首页 > 文章中心 > 水资源论文

水资源论文

水资源论文

水资源论文范文第1篇

水利工程建成后,预计2010年年调水量为110亿立方米,主要用来解决沿线20个大中城市的生活用水、工业用水和综合服务业的用水,分配分别为40%、38%和22%。这样可以改善该地区的生态环境和投资环境,推动经济发展。用水指标的分配总原则是:改善区域的缺水状况、提高城市的生活水平、促进经济发展、提高用水效益、改善城市环境。根据2000年的统计数据,各城市的人口数量差异大,基本状况和经济情况也不相同,各城市现有的生活、工业和综合服务业的用水情况不同,缺水程度也不同(如表所示)

二.问题的分析

2.1关于背景的分析

我国是一个水资源短缺且分布很不均匀,南方地区水资源较为丰富,占到全国的80%以上,而处于干旱半干旱的北方地区,水资源十分匮乏,许多学者调研提出要彻底解决中国北方水资源短缺的问题,不需采取跨流域调水,即“南水北调,南水北调工程2002年末正式动工,此举将极大化解北方城市的供水压力,在为工业服务业提供水资源的同时,也将大大提高居民的生活和城市环境,它不仅可以长生巨大的经济效益,而且其长远的社会和生态效益更无法估量。

2.2问题一分析

要综合考虑各种情况,给出2010年每个城市的调水分配指标,使得各城市的总用水量情况尽量均衡,我们考虑让每个城市都能供上足够的水,首先假设110吨全部用来解决这20个城市的用水问题(其中包括生活用水,工业用水及其服务业用水),“尽量均衡”的意思就是说让更需要水的城市多得到供水。由此为了更好的分配110吨水资源我们分别预测2010年的人口,工业情况以及服务业情况,再假设人均生活用水量,万元,服务业用水,万元工业增加值用水,均保持不变,即可预测生活用水,工业用水及其服务业用水的情况,再根据相加求和即可得到该城市总用水量,再根据求权重依次分配。

2.3问题二分析

由于各城市的基本状况和自然条件不同,对相同的供水量所产生的经济效益不同,从经济效益的角度,要注意到,每个城市的工业和综合服务业的发展受产业规模的限制,不可能在短时间内无限制的增长这一特点,我们采用logstic模型进行分析。工业产值及其服务业均可用灰色系统模型进行预测。

三.模型的建立

3.1预测2010年人口的模型

3.1.1模型的假设

1)假设各个城市人口自然增长率保持不变。

2)假设个个城市间人口数相对平衡,相互独立,互不影响。

3.1.2符号说明

1)x(t)为第t年某个城市的人口数

2)r(x)为自然增长率,是自然资源和环境条件所能容纳的最大人口数量。

3.1.3模型的建立

于是有:

(1)

对的一个最简单的假定是,设为的线性函数,即

(2)

设自然资源和环境条件所能容纳的最大人口数量,当时人口不再增长,即增长率,代入(2-2)式得,于是(2-2)式为

(3)

将(2-3)代入方程(2-1)得:

(4)

解方程(2-4)可得:

(5)

3.1.4模型的求解

为了对以后一定时期内的世界人口数做出预测,我们首先根据所给的数据依次求的全部城市的人口数。记为x=x(i,t)为第i个城市在第t年的人口。

将2000年看成初始时刻即,则2001为,以次类推,以2010年为t=10作为终时刻。用函数(5)对表3.1.1中的数据进行非线性拟合,运用Matlab编程得到相关的参数,可以算出可决系数(可决系数是判别曲线拟合效果的一个指标):

3.2预测2010年工业总产值和服务业总产值的logstic模型

3.2.1模型假设

1)工业产值和服务业产值也按logistic模型增长。(经过大量的资料证明工业产值和服务业产值的增长率在前面是逐渐的变大,后逐渐变小这符合logstic模型的增长趋势。)

3.2.3模型的建立

把上面第i个城市第t年的工业产值和服务业产值分别记为I(i,t){industry}S(i,t)[],则把第i个城市的人口增长模型中的x(t)改写成工业总产值和服务业总产值的logstic模型。

3.3综合调水问题

3.3.1模型的假设

1)个城市之间相互独立互不影响。

2)假设个城市人口,工业产值,服务业产值增长率保持不变。人口用水量不随时间变化,工业万元增长用水不变和服务业万元用水不变。

3)水只能一次性利用,不考虑循环利用。

4)个城市都处于缺水状态,都从外地调水,之间并不存在互不调水的问题。

3.3.2符号约定

3.3.3模型一的建立

为了使最大限度的使该地区的经济达到快速发展即

已知生活用水,工业用水以及服务业用水分配时所占的比例0.4,0.38,0.22

所以得

我们将人的生活用水按个城市所占人口平均分配,即

设人均产值为k则

(其中x为工业产值,y为综合服务业产值,rwei人口数)

设第i个城市的人均产值增加为

令为第i个城市在第n年的人均产值

(式中的n不是次方,而是第n年的含义)

设c为贫富差距,(一常数)为起初的贫富差距

贫富差距C定义为

为了不使贫富差距拉大我们要求

则得到一个规划问题

目标函数:

然而,我们考虑到居民日常生活用水,工业用水以及综合服务业对水的污染程度有所不同,我们的出了第二个模型如下

3.3.4模型二的建立

三者对单位体积的水所带来的污染程度(污染后单位体积的水的净化费用)分别记为,则总的污染损失

第i个城市的总污染程度记为则

目标函数则为

设(其中除去污染因素损失的净经济效益)

