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绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇水文水资源论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
1.1GIS技术在水资源规划与评价中的应用在常规水资源评价中,一般只重视评价区域水资源及其利用数量,而无法利用有效工具评价水资源空间分布变化。在这种情况下,严重影响区域水资源利用效率分析结果的可靠性。GIS具备空间数据管理和分析功能,将其应用到水资源评价中,不仅能够提供直观、理性的可视化工具,而且还能够准确、快速处理空间信息,存储、管理和分析水资源评价数据,为研究区域水资源利用的空间差异提供有效表达手段。同时,在水资源规划管理中,以GIS技术为依托搭建水资源规划管理平台,能够为水资源规划提供大量地形地貌、土壤植被、生态环境、气象水文、社会经济等方面的信息,满足水资源规划管理对空间信息的需求。此外,水资源规划管理平台,还能够在自动生成流域自然地理和社会要素地图的基础上,绘制流域水资源供需图、水污染分布图、供水影响图、灌溉规划图等,进而分析流域水资源蓄量、空间分布与人口分布的关系,为水资源规划提供高层次的决策依据。
1.2GIS技术在生态用水量计算中的应用所谓的生态用水量也被称之为生态需水量或是生态环境用水量,这是随着生态环境逐步恶化而出现的新概念,从广义的角度上讲,生态用水就是维持全球生态系统水分平衡所需要的实际水量,如河流、湿地等维持自身功能的需水量。生态用水是目前水文水资源领域中研究的重点课题之一,借助GIS集成生态环境调查结果及相关数据,可以为生态环境的评价、管控以及其它方面的应用研究提供详实、具体的资料。同时,通过地理信息系统获取各个地区不同的土地覆盖植被类型的面积,再结合生态用水量的计算模型,便可准确计算出生态用水量。
1.3GIS技术在防洪减灾中的应用防洪减灾是一项系统性较强的工作,其中主要包括对洪水风险特性的了解和认识、对水灾成灾机理的探讨以及对防洪减灾体系的完善等内容。GIS技术在防洪减灾中的应用体现在如下几个方面:①防洪决策支持系统。GIS在该系统中的应用有空间数据管理,如查询、检索、更新等,借助GIS的空间分析能力可以为防汛指挥决策提供决策支持,并为各种应用模型的构建提供数据支撑。②洪涝灾害风险分析。应用GIS技术可以将洪水的危险性和承灾体的易损性以及损失评估等几个方面的自然、地理、社会因子的相应权重进行空间叠加,这是分析洪涝风险及对其进行区划的有效手段之一。③防洪。GIS技术在城市防洪中主要有以下几个方面的应用:积水退水的预测预报、排水设施管理、暴雨分布的可视化显示、暴雨时空特征分析等等,这为城市防洪工作的有序进行提供了强有力的技术支撑。
2.GIS在水文水资源领域应用中的发展趋势展望
2.1GIS研发标准统一化当前,在GIS技术研发领域尚未建立统一的技术规范和标准,使得GIS开发平台和数据模式呈现出多样化的特征,缺乏对GIS技术在水文水资源领域研发的针对性。为有效解决这一问题,应当建立统一的GIS应用规范和研发标准,使GIS能够满足大范围内的水文信息交流,为构建水文水资源信息管理网络平台提供技术支撑。
2.2建立水文水资源地理空间数据库以GIS技术为依托,建设标准化、规范化的水文水资源地理空间数据库,如水旱灾情数据库、雨情数据库、水情数据库等。将流域内的水文水资源信息、生态环境信息、自然资源信息、社会经济情况等信息纳入到数据库中,并做好数据库的实时更新工作,始终保持数据信息的全面性和准确性,为水文水资源管理与决策提供依据。
水文水资源建设项目具有内容多样化、覆盖面广的特点,主要包括水情分析、水文测站、水位测绘、数据中心等专业内容,水文水资源建设项目往往具有唯一性、一次性、固定性和整体性特点。具体而言,水文水资源的管理工作一般数量较大、交通条件差、覆盖广泛且作业线长。由于交通条件的阻碍,很多必要的检测设备无法运送到施工现场,加上项目建设的施工地点较为分散,环境恶劣、复杂且覆盖面广,河流的上游下游方向,东西南北部地域全部涵盖其中。水文水资源建设每个工程规模都不是很大,可分为水文站、水质站、流量站和水环境检测中心等几个类型。水文水资源建设项目是面向全社会的,贯穿了生态文明建设、水资源循环利用的全过程,是一项具备公共服务职能和社会管理职能的复杂而系统的工作。随着社会主义经济的进步和信息多元化的发展,传统的项目管理方法已无法适应新的时代步伐,我们应吸取过往的水文水资源建设项目管理经验,在此基础上应用动态管理手段代替传统的静态管理,应用统一管理手段代替传统的分散管理,再结合先进的科学技术和现代化的管理方法,促进水文水资源建设项目的顺利进行和信息化建设发展。
2水文水资源建设项目管理存在的实际问题
经过多年的经验积累,我国在水文水资源建设上虽有一定基础,但依然存在很多现实问题,具体体现在以下4个方面。2.1水文水资源建设项目管理意识不足。水文水资源建设项目事关国计民生,不仅能够推进经济发展,一定程度上还提高了人民的生活水平,因此,其项目的建设管理工作必须严格遵守相关的程序。我国目前所采用的水文机构体制以地方保护主义思想为主导,不利于水文水资源建设项目的立项和地区平衡,很多地区项目并未进行严格审批,且没有遵循标准程序,管理工作还不够细致,缺乏基层管理人才,归根结底这一系列问题的原因就是:管理者缺乏管理意识,未能将管理工作细微化且落到实处,忽视了水文水资源建设项目的标准程序。2.2项目主体不明确。目前我国大部分水文机构的管理体制还不够健全,使得水文水资源建设项目的发展受到严重阻碍,多个地市的水文水资源建设工作由一个水文机构负责,导致各地市之间无法进行及时有效的沟通,部分地市水文机构完全按照本地水域情况进行项目设置,这种项目设置机构主体不明确,对各自区域的管辖权归属也不明确,最终导致影响水文水资源建设项目的综合效益,阻碍了水资源的循环利用和水文化事业的可持续发展。2.3项目自身具备较强的专业融合性和较大的空间跨度。水文水资源建设项目具有内容多样化、覆盖面广的特点,主要包括水情分析、水文测站、水位测绘、数据中心等专业内容,这些职能要求水文水资源建设工作在各个流域监测中信息资源要极大共享,因此,和其他建设项目不同的是水文水资源建设项目自身具备很强的专业融合性,并且水文水资源建设项目具有较大的空间跨度,主要建在相对固定的区位和独立的空间环境,这在很大程度上增加了项目管理的难度。2.4施工监管不严格。水文水资源建设项目一项利国利民的公益性事业,该项目的建设和管理应严格遵守国家提出的标准程序,但我国目前的管理模式呈现静态管理、分散管理和粗放式管理,很多环节未能严格按照国家规定的程序执行,缺乏基层管理人才和管理专业性,未能建立严格的质量执行管理体系,使得施工现状未能完全达到相应规定标准。
3水文水资源建设项目管理对策
