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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(shì)東、西兩側(cè)高,中間低,東部與西部大致以南北向的落基山東麓為界,也是美國太平洋水系和大西洋水系的分水嶺,兩邊的氣候和自然條件差異較大。
美國河流大都為南北走向,主要水系為:墨西哥灣水系,由密西西比河及格蘭德河等河流構(gòu)成,流域面積占美國本土面積的三分之二;太平洋水系,包括科羅拉多河、哥倫比亞河、薩克拉門托河等;大西洋水系,包括波托馬克河以及哈得遜河等;白令海水系,由阿拉斯加州的育空河及其它諸河構(gòu)成;北冰洋水系,包括阿拉斯加州注入北冰洋的河流。
根據(jù)降水量的自然分布,美國水資源特點(diǎn)可以概括為,東多西少,人均豐富。全美多年平均降水量為760毫米。以西經(jīng)95度為界,可將美國本土化分成兩個(gè)不同區(qū)域:西部17個(gè)州為干旱和半干旱區(qū),年降水量在500毫米以下,西部內(nèi)陸地區(qū)只有250毫米左右,科羅拉多河下游地區(qū)不足90毫米,是全美水資源較為緊缺的地區(qū);東部年降水量為800至1000毫米左右,是濕潤與半濕潤地區(qū)。美國水資源總量為29702億立方米,人均水資源量接近12000立方米,是水資源較為豐富的國家之一。
二、美國水資源管理情況
經(jīng)過近一個(gè)世紀(jì)的建設(shè),美國水資源開發(fā)利用工程已基本形成體系,對(duì)局部洪水的控制和西部水資源的配置都達(dá)到了較高水平,可以說,美國大規(guī)模開發(fā)利用水資源的階段已經(jīng)結(jié)束。在進(jìn)一步開發(fā)利用水資源已受到生態(tài)和環(huán)境強(qiáng)力制約的今天,美國水資源工作的重心已轉(zhuǎn)向高效管理,重點(diǎn)是提高水的利用效率和防治水污染。其水資源管理的主要特點(diǎn)是:
1、以州為主的水資源管理體制。由于美國是聯(lián)邦制國家,水資源屬州所有,水資源管理基本以州為主進(jìn)行。全國無統(tǒng)一的水資源管理法規(guī),管理行為以州立法和州際協(xié)議為準(zhǔn)繩。州以下往往分成若干個(gè)水務(wù)局,對(duì)供水、排水、污水處理及回用等涉水事物統(tǒng)籌考慮,統(tǒng)一管理。以我們考察的南加州都市水務(wù)局為例,這個(gè)成立于1928年的水資源管理機(jī)構(gòu),起初只負(fù)責(zé)6個(gè)縣,5200平方公里的供水事宜,向州供水工程買水再向下一級(jí)水務(wù)機(jī)構(gòu)躉售。隨著人口的增加,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,水務(wù)局的職能已不可能拘限于單純的供水,而是必須統(tǒng)籌考慮工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)及生態(tài)用水需求,統(tǒng)一規(guī)劃調(diào)度外來供水、區(qū)域內(nèi)地表水、地下水以及廢污水處理回用,以保障區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。盡管這樣的水務(wù)局不是政府部門,但州立法賦予其管理權(quán)限,對(duì)區(qū)域水資源、水環(huán)境負(fù)總責(zé),使美國的水資源在一定程度上實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一管理。
2、行政措施主要體現(xiàn)在規(guī)劃的制定和實(shí)施。以州為主的水資源管理體制,并不意味著聯(lián)邦政府在此方面只能袖手旁觀。歷史上,美國聯(lián)邦有關(guān)部門一方面進(jìn)行過大量水利基礎(chǔ)設(shè)施工程的建設(shè),一方面也協(xié)調(diào)制定并監(jiān)督執(zhí)行了許多州級(jí)分水協(xié)議。在我們走訪的內(nèi)政部地質(zhì)調(diào)查局、墾務(wù)局等部門,目前都有一些規(guī)劃、計(jì)劃在制定或執(zhí)行中,這些計(jì)劃涉及水資源調(diào)查評(píng)價(jià)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、節(jié)水、水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)等等,都由聯(lián)邦投資保證執(zhí)行。通過規(guī)劃、計(jì)劃的制定實(shí)施,促進(jìn)美國水資源管理更趨科學(xué)和高效。在加州水資源局,政府工作人員正在著手修改“加州水資源計(jì)劃”。于1957年制定的“加州水資源計(jì)劃”寫入了加州的法律,即每五年就要修改一次該計(jì)劃。此次修改將增加干旱對(duì)策、節(jié)水措施、環(huán)境氣候變化等新內(nèi)容,并對(duì)未來10年加州水資源供需作出預(yù)測(cè)。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(chǎng)在水資源配置中的作用,水價(jià)制定遵循市場(chǎng)規(guī)律。