则优化模型改写为

四.模型的求解

4.1生活用水的分配

生活用水我们按人数平均分配已知生活水的比例0.40,则

根据得出下表如下:

五.模型检验及其结果分析

5.1模型的检验

随着时间的增长我们发现人均产值在变小,人民生活用水质量不会差异很多,贫富差距会越来越小。

5.2模型结果分析

结果较为准确,到2010年20个城市工业调水最多的是第20个城市

六.模型优缺点分析

6.1模型的及其不足之处之处

模型一中按城市人口平均分配生活用水,虽然有所不足,但是能化简问题,使问题得到了很好的解决。

模型一可以看成模型二的特例,当很小时,可以忽略。的值要具体分析应用,由于地域不同可能会不一样。

模型没有考虑增速变化的情况,而且没有考虑水资源的循环利用问题,在全国实行科学发展观的今天我相信的值会越来越小。

6.2模型的优点

1)用logstic模型人口,预测工业和服务业较为准确,因为增长率按照时间在降低,就像美国的经济一样,总有一天会出现停滞状态,也就是说增长了最后会变成0,但是不是说绝对的这只是一个阶段的变化而已。

2)本模型考虑了环境污染的问题,用单位体积净化的成本来表述污染的程度,此处为本模型创新之处。

七.模型的改进

7.1关于2010年个数据的预测

可以用灰色系来预测2010年的工业产值及其综合服务业总产值,由于计算复杂所以采用简单的logstic预测。

7.2关于线性规划模型

计算过程中遇到了的的大小,可已经一步修正。

7.3运算运用矩阵

可以用matlab7.0直接求出二十个城市的情况。

参考文献

[1]姜启源等,数学建模(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2003

[2]郑錬,当代数学若干理论和方法[M].上海:华东理工大学出版社2002

[3]中国水利资源公报2009./WaterRes/2009

[4]刘昌明,21实际中国水文科学研究的新问题新技术和新方法[M],2004

[5]邢飞等,“南水北调“水的分配方案[JA],北京:东北水利水电报(第25卷271期)2007

水资源论文范文第2篇

我国水资源问题更加严重。目前我国600多个城市中,400多个城市存在供水不足问题,其中比较严重的缺水城市达110个,全国城市缺水总量为60亿立方米,影响工业产值2300亿元,农业灌溉每年缺水达到300亿立方米,直接影响粮食生产稳定和发展。据预测,2030年中国人口将达到16亿,届时人均水资源量仅有1750立方米,水资源开发利用将达到极限。水污染加剧了我国水资源供需矛盾,目前,50%的地下水被污染,70%以上的地表水属于四类以上的水质,90%以上的城市水域污染严重。此外,地下水超采引起的环境问题日益突出,部分地区出现海水倒灌,如华北地区形成的地下漏斗世人瞩目。

上述问题的解决,一靠科学技术,二靠科学的管理。技术的发展是一个缓慢的过程,加强科学管理能起到投资少、见效快、效益大的作用,何况水利科技的发展,在很大程度上也受到管理的制约。

应该承认,目前我国很重视水资源管理工作,也取得了一定的成效,但也必须承认,目前的水资源管理工作,无论是理论上还是实践上,都与现实的要求相差甚远,开展水资源管理系统研究,系统总结水资源整理水资源管理的知识体系,建立水资源管理学,指导我们的工作,迫在眉睫。建立水资源管理学是十分必要的。

2、水资源管理学研究对象与研究内容

2.1水资源管理与水资源管理学

关于水资源管理的概念,尽管我们用的很多,但目前学术界尚不统一。《中国大百科全书》是权威的工具书,在不同的卷中,有不同的解释。

水资源管理是“水资源开发利用的组织、协调、监督和调度。运用行政、法律、经济、技术和教育等手段,组织各种社会力量开发水利和防治水害;协调社会经济发展与水资源开发利用之间的关系,处理各地区、各部门之间的用水矛盾;监督、限制不合理的开发水资源和危害水源的行为;制定供水系统和水库工程的优化调度方案,科学分配水量”(陈家琦等)(水利卷)

为防止水资源危机,保证人类生活和经济发展的需要,运用行政、技术、立法等手段对淡水资源进行管理的措施。水资源管理工作的内容包括调查水量,分析水质,进行合理规划、开发和利用,保护水源,防止水资源衰竭和污染等。同时也涉及水资源密切相关的工作,如保护森林、草原、水生生物,植树造林,涵养水源,防止水土流失,防止土地盐渍化、沼泽化、砂化等(李宪法等,)(环境科学卷)。

运用、保护和经营已开发的水源、水域和水利工程设施的工作。水利管理的目标是:保护水源、水域和水利工程,合理使用,确保安全,消除水害,增加水利效益,验证水利设施的正确性。为了实现这一目标,需要在工作中采取各种技术、经济、行政、法律措施。随着水利事业的发展和科学技术的进步,水利管理已逐步采用先进的科学技术和现代化管理手段(李石等)