水文水资源建设项目的良好运行事关国计民生,通过对我国水文水资源建设现状进行分析,发现其中存在的不足,并就存在问题加以探究,为保证水利水资源建设项目的顺利运行,本文提出以下5个解决对策。3.1明确项目主体。在水文水资源建设项目过程中要明确责任主体和项目法人,积极建立项目法人责任制,明确建设主体的权利义务。项目法人是整个项目的责任主体,起到对上负责对下控制的协调作用,根据项目的标准程序和具体要求,设立专门实施项目管理部门或者机构来对各层级工作进行建设组织和管理协调,一旦项目在某个层级出现问题,由该层级部门及时解决。各环节部门人员的选拔要具备财务、管理、经济等综合需求和专业素质。在此基础上,为调动管理者的参与性和员工积极性,可将与项目管理目标相统一的激励制度在此项目中推行,从而更好的完成水文水资源建设项目的管理工作。3.2强化项目管理程序意识。针对水文水资源建设项目管理中存在的不按照规定标准办事、不按照程序执行的实际问题,必须深化管理人员的管理意识和程序意识。对管理人员组织定期培训,通过培训使管理人员认识管理程序的标准流程和了解按照程序执行对项目管理的重要性。项目管理流程一般包括调研、启动、规划、实施、扫尾和后续6个程序,项目审批中必须加强程序执行管理力度,对不按照标准程序执行的项目予以驳回,个别超出投资计划的水文水资源建设项目更要进行严格控制,从而发挥项目管理程序的最大作用。3.3增加水文监测设备数量和科技含量。设备的缺乏和高科技含量低是阻碍我国水文水资源建设的主要因素,水文水资源建设工作中要积极引进先进的水文监测设备,并且不断研发新技术,增加水文监测设备的数量,以满足水文水资源建设项目各个环节的工作需求,应用动态管理手段代替传统的静态管理,应用统一管理手段代替传统的分散管理,将传统的人工模式转化为机械模式,再结合先进的科学技术和现代化的管理方法,以此来优化管理结构、提升工作效率,提高水文水资源建设项目的质量和进程。3.4合理划分水文建设工程的标段界面,将各专业进行有机融合。水文水资源的管理工作一般数量较大、交通条件差、覆盖广泛且作业线长,这就要求其项目的开展需具备更强的专业和知识面,因此,应对水文水资源建设项目所在流域进行合理的标段界面划分,以确定其在所在流域的归属,且每个标段都有各自独立的项目法人来明确项目管理工作的责任和义务,并对各个环节的工作进行管理和协调,使得水文水资源建设项目管理工作权责分明、目标明确。3.5严格管理项目施工过程。对水文水资源建设项目工程进行合理细分,了解并监控施工单位再具体实施过程中对项目质量的把控,采取平行检查和旁站、巡视检查2种方式对项目关键质量点进行跟踪和实时监控,并做好项目施工工序的检查验收工作。4结语水文水资源建设是国家基本建设的重要内容,关系到国家人民自身的生命财产安全,事关国计民生的大问题,水文水资源建设项目是一项利民、惠民的工程,符合我国基本国情,符合我国社会主义核心价值观,其项目建设工作的顺利推行关系到人民生活水平的提高,其项目管理工作的有效实施关系到国家经济的整体繁荣,对我国生态文明建设、水资源利用的可持续发展发挥重要作用。因此,有效提高水文水资源建设项目的管理水平具有十分重要意义,这就要求我们在以后的水文水资源建设工作中要积极采用相应解决政策,明确项目主体、强化项目管理程序意识、增加水文监测设备数量,采用高科技含量的设备开展工作、合理划分水文建设工程的标段界面,将各专业有机的融合起来。以此来提高项目管理水平,提升项目运行进程和经济效益,确保水文水资源项目高质量、高效率的完成。
作者:刘超 单位:中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
参考文献:
[1]杨连春.浅议我国水文水资源领域技术需求分析及推广应用[J].河南科技,2013(12):215.
[2]刘圳.试论水文水资源监测的合理开发与可持续利用[J].山西青年:下半月,2013(10):142-143.
1.1给水配件阀压力过大
在建筑给水排水的工程建设中,如果给水配件阀压力过大,已经超出了流出水头的实际流水量,那么在一定时间内,给水配件实际流出的水量就会远远大过与配件额定出水量的最高值。超压流出会严重的影响给水系统关于水量正常的、合理的分配,造成无效用水量的增加,这是造成水资源浪费的主要原因之一。另外过大的水压会是水龙头在打开和关闭的过程中因为压力的过大造成水击或者管道发生振动,加速阀门、水龙头等配件的磨损,使其使用寿命大打折扣,而且管道连接处会因为长期的振动影响发生松动而漏水,使水资源浪费的情况加重。
1.2废水不能有效利用
城市规模的扩大和城市生产活动的增加,造成了生活和生产中污水和废水量的大幅度增加,废水不能进行有效的处理和回收,不仅会对环境造成污染,而且直接导致水资源的浪费。特别是城市生产的废水排放,一般排放量很大,对城市生态环境的影响是巨大的,水资源浪费也很严重。如果采取有效的措施对城市废水加以处理,使其水质指标达到排放的标准要求,不仅对环境保护有利,而且通过一定的措施对其进行回收再利用,可有效的降低水资源的浪费。
1.3管道和配件老化
建筑给水排水管道在长期的投入运行后,发生老化生锈在所难免,加上配件阀门的老化损坏,会造成大量的水资源浪费。在给水排水工程的施工方面,施工人员技术不高加上质量控制上存在漏洞,管道配件的安装质量不合格,爆管漏水等事故层出不穷。如果是地下水管道发生漏水或者爆管难以发现,会造成大量水资源的流失浪费。另外很多建筑经过长期的使用,给水管道的阀门、水表、水龙头等配件不同程度的老化损坏,出现漏水。
2提升建筑给水排水工程与节能效果的措施
2.1将市政给水管网的压力有效利用
在我国城市中市政水管网一般压力在0.15~0.3MPa之间,对市政水管网的压力可选择分区供水的方式充分加以利用,这样可以有效的减少因为二次加压而造成的能源消耗。这样不仅使市政管网的余压得到充分的利用,又可以有效的避免低楼层管网压力过大而水资源浪费。同时,分区给水的方式对超压出流也能起到有效的预防作用,避免隐性水量浪费。
2.2使用无负压供水设备
无负压变频供水设备是在继承了变频恒压供水设备的基础上经过更新升级而发展起来的新型设备,其构成组件包括无负压调节罐、气压罐、水泵以及智能控制系统等。自来水管网中的水进入到无负压供水设备的调节罐中,调节罐中的空气向真空消除器内排放,当罐中充满水之后,消除器关闭。当自来水的水量和压力满足要求时,向水管网供水。如果压力不够,系统中的传感器会向水泵发出启用信号,水泵接受到信号后开始运行。在供水高峰,如果管网内的水量过低,调节罐内的水被调动用以作为供水的补充水源。过了供水高峰期后,系统自动恢复成原有的正常状态。当市政管网停水,调节罐内的水位会随之不断的降低,野味探测器向水泵发出信号,水泵接到信号后自动停机,防止水泵机组受到损害。无负压供水具有占地面积小,避免污染等优点,能够对市政水管网的余压充分加以利用,节省资源。但是因为其是直接与市政管网相连,因此设备的性能要求很高。
2.3中水利用
中水是经过处理净化后达到一定范围内使用标准的污水,也叫再生水。中水水质介于“上水”和“下水”之间。中水一般作为工业冷却水使用,也可用于农业和绿地的灌溉,冲厕,河湖景观灯非人体直接接触的用水。对中水有效的回收和利用不仅能够有效的降低自来水的消耗,同时大大减少了污水的排放量,使污水总量降低,减少了污水对水资源环境的污染和破坏,属于城市的第二个水源。中水处理系统在投资成本和运行维护上一般投入较大,但是其对于节水节能来说却是最直接有效的方法。
2.4太阳能或热泵的使用
太阳能的使用时节能的最直接有效的途径。我国的气候条件对于使用太阳能热水器是非常适合的。使用太阳能热水器进行热水供应,能够很好的满足人们日常生活的需要,节能效果显著。热泵是由蒸发器、压缩机、冷凝器以及膨胀阀组成的一种节能工程系统。利用工质对热量进行吸收利用放出热能。热泵在运行过程中会消耗能量,但是其放出的热量要比其消耗的能量高出很多。热泵不仅能够提供人们日常生活中需要的热水,而且还可以供暖和制冷,有效节省能源的同时还能够产出能源,而且环保性好,运行稳定,可靠性高,具有良好的应用价值和推广价值。
3结语
因为水资源污染严重,各种各样的问题不断出现,不得不紧急采取措施来避免出现更多的问题。目前,我国解决这些问题大多都是由各级政府出面,不仅要投入大量的资金,还要花费很多的时间和精力来治理水资源。近年来,黄河流域水资源治理就是在中央机关的帮助下,通过经济招标给地方政府来实施,但效果不明显。对水资源的管理包括治理和治污两方面,治理完成,污染现象再次发生,治标不治本。造成这种现象的根本原因在于水资源产权和监控体系存在问题。水资源作为一种具有公共属性的自然资源,也是拥有一些相互依存、使用分散、联合作用的公共属性。为避免因水资源引起争端,应充分利用政府和市场的力量。解决我国水资源污染治理和水环境保护最关键的因素就是设立对应的管理机构,发挥市场主导资源的根本作用,最终达到对水资源管理的目标。
