時間:2023-03-17 17:57:13
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2系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計
該系統(tǒng)是數(shù)字城市框架建設(shè)的一個重要組成部分,涉及全市的公共地理數(shù)據(jù)由市級信息中心統(tǒng)一管理,并通過NewMapServer為地圖服務(wù),以瀏覽器/服務(wù)器(Browser/Server,B/S)模式,通過專門授權(quán)供各個職能部門作為地理底圖調(diào)用。水利行業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)采用空間數(shù)據(jù)引擎ArcSde和SQLServer數(shù)據(jù)庫存儲,由局信息中心管理,在部門局域網(wǎng)范圍內(nèi)以客戶端/服務(wù)器(Client/Server,C/S)模式共享。為了保證數(shù)據(jù)安全,需要對空間數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的版本控制及多用戶并發(fā)訪問、更新機制,同時,考慮到功能模塊的獨立性和后續(xù)擴展性,系統(tǒng)采用組件式開發(fā)思想,將部分模塊封裝為類庫,并采用動態(tài)鏈接庫形式調(diào)用。系統(tǒng)選用通用的面向?qū)ο蠊ぞ遃isualStudio2010作為開發(fā)平臺,空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分別采用ArcGIS空間數(shù)據(jù)引擎和SQLServer2008存儲,系統(tǒng)專業(yè)平臺選用ESRI公司的開發(fā)組件ArcGISEngine。
3數(shù)據(jù)庫建設(shè)
3.1空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)
空間數(shù)據(jù)主要包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、水利設(shè)施數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)等。
(1)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù):包括1:50000航拍圖、行政區(qū)劃、土地利用現(xiàn)狀、交通、線/面狀水系和注記等。其中航拍圖、交通和注記以金字塔切片形式存儲,并以網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)WMS形式提供。
(2)水利設(shè)施數(shù)據(jù):包括大壩、水庫、測井、灌溉井、堤防、河渠和渡槽等,這些屬于行業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù),需要由專門人員管理,并保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性。
(3)監(jiān)測數(shù)據(jù):包括收集到的地下水位、水質(zhì)、變形、洪災、用水量等數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)與具體的水利設(shè)施密切相關(guān),需要設(shè)置關(guān)聯(lián)字段以便后續(xù)調(diào)用。
3.2屬性數(shù)據(jù)庫建設(shè)
屬性數(shù)據(jù)分為兩類,一類是空間數(shù)據(jù)的描述性信息或附加信息,可通過索引與空間數(shù)據(jù)保持一致并聯(lián)動檢索,另一類是文本性的統(tǒng)計資料,如日照、降雨量、氣溫等信息,可用于統(tǒng)計匯總。
4系統(tǒng)功能實現(xiàn)
圍繞水利資源普查管理和業(yè)務(wù)特點,系統(tǒng)主要分為6大功能模塊,分別是:數(shù)據(jù)管理、可視化瀏覽、水利設(shè)施管理、地下水位監(jiān)測和分析、洪水淹沒預測和水文分析,其中水利設(shè)施管理、地下水位監(jiān)測和分析、洪水淹沒預測為系統(tǒng)核心功能,其他功能作為輔助。
(1)電子地圖:主要包含各類GIS圖形操作功能,如地圖的無級縮放和漫游顯示,能夠使用戶快速以各種比例尺瀏覽城市的各類水利資源;標注的動態(tài)顯示,可根據(jù)參考比例動態(tài)顯示各類地圖的名稱信息,以增加可讀性和視覺效果;關(guān)鍵字查詢,根據(jù)輸入的查詢關(guān)鍵字從所有圖層中過濾符合條件的圖形;精確查詢,根據(jù)設(shè)定的圖層屬性字段值精確查找特定要素;數(shù)據(jù)編輯,高級管理員可修改ArcSDE中的空間數(shù)據(jù)及SQL中的屬性數(shù)據(jù),一經(jīng)修改,所有用戶均可見。
(2)水利基礎(chǔ)信息管理:水利基礎(chǔ)信息包括歷年氣溫、降水、日照、洪水災害、各河流水質(zhì)、地下水位線和城市農(nóng)村用水量等數(shù)據(jù),該模塊整理編輯已有數(shù)據(jù),并可根據(jù)時間段進行報表統(tǒng)計輸出,對于新增數(shù)據(jù),經(jīng)檢查確認后入庫。該類數(shù)據(jù)以屬性記錄為主,為了確保與已有空間數(shù)據(jù)聯(lián)動,可設(shè)置關(guān)鍵字,以期實現(xiàn)空間和屬性的互查及符號化動態(tài)顯示。該功能使當前繁瑣厚重的紙質(zhì)資料電子化,系統(tǒng)化。
(3)水利設(shè)施管理:該模塊將城市已有的大中型水庫、大壩、渡槽、灌溉井、測井、放水洞和溢洪道等集中管理,通過屬性鏈接可直觀查看已有設(shè)施的各類信息,如分布、庫容、壩型、防滲類型、有效灌溉面積、對下游影響、水位和水質(zhì)等資料,并能實現(xiàn)對各類信息的更新和統(tǒng)計。針對當前水系分布特點和灌溉井分布不均的問題,根據(jù)已有灌溉設(shè)施計算灌溉保證率,在不能達標區(qū)域,結(jié)合河網(wǎng)密度,采用疊加最優(yōu)法科學布置新的灌溉井,以實現(xiàn)位置最優(yōu),總體灌溉面積最大。
(4)地下水監(jiān)測:地下水監(jiān)測是直接獲得地下水水質(zhì)、水量動態(tài)變化的唯一方法而被廣泛采用。地下水監(jiān)測主要針對已有測井歷年的采集數(shù)據(jù),經(jīng)克里金插值后轉(zhuǎn)換為地下水位線進行。該功能可按照時間段進行橫向或縱向?qū)Ρ?,進而分析地下水位變化的趨勢和原因,為科學治理提供決策依據(jù)。系統(tǒng)可自動計算插值后的水位線和監(jiān)測值之間的差值,若該值超過一定閾值,則自動推算可能存在誤差的測井及其記錄,以便修正更新。另外,系統(tǒng)也可根據(jù)已有測井分布及監(jiān)測數(shù)據(jù),從減少插值誤差的角度計算新測井的布設(shè)位置。
(5)水文分析:水文分析是數(shù)字高程DEM數(shù)據(jù)應(yīng)用的一個重要方面,主要包括水流方向、匯集量累積、水流長度、河網(wǎng)提取、等高線提取、流域盆地計算等幾個部分,系統(tǒng)根據(jù)研究區(qū)的DEM數(shù)據(jù),經(jīng)洼地填充后,計算水流方向和匯流累積量,以模擬水流過程,然后疊加上已有的行政區(qū)劃數(shù)據(jù),分析洪水可能經(jīng)過的區(qū)域和淹沒深度,為后期的防洪搶險、潰壩分析和河道改擴建等工作提供有益的技術(shù)支持。
(6)洪水淹沒分析:洪水淹沒分析是損失評估的重要環(huán)節(jié),系統(tǒng)利用ArcScene建立工作區(qū)的三維模型,基于無源淹沒分析法模擬洪水的固定抬升和勻速抬升,并計算某時刻的淹沒面積、庫容和水深,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合已有的行政區(qū)劃和土地利用數(shù)據(jù),分析洪水淹沒范圍和影響,為防災減災提供科學依據(jù)。
什么是“水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)”呢?這個系統(tǒng)是以信息技術(shù)為基礎(chǔ),運用各種高新科技手段,對流域或地區(qū)的水資源及相關(guān)的大量信息進行實時采集、傳輸及管理;以現(xiàn)代水資源管理理論為基礎(chǔ),以計算機技術(shù)為依托對流域或地區(qū)的水資源進行實時、優(yōu)化配置和調(diào)度;以遠程控制及自動化技術(shù)為依托對流域或地區(qū)的工程設(shè)施進行控制操作。
這種系統(tǒng)的主要特點是:①對水資源進行實時監(jiān)測。監(jiān)測的內(nèi)容包括水量和水質(zhì)。實時監(jiān)測的意義在于:只有掌握瞬時變化的水量信息,才能科學、準確地進行資源配置及調(diào)度;只有掌握瞬時變化的水質(zhì)信息,才能對環(huán)境質(zhì)量進行動態(tài)評價和有效監(jiān)督,也才有可能應(yīng)對水污染突發(fā)事件,保證供水安全。②這種系統(tǒng)以地理信息系統(tǒng)(GIS)為框架,除了采集水資源信息外,還廣泛采集流域或地區(qū)內(nèi)的氣象、墑情等自然信息,水利工程等基礎(chǔ)設(shè)施信息,經(jīng)濟與社會發(fā)展的基本信息以及需水部門的需水信息。③它不同于以往的水資源監(jiān)測系統(tǒng),僅僅具有監(jiān)測功能。這種系統(tǒng)更重要的功能是進行實時配置調(diào)度。它是在監(jiān)測的基礎(chǔ)上,以大量的綜合信息為基礎(chǔ),采用現(xiàn)代水資源管理數(shù)學模型,為水資源的實時配置、調(diào)度提供決策支持。這種模型勢必突破“就水論水”局限,體現(xiàn)經(jīng)濟與社會發(fā)展——資源——環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,體現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用原則,體現(xiàn)“依法治水”的原則。④這種系統(tǒng)應(yīng)是高新技術(shù)的集成。系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)充分吸收國際上最新技術(shù),堅持高起點。它包括監(jiān)測技術(shù)、通信、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字化技術(shù)、遙感、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、計算機輔助決策支持系統(tǒng)、人工智能、遠程控制等先進技術(shù)。⑤它的設(shè)置應(yīng)是因地制宜的。針對不同流域、不同地區(qū)不同的經(jīng)濟發(fā)展水平及基礎(chǔ)設(shè)施狀況,水資源管理中不同的重點問題,水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)置也應(yīng)具有不同的特點。系統(tǒng)的設(shè)置還應(yīng)與防洪調(diào)度指揮系統(tǒng)的建設(shè)相結(jié)合。
這種系統(tǒng)的技術(shù)要求是:①以現(xiàn)代電子、信息、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ),實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動采集、實時傳輸和在線分析,有效地提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時性和準確率,確保監(jiān)測信息的有效性。②充分掌握所在地區(qū)水資源供需狀況,建立相應(yīng)的資料庫和水量、水質(zhì)模型、供需水模型及生態(tài)環(huán)境分析模型。供水方面包括:地表水、地下水、土壤水,主水、客水、污水回用等等,需水方面包括:生活用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生態(tài)環(huán)境用水等。③充分運用現(xiàn)代計算機和人工智能等技術(shù)進行高度技術(shù)集成,快速、高效、準確、客觀地分析處理大量監(jiān)測數(shù)據(jù)信息,并根據(jù)已建立的供需水模型和水環(huán)境分析模型等,動態(tài)生成水資源優(yōu)化配置、調(diào)配計劃等輔助決策方案。④以綜合分析和輔助決策為基礎(chǔ),實現(xiàn)對水資源的優(yōu)化配置、遠程控制和科學管理等,即實現(xiàn)水資源調(diào)控的現(xiàn)代化。⑤系統(tǒng)應(yīng)具有很強的實用性和動態(tài)可擴展性,以滿足不同用戶的需求。
二、水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)應(yīng)具備水資源實時測、水資源實時預報、水資源實時調(diào)度和水資源實時管理等功能。其功能概要詳見圖1。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)又可分解為以下主要部分(參見圖2):①數(shù)據(jù)庫(包含圖形庫、圖像庫和CIS系統(tǒng)),②模型庫(包括方法庫),③知識庫,④在線數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng),⑤綜合信息管理子系統(tǒng),⑥綜合分析與決策支持子系統(tǒng),⑦實時控制管理子系統(tǒng)。其核心是綜合分析與決策支持子系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫、模型庫、知識庫。其他各部分則為系統(tǒng)核心的補充、延展和支持。
系統(tǒng)總控目的是建立系統(tǒng)各部分之間的聯(lián)系、控制各庫和各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行。
在線數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)提供相關(guān)水資源與水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動化采集和數(shù)據(jù)可靠性在線分析功能。其重點是對地表水和地下水(水量、水位、水質(zhì)及水溫等)的實時動態(tài)監(jiān)測和監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動化采集、監(jiān)測數(shù)據(jù)預處理,以及監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠性的實時在線分析處理等。該子系統(tǒng)還應(yīng)提供與各類監(jiān)測儀器銜接的數(shù)據(jù)采集接口,通過接口模塊動態(tài)收集監(jiān)測數(shù)據(jù)資料,確保存入數(shù)據(jù)庫中的監(jiān)測資料的有效性、完整性和可靠性。