美國是一個(gè)高度市場(chǎng)化國家,市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)機(jī)制無所不在。從大型水利工程的建設(shè)到供水區(qū)域內(nèi)水資源的配置,其融資、供求均通過市場(chǎng)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(chǎng)化管理,水資源按質(zhì)和成本論價(jià)。不同的價(jià)格決定了各種水源的分配,也促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,使廢污水得以處理回用,使水資源向效益更高的產(chǎn)業(yè)部門流動(dòng),即“水往高處流”。
美國的水權(quán)與土地所有權(quán)密不可分,在水資源使用權(quán)的繼承、流轉(zhuǎn)和交易上,各州有較大不同,因涉及較多法律問題,都非常繁瑣。近年來,在美國西部地區(qū)出現(xiàn)了水銀行的水權(quán)交易體系,將每年水資源量按水權(quán)分成若干份,以股份制形式對(duì)水權(quán)進(jìn)行管理,方便了交易程序,使水資源的經(jīng)濟(jì)價(jià)值得到充分體現(xiàn)。
美國水價(jià)的制定遵循市場(chǎng)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(cè)費(fèi)、管線接駁費(fèi)等等,水價(jià)每年修訂一次。美國也注重水價(jià)對(duì)節(jié)約用水的杠桿作用,近年水價(jià)年增幅達(dá)到8%,對(duì)1985年以后全國保持用水零增長起到了積極作用。水權(quán)、水價(jià)和水市場(chǎng)的運(yùn)營,使開源和節(jié)流成為市場(chǎng)機(jī)制調(diào)控的自覺行動(dòng),盡管存在管理失靈的問題,但在促進(jìn)美國水資源可持續(xù)利用方面的作用是顯而易見的。
4、節(jié)約和保護(hù)水資源是管理的重點(diǎn)。美國各級(jí)水資源部門在談到目前水資源管理方面的主要工作時(shí),都強(qiáng)調(diào)節(jié)約和保護(hù)的重要性。美國用水結(jié)構(gòu)在20年前已基本趨于穩(wěn)定,居民生活用水所占比例較高,在1950年至1980年的總用水量增長期內(nèi),農(nóng)業(yè)、工業(yè)由于結(jié)構(gòu)調(diào)整、降低成本以及對(duì)廢水排放的嚴(yán)格限制,用水一直在下降,增長較快的就是城市居民和服務(wù)業(yè)用水。為此,美國水資源較緊缺的西部各州采取了許多節(jié)水措施,推廣家庭節(jié)水器具,改革水價(jià),開展節(jié)水宣傳等。有的州對(duì)居民用水的限制措施非常細(xì),甚至連灌溉草坪的時(shí)間都有明確規(guī)定。為了鼓勵(lì)節(jié)水,政府規(guī)定了詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)政策,凡家庭、商業(yè)單位、工廠采取節(jié)水措施的都有不同程度的獎(jiǎng)勵(lì)補(bǔ)貼。節(jié)水措施有效遏制了用水量增長的勢(shì)頭。現(xiàn)在,各有關(guān)規(guī)劃、計(jì)劃中都把節(jié)水作為主要措施加以突出,尤其是西部各州,在開源與節(jié)流的關(guān)系中,首先強(qiáng)調(diào)的就是節(jié)流。
在水資源保護(hù)方面,美國十分重視減少對(duì)江河的污染和水生態(tài)系統(tǒng)的維護(hù)。目前全美建有20000多座污水處理廠,各種規(guī)模的污水收集處理系統(tǒng)保證了較高的污水處理率。一些城市劃定了大面積的水源保護(hù)區(qū),如舊金山政府就購買了飲用水源地集水區(qū),采取嚴(yán)格保護(hù)措施。美國在水資源開發(fā)利用過程中,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的維護(hù)進(jìn)行了大量研究。聯(lián)邦墾務(wù)局所管理的西部水庫,都規(guī)定要下泄生態(tài)水量,以保證動(dòng)植物對(duì)水的需求。美國地調(diào)局近年啟動(dòng)了一項(xiàng)計(jì)劃,對(duì)全國地下水進(jìn)行監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià),以推動(dòng)各州采取回灌等措施,加強(qiáng)對(duì)地下水的保護(hù)。