作者认为,目前关于水资源管理的概念很多,但在内涵和外延上存在不同的差异。水资源管理具有时代的内涵,不同时代,水资源管理概念是不同的。在古代,偏重于干旱洪涝灾害的管理,此时一切活动都围绕其进行,大禹治水的故事流传至今,不仅仅说明了大禹治水的精神可颂扬,在一定程度上也说明,洪涝灾害依然是威胁我们中华民族生存的大问题。随着人口的不断增多,经济的迅速发展,淡水相对于人的需求供给不足,水向水资源转变,水具有了经济内涵,此时,人类面临的问题除了干旱洪涝灾害之外,增加了水资源短缺问题,为了增加水资源供给,人类加大了水资源开发力度,在一定程度上缓解了水资源的供需矛盾,但同时带来了新的问题:生态环境的恶化,生态环境恶化正在蚕食人类的文明。目前,人类同时面临着干旱洪涝灾害、水资源短缺、生态环境恶化等多重危害,水资源管理必须解决这个问题。如果仅仅以水论水,解决我们面临的困境几乎是不可能的。所以,水资源管理中的“水资源”,不仅仅包括通常我们所说的可供人类利用的淡水资源,而且应该包括能够被人类可利用的一切水,如海水、污水、微咸水、洪水等,只有将水资源管理放在与水有关的复合系统之中,从综合的角度出发,采取协调的手段才能解决人类对水资源需求问题。

从这个角度来看,上述概念都存在存在时代的烙印,与现代水资源管理要求存在一定的差异。陈家琦的定义偏重于开发利用,而且对水资源管理的内容进行了部分阐述;李宪法的定义,是以解决水资源危机为出发点的;李石的定义最终落实在“开发的水源、水域和水利工程设施”上,范围更加狭窄。用现代认识水平来看,这些概念既有一定的合理性,也存在完善补充的问题。

从整体上来看,这些定义以水资源开发作为主线,保护的目的是为了更好的开发,保护为开发服务,“保护”处于被动的地位;其次,视野相对狭窄,此概念大多只局限于水资源本身,缺乏复合系统下对水资源的综合认识,以水论水;第三,生态环境的概念缺乏;第四,资源高效利用问题没有提到应有的地位;第五,概念尚需要进一步精练,在解释水资源管理概念的同时,有的将水资源管理的包含的内容也纳入进去,需要进一步提炼。

作者认为,所谓的水资源管理,就是为了满足人类水资源需求及维护良好的生态环境所采取的一系列措施的总和。

目前,关于水资源管理,我们开展了系列的工作,进行了理论上的探讨,积累了不少的经验,形成了大量的知识,但水资源管理否能已经成长为“学”呢?,尚缺乏系统的探讨。作者认为,水资源管理学是否成立,主要取决于水资源管理学是否具有明确的区别于其它学科的研究对象,只有明确的研究对象,水资源管理才能渐渐成长为水资源管理学。

作者认为,水资源管理学已经清晰的研究对象,就是研究水资源高效利用保护的各种措施规律,水资源是管理的对象,也是水资源管理学管理的核心。水资源管理学是管理水资源知识体系,其理论基础包括系统论、可持续发展理论、超生命周期理论等。

2.2水资源管理学研究内容

水资源管理学作为一门正在成长的学科,研究内容至少应包括以下诸方面:

(1)水资源数量管理和质量管理

其包括水资源数量管理,水资源质量管理,以及水资源数量和质量综合管理。

(2)水资源法律管理

水资源法律管理,是通过法律手段强制性管理水资源行为,在水资源管理学中,水资源法律管理占有重要地位,其主要内容包括国内外水资源法律的比较、水资源法律演进、水资源法律具体内容、水资源法律存在的问题与改进等等

(3)水资源权属管理

水资源权属管理是水资源管理学的重要内容,包括水权的分配、交易、管理等。

(4)水资源行政管理

水资源行政管理,是通过行政手段对水资源管理的行为,是以水资源管理行政体制为研究核心,重点研究中央和地方行政关系、以及涉水管理部门协调管理的问题,实现政府管理“到位”而不“越位”等。流域管理和水务管理理论与方法也是行政管理的重要研究内容。

(5)水资源规划管理

水资源规划,是对水资源开发利用未来科学描述。水资源管理学中的水资源规划,主要研究水资源规划的理论与方法,如水资源规划的内容、原则、水资源规划的方法、水资源规划实施的保障等。

(6)水资源配置管理

水资源配置,是水资源可持续利用的核心内容之一,他是以水资源承载力为基础平台的水的的分配,在水资源配置过程中,由于我们长期挤占了生态用水,必须给予认真的考虑和回补。水资源优化配置的理论与方法能为水资源配置提供理论基础和指南。

(7)水资源经济管理

水资源经济管理就是通过经济手段对水资源利用进行调节和干预。包括水资源价值理论、水资源经济管理体系、节水效益分析、水资源折旧、排污收费等等。

(8)水资源投资管理

水资源投资是维护水资源的重要保障,水资源投资管理主要包括与水资源投资有关的资金的筹措、资金的利用效率、资金的回收、资金的增(保)殖、资金投入对国民经济的影响等等。

(9)水资源风险管理

水资源开发利用与保护,既有自然风险,如干旱、洪水等,也有由于人为的作用产生的人为的风险,如设备出现故障导致供水中断等,水资源风险管理研究这些风险的产生、降低甚至消除,提出风险发生情况下采取的应急对策措施。

(10)水资源利用保护技术管理

主要包括城市节水技术管理(工业、城镇生活节水)、农业节水技术管理、污水处理技术管理以及水资源配置技术、水利技术发展战略等等。

(11)水资源工程管理

我国的水利工程遍布江河南北,这些工程布局是否合理缺乏全局性的分析和研究。水资源工程管理就是结合社会、经济、环境等特点,研究水资源工程如何布局的理论与方法。在水资源工程布局过程中,要将产业布局、产业结构、产业制度和产业规模等作为重要因素加以考虑,谋划优化的水资源工程布局,取得高的综合效益。