綜合信息管理子系統(tǒng)管理各種水資源水環(huán)境監(jiān)控項目的數(shù)據(jù)資料,具有監(jiān)測數(shù)據(jù)資料的輸入、存儲、整編、查詢與傳輸?shù)裙δ?,對水資源監(jiān)控數(shù)據(jù)資料進行綜合管理和處理。該子系統(tǒng)還應(yīng)提供對綜合分析與決策支持子系統(tǒng)以及實時控制子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸接口。
實時控制子系統(tǒng)主要完成兩個功能:一是將系統(tǒng)綜合分析與輔助決策的成果以實時報告(如水資源預報、水質(zhì)分析公報、企業(yè)排污超標警報、水資源調(diào)配建議方案等)和多媒體報警信號(如大屏幕指示、聲光警報等)的形式進行動態(tài)輸出,以供決策部門進行水資源配置和管理參考;二是將輸出指令直接作用于可控自動化水資源調(diào)配和控制設(shè)備(如給、排水閘門等),通過有線/無線/遠程控制技術(shù)對系統(tǒng)所涉區(qū)域內(nèi)的重點給、排水設(shè)備及重點控制工程進行遠距離的調(diào)節(jié)控制。
綜合分析與決策支持子系統(tǒng)對實時監(jiān)測獲得的數(shù)據(jù)信息進行綜合分析處理。其主要功能就是運用模型庫中的相應(yīng)模型對監(jiān)測數(shù)據(jù)資料進行智能化的綜合分析,參照知識庫中的專家知識和有關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)程規(guī)范,形成水資源(包括水量、水質(zhì)、水情和水環(huán)境等)動態(tài)狀況的分析成果;并根據(jù)分析成果,產(chǎn)生輔助決策報告或直接控制指令。系統(tǒng)還應(yīng)專門設(shè)計有多庫協(xié)同器,進行各庫之間的協(xié)調(diào)。多庫協(xié)同器提供系統(tǒng)各庫的協(xié)同規(guī)劃、綜合調(diào)度、人機交互、資源共享、沖突仲裁和通信聯(lián)絡(luò)等處理功能。
綜合分析與決策支持子系統(tǒng)是本系統(tǒng)的技術(shù)核心,它將以國內(nèi)外近年在水源、水環(huán)境和農(nóng)田水利等方面的科研成果為基礎(chǔ),結(jié)合現(xiàn)代高新技術(shù)進行綜合開發(fā),形成技術(shù)先進、功能完善、實用性強、又便于擴展和更新的具有決策支持能力的智能化綜合分析系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)庫是整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ),準確高效地收集和及時處理大量復雜的監(jiān)測數(shù)據(jù)資料是整個系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)的重點。數(shù)據(jù)庫及綜合信息管理子系統(tǒng)是面向數(shù)據(jù)信息存儲和信息查詢的計算機軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容包括:①水利工程檔案庫,②監(jiān)測儀器特征庫,③原始監(jiān)測數(shù)據(jù)庫,④整編監(jiān)測數(shù)據(jù)庫,⑤監(jiān)測網(wǎng)站資料庫,⑥人工巡視檢查資料庫,⑦數(shù)據(jù)自動采集參數(shù)庫,⑧模型輸入輸出數(shù)據(jù)庫,⑨成果數(shù)據(jù)庫,⑩實時控制日志數(shù)據(jù)庫等。圖形庫和圖像庫是數(shù)據(jù)庫的延展和補充。
模型庫及其管理子系統(tǒng)提供相應(yīng)分析處理使用的處理模型和計算方法的例程庫。包括各種時態(tài)和空間模型、在線數(shù)據(jù)可靠性分析算法等。包括水情預報模型、水量評價模型、水量預測模型、水質(zhì)評價模型、水質(zhì)預測模型、水污染模型、需水模型、生態(tài)環(huán)境分析模型、洪水演進及仿真模型、決策支持模型等等。
知識庫及其管理子系統(tǒng)是用于知識信息的存儲及其使用管理的計算機軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)的知識庫內(nèi)容包括:①各監(jiān)控項目的監(jiān)控指標,②日常巡視檢查的評判標準,③監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差限值,④專業(yè)規(guī)律指標,⑤專家知識經(jīng)驗,⑥水利法律、法規(guī),行業(yè)規(guī)程、規(guī)范的有關(guān)條款等。
在約翰內(nèi)斯堡的可持續(xù)發(fā)展世界首腦會議上,在水資源管理問題上有兩個堅持、一個反對之說。即堅持水資源統(tǒng)一(綜合)管理(以下統(tǒng)稱為水資源統(tǒng)一管理),堅持權(quán)利下放的用水管理,反對水資源的分割管理。
1.水資源統(tǒng)一管理模式
水資源統(tǒng)一管理目前正在成為世界各國廣泛認同的科學管理的模式。聯(lián)合國水行動框架[1]中論述了水資源統(tǒng)一管理的六個方面的內(nèi)容:可持續(xù)發(fā)展的國家水資源政策、戰(zhàn)略和相關(guān)法律法規(guī);國家水資源信息系統(tǒng);國家層次和流域?qū)哟蔚乃Y源配置框架和實施方案;水資源管理和開發(fā)利用中的投資機制和執(zhí)行效果的監(jiān)測和監(jiān)督機制;一種“良政”機制確保水資源管理的透明性、公共參與和落實責任;一個統(tǒng)一的機構(gòu)對如上所述的各項內(nèi)容負總責。從上述的水資源統(tǒng)一管理的內(nèi)涵可以看出,水資源統(tǒng)一管理的落腳點在于對水的資源管理。重點要求政府,尤其是中央政府,要從以往注重提供工程和水服務(wù)為主的管理模式,向資源管理的模式轉(zhuǎn)變。核心問題是讓社會充分認識水在生活、生產(chǎn)和生態(tài)等各個領(lǐng)域的綜合資源價值,統(tǒng)籌規(guī)劃,實現(xiàn)水資源在區(qū)域間和生活、生產(chǎn)、生態(tài)等各用水領(lǐng)域的優(yōu)化配置,通過資源管理提高水資源的利用效率。
2.權(quán)限下放的用水管理模式
堅持權(quán)限下放的用水管理模式,主要指在水資源統(tǒng)一管理的基礎(chǔ)上,在實現(xiàn)了國家和流域水資源配置的基礎(chǔ)上,用水管理的權(quán)限要盡可能下放到地方政府。根據(jù)區(qū)域的不同特點,這種用水管理權(quán)限下放的管理既包含了資源管理,又包含了用水服務(wù)管理。地方政府對水資源的管理,主要是在國家和流域配置的水資源基礎(chǔ)上,建立區(qū)域的水資源利用宏觀指標體系[2],實現(xiàn)水資源在不同用水行業(yè)之間的合理配置,維系良性生態(tài)必需的水量和水質(zhì),實現(xiàn)水資源的最大綜合效益。水管理權(quán)限下放的另一個重要領(lǐng)域是地方政府對用水服務(wù)的管理,主要包括三個方面:一是保障全體居民,尤其是貧困群體的基本用水權(quán)利;二是運用價格原理和需求管理,通過市場機制協(xié)調(diào)用水供需矛盾,充分發(fā)揮水的利用效率;三是創(chuàng)造條件,鼓勵社會力量參與用水服務(wù)和用水管理,提高用水服務(wù)的質(zhì)量??傊?,用水服務(wù)管理權(quán)限下放,一要進一步細化水的資源管理,二要通過政府的、市場的和社會的合力,在提供水服務(wù)和用水過程中實現(xiàn)水資源的高效利用。
3.水資源的分割管理
水資源的分割管理是水資源統(tǒng)一管理的反面,即片面地強調(diào)生活、生產(chǎn)、生態(tài)各自的用水利益,片面地強調(diào)各行業(yè)本身的用水利益和各行業(yè)本身的水的管理權(quán)限,片面地強調(diào)各個區(qū)域本身的用水利益和各區(qū)域自身的水的管理權(quán)限,激化各地區(qū)、各行業(yè)用水之間的競爭矛盾。其結(jié)果是水資源短缺、水資源浪費和生態(tài)系統(tǒng)惡化在一個國家、一個地區(qū)、一個時期同時產(chǎn)生。因此,水資源的分割管理模式已被世界上越來越多的國家所擯棄。
二、水資源配置與提高水的利用效率
汪恕誠部長曾經(jīng)指出,水利工作的核心是提高水的利用效率,以水資源的可持續(xù)利用保障經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展[3]。如何提高水的利用效率?必須抓住兩個環(huán)節(jié)[4]:一是從資源的統(tǒng)一管理中提高水資源的利用效率,二是從提供用水服務(wù)和用水過程中提高水資源的利用效率。以往我們主要是從供水和用水的環(huán)節(jié)提高水的利用效率。如農(nóng)業(yè)節(jié)水,主要進行灌區(qū)改造,提高渠系水的利用系數(shù);工業(yè)節(jié)水主要是提高水的重復利用率;城市節(jié)水主要是提高水價,對管網(wǎng)系統(tǒng)的跑冒滴漏進行處理,提倡使用節(jié)水器具等。但是對實行水資源統(tǒng)一管理對提高水的利用效率的貢獻和影響研究的不夠。事實上,水資源管理對提高水的利用效率作用巨大,應(yīng)受到高度重視。
從水資源的管理中提高水的利用效率必須實行水資源的統(tǒng)一管理,反對水資源的分割式管理,核心內(nèi)容是實施水資源優(yōu)化配置,即根據(jù)流域水資源的可利用量,在保障人的生活基本用水需求和維系生態(tài)系統(tǒng)平衡的基本用水需求的前提下,在區(qū)域間和不同用水行業(yè)間進行公共河流水資源使用權(quán)的合理分配,明晰初始水權(quán)。水資源優(yōu)化配置對提高水的利用效率的主要功能在于通過初始水權(quán)的確定,界定區(qū)域及行業(yè)的用水上限,抑制用水需求的無限制膨脹,防止區(qū)域間對水資源的爭奪而造成無序開發(fā),平抑各行業(yè)對用水的無序競爭,保障所有人的基本用水權(quán)益,保護生態(tài)環(huán)境,促進水資源市場機制的建立,充分發(fā)揮水資源在生活、生產(chǎn)和生態(tài)最大的綜合資源價值,從資源管理的過程提高水的利用效率。
我國水資源配置工作目前還處于起步階段。在全國的諸多河流中,只有黃河和黑河流域具有國務(wù)院批復的水量分配方案。黑河流域的張掖地區(qū)作為全國節(jié)水試點單位,在流域分配的水量的基礎(chǔ)上,按照制定行業(yè)宏觀用水指標體系的方法,正在試行用水行業(yè)間的水資源配置。
水資源配置工作的落后狀況,往往是造成水資源不可持續(xù)利用和生態(tài)災害的主要原因之一。20世紀70年代起的塔里木河下游斷流、河道湖泊干枯、綠色通道逐漸消亡、沙漠入侵的生態(tài)災害,黃河在20世紀90年代的持續(xù)斷流,海河流域由于水資源過度開發(fā)造成的“有水皆干、有河皆污”的生態(tài)災害,以及2002年山東南四湖在幾個月內(nèi)無序引水7億m3,造成湖泊干枯,都是水資源管理中沒有配置或配置失敗的實例。同樣是黃河、黑河和塔里木河,近幾年由于實施水資源優(yōu)化配置,強化水量統(tǒng)一調(diào)度,在持續(xù)大旱之年實現(xiàn)了黃河不斷流,塔里木河下游的臺特馬湖、黑河下游的居鹽海在干枯多年后重新恢復了湖面,恢復了綠色生機,又是通過水資源統(tǒng)一管理實現(xiàn)水的綜合資源價值的有力證據(jù)。
三、把握水資源的基本特征,實現(xiàn)水資源的科學配置
1.水資源的基本特征要求科學配置水資源
資源的配置方式要考慮資源自身的特點。一般性的生產(chǎn)要素資源,往往通過市場機制達到資源優(yōu)化配置的目的。水資源是基礎(chǔ)性的自然資源,屬于自然資源中的生態(tài)資源,與生態(tài)系統(tǒng)與榮共榮,與損俱損。水資源又是戰(zhàn)略性的經(jīng)濟資源,與人民生活、經(jīng)濟生產(chǎn)息息相關(guān)。對這樣的資源進行配置,應(yīng)該首先了解我國水資源的基本特征,具體體現(xiàn)在它的自然特征和經(jīng)濟社會特征。
從自然特征上講,主要表現(xiàn)在以下兩個方面:一是以流域為基本單元。無論是地表水還是地下水,均以流域的地形地貌和地質(zhì)條件為依托,形成自然水系。如果不是人為的調(diào)水,流域之間的水資源是獨立的。二是時空分布不均勻。如果地球上的淡水資源在時空上均勻分布,水資源可以滿足人類的全部需求。但是水資源時空分布是不均勻的,這就造成了世界上有的地方、有的時間出現(xiàn)水資源短缺和洪水問題,同時也增加了資源配置的成本。我國的水資源時空分布尤其不均勻,這是我國洪澇災害嚴重、水資源短缺和水生態(tài)環(huán)境易遭破壞的主要自然原因。
從經(jīng)濟特征上講,水資源除了反映出一般的生產(chǎn)要素資源的經(jīng)濟特征外,又反映出以下特有的三個基本特征:一是水資源是公益性突出的經(jīng)濟資源。水資源不僅要與其他生產(chǎn)要素合理配置,促進國民經(jīng)濟健康持續(xù)發(fā)展,更要首先從量與質(zhì)上滿足人類生活的基本需求,保障社會穩(wěn)定,尤其是大型城市在特枯年份的供水保障,同時政府對農(nóng)業(yè)、公益環(huán)境等行業(yè)用水還要采取保護措施,防止和減少市場競爭對其產(chǎn)生的破壞作用。二是水資源是與生態(tài)系統(tǒng)關(guān)系密切的經(jīng)濟資源。與人力、資金、技術(shù)和信息等經(jīng)濟資源不同,甚至與礦產(chǎn)等自然資源不同,水與生態(tài)系統(tǒng)密切相關(guān)。沒有任何一種資源像水那樣處于生態(tài)系統(tǒng)與人類經(jīng)濟活動之間的激烈競爭之中,而截止到目前,生態(tài)系統(tǒng)往往是競爭中的失敗者。此外,水資源還是極易受到破壞的經(jīng)濟資源,幾乎各種行業(yè)的經(jīng)濟活動,都會直接或間接地對水體造成污染,從而加大水資源開發(fā)利用的成本。因此,滿足維系生態(tài)平衡對水的基本需求,要防止經(jīng)濟競爭中對水資源的無序開發(fā)利用;對水資源開發(fā)利用的同時,要更注重對水資源的節(jié)約和保護。三是水資源是各類經(jīng)濟社會活動中基礎(chǔ)性的要素資源,并且是難以替代的要素資源。對能源的依賴可以是多樣的,比如石油、煤炭、水電、風能、太陽能、生物能源等,可以相互替代,緩解競爭的緊張局面。但對水資源的依賴往往是惟一的,我們可以節(jié)水,但是不能不用水。因此,水資源這種不可替代的特征加上區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展對流域水資源的依賴關(guān)系,往往是造成國與國、區(qū)域與區(qū)域?qū)埠恿魉Y源的爭奪非常激烈的主要原因。因此水資源的合理配置變得尤其重要。
