofwaterresourcesperGDP(I7)、actualirrigationarea(I8)、waterquality(I9).Aswecansee,itisobviousthattheshortageofwaterhasbeenbecomingthebottleneckofthesustainabledevelopmentofSichuanProvince.ThisresultcouldprovidethescientificevidencetotheeconomicdevelopmentandenvironmentimprovementinnorthChina.
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λY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)利用對西部地區(qū)流域經(jīng)濟(jì)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的重要帶動作用;也要充分考慮水資源的制約作用,對現(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,既防止水對人的傷害,也要防止人類對水的傷害。西北特殊的綠洲型經(jīng)濟(jì)模式,決定了人類活動空間對水資源的依存關(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?,F(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,應(yīng)主要致力于控制人口數(shù)量,提高人口素質(zhì)
摘要:黃河水資源管理調(diào)度監(jiān)控指揮
1概述
加強(qiáng)黃河水資源統(tǒng)一管理、實(shí)施黃河水量統(tǒng)一調(diào)度,是實(shí)現(xiàn)黃河水資源優(yōu)化配置,確保黃河不斷流,使有限的黃河水資源最大限度地發(fā)揮社會效益、環(huán)境效益和生態(tài)效益的重要辦法之一。而黃河下游94座引黃涵閘能否實(shí)現(xiàn)科學(xué)有效地實(shí)時(shí)監(jiān)測、控制和調(diào)度,是解決下游斷流、實(shí)現(xiàn)黃河水資源優(yōu)化配置的關(guān)鍵所在。目前,黃河水量調(diào)度監(jiān)控技術(shù)手段比較落后,不能適應(yīng)日益強(qiáng)化的黃河水資源管理和水量調(diào)度工作的需要。雖然黃河連續(xù)兩個(gè)大旱之年不斷流,但背后凝聚了多少水調(diào)工作者的辛勤汗水和艱苦努力,“綠色頌歌”的譜寫確實(shí)來之不易。“黃河水資源管理調(diào)度監(jiān)控指揮系統(tǒng)”,正是立足于黃河水資源統(tǒng)一管理調(diào)度和優(yōu)化配置,利用現(xiàn)代信息技術(shù)和控制技術(shù),為合理利用黃河水資源、確保黃河不斷流提供了有力的技術(shù)支撐。
2系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想
遵循黃委黃河水資源統(tǒng)一管理、水量統(tǒng)一調(diào)度、總量控制、分級管理、分級負(fù)責(zé)和系統(tǒng)科學(xué)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則,立足于現(xiàn)有黃河廣域網(wǎng)系統(tǒng)和無線接入通信網(wǎng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)黃河水資源調(diào)度管理的遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制,確保黃河水調(diào)控制斷面下泄流量不低于控制指標(biāo);根據(jù)黃河可供水量指標(biāo)和引黃用水單位需水量,實(shí)現(xiàn)黃河水資源訂單供水網(wǎng)絡(luò)化管理,實(shí)時(shí)調(diào)配各個(gè)控制河段之間涵閘引水流量,達(dá)到可供水量的優(yōu)化配置、合理調(diào)度;同時(shí)提高涵閘監(jiān)控管理自動化水平,實(shí)現(xiàn)流量及預(yù)付水費(fèi)水量自動控制、超量引水自動報(bào)警提示和調(diào)控,以及遠(yuǎn)程控制涵閘運(yùn)行平安保護(hù)等功能。
2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、先進(jìn)性
以先進(jìn)的調(diào)度系統(tǒng),科學(xué)的調(diào)度手段作保證,提高水量調(diào)度的科學(xué)性、合理性、時(shí)效性摘要:
1通過黃河計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)、黃河通信系統(tǒng)和公網(wǎng)資源,實(shí)現(xiàn)對涵閘運(yùn)行狀況、運(yùn)行參數(shù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測和監(jiān)視;
2根據(jù)控制權(quán)優(yōu)先級原則,實(shí)現(xiàn)對涵閘運(yùn)行分級限權(quán)遠(yuǎn)程控制管理;
3改善涵閘管理?xiàng)l件,提高涵閘自動化管理水平;