(12)水资源数字化管理

随着信息技术的飞速发展,水资源的管理必将有传统的管理走向数字化管理,“3S”技术在水资源管理中将日益普及。水资源数字化管理就是如何利用现代信息技术管理水资源,提高水资源管理的效率。数字河流(湖泊)、工程仿真模拟、遥感监测、决策支持系统等是水资源数字化管理的重要内容。

(13)行业水资源管理

水资源具有多种功能,不同行业由于水资源利用方式、利用技术、利用效益等诸多因素的差异,对水资源管理也不相同,水资源管理具有一定的行业特点。行业水资源管理就是分行业研究水资源管理,如农业水资源管理、水资源景观管理、工业水资源管理等等。

(14)国际水资源管理

世界有众多的国际河流,国际河流的开发利用,由于涉及到相关的国家,上下游之间的矛盾处理更加复杂,水资源管理更具有特殊性。国际水资源管理,是以国际河流为研究对象,研究其开发、利用、保护和协调等相关问题。

(15)水资源综合管理

涉及到水资源部门、行业和领域极其广阔,对水资源管理不能就就水论水,必须将其放在社会、经济、环境等复合系统中进行处理。森林管理、湿地管理、妇女在水资源管理中作用、WTO条件下水资源管理、水资源纳入国民经济核算体系、根据水资源状况通过国际国内市场进行水资源贸易(包括间接贸易,如进口高耗水产品,出口低耗水商品等),等等,是水资源综合管理的重要内容。

3、水资源管理学与相关学科关系

3.1水资源管理学与水资源学的关系

水资源学是一门综合叉性学科,目前该学科还没有完全定型,正处于成长时期。通常认为,水资源学是对水资源进行评价并制定综合开发和合理利用规划,解决水资源供需矛盾,以及对水资源实行科学管理和保护经验的系统总结所形成的知识体系。水资源学的基本理论体系是建立在水资源本身存在、运移、转化和调控的基本规律与系统论的基本观念和方法的结合上,研究的重点是建立在系统论基础上对水资源系统评价、开发和最优调控的基本规律。

水资源管理学与水资源学既有区别也有联系。他们在研究方向上有一定的交叉性,交叉点是水资源管理。水资源管理学是自然科学和社会科学的综合叉科学,在形成水资源学的过程中,也渐渐形成了水资源管理的知识体系,水资源管理学渐渐成长。他们的主要区别在于水资源管理学所涉及的面更广泛,而且水资源管理学与管理学存在密切的关系。

3.2水资源管理学与管理学的关系

管理科学是一门应用多学科与多领域理论、方法、技术和知识的综合叉科学,其目的就是研究人类利用有限资源实现组织目标的管理活动方面的动态、复杂和创新的社会行为及其规律(国家自然科学基金委员会,1995)。人的管理是管理学重要研究内容。

水资源管理学中的管理对象是水资源,而管理学中管理的对象是人,这是两者的主要区别,但管理是要靠人的智慧。因此,管理学的原理可以为水资源管理学提供一定的理论支撑,水资源管理学的发展为管理学延伸提供新的增长极。

水资源管理学也是管理学的一个分支。

3.3水资源管理学与水文学的关系

水文学是研究地球上水的时空分布与运动规律并应用于水资源开发利用与保护的科学,作为水利科学的一部分,水文学的重要内容是地面水与地下水的观测、评估与预测,并为规划与管理提供依据。

水资源管理学需要水文学的支持,水文学为水资源管理学提供基础数据,水资源的管理就是以水文学提供的各种数据为依据进行调控管理水资源,水资源管理学的基础是水文学,两者关系非常密切。但水资源管理学所涉及的内容比水文学研究的范围更广泛。

4、结语

水资源管理学是多学科交叉的年轻的学科,其发展具有很大的现实推动力和潜力,目前学术界尚未引起高度重视,相应的研究成果也不多见。作者初论水资源管理学,意在抛砖引玉,希望引起学术界的关注和探讨,推进水资源高效利用和保护。值得说明的是,作者及其同事合作成果《水资源管理学导论》即将完稿,并出版发行,但愿能为《水资源管理学》的发展贡献微薄之力。

参考文献

姜文来,水资源价值论,北京:科学出版社,1999

姜文来,杨瑞珍著,资源资产论,北京:科学出版社,2003

王浩,王建华,秦大庸等,现代水资源评价及水资源学学科体系研究,地球科学进展,2002,12(1)

国家自然科学基金委员会,水利科学,北京:科学出版社,1994

水资源论文范文第3篇

通过利用水资源利用效率评估模型对2012年全国299个地级城市进行水资源利用效率评价,2012年我国地级城市水资源利用效率的评估结果分示我国地级城市水资源利用效率分布图,将水资源利用效率计算结果按照效率指数值的高低分为以下5个等级。