2.應(yīng)充分發(fā)揮政府配置和市場配置雙重作用,建立以兩級政府為主、市場調(diào)節(jié)的水資源配置機制
正是水資源這種公益性特征、生態(tài)特征和不可替代的特征,使得水資源配置是一個復雜的過程,不僅要滿足人民生活、社會穩(wěn)定和維系生態(tài)系統(tǒng)平衡的基本需求,還要協(xié)調(diào)各用水競爭領(lǐng)域的利益和目標,發(fā)揮水資源最大的綜合效益。因此要充分發(fā)揮政府配置和市場配置的雙重作用,保障水資源配置的合理性。根據(jù)《水法》,水資源屬于國家所有。因此首先要由中央政府組織對全國水資源進行科學評價,計算我國水資源總量、最大可利用量和分析我國水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀,建立起我國水資源真實的、準確的和權(quán)威的數(shù)據(jù)平臺;在水資源科學評價的基礎(chǔ)上,實行以兩級政府(既中央和地方政府)為主、市場調(diào)節(jié)的水資源配置機制。
首先由中央政府組織進行跨省、直轄市、自治區(qū)(簡稱省市區(qū))河流的可利用水資源量分配,或稱為初始水權(quán)(使用權(quán))的確定。關(guān)于水資源配置的原則,一些文章上已有介紹,比如民眾基本生活用水原則、保障社會穩(wěn)定和糧食安全原則、地域優(yōu)先原則等[5]、[6]。但是從國家級的水資源配置來講,應(yīng)該突出的是公益用水領(lǐng)域優(yōu)先原則和競爭用水領(lǐng)域的公平原則。公益用水領(lǐng)域優(yōu)先原則是指在水資源配置中要優(yōu)先考慮滿足人民生活、維系生態(tài)系統(tǒng)、保障社會穩(wěn)定、保證糧食安全等公益性的基本用水需求。競爭用水領(lǐng)域的公平原則就是在滿足公益性用水領(lǐng)域基本需求的基礎(chǔ)上,要轉(zhuǎn)變以往采用的需求預測加供給的水量分配模式,對競爭用水領(lǐng)域?qū)嵭泄脚渲盟Y源。競爭用水領(lǐng)域的公平原則是水資源配置中的一條重要原則。對于許多國家和地區(qū),水資源屬于稀有資源。面對水資源這種稀有資源,需求預測往往是放大的,我國一些地區(qū)目前編制的一些水利發(fā)展規(guī)劃,一些供水項目,對水資源的需求預測往往高于實際需求,這就加劇了對本已稀缺的水資源的競爭狀況。因此,對于競爭用水領(lǐng)域的水資源配置不能簡單的以需求預測為依據(jù),而應(yīng)以公平原則為依據(jù)。在公平配置的基礎(chǔ)上,鼓勵提高水的利用效率,并在此基礎(chǔ)上,對于省市區(qū)競爭用水領(lǐng)域出現(xiàn)的供需中短缺現(xiàn)象,通過開辟節(jié)水、污水處理再利用等非常規(guī)水源或通過省市區(qū)之間的水權(quán)交易市場解決。中央政府對競爭用水領(lǐng)域的水資源配置不是直接配置到用水行業(yè),而是配置到省市區(qū)。
在跨省市區(qū)的流域水資源配置的基礎(chǔ)上,地方政府根據(jù)公共河流分配的水資源和自產(chǎn)的水資源,對水資源進行二次配置,不僅進行地區(qū)間的水量配置,還要通過建立宏觀水量分配指標體系和微觀用水定額指標體系,實施用水行業(yè)間的水量分配[3]。二次配置除了遵循公益用水領(lǐng)域優(yōu)先原則外,對于競爭用水領(lǐng)域還要堅持效益原則,鼓勵用水行業(yè)不斷提高水的利用效率。針對用水行業(yè)的水資源的配置并不等于用水行業(yè)就此獲得初始水權(quán),還要依法獲取取水許可證。
2GIS技術(shù)和水資源管理的結(jié)合
(1)GIS技術(shù)的優(yōu)勢
GIS是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ),在計算機軟硬件的支持下,對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集、管理、操作、分析和顯示的計算機系統(tǒng)。它采用地理模型分析方法,適時提供多種空間地理信息,輔助相關(guān)的地理研究和地理決策[1]。由于GIS可將地理空間模型化并存儲在計算機中,因此它還具有對研究對象進行描述、模擬和預測的功能。相對于常規(guī)意義上的信息系統(tǒng),GIS具有空間分析能力強、數(shù)據(jù)來源廣泛、工作方式直觀形象等特點[2],在對空間數(shù)據(jù)的查詢和分析功能要求較高的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
(2)流域水資源管理的內(nèi)容
流域水資源管理是對流域水資源的開發(fā)、利用、治理、配置、節(jié)約和保護等方面在系統(tǒng)層次上的定量分析和綜合集成。一方面它提供了進行流域國土規(guī)劃和經(jīng)濟布局規(guī)劃的水資源基礎(chǔ),另一方面它通過對水量時空分配的再調(diào)整和水環(huán)境標準的制定,協(xié)調(diào)了防洪除澇、節(jié)水灌溉、城鎮(zhèn)供水、水利發(fā)電、水土保持等專項規(guī)劃之間的關(guān)系,在人類開發(fā)利用水資源的全過程中占有重要地位。由于水的流動性特點,在流域內(nèi)一個點上的擾動會影響到周邊和下游地區(qū)[3],因此在進行流域水資源綜合管理的過程中,必須基于相應(yīng)的環(huán)境模型分析各項管理戰(zhàn)略和開發(fā)方案的環(huán)境影響,同時結(jié)合當?shù)氐淖匀缓蜕鐣l件,以及各方對水資源功能的要求進行綜合、分析和比較,最終擬定流域內(nèi)水資源管理的最優(yōu)方案。
由此可見,在進行力流域水資源規(guī)劃和管理過程中,非常強調(diào)運用各種環(huán)境過程模型,如穩(wěn)態(tài)和動態(tài)水流模型、多維水質(zhì)模型和污染擴散模型等。這些模型大都具有明顯的空間特性[4],但這些環(huán)境模型在對空間數(shù)據(jù)的操作尤其是在結(jié)果顯示方面仍顯困難。而空間分析和空間數(shù)據(jù)管理正是GIS的優(yōu)勢。GIS可以為這些環(huán)境模型提供整體的基于GIS邏輯原理的空間操作規(guī)范,用以反映具有空間分布特性的模型研究對象的移動、擴散、動態(tài)變化及相互作用過程。在GIS中,基本概念是空間位置、空間分布和空間關(guān)系,而基本研究對象是被抽象成點、線、面的空間實體及其相關(guān)屬性。與之相對應(yīng),在環(huán)境模型中,基本概念是物質(zhì)、能量及其運動轉(zhuǎn)化,而基本研究對象是諸如水、人口等明顯具有空間分布特性的環(huán)境要素[5]。GIS和環(huán)境模型在概念和研究對象上的相似性、互補性,使得二者的結(jié)合合理又具有實用價值。
在歐盟-遼寧水資源項目中,基于GIS的水資源管理系統(tǒng)的流程如下所示:
3基于GIS的流域水資源管理系統(tǒng)設(shè)計
3.1系統(tǒng)目標
以遼河流域的水資源規(guī)劃和管理為例,建立基于GIS的流域水資源綜合管理系統(tǒng)的設(shè)計目標主要包括以下幾個方面:
(1)能存儲和處理流域水文學和社會經(jīng)濟的相關(guān)資料,并能提供查詢功能。
(2)通過基于GIS的查詢和分析,能提供必需的空間信息,為今后水利工程布局提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
(3)能為決策機構(gòu)提供豐富的社會經(jīng)濟信息,為水資源的調(diào)配提供依據(jù)。
(4)可對水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及存在的主要問題以及未來需求量進行評估和預測。
(5)能對水資源的開發(fā)潛力進行分析計算,為合理開發(fā)水資源提供決策依據(jù)。
(6)結(jié)合相關(guān)的環(huán)境模型,能對水資源開發(fā)戰(zhàn)略和方案做出評估
3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
為了安全、高效的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、分析和共享,基于GIS的水資源管理系統(tǒng)應(yīng)采用C/S模式和B/S模式相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(見圖2)。在數(shù)據(jù)庫管理方面,可通過面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫集成。
3.3系統(tǒng)模塊設(shè)計
基于上述分析,遼河流域水資源管理系統(tǒng)主要集成以下模塊:數(shù)據(jù)錄入模塊、檢索和查詢模塊、統(tǒng)計分析模塊、空間分析模塊、輔助決策分析模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊。(見下圖)。
(1)數(shù)據(jù)錄入模塊。用于系統(tǒng)中空間和屬性數(shù)據(jù)的獲取與更新。空間和屬性數(shù)據(jù)可通過鍵盤、掃描儀及數(shù)字化儀等輸入設(shè)備錄入計算機,也可從其它系統(tǒng)直接將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入本系統(tǒng),同時這一模塊還提供對數(shù)據(jù)的適時更改和補充功能。
(2)檢索與查詢模塊。提供屬性-空間的邏輯查詢和空間-屬性的空間查詢功能。由于GIS系統(tǒng)中數(shù)據(jù)同地圖中點、線、面相對應(yīng),這兩種操作實際結(jié)果是一致的。數(shù)據(jù)庫的操作能及時反映在地圖上,而對地圖的操作也能在數(shù)據(jù)庫中表現(xiàn)出來。
(3)統(tǒng)計分析模塊。包括對查詢結(jié)果的統(tǒng)計分析、對空間分析結(jié)果的統(tǒng)計分析以及對水文、土壤、人口、經(jīng)濟等監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。統(tǒng)計的范圍可由用戶自行設(shè)定,如通過矩形、圓形或多邊形工具來確定范圍大小。同時,這種統(tǒng)計分析功能既可進行一項數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,也可對多項數(shù)據(jù)同時進行統(tǒng)計分析查詢,查詢結(jié)果可通過報表、地圖、表格或文字說明的形式打印輸出。
(4)空間分析模塊。負責對圖形進行地形分析、緩沖區(qū)分析、空間疊置分析等操作,并能將分析結(jié)果進行匯總,以各種專題圖表及統(tǒng)計圖表的形式輸出。
(5)輔助決策分析模塊。主要包括水量計算模型(如遼河流域項目中使用的IGSM水資源模型)、水質(zhì)模型(如MIKE11模型)、水資源供需分析及預測模型、決策支持系統(tǒng)模型等。以上模型可對一項或多項數(shù)據(jù)進行預測或評價,從而了解流域或特定地區(qū)水資源開發(fā)利用情況及發(fā)展趨勢。同時,通過模型模擬出各個候選方案的實施效果后,可利用決策支持系統(tǒng)模型優(yōu)化出水資源合理開發(fā)利用和管理的最佳方案,為最終的水資源管理和規(guī)劃決策提供直接的依據(jù)。
(6)數(shù)據(jù)輸出模塊??蓪⒔y(tǒng)計、分析和決策的結(jié)果以文本、報表或圖形的形式輸出。
4系統(tǒng)功能實現(xiàn)
基于GIS的水資源管理系統(tǒng)可實現(xiàn)如下主要功能:
(1)預測分析
例如通過輸入動態(tài)的監(jiān)測數(shù)據(jù),可適時做出地下水位等值線圖,并經(jīng)系統(tǒng)的空間分析模型計算出地下水庫的庫容量,進而利用輔助決策分析模塊中的水資源預測模型對未來地下水資源的變化趨勢進行預測。
(2)水資源調(diào)度分析
根據(jù)農(nóng)業(yè)、工業(yè)等部門在當時國民經(jīng)濟中的比例及生產(chǎn)現(xiàn)狀進行指標分析,確定合理的供水量,使有限的水資源得到最優(yōu)的分配,進而發(fā)揮出最大的經(jīng)濟效益。
(3)信息檢索和查詢
可對研究區(qū)歷年觀測的水文資料進行檢索,如歷年降水量、徑流量、地下水位年變化和月變化、水庫入庫量、廢水排放量等。還可對系統(tǒng)內(nèi)存儲或經(jīng)系統(tǒng)分析而派生出各種圖形文件進行查詢,如耕地、渠道、河流水系、水庫地形等高線、典型年降水量等值線等。
(4)模擬與決策
論文摘要:開展洪水資源利用法律制度建設(shè),適宜“自下而上”,由各地方根據(jù)情況先行開展相關(guān)法規(guī)建設(shè),包括制訂適用于本行政區(qū)域的地方性法規(guī)或者地方政府規(guī)章等另一方面,伴隨著洪水資源利用的實踐推進和各種制度建設(shè)的探索.適時“自上而下”,由國家推出相關(guān)法律法規(guī),引導全國范圍內(nèi)洪水資源利用的開展。
洪水資源利用是指按照風險分擔、利益共享的原則.通過建設(shè)和完善滯、蓄、調(diào)、引、灌等工程設(shè)施,綜合采用規(guī)劃、預報、調(diào)度、應(yīng)急預案等非工程措施,實施洪水風險管理,對特定規(guī)模洪水的公益性增值利用,具有綜合、風險、公益、增值等特征。在洪水資源利用過程中,涉及洪水風險管理、洪水資源利用規(guī)劃、河湖水庫調(diào)度、蓄滯洪區(qū)優(yōu)化運用、地下水回灌等多種行為.需要調(diào)整多重利益關(guān)系,亟須加強相關(guān)法律制度建設(shè)。
一、洪水資源利用法律制度建設(shè)的重要性
1.適應(yīng)洪水資源利用趨勢的內(nèi)在需要
我闞水資源短缺.隨著經(jīng)濟社會發(fā)展,用水需求的日益增加,缺水威脅將進一步加劇,適度利用洪水資源將成為解決局部地區(qū)水資源短缺的重要途徑之一因此,洪水資源利用在規(guī)模和總量上都將呈現(xiàn)日益增長趨勢存洪水資源利用過程中,包括洪水資源利用規(guī)劃、洪水風險管理、江河湖泊水庫調(diào)度、蓄滯洪區(qū)優(yōu)化運用及其補償、回灌地下水等,需要一系列制度予以支持。這些制度的確立和運作,單純依靠政策難以完全奏效,需要上升到法律層面上予以規(guī)范化、法制化.