4通過電子地圖、電子表格,直觀、動態(tài)、實(shí)時(shí)顯示涵閘運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài),達(dá)到?jīng)Q策可視化效果;
5實(shí)現(xiàn)黃河訂單供水申請、審批和引水的網(wǎng)絡(luò)化管理;
6根據(jù)訂單批準(zhǔn)水量和預(yù)付水費(fèi)水量,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動控制引水;
7預(yù)留多種擴(kuò)展接口,可以隨時(shí)添加其他功能的傳感器;
8系統(tǒng)具有較強(qiáng)的兼容性,可直接和有關(guān)控制中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)資源共享。
2.2系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、平安性
系統(tǒng)的設(shè)計(jì),充分考慮了涵閘本身的平安性、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通訊系統(tǒng)的特征、以及水位、天氣、人為等其他因素對系統(tǒng)的影響情況等,建立了自動報(bào)警系統(tǒng),確保涵閘運(yùn)行和遠(yuǎn)程控制萬無一失。同時(shí),系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集、分析、整理、存儲、查詢,也充分滿足了實(shí)時(shí)監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制的需要。
2.3系統(tǒng)開發(fā)的兼容性、共享性
系統(tǒng)設(shè)計(jì)和所采集的數(shù)據(jù)資源具有良好的開放性和兼容性,能夠較好被其他相關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)查詢和應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)水量調(diào)度資源的共享、共用,從而提高資源的利用效率。系統(tǒng)開發(fā)研制具有前瞻性,充分考慮系統(tǒng)的擴(kuò)展和升級,始終保持系統(tǒng)的科學(xué)先進(jìn)特征。
3系統(tǒng)研制的主要內(nèi)容
建設(shè)黃河水資源管理調(diào)度監(jiān)控指揮系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含市河務(wù)局指揮中心、各縣河務(wù)局監(jiān)控中心、涵閘監(jiān)控站。市、縣河務(wù)局中心主要包括監(jiān)控計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、管理軟件和大屏幕投影設(shè)備,涵閘控制站包括監(jiān)控設(shè)備、平安保護(hù)裝置、計(jì)算機(jī)、運(yùn)行軟件和遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)。市河務(wù)局指揮中心通過黃河廣域網(wǎng)和縣局監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng),縣局監(jiān)控中心通過無線接入通信系統(tǒng)和前端控制站連接,從而實(shí)現(xiàn)對涵閘運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制,實(shí)現(xiàn)對黃河水資源訂單供水的網(wǎng)絡(luò)化管理。
4系統(tǒng)工作原理
前端閘位控制器、信息顯示屏、水位傳感器、電壓、電流傳感器分別有1片單片機(jī)和涵閘監(jiān)控站的計(jì)算機(jī)通過4芯電纜實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程多機(jī)串行通信。閘位控制器通過霍爾器件實(shí)時(shí)記錄閘位變化,通過繼電器等功率器件控制啟閉電機(jī),通過單片機(jī)和計(jì)算機(jī)通信,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制。水位控制器實(shí)時(shí)采集閘前水位,并發(fā)送給計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)根據(jù)閘位、水位高度查找流量曲線,得到流量,并把閘門啟閉高度、閘前水位和流量數(shù)據(jù)發(fā)送到閘房內(nèi)的信息顯示屏和遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)??h河務(wù)局的計(jì)算機(jī)通過調(diào)制解調(diào)器和涵閘值班室的計(jì)算機(jī)通信,市局計(jì)算機(jī)通過黃河計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)和縣局計(jì)算機(jī)通信,從而達(dá)到獲取涵閘運(yùn)行狀態(tài)信息數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程監(jiān)測控制涵閘的目的。當(dāng)閘前水位抬高,引水流量超過批準(zhǔn)引水流量時(shí),系統(tǒng)報(bào)警提示并自動調(diào)控。當(dāng)水閘升降到設(shè)定的極限高度,接觸到限位開關(guān),自動切斷涵閘電源,閘門停止升降。當(dāng)涵閘降落過程中碰到障礙物,克服一定向上頂壓絲杠力后,承重彈簧被壓縮,接觸到行程開關(guān),自動切斷涵閘電源,閘門停止降落。閘位控制器、水位傳感器均安裝備用電源和存儲器,在通信中斷或沒有市電時(shí),系統(tǒng)自動切換到備用電源,單片機(jī)仍然正常工作并自動記錄閘位、水位,存到存儲器里面,待市電和通信正常后再把這些數(shù)據(jù)自動寫入數(shù)據(jù)庫。