(1)水资源利用效率高:效率指数值在3.28~4.70,主要分布在我国山东省、山西省、河北省、陕西省、河南省以及内蒙古自治区等地区,具体分布和排名

(2)水资源利用效率较高:效率指数值在3.11~3.27,主要分布于我国河北、河南、湖北和安徽等地区,具体分布和排。

(3)水资源利用效率中等:效率指数值在2.95~3.10之间,主要分布在我国安徽、广东、甘肃、江苏、辽宁、四川等地区,具体分布和排名

(4)水资源利用效率较低:效率指数值在2.82~2.94之间,主要分布在我国广东、湖南、贵州、江苏、云南、甘肃等地区,具体分布和排名。

(5)水资源利用效率低:效率指数值在0.50~2.81之间,主要分布在我国广西、黑龙江、江西和新疆等地区,具体分布和。

2全国地级城市水资源利用效率比较

为了更加直观分析全国城市水资源利用效率存在差异,对27个省(自治区)的用水效率等级城市比例进行统计。可以看出山西省、山东省和陕西省所辖的地级城市水资源利用效率高等级比例均大于60%,其中山西省的10个地级城市水资源利用效率等级均为用水效率高。河北、河南、内蒙古、浙江、辽宁、安徽、吉林、四川所辖的地级城市水资源利用效率高和较高等级比例之和均大于50%,表明这些地区水资源利用效率水平高于全国平均水平,湖北、江苏、青海的水资源利用效率处于全国平均水平,而广东、福建、新疆、贵州、湖南、海南所辖地级市水资源利用效率主要为用水效中或者较低等级低于全国水资源利用效率的平均水平,具有一定的节水潜力。宁夏、江西、广西、所辖地级城市的水资源利用效率低等级比例大于60%,其中广西和所辖地级城市水资源利用效率等级均为低,具有很大的节水潜力。通过对全国299个地级城市用水效率分布进行统计分析认为:我国水资源利用效率存在明显的区域差异,在极其缺水的华北地区和经济发达的华东地区水资源利用效率较高,水资源相对较丰富和经济欠发达的中、西部地区水资源利用效率较低,导致中国水资源利用效率存在区域差异的重要因素是地区水资源稀缺程度和地区经济发展水平的差异。此结论与2006年,清华大学21世纪发展研究院、中国科学院中心联合课题组在《新的流域治理观:从“控制”到“良治”》一文中指出的结论相一致,即水资源利用效率存在差异的原因在于水资源可得性大小、越是水资源易于获取、水资源丰富的地区,用水浪费严重,水资源利用效率较低,相反,在水资源越是不易得到、水量越是匮乏的地区,水资源利用效率越高。同时经济发展水平是水资源利用效率的主要影响因素,较高的经济发展水平,伴随着较高的城镇化率,非农产业比例大,耗水大户农业用水比重小,因而其用水效率比较高;发达地区产业积聚效应和较高的管理水平,使得供用水的规模效益较大,单位水资源的经济产出较高,同时,经济发展水平较高,地方投资能力较强,会有更多资源用于供水和治污等基础设施的建设,有利于提高水资源利用效率,节约水资源。对于经济较为落后的地区来说,城镇化率较低,农业比重高,第三产业发展水平低,技术和管理水平较为落后,导致用水效率较低;而且欠发达地区和环境及人口压力大,基础设施和水资源保护的投入不足,依赖水资源而生存的压力远高于水资源可持续利用的重要行,因而水资源利用方式粗放,效率低。

3地级城市水资源利用效率影响指标因子分析

水资源论文范文第4篇

目前,在世界各大洲,都有收集雨水解决生活和生产用水的成功做法。国外一些发达国家在城市雨水资源化和雨水的收集利用方面的经验和方法,对解决我国缺水问题很有借鉴意义。(1)美国的雨水利用。美国的雨水利用常以提高天然入渗能力为目的。1993年大水之后,美国兴建地下隧道蓄水系统,建立屋顶蓄水和由入渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统,让洪水迂回滞留于曾经被堤防保护的土地中,既利用了洪水的生态环境功能,同时减轻了其他重要地区的防洪压力。美国的关岛、维尔金岛广泛利用雨水进行草地灌溉和冲洗。美国不但重视工程措施,而且制定了相应的法律法规对雨水利用给予支持,如制定了《雨水利用条例》。条例规定了新开发区的暴雨洪水洪峰流量不能超过开发前的水平,所有新开发区必须实行强制的“就地滞洪蓄水”。

(2)德国的雨水利用。德国的雨洪收集利用技术是最先进的,基本形成了一套完整、实用的理论和技术体系。利用公共雨水管收集雨水,采用简单的处理后,达到杂用水水质标准,便可用于街区公寓的厕所冲洗和庭院浇洒。另外德国还制订了一系列有关雨水利用的法律法规。如目前德国在新建小区之前,无论是工业、商业还是居民小区,均要设计雨水利用设施,若无雨水利用措施,政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费。

(3)丹麦的雨水利用。丹麦98以上的供水是地下水,但是地下水开发利用率都比较低,一些地区的含水层已被过度开采。为此在丹麦开始寻找可替代的水源,以减少地下水的消耗。在城市地区从屋顶收集雨水,收集后的雨水经过收集管底部的预过滤设备,进入贮水池进行储存。使用时利用泵经进水口的浮筒式过滤器过滤后用于冲洗厕所和洗衣服。

(4)日本的雨水利用。日本于1963年开始兴建滞洪和储蓄雨水的蓄洪池,许多城市在屋顶修建用雨水浇灌的“空中花园”,有些大型建筑物如相扑馆、大会场、机关大楼,建有数千立方米容积的地下水池来储存雨水,以充分利用地下空间。而建在地上的也尽可能满足多种用途,如在调洪池内修建运动场,雨季用来蓄洪,平时用作运动场。近年来,各种雨水人渗设施在日本得到迅速发展,包括渗井、渗沟、渗池等,这些设施占地面积小,可因地制宜地修建在楼前屋后。在日本,集蓄的雨水主要用于冲洗厕所、浇灌草坪,消防和应急用水。日本于1992年颁布了“第二代城市下水总体规划”,正式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分;要求新建和改建的大型公共建筑群必须设置雨水就地下渗设施泰国在20世纪80年代,建造了0.12亿多个2m3的家庭集雨水缸,解决了300多万农村人口的吃水问题。在澳大利亚、加拿大、瑞典、印度、以色列、巴西和墨西哥等国家,采取修建小型水池、水仓、塘坝、淤地坝等工程措施,拦蓄雨水进行灌溉,都取得了良好的效果。