2.協(xié)調(diào)洪水資源利用復雜利益關(guān)系的迫切要求
在洪水資源利用過程中,涉及各級政府、各級防總、各級政府部門、水工程管理單位、社會公眾等多重主體,各主體利益關(guān)系復雜而多元。在我國.雖然這些主體的根本利益具有一致性.但個別時候針對具體事件,也會產(chǎn)生不同程度的利益沖突或矛盾。如果不能及時妥善處理,就會形成新的不安定因素,這就需要以法律的形式協(xié)調(diào)各方的利益.發(fā)揮法律制度的教育和引導作用,有效地開展洪水資源利用活動
3.解決洪水資源利用法律缺位的關(guān)鍵舉措
盡管目前我同已確立了“保障安全、充分利用”的洪水資源利用基本政策,要求在保障防洪安全的前提下,充分利用洪水資源。然而前我同存洪水資源利用方面的法律法規(guī)卻處于缺位狀態(tài):除了《天津市防洪抗旱條例》等部分地方性法規(guī)明確提出“鼓勵對雨洪水資源的開發(fā)利用之外.水法、防洪法、防汛條例以及各種涉水部門規(guī)章均未規(guī)定洪水資源利用問題。洪水資源利用法律缺位,導致洪水資源利用面臨著一系列法律瓶頸,嚴重制約著洪水資源利用的有效開展。為此.在推進洪水資源利用過程中.有必要加強洪水資源利用法律制度建設(shè)
二、洪水資源利用法律制度建設(shè)的重點
1.確立洪水資源利用的基本原則
洪水資源利用具有利害兩重性.其“利”體現(xiàn)在洪水一旦資源化,就可以像其他水資源一樣進行興利:其“害”體現(xiàn)在,除了洪水本身可能存在的危害性之外,還可能因為洪水資源化措施的實施帶來各種附加風險.如洪水預報誤差風險、調(diào)度操作誤差風險等。因此,為了充分利用洪水資源.需要適度承受洪水風險,并協(xié)調(diào)好不同主體之間基于洪水資源利用的利害關(guān)系.而這首先需要明確洪水資源利用的基本原則。歸納起來,主要有以下基本原則:
一是保障安全原則.即利用洪水資源必須結(jié)合實時的工情、雨情、汛情,科學決策、審慎操作.保證度汛安全。
二是統(tǒng)一規(guī)劃原則,即通過合理的規(guī)劃,按照風險分擔、利益共享的原則統(tǒng)籌流域上下游、左右岸、干支流、城鄉(xiāng)間基于洪水資源利用的利害關(guān)系。
三是因地制宜原則,即利用洪水資源時需要注意結(jié)合各個流域的工情、雨情、水情,綜合考慮該區(qū)域的經(jīng)濟社會發(fā)展狀況,采取適宜的利用措施,實現(xiàn)洪水資源的優(yōu)化配置。
四是綜合利用原則.即從全流域通盤考慮,既要考慮如何科學合理地進行河庫洪水錯峰調(diào)度以發(fā)揮防洪減災效益.還要考慮如何通過科學調(diào)度增加水庫容納水量及調(diào)蓄滯洪水量來提高水能水量利用率,綜合增加發(fā)電、灌溉和防洪效益。
2.確立政府主導的洪水資源利用管理體制
洪水資源利用作為一項有風險的公益性事業(yè),需要建立以政府為主導的管理體制,賦予洪水資源利用主管部門較強的行政權(quán)力,以滿足應(yīng)急管理決策的緊迫性和復雜性需要。為此,需要明確洪水資源利用主管機構(gòu)的職責與權(quán)限,建立必要的監(jiān)督制約機制,追究者的法律責任.以避免無序利用、不合理利用引發(fā)新的生態(tài)與環(huán)境問題。
3.確立洪水資源利用規(guī)劃制度
洪水資源利用與常規(guī)水資源開發(fā)利用不同,缺乏有效的利益協(xié)調(diào)與驅(qū)動機制.需要在政府主導下編制專業(yè)規(guī)劃,結(jié)合具體的雨情、汛情、工情.科學決策,相機實施。為此.需要明確洪水資源利用規(guī)劃編制的組織形式、編制主體、決策程序、法律地位和有關(guān)機構(gòu)及利益相關(guān)者參與的機制.規(guī)定洪水資源利用規(guī)劃的執(zhí)行與監(jiān)督等。
4.結(jié)合洪水資源利用方式設(shè)計不同的法律制度
洪水資源利用主要有四種方式:水庫調(diào)度.區(qū)域內(nèi)河系聯(lián)網(wǎng)調(diào)度以及跨區(qū)域或跨流域水量調(diào)度,蓄滯洪區(qū)的優(yōu)化運用,通過工程措施主動回灌地下水。不同的洪水資源利用方式,其法律制度建設(shè)重點存在很大區(qū)別:
①對于水庫調(diào)度而言,法律制度建設(shè)的重點在于洪水資源調(diào)度及風險責任承擔。為了充分發(fā)揮現(xiàn)有水庫等工程的調(diào)蓄水功能,最大限度地利用洪水資源,需要改變傳統(tǒng)的水庫調(diào)度模式。建立動態(tài)的汛期概念,并在此基礎(chǔ)上確定動態(tài)的汛限水位、調(diào)整具體的水庫汛期調(diào)度方案。在此過程中,伴隨著洪水風險的增加,需要確立相應(yīng)的風險責任承擔主體和承擔方式。
②對于區(qū)域內(nèi)河系聯(lián)網(wǎng)調(diào)度、跨區(qū)域或跨流域水量調(diào)度而言,法律制度建設(shè)的重點在于洪水資源在不同區(qū)域、流域之間的配置、調(diào)度以及不同區(qū)域、流域之間在水資源、水環(huán)境方面的利益平衡。為了盡可能滯留洪水,可以利用聯(lián)網(wǎng)的河系或跨流域調(diào)水工程等,將本流域、本區(qū)域的汛期“棄水”調(diào)度到其他流域或區(qū)域加以儲存或利用,這就需要充分考慮不同區(qū)域、流域之間的水資源配置規(guī)劃.并進行相關(guān)的水量調(diào)度制度建設(shè)。由于洪水往往夾雜著各種污染物.因此,在洪水資源調(diào)度過程中,需要有效控制與管理污染物。限制污染災害在地區(qū)間轉(zhuǎn)移,避免造成更為嚴重的環(huán)境污染事故。
(3)對于蓄滯洪區(qū)的優(yōu)化運用而言,法律制度建設(shè)的重點在于蓄滯洪區(qū)的功能調(diào)整和受損者的利益補償為了合理利用洪水資源.有必要將蓄滯洪區(qū)的運用從單一的被動防洪調(diào)度轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥男詈榕d利和錯峰防洪等多種形式.為此需要建立有效的社會管理和經(jīng)濟調(diào)節(jié)機制.建立行之有效的管理法規(guī).制定和實施適宜的人口政策、產(chǎn)業(yè)政策,搞好產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟發(fā)展布局,促進蓄滯洪區(qū)人與自然的和諧,實現(xiàn)區(qū)內(nèi)經(jīng)濟社會的健康、有序發(fā)展。同時。應(yīng)當根據(jù)各流域防洪規(guī)劃、洪水資源利用規(guī)劃的要求.結(jié)合蓄滯洪區(qū)的土地利用、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟發(fā)展水平,以不同淹沒水深及淹沒時間為參數(shù).劃分蓄滯洪區(qū)的啟用級別.確定相應(yīng)級別的啟用決策機構(gòu)。實現(xiàn)蓄滯洪區(qū)分級運用管理。在此過程中,需要加強蓄滯洪區(qū)運用補償立法.依法界定有關(guān)區(qū)域地方政府作為補償主體,明確補償資金的來源,規(guī)定補償金的支付方式和用途。健全補償基金的征收、分配和管理運作、資金管理機構(gòu)的規(guī)章制度,規(guī)范補償金的發(fā)放、使用和監(jiān)督等。
(4)對于主動回灌地下水而言,法律制度建設(shè)的重點在于回灌設(shè)施建設(shè)與管理以及洪水水質(zhì)的管理問題。有效回灌地下水往往需要修建地下截壩、攔水閘,開挖深井、滲溝等工程.為此需要對回灌設(shè)施建設(shè)與管理制定專門的法規(guī)標準。此外,洪水在較短的時間內(nèi)匯集,水質(zhì)難以控制,因此在回灌地下水的同時。必須采取必要的監(jiān)督控制措施,保證水質(zhì)不被污染,以免污染了地下水源,造成新的自然災害。需要明確可回灌地下的洪水水體質(zhì)量標準體系,建立洪水水質(zhì)檢測、報告制度及操作規(guī)程,加大利用決策的信息支持力度,完善利用洪水資源回灌地下的決策機制。對無視洪水水質(zhì),強行決策致使地下水體污染的,設(shè)定相應(yīng)的法律責任。
5.建立健全應(yīng)急管理機制
為控制或減輕洪水資源利用過程巾可能遇到的突發(fā)性水災損失.必須建立健全應(yīng)急管理制度,包括應(yīng)急預案的編制、應(yīng)急預案的啟動程序、應(yīng)急預案的演練、相關(guān)單位和個人在各級應(yīng)急響應(yīng)中的責任義務(wù)與協(xié)同機制、加強應(yīng)急反應(yīng)能力建設(shè)的措施、應(yīng)急決策后的評估制度以及相關(guān)責任追究制度等。
6.其他制度
除了建立、完善或落實上述法律制度外,還需要建立洪水資源利用的生態(tài)補償制度、跨區(qū)糾紛解決機制、水質(zhì)監(jiān)測與控制制度等各種制度措施。
三、政策建議
1構(gòu)建由法律、法規(guī)、規(guī)章所構(gòu)成的洪水資源利用法規(guī)保障體系
在今后開展洪水資源利用法律制度建設(shè)過程中,需要構(gòu)建由法律、法規(guī)、規(guī)章所構(gòu)成的洪水資源利用法規(guī)保障體系。在法律層面.可通過修訂防洪法,增加有關(guān)洪水資源利用的條款。如將防洪規(guī)劃擴展為洪水管理規(guī)劃,確立洪水資源利用規(guī)劃的地位;明確洪水資源利用的協(xié)調(diào)機制.加強中央、地方和各行政管理部門之間在洪水資源利用行動中的溝通與協(xié)調(diào),擴展國家防汛抗旱總指揮部的職能;將洪水影響評價制度由洪泛區(qū)、蓄滯洪區(qū)向整個防洪區(qū)推廣.由建設(shè)項目向與土地利用有關(guān)的規(guī)劃推廣;在保障措施中,明確洪水資源利用資金的來源,明確中央與地方的洪水資源利用投人原則,明確洪水資源利用基金在洪水管理基金中的比例等。在行政法規(guī)層面,需要及時出臺“蓄滯洪區(qū)管理條例”,合理確定蓄滯洪區(qū)的規(guī)劃管理制度、科學利用制度和損害補償制度,以促進蓄滯洪區(qū)的優(yōu)化運用:需要在將來出臺的“地下水資源管理條例”中建立地下水回灌制度,保障地下水的有效供給,從根本上緩解地下水環(huán)境惡化趨勢。在部門規(guī)章層面,為了具體指導我國洪水資源利用實踐,可以在有關(guān)水部門規(guī)章的制定、修改時加入洪水資源利用的相關(guān)制度。比如,在已納入水利部立法工作安排的“雨洪影響評價分級管理規(guī)定”“雨洪影響評價資質(zhì)管理辦法”“丹江口水庫管理辦法”“尼爾基水利樞紐庫區(qū)管理辦法”“東平湖管理辦法”等部門規(guī)章中規(guī)定與洪水資源利用相關(guān)的制度。此外,省、自治區(qū)、直轄市人大、政府及相關(guān)地方立法機構(gòu)可以通過制定地方性法規(guī)或地方政府規(guī)章,結(jié)合本地區(qū)洪水資源利用的實際需要,將國家確定的洪水資源利用制度予以具體化。
2.采取“自下而上”和“自上而下”相結(jié)合的上下聯(lián)動路徑進行推進