2水资源污染治理与水资源环境保护的市场化运营模式
2002年编撰的《中华人民共和国水法》已明确规定,我国的水资源隶属国家所有。虽然法律这样规定,但水资源却只归属国家政府机关,致使水资源所有者利益缺失。使每一份水系资源拥有真正的产权所有人,进行分级处理是解决这一问题的有效方法。水资源的国有资产公司负有相当大的责任,其中如何治理江河水污染、控制水资源环境的2次污染和保护水资源至关重要。这种职责就是要实时监控水环境的变化,也要对已发生污染的水资源及时治理。公司可将这些治理情况实时到网上,让群众监督,也可以向市场拍卖税务污染治理项目。治理污染的资金来源一方面是国家政府的财政补贴,另一方面由包揽水资源进行管理从而获取利益的水公司拨付。我国水资源的治理到现在都没有取得实质性成绩的根本原因就是没有调动群众积极性,如果有群众参与,一切事情都会有事半功倍的效果。治理水资源是利国利民的事情,全民有参与的必要性。可加大治理水资源重要性的宣传力度,争取更多的民众参与其中。
3水资源污染治理与水环境保护市场化运营的意义
进行水资源污染治水管理和水环境保护措施计划十分必要。一方面,中国国情造成独有的水资源特性,这种特性会模糊承担河流湖泊治理环境保护项目的责任,因为如今社会主义市场化的发展要求,会对水资源治理产生消极影响。所以,采用合适的治水模式,达到对水资源的合理使用和有效保护,提高水资源用水率,让水资源真正循环利用,这便是水资源治理与水环境保护市场化运营的意义所在。我国各地水资源分布不均,有的地方水资源丰富,存在水资源浪费现象,而有些地方严重缺水,以至于生活用水都十分困难,这种水资源现状的差异让人们对水资源产生误解。因为用水效率不高,水资源污染严重,水环境保护欠缺,节约水的潜力非常大,却很少有人有这种意识。水资源污染治理与水环境保护市场化运营的有效作用是:
1)保证水资源合理利用,避免水资源浪费的情况发生,促进实现水资源的可持续发展;
2)加强水资源污染环境保护和水资源治理,促进的水资源的循环利用;
在计划经济时代,我国的水资源分配是一种指令配置模式,主要通过行政手段来配置水资源,国家养水,福利供水,这种模式导致水资源价格严重扭曲,造成“市场失灵”(marketfailure)和“政府失效”(governmentfailure)。所谓“市场失灵”是指水价大大低于生产成本,价格不能起到调节供求的杠杆作用,致使用水粗放增长,浪费严重。所谓“政府失效”是指即使水价提高到弥补供水成本的水平,水价还低于水资源的社会成本,包括外部成本和机会成本,造成潜在的用水效率损失和生态环境的破坏。这种配置模式不可能导致水资源的合理分配和有效利用,既缺乏效率,又不公平,不但代际之间不公平而且同一代内不同人群之间也不公平。在水资源日益稀缺、市场转型的新形势下,也不再能够有效协调地方利益矛盾,所以必须加以改革,这已是共识。目前微观上的水价改革已经付诸实施,宏观上的水资源统一管理也被日益重视,但水资源配置仍然主要是政府行为,并且在思想上和实践中更加倚重于行政手段,侧重于强化“分水协议”的实施保障机制,而不重视对利益主体的经济激励,更没有积极引入更有效的市场手段。可以认为,我国目前的流域水管理体制仍是指令配置模式的延续。目前水价改革由于多种原因进展缓慢,价格政策中的“市场失灵”和“政府失效”不但依然存在,而且流域管理还存在着严重的“体制失效”。
以黄河为例,黄河水量分配方案实施以前,黄河水资源是一种典型的“开放的、可获取资源”(open-accessresource),流域上下游自由取水,各行其是,区域用水“以需定供”,水供给的约束条件主要是受取水能力限制。资源的开放状态包含着资源退化的高度风险,往往导致“公地悲剧”。沿黄各省区进行“取水竞赛”,这类似于“军备竞赛”,各个地区以“取水最大化”为目标,竞相在两岸兴建各种引水取水设施,以满足日益膨胀的水需求,引黄水量迅速增加,从50年代到90年代,引黄耗水量增长了1.5倍。作为“公共资源”,由于免费获取,被过度耗用,黄河不堪负重,黄河下游从1972年开始断流,从70年代初到80年代末,平均每5年有4年断流,进入90年代则是年年断流。鉴于黄河流域上下游用水矛盾日益突出,国务院1987年颁布了黄河水量分配方案,将349.6亿立方米的水量分配给沿黄八省,但实际用水量和分水方案相差甚远。根据黄委会公布的数据计算,从1992-1995年期间,内蒙古和山东平均年超标分别为13%和11.3%,而陕西和山西则没有用到分水标准,四年间平均每年的不足量为52%和75.8%(见表1)。中科院地学部报告(1998)指出,因缺乏权威性的流域统一管理机构和相应的法律法规,无法对实际引水量实行有效监督和控制和对个别超额用水地区和部门进行制裁,分水方案并未有效落实,一遇枯水年份或用水高峰季节,沿黄引水工程都争先引水,造成分水失控。黄河水量分配方案得不到有效实施,反映了指令配水模式的体制失效,体制失效又称为财产权失效。指令配置是利用计划指令按地域分配资源,其决策机制特征是黑箱作业、中央(部门)拍板和高度集权,其管理模式是通过流域管理机构进行集权决策与管理,其约束机制主要是行政手段和长官意志,在这种体制下,用户处于被动接受地位,既无参与权亦无表达权(见表2)。指令配置模式实际上是一种典型的计划经济模式,其资源配置效率很低,对利益主体的约束性也极差,直接后果就是流域水供求矛盾更加突出,水质水环境趋于恶化,断流状况愈演愈烈。
流域水资源象任何一种稀缺经济资淅一样,分配的核心问题是如何协调各地方利益分配。如何解决各地方利益冲突,推进流域水管理体制改革,目前主要有以下两种思路:
第一种,强有力的流域统一管理模式。主要是通过流域立法,强化流域管理机构的权威,利用法律约束机制调节地方利益冲突,实现流域水资源的统一优化管理调度(王建中,1999)。在理论上,通过流域统一管理配置水资源,其全流域效益是最优的,但在实际中由于缺乏激励机制,使得强制性的法律同样很难达到预期目标。
第二种,建立水市场的思路。主要着眼于建立合理的水分配利益调节机制,以产权改革为突破口,建立合理的水权分配和市场交易经济管理模式,政府通过对交易市场的干预而不是通过行政命令的形式来保证全流域水资源的合理分配和利用,建立由价格制度、保障市场运作的法律制度为基础的水管理机制。这种思路把水资源当作一种商品,通过界定清晰的产权,利用市场加以配置,从利益机制出发建立流域“激励相容”的水管理机制(刘文强,1999)。这是一种非常有价值思路,但是在转型期现实条件下,跨区域水资源完全市场化的配置方式在经济上可行,在政治上不可行,所以在实际中难以施行。
水资源的分配是一种利益分配,既可以通过市场也可以通过非市场来解决,但单独哪一种方式都不能有效解决,水资源的配置方案不仅仅需要技术上、经济上的可行性,更重要的是政治上的可行性。通过对流域水资源配置的经济机制和利益机制分析,我们提出水资源配置的第三种思路,即引入准市场的思路。我们建议积极引入既不同于传统“指令配置”也不同于“完全市场”的“准市场”,准市场的实施由“政治民主协商制度”和“利益补偿机制”等辅助机制来保障,以协调地方利益分配,达到同时兼顾优化流域水资源配置的效率目标和缩小地区差距、保障农民利益的公平目标。流域统一管理应和“准市场”、“地方政治民主协商”有机结合,通过不断的制度创新和制度变迁,形成比较成熟有效的新的流域水分配、水管理模式,并逐步以法律法规的形式固定化。
二、积极引入流域“水市场”,优化流域水资源配置
应对日益严峻的水资源供需矛盾,必须开源和节流,由于开源成本越来越高,跨流域调水工程耗资巨大,因此一般而言,在实施大规模的调水工程之前,应首先充分挖掘本流域用水潜力。市场的力量能够优化资源配置,水资源作为一种稀缺经济资源,同样能够通过市场机制实现优化配置。利用市场机制配置水资源,既包括微观上的提高水价以促进节水,也包括在流域上下游之间、不同地区之间、不同部门之间的市场交易,引进流域水市场能够促进微观上的水价改革,优化流域水资源配置,增进流域的用水福利。