综上所述,国外发达国家城市雨水利用的主要经验是:建立了完善的屋顶蓄水和由人渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统;制定了一系列有关雨水利用的法律法规;收集的雨水主要用于冲厕所、洗车、浇庭院、洗衣服和回灌地下水。

2我国雨水利用情况评述

我国的农民在长期的抗旱实践中,积累了丰富的利用雨水的经验,创造了水窖、水窑、水池等小型和微型蓄水工程形式,用于解决生活饮水问题。真正意义上的雨水利用研究与应用开始于20世纪80年代,发展于90年代。雨水集蓄利用工作从试点示范到规模发展,大致经历了以下4个阶段:

(1)试验研究阶段。2O世纪8O年代,通过对相关技术的试验研究,论证了雨水集蓄利用工程的可行性和可持续性,提出雨水集蓄利用的理论与方法,取得了一批实用成果,为雨水集蓄利用工作的开展奠定了理论和技术基础。

(2)试点示范阶段。2O世纪9O年代,甘肃、宁夏省区在试验研究的基础上,进一步开展试点示范工作,使雨水集蓄利用从单项技术发展为农业综合集成技术;从单一的利用模式走向高效综合利用;从理论探讨、技术攻关走向实用阶段,找出了一条干旱山区农业和社会经济发展的新路子。

(3)推广应用阶段。1997~1998年,财政部、水利部联合组织的雨水集蓄利用试点工作带动了西北、西南、华北地区雨水集蓄利用工作迅速发展,工程建设开始从零散型向集中联片型发展。

(4)蓬勃发展阶段。2000年,水利部编制了《全国雨水集蓄利用“十五”计划及2010年发展规划》。2001年7月,中国水利学会雨水专业委员会成立大会暨雨水利用国际学术交流会在兰州市隆重召开。2001年9月,水利部农村水利司在广西百色市召开了全国雨水集蓄利用现场会。雨水集蓄利用工作进入一个崭新的阶段。

3我国雨水集蓄利用取得的成效、存在的主要问题及其对策

(1)雨水集蓄利用是改善山丘区农业生产条件,增强抗御自然灾害能力的有效措施。就农村而言,雨水集蓄利用主要用于缓解水资源紧缺、解决农村生活用水问题,实施补充灌溉,提高农作物产量,改善群众的生活生产条件,促进农村经济发展。据不完全统计,到2001年,全国共建成水池、水窖、小塘坝等小微型水利工程0.12亿处,蓄水容积160亿m。,解决了0.36亿人及0.25亿头牲畜的饮水问题,发展抗旱保苗补水灌溉面积264.67万hm。,为0.3亿人创造了较稳定的水利条件,使得干旱缺水地区群众温饱问题的解决有了坚实的物质保障。开展雨水集蓄利用工作,是干旱、半干旱地区,在非常缺水的状况下,解决人畜饮水和发展灌溉的重要途径。

(2)雨水集蓄利用是促进农业结构调整、增加农民收入的有效措施。雨水集蓄利用的实施,使得许多缺水地区农民有条件种植蔬菜、瓜果等高效经济作物。不少干旱地区兴建雨水集蓄利用工程后,有些农户办起了养猪场、养鸡场及生产酱油、醋的作坊,农民生活、生产条件有了大的改善,取得了良好的经济效益。

(3)雨水集蓄利用是改善生态环境的重要内容。雨水集蓄利用工程在基础设施建设、改善生态环境方面都能发挥重要作用,并且能够逐步使西部干旱缺水山丘地区的农业产业结构从单一的种植业向农、林、牧、副、渔等各业全面发展,有效地减少了毁林开荒,推进了坡改梯等生态保护措施。雨水集蓄利用工程使农民由广种薄收逐步走向精耕细作,合理开发利用水土资源,有利于在水土流失区实施退耕还林还草,遏制对生态环境的破坏。

雨水集蓄利用目前存在的主要问题如下:

(1)资金紧张。投入不足是影响这些地区发展集雨工程的主要制约因素,国家、集体和个人应多渠道筹集资金。目前每年能发展的雨水集蓄利用面积不足2O万hm2,与发展要求不相适应。加大投入是搞好雨水利用的一项关键措施。国家财政的投资比例应适当增加,尽可能安排专项资金予以扶持。同时现行的扶贫、农业综合开发等项资金可考虑向这方面倾斜。还可以制定一些激励政策,鼓励个人、私营企业和社会各界筹资或募捐兴建雨水集蓄利用工程。

(2)雨水集蓄利用工程的规划、设计与建设不规范。部分雨水集蓄利用工程由于规划布局不合理出现蓄不上或蓄不满水的现象。从全局出发对当地水资源状况及开发利用情况、可建工程的潜力、布局和工程形式,进行深入地调查,针对不同地区的自然、社会、经济等条件,因地制宜地搞好工程的规划布局,选择好工程形式,确定技术标准,分步实施。既要发挥雨水效益;又要量力而行,保证雨水集蓄利用可持续发展。制定适合当地的雨水集蓄利用技术规范,根据技术规范和当地的实际情况,加强技术指导、人员的培训与技术交流,及时总结经验,使得雨水集蓄利用向规范化和科学化方向发展。