在洪水資源利用法律制度建設(shè)過程中.可以采取“自下而上”和“自上而下”相結(jié)合的上下聯(lián)動路徑進行推進。一方面,洪水資源利用在我國尚處于起步階段.在這種情況下,開展洪水資源利用法律制度建設(shè)適宜“自下而上”,由各地方根據(jù)情況先行開展相關(guān)法規(guī)建設(shè),包括制汀適用于本行政區(qū)域的地方性法規(guī)或者地方政府規(guī)章等。通過地方性立法先行.不僅可以滿足缺水地區(qū)科學合理利用洪水資源的立法需求,而且可以因地制宜,積累經(jīng)驗。另一方面,伴隨著洪水資源利用的實踐推進和各種制度建設(shè)的探索,適時“自上而下”,由國家推出相關(guān)法律法規(guī),引導全國范圍內(nèi)洪水資源利用的開展。從洪水資源利用法律制度建設(shè)上看.也只有在法律法規(guī)層面引進洪水管理理念并對防洪法進行修改,并出臺蓄滯洪區(qū)管理條例、地下水資源管理條例等法規(guī)之后.才能表明洪水資源利用法規(guī)保障體系真正建立。
3.分階段、分步驟、有計劃地推進洪水資源利用法規(guī)保障體系建設(shè)
1建立水資源管理學的必要性
水資源是影響國民經(jīng)濟發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)之一,是生物生存不可缺少的資源。隨著人口的增加和國民經(jīng)濟的發(fā)展,水資源短缺成為世界關(guān)注的重大資源環(huán)境問題。
我國水資源問題更加嚴重。目前我國600多個城市中,400多個城市存在供水不足問題,其中比較嚴重的缺水城市達110個,全國城市缺水總量為60億立方米,影響工業(yè)產(chǎn)值2300億元,農(nóng)業(yè)灌溉每年缺水達到300億立方米,直接影響糧食生產(chǎn)穩(wěn)定和發(fā)展。據(jù)預測,2030年中國人口將達到16億,屆時人均水資源量僅有1750立方米,水資源開發(fā)利用將達到極限。水污染加劇了我國水資源供需矛盾,目前,50%的地下水被污染,70%以上的地表水屬于四類以上的水質(zhì),90%以上的城市水域污染嚴重。此外,地下水超采引起的環(huán)境問題日益突出,部分地區(qū)出現(xiàn)海水倒灌,如華北地區(qū)形成的地下漏斗世人矚目。
上述問題的解決,一靠科學技術(shù),二靠科學的管理。技術(shù)的發(fā)展是一個緩慢的過程,加強科學管理能起到投資少、見效快、效益大的作用,何況水利科技的發(fā)展,在很大程度上也受到管理的制約。
應(yīng)該承認,目前我國很重視水資源管理工作,也取得了一定的成效,但也必須承認,目前的水資源管理工作,無論是理論上還是實踐上,都與現(xiàn)實的要求相差甚遠,開展水資源管理系統(tǒng)研究,系統(tǒng)總結(jié)水資源整理水資源管理的知識體系,建立水資源管理學,指導我們的工作,迫在眉睫。建立水資源管理學是十分必要的。
2水資源管理學研究對象與研究內(nèi)容
2.1水資源管理與水資源管理學
關(guān)于水資源管理的概念,盡管我們用的很多,但目前學術(shù)界尚不統(tǒng)一。《中國大百科全書》是權(quán)威的工具書,在不同的卷中,有不同的解釋。
水資源管理是“水資源開發(fā)利用的組織、協(xié)調(diào)、監(jiān)督和調(diào)度。運用行政、法律、經(jīng)濟、技術(shù)和教育等手段,組織各種社會力量開發(fā)水利和防治水害;協(xié)調(diào)社會經(jīng)濟發(fā)展與水資源開發(fā)利用之間的關(guān)系,處理各地區(qū)、各部門之間的用水矛盾;監(jiān)督、限制不合理的開發(fā)水資源和危害水源的行為;制定供水系統(tǒng)和水庫工程的優(yōu)化調(diào)度方案,科學分配水量”(陳家琦等)(水利卷)
為防止水資源危機,保證人類生活和經(jīng)濟發(fā)展的需要,運用行政、技術(shù)、立法等手段對淡水資源進行管理的措施。水資源管理工作的內(nèi)容包括調(diào)查水量,分析水質(zhì),進行合理規(guī)劃、開發(fā)和利用,保護水源,防止水資源衰竭和污染等。同時也涉及水資源密切相關(guān)的工作,如保護森林、草原、水生生物,植樹造林,涵養(yǎng)水源,防止水土流失,防止土地鹽漬化、沼澤化、砂化等(李憲法等,)(環(huán)境科學卷)。
運用、保護和經(jīng)營已開發(fā)的水源、水域和水利工程設(shè)施的工作。水利管理的目標是:保護水源、水域和水利工程,合理使用,確保安全,消除水害,增加水利效益,驗證水利設(shè)施的正確性。為了實現(xiàn)這一目標,需要在工作中采取各種技術(shù)、經(jīng)濟、行政、法律措施。隨著水利事業(yè)的發(fā)展和科學技術(shù)的進步,水利管理已逐步采用先進的科學技術(shù)和現(xiàn)代化管理手段(李石等)
作者認為,目前關(guān)于水資源管理的概念很多,但在內(nèi)涵和外延上存在不同的差異。水資源管理具有時代的內(nèi)涵,不同時代,水資源管理概念是不同的。在古代,偏重于干旱洪澇災害的管理,此時一切活動都圍繞其進行,大禹治水的故事流傳至今,不僅僅說明了大禹治水的精神可頌揚,在一定程度上也說明,洪澇災害依然是威脅我們中華民族生存的大問題。隨著人口的不斷增多,經(jīng)濟的迅速發(fā)展,淡水相對于人的需求供給不足,水向水資源轉(zhuǎn)變,水具有了經(jīng)濟內(nèi)涵,此時,人類面臨的問題除了干旱洪澇災害之外,增加了水資源短缺問題,為了增加水資源供給,人類加大了水資源開發(fā)力度,在一定程度上緩解了水資源的供需矛盾,但同時帶來了新的問題:生態(tài)環(huán)境的惡化,生態(tài)環(huán)境惡化正在蠶食人類的文明。目前,人類同時面臨著干旱洪澇災害、水資源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化等多重危害,水資源管理必須解決這個問題。如果僅僅以水論水,解決我們面臨的困境幾乎是不可能的。所以,水資源管理中的“水資源”,不僅僅包括通常我們所說的可供人類利用的淡水資源,而且應(yīng)該包括能夠被人類可利用的一切水,如海水、污水、微咸水、洪水等,只有將水資源管理放在與水有關(guān)的復合系統(tǒng)之中,從綜合的角度出發(fā),采取協(xié)調(diào)的手段才能解決人類對水資源需求問題。
從這個角度來看,上述概念都存在存在時代的烙印,與現(xiàn)代水資源管理要求存在一定的差異。陳家琦的定義偏重于開發(fā)利用,而且對水資源管理的內(nèi)容進行了部分闡述;李憲法的定義,是以解決水資源危機為出發(fā)點的;李石的定義最終落實在“開發(fā)的水源、水域和水利工程設(shè)施”上,范圍更加狹窄。用現(xiàn)代認識水平來看,這些概念既有一定的合理性,也存在完善補充的問題。
從整體上來看,這些定義以水資源開發(fā)作為主線,保護的目的是為了更好的開發(fā),保護為開發(fā)服務(wù),“保護”處于被動的地位;其次,視野相對狹窄,此概念大多只局限于水資源本身,缺乏復合系統(tǒng)下對水資源的綜合認識,以水論水;第三,生態(tài)環(huán)境的概念缺乏;第四,資源高效利用問題沒有提到應(yīng)有的地位;第五,概念尚需要進一步精練,在解釋水資源管理概念的同時,有的將水資源管理的包含的內(nèi)容也納入進去,需要進一步提煉。
作者認為,所謂的水資源管理,就是為了滿足人類水資源需求及維護良好的生態(tài)環(huán)境所采取的一系列措施的總和。
目前,關(guān)于水資源管理,我們開展了系列的工作,進行了理論上的探討,積累了不少的經(jīng)驗,形成了大量的知識,但水資源管理否能已經(jīng)成長為“學”呢?,尚缺乏系統(tǒng)的探討。作者認為,水資源管理學是否成立,主要取決于水資源管理學是否具有明確的區(qū)別于其它學科的研究對象,只有明確的研究對象,水資源管理才能漸漸成長為水資源管理學。
作者認為,水資源管理學已經(jīng)清晰的研究對象,就是研究水資源高效利用保護的各種措施規(guī)律,水資源是管理的對象,也是水資源管理學管理的核心。水資源管理學是管理水資源知識體系,其理論基礎(chǔ)包括系統(tǒng)論、可持續(xù)發(fā)展理論、超生命周期理論等。
2.2水資源管理學研究內(nèi)容
水資源管理學作為一門正在成長的學科,研究內(nèi)容至少應(yīng)包括以下諸方面:
(1)水資源數(shù)量管理和質(zhì)量管理
其包括水資源數(shù)量管理,水資源質(zhì)量管理,以及水資源數(shù)量和質(zhì)量綜合管理。
(2)水資源法律管理
水資源法律管理,是通過法律手段強制性管理水資源行為,在水資源管理學中,水資源法律管理占有重要地位,其主要內(nèi)容包括國內(nèi)外水資源法律的比較、水資源法律演進、水資源法律具體內(nèi)容、水資源法律存在的問題與改進等等
(3)水資源權(quán)屬管理
水資源權(quán)屬管理是水資源管理學的重要內(nèi)容,包括水權(quán)的分配、交易、管理等。
(4)水資源行政管理
水資源行政管理,是通過行政手段對水資源管理的行為,是以水資源管理行政體制為研究核心,重點研究中央和地方行政關(guān)系、以及涉水管理部門協(xié)調(diào)管理的問題,實現(xiàn)政府管理“到位”而不“越位”等。流域管理和水務(wù)管理理論與方法也是行政管理的重要研究內(nèi)容。
(5)水資源規(guī)劃管理
水資源規(guī)劃,是對水資源開發(fā)利用未來科學描述。水資源管理學中的水資源規(guī)劃,主要研究水資源規(guī)劃的理論與方法,如水資源規(guī)劃的內(nèi)容、原則、水資源規(guī)劃的方法、水資源規(guī)劃實施的保障等。
(6)水資源配置管理
水資源配置,是水資源可持續(xù)利用的核心內(nèi)容之一,他是以水資源承載力為基礎(chǔ)平臺的水的的分配,在水資源配置過程中,由于我們長期擠占了生態(tài)用水,必須給予認真的考慮和回補。水資源優(yōu)化配置的理論與方法能為水資源配置提供理論基礎(chǔ)和指南。
(7)水資源經(jīng)濟管理
水資源經(jīng)濟管理就是通過經(jīng)濟手段對水資源利用進行調(diào)節(jié)和干預。包括水資源價值理論、水資源經(jīng)濟管理體系、節(jié)水效益分析、水資源折舊、排污收費等等。
(8)水資源投資管理
水資源投資是維護水資源的重要保障,水資源投資管理主要包括與水資源投資有關(guān)的資金的籌措、資金的利用效率、資金的回收、資金的增(保)殖、資金投入對國民經(jīng)濟的影響等等。
(9)水資源風險管理
水資源開發(fā)利用與保護,既有自然風險,如干旱、洪水等,也有由于人為的作用產(chǎn)生的人為的風險,如設(shè)備出現(xiàn)故障導致供水中斷等,水資源風險管理研究這些風險的產(chǎn)生、降低甚至消除,提出風險發(fā)生情況下采取的應(yīng)急對策措施。
(10)水資源利用保護技術(shù)管理
主要包括城市節(jié)水技術(shù)管理(工業(yè)、城鎮(zhèn)生活節(jié)水)、農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)管理、污水處理技術(shù)管理以及水資源配置技術(shù)、水利技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略等等。
(11)水資源工程管理
我國的水利工程遍布江河南北,這些工程布局是否合理缺乏全局性的分析和研究。水資源工程管理就是結(jié)合社會、經(jīng)濟、環(huán)境等特點,研究水資源工程如何布局的理論與方法。在水資源工程布局過程中,要將產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)制度和產(chǎn)業(yè)規(guī)模等作為重要因素加以考慮,謀劃優(yōu)化的水資源工程布局,取得高的綜合效益。
(12)水資源數(shù)字化管理