5系統(tǒng)綜合功能
實(shí)現(xiàn)黃河水資源的中心控制、限權(quán)管理、分級負(fù)責(zé)、科學(xué)調(diào)度、優(yōu)化配置、實(shí)時(shí)監(jiān)督、遠(yuǎn)程控制之目的,為黃河水資源統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障摘要:
(1)實(shí)時(shí)監(jiān)測。通過黃河計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)和無線接入通信網(wǎng),進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸,各級水調(diào)部門實(shí)現(xiàn)對其所屬供水管理單位執(zhí)行水調(diào)命令情況、涵閘運(yùn)行狀況、運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測;
(2)遠(yuǎn)程監(jiān)視。通過閘前、閘室、前端監(jiān)控站視頻采集系統(tǒng),遠(yuǎn)程監(jiān)視涵閘運(yùn)行過程。
(3)遠(yuǎn)程控制。根據(jù)中心集權(quán)和控制權(quán)優(yōu)先級原則,實(shí)施分級限權(quán)管理,實(shí)現(xiàn)調(diào)度監(jiān)控指揮中心的集中控制和上級對下級水量調(diào)度實(shí)施有效的遠(yuǎn)程控制和調(diào)節(jié)。當(dāng)有權(quán)限的計(jì)算機(jī)控制中心實(shí)現(xiàn)對指定涵閘的控制時(shí),該控制中心以下各級子控中心和前端控制站均無權(quán)啟閉所指定的涵閘;
(4)電子地圖、電子表格綜合控制。
(5)黃河水資源訂單供水網(wǎng)絡(luò)化管理。縣、市局網(wǎng)上申請訂單用水指標(biāo),上級網(wǎng)上審核、網(wǎng)上下達(dá)批準(zhǔn)的流量和水量,各級根據(jù)分配流量、水量,實(shí)時(shí)監(jiān)控下級批準(zhǔn)流量、水量引用情況,若引水超過批準(zhǔn)指標(biāo),系統(tǒng)報(bào)警提示,并自動予以調(diào)整。
(6)預(yù)付水費(fèi)水量自動控制放水。輸入用水戶預(yù)付水費(fèi)數(shù)額和用水戶需水時(shí)段,計(jì)算機(jī)自動計(jì)算供水量和平均流量,并在上級分配的用水指標(biāo)范圍內(nèi)自動控制放水,任務(wù)完成后,計(jì)算機(jī)自動關(guān)閉涵閘,并計(jì)算出實(shí)時(shí)水費(fèi)數(shù)額,通知用水單位;
(7)流量自動調(diào)整和控制。前端計(jì)算機(jī)依照市局分配流量,根據(jù)閘前水位變化情況,在實(shí)際引水流量超過分配流量5%時(shí),自動調(diào)整閘門啟閉高度,以控制流量不超標(biāo);
(8)平安運(yùn)行保護(hù)裝置。實(shí)現(xiàn)限位保護(hù)、斷電數(shù)據(jù)保護(hù)、閘門運(yùn)行(啟、閉)異常保護(hù)等功能,確保涵閘遠(yuǎn)程控制平安、有效。
(9)自動報(bào)警系統(tǒng)。當(dāng)引水量達(dá)到審批水量、引水流量超過批準(zhǔn)流量、閘前水位超警戒水位、涵閘在遠(yuǎn)程控制中碰到故障,系統(tǒng)自動報(bào)警,并采取相應(yīng)的平安保護(hù)控制辦法。
(10)水調(diào)命令網(wǎng)上公告欄。實(shí)現(xiàn)水調(diào)命令的網(wǎng)上,提高其實(shí)效性。
(11)自動生成、存儲、打印各級、各類水資源報(bào)表,建立統(tǒng)一、完善、兼容性好的綜合信息數(shù)據(jù)庫,便于各級查詢和調(diào)用。
6系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)
(1)工作電壓摘要:AC220V;
(2)前端計(jì)算機(jī)采集存儲數(shù)據(jù)平均間隔時(shí)間≤10分鐘。
(3)閘位傳感器分辨率0.3mm,測量誤差≤1mm;
(4)水位傳感器測量誤差≤5mm;
(5)流量測量誤差≤5%;
(6)閘室顯示屏顯示數(shù)據(jù)無誤差實(shí)時(shí)顯示,閘位、閘前水位精確到厘米,流量保留兩位小數(shù)。
(7)室外顯示屏滾動顯示閘位、水位、流量,10分鐘變換一次實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
(8)閘門運(yùn)行異常保護(hù)裝置在閘門正常啟閉時(shí)不能出現(xiàn)動作,當(dāng)閘門運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí),異常行程≤3mm時(shí)切斷電源。