4几点建议

借鉴发达国家的经验,为了合理、充分地利用雨水资源,实现西部干旱缺水地区水资源的可持续利用,使雨水资源化,特提出如下建议:

(1)建立良性的雨水利用运行机制。各级政府要深化产权制度改革,对于户建工程,按照“谁建设,谁所有,谁受益”的原则,由政府颁发产权证;对于联户兴建的工程,则由受益户共同制定管理公约,推举责任心强、懂技术、会管理的受益户进行管理。各级政府应尽早制定《雨水利用条例》。在《雨水利用条例》中规定新建小区,无论是工业、商业还是居民小区,均要设计雨水利用设施等内容。

(2)加强雨水利用的理论研究。尽管雨水利用历史悠久但实践超前理论,雨水利用的科学研究还很滞后,不能满足雨水利用的客观需求,今后应予以加强。

(3)提高雨水的利用率。只有雨水收集系统而没有雨水处理和回用系统是无法实现雨水资源的合理利用的,应将雨水集蓄利用工程与节水灌溉、水土保持及生态环境建设相结合,提倡一水多用,促进水资源的高效利用,使有限的水资源尽可能发挥最大的作用。要根据当地实际情况,采取不同形式雨水集蓄利用技术,能蓄则蓄,能拦则拦,以小、微型水利工程为主,充分利用当地的雨水资源。收集的雨水可以直接或经适当处理后用于冲厕所、洗车、浇庭院、洗衣服、浇绿地、消防和回灌地下水。

参考文献

[1]张敦强,龚盂建、我国雨水集蓄利用的实践与探索EJ].中国农村水利水电,2001,(9).