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,水資源的管理必將有傳統(tǒng)的管理走向數(shù)字化管理,“3S”技術(shù)在水資源管理中將日益普及。水資源數(shù)字化管理就是如何利用現(xiàn)代信息技術(shù)管理水資源,提高水資源管理的效率。數(shù)字河流(湖泊)、工程仿真模擬、遙感監(jiān)測、決策支持系統(tǒng)等是水資源數(shù)字化管理的重要內(nèi)容。
(13)行業(yè)水資源管理
水資源具有多種功能,不同行業(yè)由于水資源利用方式、利用技術(shù)、利用效益等諸多因素的差異,對水資源管理也不相同,水資源管理具有一定的行業(yè)特點。行業(yè)水資源管理就是分行業(yè)研究水資源管理,如農(nóng)業(yè)水資源管理、水資源景觀管理、工業(yè)水資源管理等等。
(14)國際水資源管理
世界有眾多的國際河流,國際河流的開發(fā)利用,由于涉及到相關(guān)的國家,上下游之間的矛盾處理更加復雜,水資源管理更具有特殊性。國際水資源管理,是以國際河流為研究對象,研究其開發(fā)、利用、保護和協(xié)調(diào)等相關(guān)問題。
(15)水資源綜合管理
涉及到水資源部門、行業(yè)和領(lǐng)域極其廣闊,對水資源管理不能就就水論水,必須將其放在社會、經(jīng)濟、環(huán)境等復合系統(tǒng)中進行處理。森林管理、濕地管理、婦女在水資源管理中作用、WTO條件下水資源管理、水資源納入國民經(jīng)濟核算體系、根據(jù)水資源狀況通過國際國內(nèi)市場進行水資源貿(mào)易(包括間接貿(mào)易,如進口高耗水產(chǎn)品,出口低耗水商品等),等等,是水資源綜合管理的重要內(nèi)容。
3、水資源管理學與相關(guān)學科關(guān)系
3.1水資源管理學與水資源學的關(guān)系
水資源學是一門綜合叉性學科,目前該學科還沒有完全定型,正處于成長時期。通常認為,水資源學是對水資源進行評價并制定綜合開發(fā)和合理利用規(guī)劃,解決水資源供需矛盾,以及對水資源實行科學管理和保護經(jīng)驗的系統(tǒng)總結(jié)所形成的知識體系。水資源學的基本理論體系是建立在水資源本身存在、運移、轉(zhuǎn)化和調(diào)控的基本規(guī)律與系統(tǒng)論的基本觀念和方法的結(jié)合上,研究的重點是建立在系統(tǒng)論基礎(chǔ)上對水資源系統(tǒng)評價、開發(fā)和最優(yōu)調(diào)控的基本規(guī)律。
水資源管理學與水資源學既有區(qū)別也有聯(lián)系。他們在研究方向上有一定的交叉性,交叉點是水資源管理。水資源管理學是自然科學和社會科學的綜合叉科學,在形成水資源學的過程中,也漸漸形成了水資源管理的知識體系,水資源管理學漸漸成長。他們的主要區(qū)別在于水資源管理學所涉及的面更廣泛,而且水資源管理學與管理學存在密切的關(guān)系。
3.2水資源管理學與管理學的關(guān)系
管理科學是一門應(yīng)用多學科與多領(lǐng)域理論、方法、技術(shù)和知識的綜合叉科學,其目的就是研究人類利用有限資源實現(xiàn)組織目標的管理活動方面的動態(tài)、復雜和創(chuàng)新的社會行為及其規(guī)律(國家自然科學基金委員會,1995)。人的管理是管理學重要研究內(nèi)容。
水資源管理學中的管理對象是水資源,而管理學中管理的對象是人,這是兩者的主要區(qū)別,但管理是要靠人的智慧。因此,管理學的原理可以為水資源管理學提供一定的理論支撐,水資源管理學的發(fā)展為管理學延伸提供新的增長極。
水資源管理學也是管理學的一個分支。
3.3水資源管理學與水文學的關(guān)系
水文學是研究地球上水的時空分布與運動規(guī)律并應(yīng)用于水資源開發(fā)利用與保護的科學,作為水利科學的一部分,水文學的重要內(nèi)容是地面水與地下水的觀測、評估與預測,并為規(guī)劃與管理提供依據(jù)。
水資源管理學需要水文學的支持,水文學為水資源管理學提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),水資源的管理就是以水文學提供的各種數(shù)據(jù)為依據(jù)進行調(diào)控管理水資源,水資源管理學的基礎(chǔ)是水文學,兩者關(guān)系非常密切。但水資源管理學所涉及的內(nèi)容比水文學研究的范圍更廣泛。
4結(jié)語
水資源管理學是多學科交叉的年輕的學科,其發(fā)展具有很大的現(xiàn)實推動力和潛力,目前學術(shù)界尚未引起高度重視,相應(yīng)的研究成果也不多見。作者初論水資源管理學,意在拋磚引玉,希望引起學術(shù)界的關(guān)注和探討,推進水資源高效利用和保護。值得說明的是,作者及其同事合作成果《水資源管理學導論》即將完稿,并出版發(fā)行,但愿能為《水資源管理學》的發(fā)展貢獻微薄之力。
參考文獻
姜文來,水資源價值論,北京:科學出版社,1999
姜文來,楊瑞珍著,資源資產(chǎn)論,北京:科學出版社,2003
走千走萬,不如淮河兩岸。這句話說的是淮河流域曾經(jīng)是中國十分富饒的地區(qū)?;春恿饔虻靥幬覈袞|部,介于長江和黃河之間,位于東經(jīng)112°~121°、北緯31°~36°之間,西起桐柏山,伏牛山,東臨黃海,南以大別山、江淮丘陵、淮陽運河及泰運河南堤與長江流域分界,北以黃河南堤與黃河流域、山東半島毗鄰。流域面積27萬平方公里,跨湖北、河南、安徽、江蘇、山東5省40個地級市,全長1000km,總落差1000m,流域面積共26.9萬km2,是我國5大河流之一。夏熱多雨、東寒晴燥、秋旱少雨,冷暖和旱澇的轉(zhuǎn)變很突出。淮河流域水資源總量為828.47億m3,但流域人均水資源占有量僅為全國人均占有量的21.4%,世界的6.8%。
(二)水資源主要問題
1.水資源過度開發(fā),利用率低
淮河流域水資源開發(fā)率已達53%,已超過了國際公認的合理限度40%,而且水資源開發(fā)利用難度加大,開發(fā)成本增加。前五十年間,水資源開發(fā)利用都是選擇資源條件較好,投資少,見效快的先行進行建設(shè),目前較容易開發(fā)的水資源一大部分被開發(fā)利用,今后進行水資源開發(fā)配置不僅要受到較多自然條件的限制,而且開發(fā)利用單方水所需要的建設(shè)資金也愈來愈多。這些嚴重破壞了生態(tài)環(huán)境,加重了水旱災害。地下水嚴重超采也導致一系列的生態(tài)環(huán)境問題。在淮河流域,水資源的過度開發(fā)造成河湖干涸,下游甚至中游都出現(xiàn)了歷史上罕見的斷流現(xiàn)象。
2.水資源供求矛盾加劇,資源性缺水形勢嚴峻
建國以來,我國對水資源的需求量不斷增加。今后,人口持續(xù)增長以及人們對水資源的需求的不斷增加還將導致用水量的進一步增長。水資源的不合理利用和人為的矛盾十分突出,更加劇了水資源的供求矛盾。
3.水資源生態(tài)環(huán)境惡化,水質(zhì)性缺水范圍擴大
近幾年,全國廢污水年排放量均超過600億噸,并呈逐年增加的趨勢。根據(jù)《中國水資源公報》,淮河流域已長期受到污染,水環(huán)境惡化和水質(zhì)污染迅速發(fā)展,已到極為嚴重的程度。1986年安徽省政府辦法了《關(guān)于解決淮河污染問題的意見》,其中對重點污染源在必要時強制性限產(chǎn),停產(chǎn)措施,對沿淮14家重點企業(yè)進行限期治理。2003年3月以來,企業(yè)超標排污現(xiàn)象有所抬頭。省環(huán)保局會同有關(guān)部門開展專項治理行動,下發(fā)《關(guān)于開展遏制污染反彈專項治理的通知》。
淮河流域水資源短缺主要由資源性缺水和污染性缺水兩方面造成。資源性短缺造成正常年份缺水約33.2億m3,枯水年份(75%年份)缺水104.8億m3,特枯年份(95%年份)缺水223.9億m3。
4.水資源對經(jīng)濟社會發(fā)展的制約作用逐漸增加
水資源短缺和水環(huán)境污染將長期制約我國經(jīng)濟社會發(fā)展。必須堅持節(jié)約用水,大力推進節(jié)約型社會建設(shè)。
(三)水資源污染狀況
淮河流域每年因污染使100~300億m;的水喪失或降低其使用功能。流域各主要河流水質(zhì)較差,淮河以北的支流水質(zhì)劣于V類水,淮河南部水質(zhì)為II類。在有關(guān)的水質(zhì)綜合評價結(jié)果中顯示,在參加評價的流域內(nèi)2936km的河段中,達11類水標準河段僅為50km,III類水的河段也僅為430km,屬污染的劣于N的河段總長達2482km,占83.8%。其中嚴重污染(超V類水)的河段達1476km,占50%,日前,許多超V類水的河段重要河段己喪失了原有的使用功能。
淮河流域污染以有機污染為主,污染負荷主要來自紙漿生產(chǎn)和造紙業(yè)、釀造業(yè)(如酒精、味精和啤酒等生產(chǎn)廠家),這些工業(yè)生產(chǎn)的污染負荷占總量的70%生活廢水的負荷30%,污排COD,BOD平均濃度大大超過了國家《污水綜合排放標準》二級標準。除了工業(yè)污染外,城市生活污水、鄉(xiāng)鎮(zhèn)小企業(yè)排污和農(nóng)業(yè)化肥、農(nóng)藥等水水土流失也造成了淮河流域的嚴重污染。
近年淮河水系的水質(zhì)變化表現(xiàn)與河道流量密切相關(guān)。污染峰值總是出現(xiàn)在流量偏小的枯季。在淮河水系中,淮河干流水質(zhì)要比其支流水質(zhì)好得多,而這些支流污染程度往往比干流要高好幾倍。在眾多支流中,沙穎河污染最為嚴重,NH3-N值很高。
三、建議對策
(一)可持續(xù)發(fā)展涵義和要求
可持續(xù)發(fā)展在1980年左右被提出。在可持續(xù)發(fā)展中,水資源兼有資源與環(huán)境的雙重作用,資源是可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和條件,環(huán)境是可持續(xù)發(fā)展的保障。
水資源可持續(xù)發(fā)展是我國經(jīng)濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略問題,核心是提高用水效率,實現(xiàn)水資源的合理配置。一切與水有關(guān)的開發(fā)、利用、治理、配置、節(jié)約、保護都是為了使水資源在促進社會、經(jīng)濟和環(huán)境發(fā)展中發(fā)揮應(yīng)有的作用。
(二)具體的管理及可持續(xù)發(fā)展的對策
1.對水資源進行優(yōu)化配置
節(jié)約用水是水資源持續(xù)利用的長久之策,也是解決我國缺水貧水的當務(wù)之急。應(yīng)推廣清潔生產(chǎn),節(jié)水防污;應(yīng)調(diào)整用水結(jié)構(gòu),大力普及現(xiàn)代節(jié)水技術(shù),提高水資源的有效利用率;應(yīng)利用經(jīng)濟杠桿,促進水源保護和節(jié)約用水;應(yīng)按照流域水資源規(guī)劃,實施區(qū)域性的跨流域調(diào)水工程,解決區(qū)域性缺水問題。在堅持開源與節(jié)流并舉的方針上,必須把節(jié)水放在首位,堅持以保護、節(jié)約水資源為中心的水利發(fā)展戰(zhàn)略,保護水資源,愛惜水資源;抓農(nóng)業(yè)節(jié)水,保城市供水;以節(jié)水保供水,以供水促節(jié)水,城鄉(xiāng)供水一體化,農(nóng)村供水城市化??茖W保護和節(jié)約用水必須依靠現(xiàn)代的科學技術(shù)。國內(nèi)外的經(jīng)驗表明,從人類的利益和生存出發(fā),依靠現(xiàn)代的科學技術(shù)保護和節(jié)約用水是保護、改善人類生存環(huán)境和緩解水危機的最現(xiàn)實和最有效的根本性措施。