水资源的需求可以可以分为两部分,一部分是基本的生活需求,即为了维持正常生命、保障基本生活的日常生活用水,这部分用水的需求价格弹性很小,另一部分是非基本需求的多样化用水,需求价格弹性较大。基本用水的比例很小,以塔里木河流域为例,按《21世纪议程》要求的每人每天40升淡水的用水标准,塔河全流域人口基本用水总量仅占水资源利用总量的0.5%。绝大多数用水是多样化用水,又可分为农业用水和非农业用水,其中农业用水是总用水的主要组成部分,1996年我国农业用水在总用水中的比重高达87%(见表3)。某些流域农业用水比重更高,塔河流域农业用水越占全流域用水的95.5%,黄河农业用水占全河用水量的92%,而且上游比例更高。从流域整体来看,流域上下游不同地区之间有潜在的“水市场”。以黄河为例,黄河多数灌区工程老化失修,灌溉方式简单落后,不少地方还是大水漫灌,管理粗放,水资源有效利用率低(30-50%),农业如果采取有力的节水措施,就能转移出一部分农业用水满足非农业需求。研究表明,水资源越是易于获取的地区,大水漫灌越成为习惯,节水激励越弱,用水效率就越低下,黄河上游青海、甘肃、宁夏和内蒙四省的人均用水量和万元GDP用水量大大高于下游的陕西、山西、河南和山东四省,由于地理条件限制最不易获取黄河径流水的山西省,人均用水量和万元GDP用水量却最低(见表4)。农业用水效率的计算表明,下游河南、山东两省的灌溉面积产出效率大大高于上游,约是青海、宁夏和内蒙三省的2倍(见表5)。一方面上游由于水资源的易得性而超量采水,浪费严重,如果节约用水就可以提供潜在的水供给,而节水是一种投资需求;另一方面下游水严重短缺,对水资源又迫切需求,而工农业经济损失可以提供潜在的资金供给。市场之所以是有效率的就是因为如果同时存在需求和供给,那么通过交换,供需双方都可以受益。下游地区拿出一部分经济损失和上游潜在的水供给相交换,水短缺和支付上游水价都会促使其提高节水水平,从而总受益增加;而上游收取下游的水价,以此对节水灌溉进行投资,虽然水量减少而产出却可以继续增加,其总收益也增加。这说明水资源作为一种稀缺的经济资源,其配置可以不完全依赖于政府的指令性分配,也可以充分利用市场加以配置,而市场配置资源是有效率的。
利用水市场进行流域水资源配置优于“指令配置”。这可以从不同角度来理解:⑴通过市场交换,双方的利益同时增加,交换必然优于没有市场交换,这是市场效率的体现;⑵市场交换具有动态性,能够反映总水量的变化和用水需求的变化,部分消除了指令分配各地区水量的不合理性,在很大程度上可以避免“体制失效”;⑶上下游的用水成本增加,上游多用水就意味着丧失潜在收益,即用水要付出机会成本,而下游多用水要付出直接成本,这就为上下游都创造了节水激励;⑷地区总用水量通过市场得到强有力的约束,必然会带动其内部各区域的水资源配置的优化,区域又会拉动基层各部门用水优化,这样通过一级一级的“制度效仿”,可以大大加快微观层次上的水价改革。微观上的水价改革和流域水市场相结合,这样就能够有效的配置流域水资源,这正是政府所希望达到的目标,传统的自上而下的行政管理方式难以实现的目标,通过在全流域引入水市场却可以得到较好实现。
三、我国转型期条件下的水市场要采取“准市场”形式
水资源是一种具有多重特性的自然资源,包括自然特性、生产特性、消费特性和经济特性。从自然特性角度看,它可以循环再生,但是储量有限,它空间和时程分配不均,多则成涝、少则为旱,而且自然界需要大量的生态环境用水;从生产特征角度看,它的长期供给有自然极限,短期供给依赖于水利设施,水利设施往往投资很大,投资周期长,具有公共物品的特点,使得水供给具有区域自然垄断性,通常由地方政府部门提供,而且地表水上游地区取水处于自然优先地位;从消费特征来看,水需求同时包含水量需求和水质需求,人类用水有一个弹性很小的基本用水,而大部分用水为弹性相对较大的多样化用水,占用水很大比重的农业用水和降水呈逆向波动,农业节水依赖于用水管理和节水技术设施,需要较大的节水投资;从经济特性来看,水资源具有混合经济特性,既有私人物品的属性,又有公共物品的属性,具体分解如图1分解。
注:所谓竞争性是指减少一部分用户消费的供应可使另一些用户获得这种供应,外部性是指行为主体没有承担其行为的全部成本(消极的外部性)或没有享有其全部利益(积极外部性)时所出现的一种现象。可独占的指容易排除用户使用,不可独占的是指排除用户使用的成本很高。例如水旅游、航运和码头,因为经营部门容易排除用户使用,所以是可独占的,且在空间并不拥挤的情况下,增加用户并不使其它用户受损失,即非竞争性的,这样的物品称之为俱乐部物品。
水资源私人物品属性的一面,比如水能和供水,竞争性很强,而且具有独占性,这种属性决定供水通过水市场配置最有效率;但是水资源又具有很多公共物品属性,比如防洪、河道治理、水质监测、水情预报等等都属于公共物品的范畴,具有非竞争性和非独占性,具有非竞争性和非独占性,需要由政府来提供这些公共服务。因此水市场只能在供水、水能、灌溉等这些具有私人物品属性的有限领域内发挥作用,水市场不可能是一个完全市场。
水资源还有独特的地域特征,以流域或水文地质单元构成一个统一体,每个流域的水资源是一个完整的水系,各种类型的水不断运动、相互转化,例如水可以从上游向下游流动,地表水和地下水可以相互转化。水资源的以流域为整体的特征,客观上要求流域统一管理、统一水量调度,目前世界上许多国家都强调对水资源实行统一管理,我国这方面也已引起高度重视。以黄河为例,黄河的水量调度要综合协调解决防洪防凌和发电、发电与灌溉及上下游用水、汛期下游引水与防凌、汛期水库蓄水与河道泥沙冲淤、工农业供水和生态用水、地表水和地下水等各方面的矛盾,这是一项非常宏大而又复杂的系统工程,如果没有统一管理、统一调度,综合协调这些矛盾是难以想象的。基于此,供水、灌溉和水能等水需求必然受制于防洪、防凌、冲沙、生态保护等其它水需求,这使得水市场即使在水资源私人物品属性的领域内也要受制于水资源利用的多目标性。
在地区差距过大的情况下,公平的市场交易难以发生。王绍光和胡鞍钢(1999)的研究表明,中国目前的地区差距是世界上最大的国家之一(见表6)。以黄河流域为例,沿黄八省在进入90年代以来地区差距迅速扩大,1990年山东人均GDP相当于甘肃人均GDP的1.65倍,到1998年已上升为2.34倍,1998年山东人均GDP相当于全国平均水平的126.9%,而甘肃的人均GDP仅相当于全国平均水平的54.2%(见表7)。在地区差距如此显著的情况下,水市场难以自发产生,必须和政治手段相结合,建立协商制度和利益补偿机制来保障水市场的实施。
综上所述,在现实转型期条件下,我国的水市场只能是一个准市场,所谓准市场是指流域水资源在兼顾上下游防洪、发电、航运、生态等其它方面需要的基础之上,兼顾各地区的基本用水需求,部分多样化用水市场化,在上下游省份之间、地区之间和地区内部按市场化加以配置,这是一个完整的、宏观和微观相结合的供水水资源市场。
四、水市场的辅助机制:“政治民主协商制度”和“利益补偿机制”
对于流域地表径流水这样一种具有复杂混合经济特性的自然资源来说,其空间跨度很大,供水又具有自然垄断性,往往由地方公共部门提供。在转型期条件下,市场发育还不成熟,公共供水部门还不能完全实现市场化运作,上下游用水户之间由于信息等因素造成的高昂交易成本,使得供求力量不足于跨越空间障碍实现市场交割,必须由一定的组织来代表用户的利益,在流域上下游之间建立协商机制。而流域地方政府是最有效的水权代表者,可以在较大程度上代表地区和用户的利益,最可能通过政治协商的方式和其他地方政府之间建立起一种组织成本较低的协商机制。政治协商机制实际上是一种谈判和投票机制,地方利益主体通过广泛参与反映地方利益,实行地方投票、中央拍板、民主集中,在一定游戏规则下达成合约,其结果不一定是谈判各方的最优解,但却是较优解或妥协解,这将带来流域整体用水效益的提高(见表2)。