[2]王浩,杨爱民、国内外城市雨水利用情况评述[J].北京科协,2002,(10)、

水资源论文范文第5篇

随着经济社会的发展,我国水资源问题特别是水资源短缺的问题日益突出,对水资源进行合理开发、高效利用、优化配置、全面节约、有效保护和综合治理,已成为一项重要的战略任务。加强水资源管理,从根本上解决我国水资源问题,首先必须实现水资源管理的信息化和现代化。2001年4月,正式启动的水资源实时监控系统试点建设表明,我国水资源管理信息化、现代化建设又迈出了坚实的一步。第一批试点单位有水利部黄河水利委员会、水利部海河水利委员会、水利部太湖流域管理局、江苏省水利厅、辽宁省水利厅。为保证试点建设顺利进行,成立了由海委牵头的技术协作组,由10多位专家组成项目咨询专家组。一、水资源实时监控系统试点建设启动的意义水资源实时监控系统试点建设的启动,是新形势下推进水利现代化建设的一项重要举措,是实现由传统水利向现代水利转变的需要,是实现水资源优化配置和科学管理的需要,是水行政主管部门实现政府职能转变和提高决策水平的需要,是实现资源共享、促进国民经济协调发展的需要。水资源实时监控系统是以信息技术为基础,运用各种高新科技手段,对流域或区域的水资源及相关的大量信息进行实时采集、传输及管理;以现代水资源管理理论为基础,以计算机技术为依托对流域或区域的水资源进行实时监测、优化配置和科学调度;以远程自动控制技术为依托对流域或区域的重要水利工程进行控制操作。在系统建设中,有效和实时的数据是实现水资源优化配置的基础和前提;数学模型是水资源实时监控系统的决策工具;系统本身还要求具有拓展性和兼容性,以适应发展的需要,并满足不同用户的需求。水资源实时监控系统的核心是实现水资源的优化配置,保障水资源的可持续利用,并以水资源的可持续利用支撑经济社会的可持续发展。系统的功能就是实现水资源优化配置手段现代化。二、水资源实时监控系统试点建设的特点水资源实时监控系统建设是一项复杂的系统工程,涉及面广、综合性强。项目启动时,水利部就对系统建设提出明确要求:一是统一规划、分步实施、试点示范、全面推进;二是坚持先进性与适用性结合,注重高新技术的应用,坚持高起点;三是积极借鉴国外成功的经验,注重引进与自主开发相结合;四是充分利用已有的工作基础和相关行业的信息资源,建立规范的信息库,实现优势互补,资源共享;五是紧密结合生产实际,注重发挥科研机构、高等院校的优势,鼓励跨行业、跨领域的联合攻关;六是建立良好的运行管理机制和制度。试点建设启动以来,各试点单位按照要求,在系统建设方面大胆探索,稳步推进。1.统筹规划,注重实效水资源实时监控系统试点建设的特点之一,就是各试点单位均将系统建设作为水利信息化建设的重要内容,结合本流域或区域的特点和实际情况,制订了具体的系统建设规划和实施方案。规划方案从实际出发,在建设内容安排上,充分考虑现有工作基础、系统目标需求,针对本流域或区域的经济发展水平和水资源管理中的重点问题,进行系统设计,制订分期实施计划,确保试点建设顺利进行。2.明确目标,协同攻关第一批参加试点的各单位分别以流域和区域为单元,以需求为导向,建设水资源实时监控系统,探求我国水资源实现流域和区域管理的最佳模式和途径。由于目前我国缺乏可供借鉴的成功经验,信息化的基础较差,加上系统复杂,技术难度大,涉及面广,系统建设的标准体系也尚未建立,所以,系统建设过程中的技术交流和协同攻关非常必要。项目启动以来,协作组定期活动,已举办了两次会议。会议期间,各试点单位进行广泛交流,项目咨询专家组专家直接参与,对系统建设中出现的关键技术问题进行咨询研讨。各试点单位在建设过程中也广泛吸取各方面的经验,与国内外专家及有关科研院所进行合作。试点建设充分体现了开拓创新、协同攻关的精神。3.加强管理,认真实施从5家试点单位项目进展情况来看,对系统建设管理都非常重视,从机构和体制上均给予保障,从制度建设上予以加强。海委提出水利基建工作要实现四个一流,即一流的设计、一流的施工、一流的管理、一流的质量。系统建设实行“四制”。黄委还成立了黄河水资源实时监控系统建设项目管理办公室,太湖流域管理局、江苏省水利厅、辽宁省水利厅也成立了相应的机构负责实施和管理。三、水资源实时监控系统试点建设取得初步成效1.黄河流域水资源实时监控系统黄河的水量调度以及黄河的水资源问题举世关注。黄河水资源实时监控系统建设以落实国家要求的统一分配水量,实行流量断面控制,省(自治区)负责用水配水,重要取水口和骨干水库进行统一调度为总体工作思路;以“统一规划、分步实施、急用优先、发挥效益”为原则,立足于黄河治理和流域水资源管理,从黄河水量调度管理系统建设入手,建设内容纳入“数字黄河”工程,采取“重点突破,整体推进”。一期工程以水量调度高科技、信息化和现代化为目标,对引黄涵闸实施远程自动化监控,建设低水测验设施,加紧建设黄河总调度中心。第一座数字化水文站——黄河花园口水文站投入使用,加快了水文信息传递的速度,对测站测验管理和水资源管理及调度提供了强有力的支持。作为黄河水资源保护监测中心信息采集的重要手段,首座全数字水质自动监测站已于2002年4月建成并稳定运行。黄河上中游径流中长期预报系统一期工程研究、开发工作完成,在整个非汛期开展流域性的旬、月和径流总量预报,为全河段水量统一调度提供依据。2.海河流域水资源实时监控系统海河流域选择京津地区重要水源地作为水资源实时监控系统项目区。采取试点示范,整体推进。系统建设充分利用已有的建设成果,同时考虑今后的发展趋势,以GIS为平台,虚拟现实为表现手段,信息采集系统为基础,通信及计算机网络为纽带,数据库系统为核心,决策支持和工程监控为目的。提出项目建设与即将实施的南水北调新水源,实现多水源的水资源优化配置,为区域水资源管理和流域信息化建设提供模式和经验。目前,已完成海委监控中心主体工程、海委至潘家口水库光纤电路建设,以“数字潘家口水库”为核心的空间数据库建设,完成在线数据采集处理、综合信息查询与管理、信息反馈与等系统的设计开发及应用系统的软件集成,京津地区地下水动态管理模型子系统建设也正按计划进行。3.太湖流域水资源实时监控系统太湖流域水资源实时监控系统将利用网络、计算机、自动化控制等现代化技术,初步实现水利工程远程监控与调度管理;以引江济太和防汛调度为应用实例,为中心数据库建设提供标准,为水资源决策支持系统的应用模型整合提供示范。已初步建成望亭水利枢纽的计算机监控系统,正在实施太浦闸应急监控系统和修复望虞河常熟水利枢纽泵站控制系统。4.江苏省苏北地区水资源配置监控调度系统该系统是江苏省“十五”水利信息化建设的重点工程,也是区域水资源管理和配置的典型工程。在江苏已建大运河监测调度系统,徐州、连云港水情遥测系统、水文数据库、防汛指挥系统的基础上,兼顾南水北调东线工程。系统建设总目标为:建设覆盖江水北调工程系统供水范围,具有先进技术水平和充分拓展性能,集信息采集传输、优化调度和自动监控为一体的水利现代化系统。为苏北地区水资源优化配置、高效利用和水环境保护提供调度运行决策支持;为建立适应社会主义市场经济要求的供水体系提供信息、计量及管理支持。充分发挥江水北调工程系统的作用,使其成为经济社会可持续发展的重要支撑。整个项目将分两阶段实施。第一阶段的各子项目均已签订合同,进入施工阶段。5.辽宁省中部地区水资源优化配置调度系统该系统是辽宁省水利管理现代化建设的重要组成部分。其总体结构包括信息采集系统,信息传输系统,数据处理与信息综合管理系统,水资源管理调度决策系统。以太子河流域为试点进行水资源优化配置关键技术研究,同时,建设省水资源优化配置中心及网络平台等。建设过程中,在“统一规划、总体设计、有序实施、突出实效”的基础上,坚持“谁受益、谁建设”的原则,调动各部门和单位的积极性。四、水资源实时监控系统试点建设任重道远按照水利部的部署,要用3~5年时间完成试点建设工作,并在试点的基础上,总结经验,示范推广,任务非常艰巨。曾有人把建立数字地球称之为人类认识地球的第三次飞跃,是重大技术的突破口。水资源实时监控系统建设作为水利现代化建设的重要基础项目,虽然经过一年多的试点建设,取得了显著的成效,但要实现多源信息的数字化、空间结构化、网络化和标准化,还有许多问题需要在建设过程中逐步探索和解决。首先,系统建设要在准确定位和统一建设原则的前提下,处理好近期目标和远期目标的关系、新旧信息系统的关系、先进与适用的关系、建设与管理的关系。其次,加强标准化建设。第三,实现资源的充分共享。第四,高度重视信息安全。第五,进一步加强技术交流等。在水资源日益紧缺,水的问题愈来愈突出的今天,我们期待着水资源实时监控系统试点建设早日完成,在全国范围进行推广,尽快实现水资源管理的现代化,以水资源的可持续利用,推动我国经济社会的可持续发展。