在節(jié)約水的同時,要發(fā)揮水的綜合功能,使有限的水資源發(fā)展出更大的效用,如污水再利用,廢水資源化,利用天然降水,尋求水替代戰(zhàn)略,等等。
2.明晰產(chǎn)權(quán),制定合理和水價和排放標準
建立統(tǒng)一的水資源管理體制,將政府調(diào)控手段與經(jīng)濟激勵手段有機結(jié)合起來,形成在市場運行的基礎(chǔ)上兼有政府有效介人與宏觀調(diào)控的農(nóng)業(yè)水資源配置的準市場,同時建立科學合理的水價機制和管理機制,大力推進水資源價格合理化改革是唯一的出路。要建立科學的水價體系,實行定額管理、分類水價和階梯式水價,加快水價體系相關(guān)問題的配套改革。明晰產(chǎn)權(quán)、設(shè)定排放標準、排污收費、排污權(quán)交易、控制過量的排污對于治理其污染具有重要意義。對于排放標準,要在衡量淮河自凈容量的基礎(chǔ)上制定限值和濃度的限值。排放標準對于所有的排污者都是一樣的,不能激勵排污者去開發(fā)更好的污染治理技術(shù)。對于排放標準制度,在繼續(xù)執(zhí)行的同時要加強研究和完善。超標排放者應(yīng)受到嚴厲的經(jīng)濟或者刑事懲罰。
3.建立統(tǒng)一的流域水管理機構(gòu)
淮河是由國家環(huán)保局、地方環(huán)保局和水利部門共同管理。各地政府、國務(wù)院也參與淮河流域的污染治理。2002年新頒布的《中華人民共和國水法》,確立了流域管理和行政區(qū)域管理結(jié)合的體制,而這種體制被證明并沒有改變各個部門共同管理流域的現(xiàn)狀,淮河流域的治理管理效果不佳。所以應(yīng)成立一個產(chǎn)權(quán)屬于國家的,類似于美國密西西比河委員會的統(tǒng)一的流域管理機構(gòu)。這個機構(gòu)首先應(yīng)該有足夠的權(quán)力和一定的法律地位,能夠全權(quán)負責淮河流域水資源的利用。其次,應(yīng)該擁有淮河流域水資源的產(chǎn)權(quán),利用相關(guān)法律對違規(guī)行為進行制裁。最后,這個機構(gòu)本身是統(tǒng)一性的綜合性的權(quán)威機構(gòu),它對水資源的利用和水污染防治的相關(guān)命令、決議的執(zhí)行要得到保證。絕對要避免統(tǒng)一的機構(gòu)成立后還出現(xiàn)各管各的不協(xié)調(diào)的局面。
4.筑構(gòu)相適應(yīng)的經(jīng)濟體系
通過結(jié)構(gòu)調(diào)整,構(gòu)筑與水資源承載能力相適應(yīng)的經(jīng)濟體系。調(diào)整和改變產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局,農(nóng)業(yè)種植業(yè)布局結(jié)構(gòu),工業(yè)布局等等。
5.加強執(zhí)法和宣傳教育
我國是一個法制國家,通過法制建設(shè),構(gòu)建與建設(shè)節(jié)水型社會相適應(yīng)的制度保障體系是必然的選擇。應(yīng)修改和完善現(xiàn)有的《水法》、《節(jié)水法》,并適當?shù)卦黾酉嚓P(guān)新的法律法規(guī)。
另外,有些地方存在環(huán)保執(zhí)法不嚴的現(xiàn)象。排污者可持續(xù)發(fā)展意識也不強,在利益驅(qū)動下有違規(guī)排放現(xiàn)象,因為即使被執(zhí)法部門發(fā)現(xiàn)而罰款,罰的款也不多。這些都導致淮河的污染依然嚴重,治理進展緩慢,不能實現(xiàn)治理目標。我國的排污收費政策實行時間比較長,但標準一直偏低,近年有所上調(diào)。給排污者排放的污染物征稅,迫使排污者在治理污染和繳納排放費之間做出選擇,這樣會激勵污染。政府無償或者有償?shù)膶⑽廴驹S可證分配給排污者,允許其交易,排污者就在購買排污許可證和減少污染排放之間做出選擇。這個制度可以使排污者根據(jù)情況自主決定購買排污許可證還是投資污染治理設(shè)備,有利于排污者決策。排污許可證交易制度在我國還處在起步階段,值得大力開展,需要深入研究并實行,也值得在淮河流域推廣。
同時,不論怎么治理淮河流域都離不開公眾的理解和支持。對廣大人民群眾、企業(yè)主、普通職工、環(huán)保工作者應(yīng)進行可持續(xù)發(fā)展觀念的教育,宣傳國家環(huán)保方針、政策,使人們明白不珍惜、有效利用水資源的后果。這對于淮河流域水資源的管理工作有根本的促進作用。
四、后記
在歷史上,中國的興亡發(fā)展與水利興衰是分不開的。雖然,實現(xiàn)對水資源的有效管理和可持續(xù)發(fā)展的路還有走很長很長。但我們要堅信,這場水的戰(zhàn)役一定會勝利,未來的中國將是一個水資源高效和永續(xù)利用的新型社會主義和諧社會。
【摘要】水資源和水生態(tài)環(huán)境是資源和環(huán)境系統(tǒng)中最活躍和最關(guān)鍵的因素,是人類生存和持續(xù)發(fā)展的首要條件。日益嚴重的水資源稀缺性和水需求擴張壓力使得水資源的管理,利用和可持續(xù)發(fā)展成為擺在我國政府最為迫切的問題。本文以淮河流域為研究對象,針對其現(xiàn)狀、問題進行分析,并提出合理的水資源管理及可持續(xù)發(fā)展的建議。
淮河流域水資源可持續(xù)發(fā)展
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關(guān)于人力資源管理工作,其是企業(yè)管理中不可或缺的組成部分。在當前的水利水電建設(shè)中,傳統(tǒng)的人力資源管理模式不僅不適用于現(xiàn)代的水利水電建設(shè),也還不符合社會發(fā)展的需要。另外,在現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展的背景下,人力資源管理在水利水電建設(shè)中,主要是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為保障,并在管理過程中利用先進的系統(tǒng)將信息化技術(shù)與人力資源管理工作相結(jié)合。在水利水電建設(shè)中開展人力資源管理工作,能夠更好地使得員工積極參與到其中,增強其在工作中的團結(jié)感和歸屬感,進而實現(xiàn)人文化的目的。
二、當前水利水電建設(shè)中人力資源管理存在的主要問題
在現(xiàn)階段,對于水利水電建設(shè)中人力資源存在的問題,主要有以下幾個方面。一是人力資源管理觀念過于落后。在當前的企業(yè)發(fā)展中,大多數(shù)企業(yè)在人力資源管理上依然還在使用傳統(tǒng)的人力資源管理模式。這種模式已經(jīng)不適用當前社會發(fā)展的需求。在水利水電企業(yè)在人力資源的管理上還存在一個問題,就是對員工在內(nèi)部職稱上的提升都是以工作年限為主,而不是以其管理能力來衡量的。這種情況在一定程度上會直接導致水利水電建設(shè)單位在人事資源管理上的工作不到位,同時,相關(guān)管理人員在管理方法和模式上還具有一定的陳舊性,因而使得管理與實際的情況不相符。二是人力資源嚴重缺乏。在當前的水電發(fā)展中,大多相關(guān)的企業(yè)都在面臨相同的問題,就是人力資源嚴重缺乏。具體來說就是缺乏專業(yè)的管理人才、技術(shù)工人以及技術(shù)骨干等人才。為了能夠更好的推動水利水電的發(fā)展,作為企業(yè),就必須要建立并完善人才激勵機制及相應(yīng)的薪酬體系。如果在人力資源管理上出現(xiàn)問題,則不僅會嚴重影響市場的競爭規(guī)則,還會影響水利水電建設(shè)的監(jiān)理工作,進而影響整個工程的質(zhì)量。三是管理過于混亂。企業(yè)在對水利水電建設(shè)時,經(jīng)常會因為管理的問題而影響人力資源管理工作的進行。具體來說,就是市場競爭不規(guī)范、偷工減料以及克扣工資等情況。另外,施工隊伍中的素質(zhì)問題是影響水利水電建設(shè)監(jiān)理的因素之一,特別是工程質(zhì)量監(jiān)理。
中圖分類號:P332(225)文獻標識碼:B文章編號:1000-0860(2002)08-0027-02
2001年年底,山西省萬家寨引黃工程已試通水至汾河水庫,由汾河水庫至太原市呼延水廠的輸水管道進入收尾階段.這標志著引黃工程的基本建設(shè)工作已大部分完工,在2002年年底前把黃河水引到太原已指日可待.但是,從水文水資源工作的觀點出發(fā),即使黃河水被引到了太原,進入了千家萬戶,仍有不少工作要做,而且其中有些工作必須立即著手去做.其主要工作包括引黃工程沿程的水量和水質(zhì)監(jiān)測、泥沙測驗、對汾河上中游水資源的統(tǒng)一調(diào)度和管理.
1引黃工程沿程的水量監(jiān)測
萬家寨引黃工程南干線由黃河干流萬家寨水庫取水,經(jīng)五級提水至648m后通過隧洞輸水至汾河上游頭馬營出口,而后經(jīng)汾河上游天然河道送水至汾河水庫,再由PCCP管道及隧洞輸水至太原市呼延水廠.按設(shè)計,引黃工程兩端為封閉式的管道(隧洞),而中間部分為開放式的明渠(汾河河道)輸水.由于引黃工程以汾河水庫為主要調(diào)節(jié)水庫,而在歷史上,汾河水庫既作為灌溉面積為10萬hm2的汾河灌區(qū)的主要水源,也作為太原市工業(yè)及城市生活用水的主要水源之一.近年來,又在汾河水庫下游、太原市區(qū)上游修建了汾河二庫作為調(diào)節(jié)水庫,以控制和調(diào)節(jié)汾河水庫下泄的水量及區(qū)間來水量.因為引黃水在汾河水庫上游河道中已與天然的汾河水相混和,成為一個整體,而且引黃水在輸送過程中(尤其在汾河上游河道輸送過程中)不斷損耗于蒸發(fā)、河道滲漏以及河道沿程城鎮(zhèn)、村莊的居民取用生活用水及農(nóng)業(yè)灌溉用水.因此,無法分清在汾河水庫中究竟有多少引自黃河的水量,又有多少是汾河上游原有的水量.由于引黃工程管理局、汾河水庫管理局、汾河灌溉管理局以及太原市各用水部門不屬于同一行政領(lǐng)導,因此,比較精確地求得汾河水庫中各類水(引黃水及汾河上游流域天然地表水量)的組成比例是重要的.為此,應(yīng)從引黃工程南干線出口頭馬營起,沿汾河上游河道直至汾河中游義棠,設(shè)置一定數(shù)量的水文站,以監(jiān)測汾河沿程河川徑流的動態(tài)變化.
自頭馬營以下、義棠水文站以上,汾河干流及支流上原有山西省水文水資源勘測局設(shè)立的水文站為(自上游至下游):汾河靜樂、嵐河上靜游、汾河寨上、汾河蘭村水文站等10處國家正式水文站(未包含汾河源頭處的北石河岔上及太原市西山區(qū)域的小面積水文站:冶峪溝董茹、風峪溝店頭水文站);此外,還有省水保局委托省水文水資源勘測局設(shè)立的泥沙觀測專用水文站3處:汾河寧化、汾河河岔、婁煩河婁煩水文站.在進行本次水量監(jiān)測時,除借用上述原有的水文站外,尚需在合適的地點增設(shè)一些水文站.建議增設(shè)的水文站為(自上游至下游):引黃南干線出口頭馬營水文站、天池河好水溝水文站、西馬坊河壩門口水文站、東碾河靜樂水文站、獅子河嘉樂泉水文站、大川河古交水文站、汾河二庫水文站、揚興河陽曲鎮(zhèn)水文站、虎峪溝迎澤橋水文站、南沙河郝莊水文站、烏馬河龐莊水庫水文站、象峪河郭堡水庫水文站、櫻澗河尹回水庫水文站、龍鳳河龍鳳水文站共14處.
原有及增設(shè)的水文站除需按國家有關(guān)水文觀測規(guī)范進行觀測外,尚需對本流域內(nèi)以地表水為水源的各類用水進行調(diào)查統(tǒng)計,這樣才能比較清楚地了解汾河沿程的水量動態(tài)變化,也能了解究竟在汾河水庫及汾河二庫中有多少引黃水量.