通过政治协商实现部分多样化用水市场化配置,其约束机制主要是合约约束,由于合约是建立在其它利益主体约束条件下最大限度的反映了自身利益,合约规定了违约受惩罚的规则,违约的成本必然很高,这就大大减少了违约的风险。但仅此还不够,还必须建立一整套合约保障机制,包括广泛的信息披露,用户的广泛参与,初始产权的公平划分等等。如果具有取水优先权的上游地区是贫困地区,显著的地区差距以及农业节水投资巨大的特点,上游地方将会缺乏谈判积极性,即使达成合约违约的风险也很大,因此必须建立一套“利益补偿机制”,对欠发达地区和利益受损人口实行利益补偿。有效的利益补偿机制将是保障政治协商制度实施的关键。利益补偿的核心是保障农民利益、给农户造成节水激励,用户节水除了完全弥补少用水损失和水价提高付出的成本,与原来的多用水相比,还能够获得更大的收益,这样才能同时达到农业节水和农户受益的双重目的。利益补偿的实现要通过多种渠道,包括财政转移支付、水市场收入和国家对水利设施的投资和补贴(这是较大的一笔利益补偿)。利益补偿的受益对象既包括上游地区政府,也包括当地人民,但是主体应当是贫困地区农民和流域贫困人口,有效的利益补偿机制有助于缩小上下游地区差距和调节收入再分配。水市场的有效运作能够保证水资源在流域的优化配置,实现市场的经济效率目标,合理的利益补偿机制保障了贫困地区和贫困人口特别是农民的利益,实现政府的社会公平目标。
五、政策建议
1993年诺贝尔奖获得者,美国经济学家诺斯,把制度和制度变迁纳入现代经济增长理论模式之中,认为制度创新在经济运行和发展中起着重大作用,是经济增长的主要原因。制度创新推动经济增长的奥秘就在于,它是在紧密结合国情的基础之上,发展有效率的经济组织,其内涵就在于通过内部信息外部化、隐蔽信息公开化、增加信息透明度、引入广泛的参与,从而降低交易成本,有效解决产权问题,最终达到优化资源配置,实现经济增长的目标。因此,解决跨区域水资源问题不只是搞几个大工程,投资上百亿或上千亿元,更应该着眼于制度创新和制度建设,推动流域水管理体制的制度变迁和制度进步,实现从流域水资源指令配置向准市场配置的转变。以黄河为背景,提出如下政策建议:
第一,尽快建立基于平等参与的全流域地方政治民主协商制度。
目前黄河已有部分省份之间的协商制度,例如上游有黄河上中游水量调度委员会,负责上游龙养峡、刘家峡等水库的水量调度,其组成包括黄委、西北电管局、青海、甘肃、宁夏、内蒙四省,委员会负责研究、协商、安排上游水库非汛期调度,协调发电和农灌水关系、协商地区之间或部门之间用水的重大问题;下游有晋、陕、豫、鲁和黄委组成的黄河防汛总指挥部,统一指挥黄河下游的防洪防凌。我们建议在黄委会设立沿黄各省区平等参与的全流域“地方行政首长会议”,由中央代表(水利部)和各省区代表(地方行政首长)组成,下设办事机构,实行“一省一票、多数决定”的投票原则,当各方争持不下,由中央决定。由此形成全流域范围的地方政治民主协商机制,在保障防洪防凌和生态用水、兼顾发电用水的基础上协商黄河部分水量的再分配,就水权转让和水库调度、利益交换与利益补偿等重大问题进行磋商和谈判,在一定规则下达成用水合约以及违约惩罚办法,由黄委会定期公布供水、用水、分水信息,并监督检查与组织实施。为保障水市场的形成,可设立“水银行”,通过价格听证、市场干预等经济手段对水市场进行宏观调控。
第二,流域人口基本用水均等化,对流域贫困人口实行用水补贴
水资源实行低价供给,主要是为了保障贫困人口和低收入人口能够获得基本用水,但结果却是补贴了富人,造成大量用水浪费。供水按市场加以配置,政府必须保障流域人口特别是贫困人口的基本用水需求。按照一定标准确定流域人口基本用水量(占全部用水的比例非常小),由国家低费供给,保证“人人有水喝”,充分体现公平原则。基本用水之外的供水为多样化用水,部分用水进入市场公开拍卖,按照市场机制在流域配置,充分发挥市场作用,体现效率原则。多样化用进入水市场,将伴随着水价的较大幅度提高,上游的利益特别是农民利益一方面通过节水向水市场按市场价格卖水获得新的收益;另一方面通过国家财政转移支付和对节水投资得到补偿。下游部分地区农民的利益同样应得到补偿,国家对水利设施的财政补贴转向对流域贫困人口实行用水补贴,实现社会收入再分配。由于部分供水市场化,水价的提高能够加快水利设施的市场化运作,使供水收入逐步达到弥补运行费用和水利设施投资的水平。减少甚至取消国家财政对水利设施的补贴,可以促使水市场从卖方市场向买方市场的转换,促使公共设施提高工作效率、改进服务质量,进一步加快水利产业化和市场化。
第三,加大对中上游省份财政支付转移的力度,改变中央财政援助方式。
黄河流域的大部分地区为欠发达地区,1998年,除山东省,其余沿黄七省的人均GDP相当于全国人均水平的50~80%(见表7),财政自给率在30~65%之间,其中上游四省对中央财政依赖度在35~70%(见表8),青海、宁夏和内蒙古人均财政支出高于全国人均水平,但是其余省份均不同程度低于全国人均水平(见表9)。黄河、长江、珠江等大江大河源头应作为全国性公共物品,这如同国防及国家安全一样,为了提供全国生态安全,由国家投资植树造林、进行生态环境建设。今后应对人均财政支出低于全国人均水平省份进一步加大财政转移支付力度,使之接近或达到全国人均水平;中央财政转移支付必须有条件地使用,专用于生态环境建设,大力发展节水农业,对农民的节水投资进行补偿,补偿的方式可以用多种方式实现,比如粮价补贴、实物补贴、申报补贴等方式,逐步形成有效的节水激励保障农民广泛受益。
第四,加大信息采集力度,广泛披露信息,无偿公布水文资料。
1990年开始黄委就开始了黄河用水统计工作,并编发了1988-1992年的黄河用水公报,逐年公告流域内各省区、各部门耗用黄河地表水、地下水量。在此基础上,应加大用水信息采集力度,拓宽用水公报的涵盖面,包括沿岸各引水口的取水量、各灌区的用水量、用水效率、沿岸各地区各部门的实际水价等等指标,并广泛向全社会披露。广泛的信息披露能够降低交易成本,促进广泛参与,有利于政策实施,提高管理效率。
水文资料是治理黄河、合理使用水资源的基础性资料,是一种公共物品,具有积极的外部性,它应由国家财政投资、公共机构提供,社会无偿使用,而不是少数机构的“私人物品”或“专利品”。因此水文资料包括径流流量、水位、含沙量、水温、冰情等资料不仅应当向社会公布,而且应当无偿提供,以吸引社会研究机构广泛参与,不断提高我国水文水资源科学研究水平,为科学决策提供详细资料和研究背景。
第五,引入广泛参与,积极鼓励基层用户建立各种形式的用水组织
广泛的用户参与同广泛的信息披露一样,也能够降低交易成本和管理成本,这是打破供水方垄断性和促进降低供水成本的制度安排。国外的实践表明,基层用水组织在灌溉用水管理方面具有重要作用。目前我国农村灌溉用户普遍没有终端计量设备,成立诸如农民协会、用水者协会这样的基层组织对于用水的有序管理具有重要意义。基层民间组织能够促使广大用户的民主参与,减少基层供水方腐败、保障用户权益。由基层组织来管理集体水事务,包括管理公共水利设施、维护集体水权、水费征收、节水技术推广、与个体用户联系等功能,基层用水组织的建立有利于反映用户愿望和观点,促使供水单位改善服务,促进政府与用户特别是农民的沟通,有利于政策的制订、管理的改进、工程的规划建设和维护,各项改革措施也更宜于为用户和公众接受。基层组织的建立还能够大大降低对个体补偿成本,使对用户的补贴具有现实可操作性。因此,政府部门应积极鼓励更多的用户、团体(公共、私人部门)以及整个社会参与到水管理中来,成立各种形式的基层用水组织。在此基础之上,逐步建立各级流域用户委员会,参与到更大范围甚至整个流域的水管理当中来。
第六,加快水利设施投资体制改革,推进水利设施运营公司化或商业化运作。