(9)斷電記憶裝置應(yīng)在斷電的同時(shí)啟動,后備電源能保證停電167h以上用電。
(10)值班室—前端控制器通信速率1200bps,縣局—涵閘值班室通信速率9600bps;
(11)縣局至前端網(wǎng)絡(luò)連接中斷,30秒鐘內(nèi)自動重?fù)苓B接。
(12)系統(tǒng)平均無故障工作時(shí)間(MTBF)摘要:2000小時(shí);涵閘前端平均無故障工作時(shí)間(MTBF)摘要:10000小時(shí);
(13)最小維修時(shí)間(MTTR)摘要:1小時(shí);
(14)工作環(huán)境溫度摘要:-10~50℃;
(15)儲藏溫度摘要:-30~70℃。
7系統(tǒng)建設(shè)的實(shí)施情況
為保證本系統(tǒng)的科學(xué)合理、先進(jìn)實(shí)用和平安可靠,我們先后多次組織人員對一些研制安裝監(jiān)測系統(tǒng)的單位進(jìn)行了考查和學(xué)習(xí),并查閱了大量國內(nèi)外有關(guān)資料。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、先進(jìn)的電子技術(shù)和傳感器技術(shù),在原陽縣河務(wù)局柳園閘進(jìn)行了“涵閘自動化遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)”的研制開發(fā)。
經(jīng)過幾年來的不斷實(shí)踐和反復(fù)試驗(yàn),并經(jīng)過不斷的完善和提高,2002年3月,體現(xiàn)“數(shù)字水調(diào)”思想的“黃河水資源管理調(diào)度監(jiān)控指揮系統(tǒng)”的開發(fā)、研制、設(shè)計(jì)和試運(yùn)行工作全部完成,系統(tǒng)的整體性能和綜合控制功能,以及系統(tǒng)的科學(xué)性、先進(jìn)性、平安性和可靠性已完全能夠滿足黃河水資源統(tǒng)一管理調(diào)度的數(shù)字化管理需要。
2002年4月29日,河南省科學(xué)技術(shù)廳組織的鑒定委員會專家對該系統(tǒng)整體運(yùn)行情況和各項(xiàng)功能進(jìn)行了現(xiàn)場測試,并在鄭州召開了成果鑒定會,經(jīng)過認(rèn)真的分析、探究和討論,鑒定委員會一致認(rèn)為,“該項(xiàng)成果達(dá)到了同類探究國內(nèi)領(lǐng)先水平,經(jīng)濟(jì)、社會效益顯著,推廣應(yīng)用前景廣闊”。
系統(tǒng)鑒定后,我局已在原陽縣黃河河務(wù)局韓董莊、柳園、祥符朱引黃閘推廣,并投入了水資源調(diào)度管理應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了省、市、縣河務(wù)局對原陽三座涵閘的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控,在今年的黃河水量調(diào)度工作中發(fā)揮了積極功能,取得了十分顯著效果,達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的。
6月13日,李國英主任等黃委領(lǐng)導(dǎo)在專程考察該系統(tǒng)后指出,新鄉(xiāng)市局開發(fā)的黃河水資源管理調(diào)度監(jiān)控指揮系統(tǒng)是適應(yīng)我們現(xiàn)在整個(gè)黃河下游目前微波通信條件下涵閘遠(yuǎn)程監(jiān)控的一套系統(tǒng),該系統(tǒng)是具有廣泛推廣意義的系統(tǒng),適合黃河下游推廣應(yīng)用。
8社會效益和經(jīng)濟(jì)效益分析
系統(tǒng)推廣應(yīng)用后,各級領(lǐng)導(dǎo)和水調(diào)工作者坐在辦公室,足不出門,通過電子綜合顯示屏和動態(tài)電子表格,實(shí)時(shí)了解轄區(qū)內(nèi)水資源調(diào)度管理整體運(yùn)行情況,且根據(jù)控制權(quán)優(yōu)先級原則,實(shí)施遠(yuǎn)程調(diào)度和控制,較之目前督察組沿河督察,工作效率提高幾十、上百倍,而且調(diào)控質(zhì)量大大提高,較好保證了有限黃河水資源優(yōu)化配置和本地區(qū)黃河控制斷面下泄流量不低于控制標(biāo)準(zhǔn),為確保黃河不斷流提供了可靠技術(shù)保證。系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中充分考慮了系統(tǒng)運(yùn)行的平安性和可靠性,確保了遠(yuǎn)程控制平安有效,避免了供水工作中多引少報(bào)、少引多報(bào)、引水不報(bào)和有令不行、有禁不止、擅自開閘現(xiàn)象的發(fā)生,從而增強(qiáng)了各級水調(diào)部門的責(zé)任心,維護(hù)了水調(diào)工作的權(quán)威性和嚴(yán)厲性。由于系統(tǒng)的建設(shè)立足于現(xiàn)有的黃河計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)和黃河無線接入通信系統(tǒng),大大降低了系統(tǒng)建設(shè)成本,性能價(jià)格比遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他同類系統(tǒng),為系統(tǒng)的推廣應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。