2引黃工程沿程的水質(zhì)監(jiān)測
由于引黃水量需供給太原市城市生活用水,因此水質(zhì)對于引黃水是至關(guān)重要的.在施工階段,引黃工程管理局自1996年起已委托山西省水文水資源勘測局水環(huán)境監(jiān)測中心在沿程做了10個斷面14個點(其中萬家寨水庫3點、汾河水庫3點)的14處水質(zhì)監(jiān)測.今后仍需堅持長期監(jiān)測,并增加監(jiān)測站點及監(jiān)測次數(shù),而且在可能的條件下增加監(jiān)測的項目
在引黃工程沿線,原布設(shè)有寧化、東寨、靜樂等7處水質(zhì)監(jiān)測站,通常每年監(jiān)測4~6次,分析32個項目.鑒于引黃水質(zhì)工作的重要性,建議在水質(zhì)監(jiān)測工作中應(yīng)采取如下措施.
2.1增加水質(zhì)監(jiān)測站點
萬家寨引黃工程從萬家寨水庫中引水,但水庫上游有各大城市及廠礦的水污染影響,更有其回水末端準葛爾煤田排污的影響,而且污染程度有加大的趨勢,因此應(yīng)該在萬家寨水庫上游及庫區(qū)增加水質(zhì)取樣點,在進入汾河上游后,除保留原有水質(zhì)取樣點外,應(yīng)在各主要支流及城鎮(zhèn)設(shè)置水質(zhì)監(jiān)測點,以監(jiān)測水質(zhì)的動態(tài)變化.
2.2適當增加水質(zhì)監(jiān)測次數(shù)
因為引黃水為太原市居民生活飲用水源之一,因此應(yīng)高于水利部《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》(SL219—98)的監(jiān)測頻次要求,每月至少監(jiān)測2次,在汛期中因有面污染源(化肥、農(nóng)藥)影響,應(yīng)在汾河沿程各主要支流視情況增加測次,以確保安全.
2.3適當增加水質(zhì)監(jiān)測項目
由于萬家寨引黃工程的水源受黃河上游及汾河沿程污染的影響,進入汾河水庫的水流中污染物成分復雜,而我們目前沿用的只是常規(guī)的污染物監(jiān)測項目,像COD、BOD這類項目僅為水中有機污染的綜合指標.據(jù)發(fā)達國家的水質(zhì)監(jiān)測經(jīng)驗,水中微量(痕量)有機物,尤其是多環(huán)芳烴類有機物對人體健康的影響巨大,且在人體中有累積性,而且在汾河水庫中亦已發(fā)現(xiàn)有此類微量有機物,如苯,甲苯,1、2苯并噻唑等(詳見山西大學環(huán)境科學系:引黃輸水模式與毒物歸趨、毒理效應(yīng)關(guān)系研究報告,1999年12月),因此建議應(yīng)在汾河水庫水質(zhì)監(jiān)測中增加若干有機物及重金屬的監(jiān)測項目.
3引黃工程沿程的泥沙測驗
引黃工程是將黃河水引至汾河水庫后,從汾河水庫取水供太原市呼延水廠.據(jù)歷史資料,汾河水庫在汛期易發(fā)生異重流,而這對于引水無疑是一種威脅.另一方面,引黃水使得汾河上游的水量成倍地增加,而且增加的都是清水,這就有可能破壞汾河上游河道固有的水沙平衡關(guān)系,造成一定的泥沙侵蝕,也就更有利于汾河水庫中異重流的生成.因此,建議除汾河沿程各水文站加強泥沙測驗外,應(yīng)立即開展汾河水庫的異重流研究,包括異重流的生成、運移及利用異重流排沙問題的研究等.
4對汾河上中游水資源的統(tǒng)一調(diào)度和管理
按現(xiàn)行體制,引黃工程通水后,汾河上游地區(qū)(包括太原市)的水資源供求關(guān)系如下:水源組成有引黃水量、汾河上游原有的地表水量、太原市的地下水量及回用污水;供水方有萬家寨引黃工程管理局(引黃水)、省水利廳(汾河上游水即汾河水庫水)及太原市(太原市地下水及回用污水);用水方為太原市工業(yè)、城市居民及環(huán)境用水、汾河上游沿程用水及汾河灌區(qū)用水.這種十分復雜而又不相統(tǒng)屬的關(guān)系不利于有限的水資源的有效利用,也不利于社會經(jīng)濟的發(fā)展.為實施引黃通水后汾河上游水資源的統(tǒng)一管理,為使有限的水資源發(fā)揮更大的效益,建議如下.
第一,組建汾河上中游水文水資源數(shù)據(jù)的采集/傳輸/處理/查詢/通信系統(tǒng)及相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫,以作為水資源管理系統(tǒng)的基礎(chǔ).組建后的水文水資源數(shù)據(jù)采集/傳輸/處理/查詢/通信系統(tǒng)可集汾河上、中游流域的各類水文水資源數(shù)據(jù)于一體.在組建中,可參照國家防汛指揮系統(tǒng)及國家水文數(shù)據(jù)庫的經(jīng)驗.同時,在組建合適的計算機網(wǎng)絡(luò)后,即可有效地為引黃通水后的水資源統(tǒng)一調(diào)度決策服務(wù).
中圖分類號:D922.6 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)14-0321-01
一、加強水資源管理的意義
1.1 加強水資源管理成為有關(guān)水資源領(lǐng)域出現(xiàn)最為頻繁的詞匯。傳統(tǒng)的水資源管理概念有以下特點:首先,從整體上來看,他們都是以水資源開發(fā)作為主線,“保護”處于被動的地位;其次,視野相對狹窄,大多數(shù)概念只局限于水資源本身,缺乏復合系統(tǒng)下對水資源的綜合認識,以水論水;第三,缺乏生態(tài)環(huán)境的和水資源高效利用的內(nèi)涵?;诖耍P者認為,水資源管理就是為了滿足人類水資源需求及維護良好的生態(tài)環(huán)境所采取的一系列措施的總和。
1.2 水資源管理學是從學科角度對水資源管理進行系統(tǒng)研究的科學,是水資源管理知識體系,是建立在水文學、水資源學、管理學等諸多學科基礎(chǔ)之上的新的交叉性綜合性學科。通過水資源管理學的研究可以為提高水資源利用率和利用效率,保障水資源安全,通過水資源可持續(xù)利用支撐國民經(jīng)濟健康發(fā)展提供理論和實踐基礎(chǔ)。
二、水資源管理中存在的問題
2.1 開采地下水缺乏統(tǒng)一規(guī)劃
近年來,隨著人口的不斷增加,農(nóng)村人口逐步向城市轉(zhuǎn)移,城市用水一年比一年增多。由于地表水污染嚴重,以致造成地下水開采量逐步上升,國家一些大的能源和基礎(chǔ)設(shè)施的開工建設(shè)也使地下水的過度開采,已造成地面沉陷、水利工程防洪標準降低,嚴重影響人民群眾生命財產(chǎn)安全。
2.2 體制和政策上存在弊端
水資源的國家級管理體制上存在兩個問題:第一,未建立以經(jīng)濟手段為核心的管理體制和形成一系列的政策措施;第二,我國水資源管理目前處于分散的,沒有形成一個有權(quán)威的中央統(tǒng)一水管理體系。這種對水資源的分散管理體制存在許多弊病,水的開發(fā)是國家投資,用水卻是無政府狀態(tài),造成了用水浪費、水體污染、產(chǎn)業(yè)布局不合理等現(xiàn)象。
我國目前出現(xiàn)的水污染和水源緊張問題,大都與政策有關(guān)。長期維持的用水不花錢或少花錢的政策上,導致了全國水價過低,普遍用水浪費。在城市中缺乏強有力的節(jié)水政策措施,使城市工業(yè)和民用水量逐年上升并部分超量。水利用和水污染治理長期缺少明確的結(jié)合性政策,加劇了我國部分地區(qū)水體污染。雖然有“誰污染誰治理”的說法, 但除了不能嚴格執(zhí)行外,還缺少政策的完整性。
2.3 未能實現(xiàn)水資源的市場配置
我國雖然已經(jīng)從計劃經(jīng)濟體制步入市場經(jīng)濟體制,但由于人們一直認為水資源是取之不盡、用之不竭的資源,水資源一直被無償或低價使用,價格背離價值,不僅造成水資源嚴重浪費,而且影響經(jīng)濟社會發(fā)展。一是水價偏低?,F(xiàn)在對農(nóng)業(yè)用水免征水資源費,水利工程供水價格偏低。水價過低直接影響水資源的有效利用,導致水資源浪費。二是農(nóng)業(yè)用水浪費嚴重。由于用水計量設(shè)施安裝不到位,農(nóng)業(yè)水費仍然按每畝計收,用多用少一個樣,造成缺水和浪費水的現(xiàn)象并存。
三、水資源開發(fā)利用管理的對策
3.1 加強水資源規(guī)劃計劃管理
對水資源使用要做出科學合理全面的規(guī)劃計劃,統(tǒng)一考慮地表水、地下水、城市用水、農(nóng)業(yè)用水、生態(tài)用水,合理調(diào)劑豐水期與枯水期用水,制定科學的年度水量分配方案和調(diào)度計劃。對地下水的開采要嚴格限制,從嚴審批。嚴格執(zhí)行“先地表后地下、效率優(yōu)先”的原則,發(fā)展什么、限制什么,要講求水資源的投入產(chǎn)出比,實施效率最大化選擇。農(nóng)業(yè)、工業(yè)、商業(yè)用水要有區(qū)別,用地表水、地下水要有區(qū)別,用優(yōu)質(zhì)水、劣質(zhì)水要有區(qū)別,而生活用水在節(jié)約和提高用水效率的前提下,必須優(yōu)先給予保證,環(huán)境生態(tài)用水也要給予一定的保障。這樣,才能使有限的水資源永續(xù)使用。
3.2 降低工業(yè)用水量,提高水的重復利用率。
降低工業(yè)用水量的主要途徑是改革生產(chǎn)用水工藝,爭取少用水,提高循環(huán)用水率。如煉鋼廠用氧氣轉(zhuǎn)爐代替老式平爐,不但提高了鋼的質(zhì)量,而且用水量降低了86~90%?,F(xiàn)在世界上許多工業(yè)發(fā)達的國家都把提高工業(yè)重復用水率作為解決城市用水困難的主要手段。有的國家還輔設(shè)了專門供工業(yè)循環(huán)用水的管道,效果很好。我國近幾年來,對水的重復利用也逐步開展起來。在一些水源特別緊張的城市,水的重復利用率已達到較高水平,如大連市為79.5%,青島為77.3%,太原為83.8%,但整體水平還比較低,平均工業(yè)用水重復利用率僅為20~30%。 如果把全國工業(yè)用水的平均重復利用率從目前的20%提高到40%。每天可節(jié)水1300萬t,相應(yīng)地節(jié)省供水工程投資26億元,節(jié)水量和經(jīng)濟效益都是相當可觀的。提高工業(yè)用水重復利用率,不僅是合理利用水資源的重要措施,而且減少了工業(yè)廢水量,減輕了廢水處理量和對水體的污染。
3.3 實行科學灌溉,減少農(nóng)業(yè)用水浪費。
全世界用水的70%為農(nóng)業(yè)灌溉用水,但其利用率很低,浪費嚴重。據(jù)估計,全世界有37%的灌溉水用于作物生長,其余63%都被白白浪費。因此,改革灌溉方法是提高用水效率的最大潛力所在。渠道滲漏是世界各國在發(fā)展灌溉事業(yè)時遇到的共同問題。據(jù)國際灌溉排水委員會的統(tǒng)計,灌溉水滲漏損失量一般為15~30%,高的甚至達到50~60%。我國滲漏損失一般為40~50%,高的甚至達到70~80%。因此,防滲渠道和暗管輸水等工程技術(shù)的應(yīng)用可以得到明顯的節(jié)水效果。灌溉方式的改進,是農(nóng)業(yè)節(jié)水的重要途徑。60年代在以色列發(fā)展起來的滴灌系統(tǒng),可將水直接送到緊靠植物根部的地方,以使蒸發(fā)和滲漏水量減到最小。當前,國外灌溉節(jié)水技術(shù)的發(fā)展趨向是采用完整的灌溉排水管道系統(tǒng),它具有能源消耗少,輸水快,配水均勻、水量損失小,不影響機耕等優(yōu)點。此外,一些國家還研究了新的灌溉技術(shù),如涌流灌溉、水平畦田灌溉、采用自動升降豎管等。我國最新的研究表明,覆蓋滴灌對水的利用效率更高,是適合干旱半干旱地區(qū)的新型灌溉技術(shù)。
3.4 實現(xiàn)水資源信息化管理
可以建立三維仿真地形地貌,包括流域地形、地表結(jié)構(gòu)等,顯示水文站、雨情站、水文測點等位信息,河流、公路、鐵路等矢量線屬性,水庫、湖泊等面狀信息,樓房等塊狀信息?清晰地顯示流域的水資源總量、分布;可以測量距離、面積、緩沖區(qū)計算、空間信息查詢、剖面、水淹面積計算、蓄水量計算、庫容量計算。實現(xiàn)gis支持下的擴展的地理數(shù)據(jù)管理、分析、可視化和各種數(shù)學模型與科學計算功能,能支持空間信息查詢和屬性庫查詢和檢索,為實現(xiàn)水資源的優(yōu)化合理配置和統(tǒng)一管理,保障社會經(jīng)濟、水資源與生態(tài)環(huán)境之間協(xié)調(diào)、健康和有序發(fā)展起到良好的輔助決策作用。
3.5 為水利水資源的管理工作提供制度上的保證。