水利设施属于基础设施,一般由国家投资共建,由政府部门直接经营。长期在计划经济模式下运作,以及对国家补贴的依赖,造成了水利设施业绩不佳、维修不足、损坏严重,服务常常不能满足使用者的需求和支付的愿望,水利设施在减轻贫困和改善环境的潜力也被忽视。在市场转型过程中,即使是国家投资共建水利设施也需要做重大改革,例如工程设计、施工、设备制造安装进行公开招标,强化预算约束,由第三方实行监理等等;水利设施建成后政府水利主管部门不再直接参与运营管理,对其经营运作的激励机制作出重大改革,包括运用商业化原则经营公用事业、引入竞争和广泛的用户参与、改革收费办法等等。实现政府转变职能,使政府更经常的作为促进者、协调者和公共利益保卫者行事,而不是作为直接经营者。
主要参考文献
水利部水政水资源司,黄河断流及其对策(文集),中国水利水电出版社,1997
中科院地学部,1998,黄河断流咨询考察报告
王建中,1999,黄河断流情况及对策,中国水利,1999年第4期
刘文强,1999,塔里木河流域基于产权交易的水管理机制研究,申请清华大学管理学博士学位论文
潘家华,水资源市场配置论,持续发展的途径的经济学分析,人民大学出版社,1997
水利水电工程建设项目应从“面上”开展水资源论证,充分考虑区域水资源条件、开发利用现状和承载能力,协调区域经济发展与水资源利用间的关系,控制水资源开发利用全过程中可能产生影响的因素和事物,降低或消除区域水资源开发利用不良影响。在相关论证导则、技术导则和规划环评条例等技术指导下,对水利水电工程建设项目规划总体目标和原则的合理性、水资源条件的制约性、用水格局的完善性、配置方案的协调性、水环境保护的可实现性和补偿补救措施的可行性,进行详细的论证分析。《水利水电建设项目水资源论证导则》(SL525-2011),强调水利水电工程建设项目水资源总体论证应从工程概况、水资源状况及开发利用分析、取用水合理性分析、取水水源论证、取水和退水影响分析和水资源保护等方面,进行充分论证分析,建立区域水资源可持续开发利用建设方案。
二水利水电建设项目水资源论证实例分析
1工程概况
为缓解绥阳县中心城区近期城市生活用水严重缺水问题,拟在绥阳县洋川镇团山村的石梁河上游修建团山水库。水库坝址距绥阳县城17km,坝址以上流域面积14.7km2,多年平均径流量922万m3;水库校核(P=0.2%)洪水位918.62m,设计(P=2.0%)洪水位917.41m,正常蓄水位915.00m,死水位886.00m;水库总库容721万m3,正常蓄水位库容571万m3,死库容30万m3,兴利库容541万m3,库容系数58.7%,属多年调节水库。
2分析范围及论证范围团山水库分析
范围为石梁河全流域(流域面积239km2)及受水区绥阳县中心城区退水所涉及的洋川河全流域(流域面积126km2),共计365km2;取水水源论证范围为石梁河团山水库坝址以上流域(流域面积14.7km2);取水影响论证河段为团山水库库区河段(河长约2.84km,库区面积约0.42km2)、团山水库坝址至石梁河河口区间河段(河长25.3km),共计河长28.1km;退水影响范围主要为洋川河绥阳县城污水处理厂退水口至下游河口区间长9.7km河段。
3区域水资源状况及其开发利用分析
分析范围内主要河流有团山水库所在河流石梁河、工程受水区绥阳县中心城区退水所涉及的洋川河。石梁河系芙蓉江右岸一级支流,属长江流域乌江水系,全流域面积239km2,主河道全长32.2km,主河道加权平均坡降为11.9‰,流域形状系数0.231,多年平均径流量15000万m3。洋川河系洛安江左岸一级支流,全流域面积126km2,河长28.9km,主河道平均比降11.8‰,流域形状系数0.151,多年平均径流量7900万m3。分析范围内已建成灌溉水库工程2处,小型引水灌溉工程42处,提水灌溉工程30处。灌溉面积22182亩(其中水田20339亩,旱地1843亩)。分析范围内水资源总量22900万m3,现状开发利用水量1786万m3,水资源开发利用率7.80%;耗水量1079万m3,占水资源总量的4.7%。分析范围内水资源开发利用程度一般,水资源具有一定开发利用潜力,为促进区域经济发展,有条件和必要对石梁河水资源进行进一步的开发利用。
4取用水合理性分析
城市生活用水方面:绥阳县城市生活用水量预测主要根据《室外给水设计规范》(GB50013-2006)采用分类预测法进行预测,远期规划水平年(2030年)采用180L/(人•d);供水管网损失10%;未预见水量按10%考虑;水厂自用水量按总用水量的5%计。由于县城工业用水单独考虑,故上述所取定额符合一般城市生活用水规律。农田灌溉用水方面:根据当地灌溉习惯结合现状灌溉渠系实际情况,下游农田灌溉P=80%保证率灌溉用水定额水稻取320m3/亩、玉米56.4m3/亩、辣椒45.9m3/亩、油菜59.3m3/亩基本合理。用水总量控制指标方面:绥阳县现状用水量1.787亿m3,2015用水指标1.812亿m3、2020用水指标1.985亿m3、2030用水指标2.041亿m3,分别比现状增加0.025亿m3、0.198亿m3和0.254亿m3,团山水库供水量仅0.0599亿m3,而且主要是用于绥阳县城生活用水,符合《遵义市实施最严格水资源管理制度指标方案》对用水总量控制指标的要求。
5取水水源论证
团山水库坝址以上流域面积14.7km2,多年平均径流量922万m3,经长系列调节计算,团山水库坝址处流域水资源量可满足团山水库设计供水量599万m3/a(P=95%城市供水588万m3/a、P=80%农田灌溉用水10.8万m3/a)的要求。至规划水平年(2030年)上游流域内用水较现状增加耗水量仅占来水量的0.03%。因此,团山水库工程取水在水资源量方面是可靠的。根据坝址河段水样水质检测结果,现状水质能满足集中式供水水源地和农田灌溉水质要求。取水口以上流域内无工矿企业,主要污染源为少量农田灌溉用水退水,农村生活用水基本无退水,今后水质下降的可能性不大。取水口以上流域今后将划为水源地保护区,农田灌溉用水退水量将进一步削减,同时严禁新设排污口等活动,取水水源水质可得到保障并有改善的可能。取水口河段具备成库建坝的地形地质条件,同时取水口的设置也能够满足水库泥沙淤积需求和取水量的需求,且坝址下游农田灌溉用水今后由团山水库生态放水管一并下放,管道尺寸满足放水要求,取水口设置合理可行。
6取水和退水影响分析
团山水库取水对区域水资源量虽有一定影响,但按多年平均径流量的10%(0.029m3/s)下放生态流量,对区域水资源及下游河道的生态影响较小。水库下游有农田灌溉工程,灌溉设计流量为0.021m3/s,下游灌溉用水量由生态放水管统一下放,对下游农田灌溉取水影响不大。同时,建议在初蓄期积极引导灌区群众进行适度水改旱,尽可能减少灌溉用水量,确保水库尽早正常蓄水,正常发挥效益。团山水库工程在建设期其污废水按退水处理方案处理达标后排入石梁河,坝址河段枯季情况下接纳排放的污废水后悬浮物(SS)、五日生化需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)浓度均小于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ类水质要求。施工期对河道水功能区造成一定影响,但该影响将随着施工的结束逐渐减弱直至消失。运行期影响较大的绥阳县中心城区城市用水退水。退水影响的洋川河属“洛安江绥阳遵义县保留区”,由于纳污河流洋川河退水口来水量较大,只要对城市用水产生的污废水处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)“一级标准A标准”后排放,退水对水功能区的影响较小,加之影响河段无其他用水户取水,故绥阳县中心城区城市用水退水对水功能区和第三者的影响不大。
7水资源保护措施
项目建设过程中,要对生产废水和生活污水采取有效措施处理后达标排放,严禁将污废水直接排入河道;作好水土保持工作,对弃渣进行妥善处理,对项目施工造成的地表恢复植被。对水库大坝、泵站及库尾河段进行水质监测,遇异常情况要查明原因并报告当地水行政主管部门,同时停止供水并采取措施即时解决。水库蓄水前,必须对淹没区进行库底清理,以免蓄水后淹没区内植物腐烂、农厕中粪便等造成二次污染。水库管理站修建化粪池处理生活污水,污水经处理后用于浇灌农田和绿地,生活垃圾拟与当地生活垃圾一同处理。加大水土保持工作力度,植树种草、对库区25°以上坡耕地实行退耕还林、坡改梯等水保工程,缓解库内泥沙淤积,逐步恢复库区库周生态环境的同时,提高水库自身运行年限。合理安排水库蓄水计划,通过下泄一定流量等措施来减小水库蓄水和运行对下游河段生态环境和农田灌溉的影响。建立一个自上而下的水资源保护领导小组,主要负责水库在运行过程中,实施水资源保护的领导、管理和监督实施工作。配合涉及县、乡、村对负责范围内水资源保护措施实施情况进行监督管理,搞好工程水资源保护工作。
三结论
1.1工程概况为缓解绥阳县中心城区近期城市生活用水严重缺水问题,拟在绥阳县洋川镇团山村的石梁河上游修建团山水库。水库坝址距绥阳县城17km,坝址以上流域面积14.7km2,多年平均径流量922万m3;水库校核(P=0.2%)洪水位918.62m,设计(P=2.0%)洪水位917.41m,正常蓄水位915.00m,死水位886.00m;水库总库容721万m3,正常蓄水位库容571万m3,死库容30万m3,兴利库容541万m3,库容系数58.7%,属多年调节水库。
1.2分析范围及论证范围团山水库分析范围为石梁河全流域(流域面积239km2)及受水区绥阳县中心城区退水所涉及的洋川河全流域(流域面积126km2),共计365km2;取水水源论证范围为石梁河团山水库坝址以上流域(流域面积14.7km2);取水影响论证河段为团山水库库区河段(河长约2.84km,库区面积约0.42km2)、团山水库坝址至石梁河河口区间河段(河长25.3km),共计河长28.1km;退水影响范围主要为洋川河绥阳县城污水处理厂退水口至下游河口区间长9.7km河段。
1.3区域水资源状况及其开发利用分析分析范围内主要河流有团山水库所在河流石梁河、工程受水区绥阳县中心城区退水所涉及的洋川河。石梁河系芙蓉江右岸一级支流,属长江流域乌江水系,全流域面积239km2,主河道全长32.2km,主河道加权平均坡降为11.9‰,流域形状系数0.231,多年平均径流量15000万m3。洋川河系洛安江左岸一级支流,全流域面积126km2,河长28.9km,主河道平均比降11.8‰,流域形状系数0.151,多年平均径流量7900万m3。分析范围内已建成灌溉水库工程2处,小型引水灌溉工程42处,提水灌溉工程30处。灌溉面积22182亩(其中水田20339亩,旱地1843亩)。分析范围内水资源总量22900万m3,现状开发利用水量1786万m3,水资源开发利用率7.80%;耗水量1079万m3,占水资源总量的4.7%。分析范围内水资源开发利用程度一般,水资源具有一定开发利用潜力,为促进区域经济发展,有条件和必要对石梁河水资源进行进一步的开发利用。
1.4取用水合理性分析城市生活用水方面:绥阳县城市生活用水量预测主要根据《室外给水设计规范》(GB50013-2006)采用分类预测法进行预测,远期规划水平年(2030年)采用180L/(人•d);供水管网损失10%;未预见水量按10%考虑;水厂自用水量按总用水量的5%计。由于县城工业用水单独考虑,故上述所取定额符合一般城市生活用水规律。农田灌溉用水方面:根据当地灌溉习惯结合现状灌溉渠系实际情况,下游农田灌溉P=80%保证率灌溉用水定额水稻取320m3/亩、玉米56.4m3/亩、辣椒45.9m3/亩、油菜59.3m3/亩基本合理。用水总量控制指标方面:绥阳县现状用水量1.787亿m3,2015用水指标1.812亿m3、2020用水指标1.985亿m3、2030用水指标2.041亿m3,分别比现状增加0.025亿m3、0.198亿m3和0.254亿m3,团山水库供水量仅0.0599亿m3,而且主要是用于绥阳县城生活用水,符合《遵义市实施最严格水资源管理制度指标方案》对用水总量控制指标的要求。
1.5取水水源论证团山水库坝址以上流域面积14.7km2,多年平均径流量922万m3,经长系列调节计算,团山水库坝址处流域水资源量可满足团山水库设计供水量599万m3/a(P=95%城市供水588万m3/a、P=80%农田灌溉用水10.8万m3/a)的要求。至规划水平年(2030年)上游流域内用水较现状增加耗水量仅占来水量的0.03%。因此,团山水库工程取水在水资源量方面是可靠的。根据坝址河段水样水质检测结果,现状水质能满足集中式供水水源地和农田灌溉水质要求。取水口以上流域内无工矿企业,主要污染源为少量农田灌溉用水退水,农村生活用水基本无退水,今后水质下降的可能性不大。取水口以上流域今后将划为水源地保护区,农田灌溉用水退水量将进一步削减,同时严禁新设排污口等活动,取水水源水质可得到保障并有改善的可能。取水口河段具备成库建坝的地形地质条件,同时取水口的设置也能够满足水库泥沙淤积需求和取水量的需求,且坝址下游农田灌溉用水今后由团山水库生态放水管一并下放,管道尺寸满足放水要求,取水口设置合理可行。
1.6取水和退水影响分析团山水库取水对区域水资源量虽有一定影响,但按多年平均径流量的10%(0.029m3/s)下放生态流量,对区域水资源及下游河道的生态影响较小。水库下游有农田灌溉工程,灌溉设计流量为0.021m3/s,下游灌溉用水量由生态放水管统一下放,对下游农田灌溉取水影响不大。同时,建议在初蓄期积极引导灌区群众进行适度水改旱,尽可能减少灌溉用水量,确保水库尽早正常蓄水,正常发挥效益。团山水库工程在建设期其污废水按退水处理方案处理达标后排入石梁河,坝址河段枯季情况下接纳排放的污废水后悬浮物(SS)、五日生化需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)浓度均小于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ类水质要求。施工期对河道水功能区造成一定影响,但该影响将随着施工的结束逐渐减弱直至消失。运行期影响较大的绥阳县中心城区城市用水退水。退水影响的洋川河属“洛安江绥阳遵义县保留区”,由于纳污河流洋川河退水口来水量较大,只要对城市用水产生的污废水处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)“一级标准A标准”后排放,退水对水功能区的影响较小,加之影响河段无其他用水户取水,故绥阳县中心城区城市用水退水对水功能区和第三者的影响不大。
1.7水资源保护措施项目建设过程中,要对生产废水和生活污水采取有效措施处理后达标排放,严禁将污废水直接排入河道;作好水土保持工作,对弃渣进行妥善处理,对项目施工造成的地表恢复植被[6]。对水库大坝、泵站及库尾河段进行水质监测,遇异常情况要查明原因并报告当地水行政主管部门,同时停止供水并采取措施即时解决。水库蓄水前,必须对淹没区进行库底清理,以免蓄水后淹没区内植物腐烂、农厕中粪便等造成二次污染。水库管理站修建化粪池处理生活污水,污水经处理后用于浇灌农田和绿地,生活垃圾拟与当地生活垃圾一同处理。加大水土保持工作力度,植树种草、对库区25°以上坡耕地实行退耕还林、坡改梯等水保工程,缓解库内泥沙淤积,逐步恢复库区库周生态环境的同时,提高水库自身运行年限。合理安排水库蓄水计划,通过下泄一定流量等措施来减小水库蓄水和运行对下游河段生态环境和农田灌溉的影响。建立一个自上而下的水资源保护领导小组,主要负责水库在运行过程中,实施水资源保护的领导、管理和监督实施工作。配合涉及县、乡、村对负责范围内水资源保护措施实施情况进行监督管理,搞好工程水资源保护工作。
2结论
水利水电工程建设项目应从“面上”开展水资源论证,充分考虑区域水资源条件、开发利用现状和承载能力,协调区域经济发展与水资源利用间的关系,控制水资源开发利用全过程中可能产生影响的因素和事物,降低或消除区域水资源开发利用不良影响。在相关论证导则、技术导则和规划环评条例等技术指导下,对水利水电工程建设项目规划总体目标和原则的合理性、水资源条件的制约性、用水格局的完善性、配置方案的协调性、水环境保护的可实现性和补偿补救措施的可行性,进行详细的论证分析。《水利水电建设项目水资源论证导则》(SL525-2011),强调水利水电工程建设项目水资源总体论证应从工程概况、水资源状况及开发利用分析、取用水合理性分析、取水水源论证、取水和退水影响分析和水资源保护等方面,进行充分论证分析,建立区域水资源可持续开发利用建设方案。
2水利水电建设项目水资源论证实例分析
2.1工程概况
为缓解绥阳县中心城区近期城市生活用水严重缺水问题,拟在绥阳县洋川镇团山村的石梁河上游修建团山水库。水库坝址距绥阳县城17km,坝址以上流域面积14.7km2,多年平均径流量922万m3;水库校核(P=0.2%)洪水位918.62m,设计(P=2.0%)洪水位917.41m,正常蓄水位915.00m,死水位886.00m;水库总库容721万m3,正常蓄水位库容571万m3,死库容30万m3,兴利库容541万m3,库容系数58.7%,属多年调节水库。
2.2分析范围及论证范围
团山水库分析范围为石梁河全流域(流域面积239km2)及受水区绥阳县中心城区退水所涉及的洋川河全流域(流域面积126km2),共计365km2;取水水源论证范围为石梁河团山水库坝址以上流域(流域面积14.7km2);取水影响论证河段为团山水库库区河段(河长约2.84km,库区面积约0.42km2)、团山水库坝址至石梁河河口区间河段(河长25.3km),共计河长28.1km;退水影响范围主要为洋川河绥阳县城污水处理厂退水口至下游河口区间长9.7km河段。
2.3区域水资源状况及其开发利用分析
分析范围内主要河流有团山水库所在河流石梁河、工程受水区绥阳县中心城区退水所涉及的洋川河。石梁河系芙蓉江右岸一级支流,属长江流域乌江水系,全流域面积239km2,主河道全长32.2km,主河道加权平均坡降为11.9‰,流域形状系数0.231,多年平均径流量15000万m3。洋川河系洛安江左岸一级支流,全流域面积126km2,河长28.9km,主河道平均比降11.8‰,流域形状系数0.151,多年平均径流量7900万m3。分析范围内已建成灌溉水库工程2处,小型引水灌溉工程42处,提水灌溉工程30处。灌溉面积22182亩(其中水田20339亩,旱地1843亩)。分析范围内水资源总量22900万m3,现状开发利用水量1786万m3,水资源开发利用率7.80%;耗水量1079万m3,占水资源总量的4.7%。分析范围内水资源开发利用程度一般,水资源具有一定开发利用潜力,为促进区域经济发展,有条件和必要对石梁河水资源进行进一步的开发利用。
2.4取用水合理性分析
城市生活用水方面:绥阳县城市生活用水量预测主要根据《室外给水设计规范》(GB50013-2006)采用分类预测法进行预测,远期规划水平年(2030年)采用180L/(人•d);供水管网损失10%;未预见水量按10%考虑;水厂自用水量按总用水量的5%计。由于县城工业用水单独考虑,故上述所取定额符合一般城市生活用水规律。农田灌溉用水方面:根据当地灌溉习惯结合现状灌溉渠系实际情况,下游农田灌溉P=80%保证率灌溉用水定额水稻取320m3/亩、玉米56.4m3/亩、辣椒45.9m3/亩、油菜59.3m3/亩基本合理。用水总量控制指标方面:绥阳县现状用水量1.787亿m3,2015用水指标1.812亿m3、2020用水指标1.985亿m3、2030用水指标2.041亿m3,分别比现状增加0.025亿m3、0.198亿m3和0.254亿m3,团山水库供水量仅0.0599亿m3,而且主要是用于绥阳县城生活用水,符合《遵义市实施最严格水资源管理制度指标方案》对用水总量控制指标的要求。
2.5取水水源论证
团山水库坝址以上流域面积14.7km2,多年平均径流量922万m3,经长系列调节计算,团山水库坝址处流域水资源量可满足团山水库设计供水量599万m3/a(P=95%城市供水588万m3/a、P=80%农田灌溉用水10.8万m3/a)的要求。至规划水平年(2030年)上游流域内用水较现状增加耗水量仅占来水量的0.03%。因此,团山水库工程取水在水资源量方面是可靠的。根据坝址河段水样水质检测结果,现状水质能满足集中式供水水源地和农田灌溉水质要求。取水口以上流域内无工矿企业,主要污染源为少量农田灌溉用水退水,农村生活用水基本无退水,今后水质下降的可能性不大。取水口以上流域今后将划为水源地保护区,农田灌溉用水退水量将进一步削减,同时严禁新设排污口等活动,取水水源水质可得到保障并有改善的可能。取水口河段具备成库建坝的地形地质条件,同时取水口的设置也能够满足水库泥沙淤积需求和取水量的需求,且坝址下游农田灌溉用水今后由团山水库生态放水管一并下放,管道尺寸满足放水要求,取水口设置合理可行。
2.6取水和退水影响分析
团山水库取水对区域水资源量虽有一定影响,但按多年平均径流量的10%(0.029m3/s)下放生态流量,对区域水资源及下游河道的生态影响较小。水库下游有农田灌溉工程,灌溉设计流量为0.021m3/s,下游灌溉用水量由生态放水管统一下放,对下游农田灌溉取水影响不大。同时,建议在初蓄期积极引导灌区群众进行适度水改旱,尽可能减少灌溉用水量,确保水库尽早正常蓄水,正常发挥效益。团山水库工程在建设期其污废水按退水处理方案处理达标后排入石梁河,坝址河段枯季情况下接纳排放的污废水后悬浮物(SS)、五日生化需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)浓度均小于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ类水质要求。施工期对河道水功能区造成一定影响,但该影响将随着施工的结束逐渐减弱直至消失。运行期影响较大的绥阳县中心城区城市用水退水。退水影响的洋川河属“洛安江绥阳遵义县保留区”,由于纳污河流洋川河退水口来水量较大,只要对城市用水产生的污废水处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)“一级标准A标准”后排放,退水对水功能区的影响较小,加之影响河段无其他用水户取水,故绥阳县中心城区城市用水退水对水功能区和第三者的影响不大。
2.7水资源保护措施
项目建设过程中,要对生产废水和生活污水采取有效措施处理后达标排放,严禁将污废水直接排入河道;作好水土保持工作,对弃渣进行妥善处理,对项目施工造成的地表恢复植被。对水库大坝、泵站及库尾河段进行水质监测,遇异常情况要查明原因并报告当地水行政主管部门,同时停止供水并采取措施即时解决。水库蓄水前,必须对淹没区进行库底清理,以免蓄水后淹没区内植物腐烂、农厕中粪便等造成二次污染。水库管理站修建化粪池处理生活污水,污水经处理后用于浇灌农田和绿地,生活垃圾拟与当地生活垃圾一同处理。加大水土保持工作力度,植树种草、对库区25°以上坡耕地实行退耕还林、坡改梯等水保工程,缓解库内泥沙淤积,逐步恢复库区库周生态环境的同时,提高水库自身运行年限。合理安排水库蓄水计划,通过下泄一定流量等措施来减小水库蓄水和运行对下游河段生态环境和农田灌溉的影响。建立一个自上而下的水资源保护领导小组,主要负责水库在运行过程中,实施水资源保护的领导、管理和监督实施工作。配合涉及县、乡、村对负责范围内水资源保护措施实施情况进行监督管理,搞好工程水资源保护工作。
3结论