5、新技術(shù)應(yīng)用于水資源管理。在水資源調(diào)查評(píng)價(jià)、規(guī)劃、實(shí)時(shí)監(jiān)控等方面,美國有關(guān)部門廣泛地應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),如遙感技術(shù),衛(wèi)星傳送,地理信息系統(tǒng)等。美國地質(zhì)調(diào)查局負(fù)責(zé)水資源的監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)和科研工作,共設(shè)有覆蓋全美各個(gè)河流和水源地的7028個(gè)觀測(cè)站點(diǎn),技術(shù)手段十分先進(jìn),這些監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)和評(píng)價(jià)工作,近年來,還率先運(yùn)用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了全美地下水的水量和水質(zhì)方面的研究工作,其技術(shù)方法值得我們借鑒。
水資源實(shí)時(shí)調(diào)度在美國也很普遍,許多供水區(qū)都是通過計(jì)算機(jī)模型完成對(duì)水量的分配,自動(dòng)化控制對(duì)水資源的科學(xué)配置起到了促進(jìn)作用。
6、不斷進(jìn)行改革。美國的水資源管理處在不斷改革中,體制問題是改革的重點(diǎn)。目前呼聲最高的就是供水與污水處理業(yè)的私有化改革。由于美國環(huán)保部門對(duì)供水提出了更高的水質(zhì)要求,大量20年以上管齡的供水管道需要更換(占70%),加之水處理成本也要增加,供水業(yè)對(duì)資金的大量需求呼喚私人資本的注入。美國目前的供水和污水處理企業(yè)90%以上是縣、市及各種社區(qū)所有,資金不足,人才缺乏,使企業(yè)改造舉步維艱;而投資回報(bào)率達(dá)到20%的美國供水業(yè),對(duì)其國內(nèi)和海外的私人資本有極強(qiáng)的吸引力,因此,供水與污水處理業(yè)私有化趨勢(shì)明顯。在一些地區(qū),私營水廠和委托管理的水廠越來越多。美國水公司協(xié)會(huì)調(diào)查研究的結(jié)果表明,水廠體制變革帶來了一系列的變化:水質(zhì)提高了,用水戶投訴率降低了,經(jīng)營成本降低了。更重要的是,私有化帶來了資金、工作效率、優(yōu)質(zhì)服務(wù),為美國水業(yè)注入了活力。
三、美國西部水資源開發(fā)利用與北水南調(diào)工程
與我國相類似,美國的西部較之東部也是主要的缺水區(qū)域。美國西部以山地高原為主,主要由太平洋沿岸山地、哥倫比亞高原、科羅拉多高原以及落基山山地組成。太平洋沿岸地區(qū)屬溫帶海洋性氣候,夏季干旱無雨,以冬季降水為主,大部分地區(qū)年降水量少于500毫米,尤其是毗鄰太平洋的加州地區(qū),在全美人口密度最大,工業(yè)和城市化程度很高,水資源不足長期以來是美國聯(lián)邦和加州政府十分關(guān)注的主要問題之一。
在美國漫長的西部開發(fā)歷史中,水資源的開發(fā)利用始終是重中之重。早在1902年,聯(lián)邦政府就設(shè)立了墾務(wù)局致力于中西部水資源的開發(fā)利用,經(jīng)過近100年的努力,在西部已經(jīng)建成水庫348座、泵站267座、渠道21.6萬公里、輸水干管2300公里、水電站58座。這些工程的建設(shè),為美國西部水資源的配置,為西部經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展奠定了基石。有了胡佛水壩,才有內(nèi)華達(dá)美麗的城市拉斯維加斯;如果沒有北水南調(diào)工程,今天的美國第二大城市洛杉磯將風(fēng)光不再。
美國西部水資源開發(fā)利用的一個(gè)典型就是北水南調(diào)工程。北水南調(diào)工程是加州解決水資源短缺問題的配置性工程。位于美國西海岸的加利福尼亞州,南北狹長,地形起伏,雨水分布不均。北部雨水較多,常有洪水;南部人口密集,降雨稀少。尤其是南加州,聚集了該州2/3的人口,又是經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展地區(qū),水資源矛盾十分突出。這一地區(qū)主要依靠從東北內(nèi)華達(dá)州科羅拉多河引來的部分河水和地下水。但隨著各州對(duì)本州水源的控制和保護(hù),加上地下水超采引起地面下沉等情況,迫使加州政府于20世紀(jì)50年代起,統(tǒng)籌考慮解決北澇南旱的水資源配置之策。1960年,加州全民公決支持北水南調(diào)計(jì)劃,使全長600多公里的調(diào)水工程得以開工建設(shè)。該工程主干道于1973年竣工,此后,完善和配套工作一直未停。整個(gè)工程建有28座大壩和水庫,22座抽水站和一些發(fā)電站,年調(diào)水量近50億立方米,供加州2000萬人使用,調(diào)水量的70%用于城市,30%用于灌溉360多萬畝農(nóng)田,是目前美國乃至世界距離最長揚(yáng)程最高的調(diào)水工程。
北水南調(diào)工程主體投資17.5億美元,全部來自長期債券,由州水資源局根據(jù)用水需求與當(dāng)時(shí)的29個(gè)地方水務(wù)局簽署長期用水合同,再用水費(fèi)償還債券。這種市場(chǎng)化的資金運(yùn)作,不僅解決了工程建設(shè)的資金問題,也為工程的運(yùn)營管理打下了良好的基礎(chǔ)。從目前的情況看,北水南調(diào)工程的建設(shè)是成功的,即使美國對(duì)水利工程建設(shè)反對(duì)最激烈的環(huán)保人士也充分肯定這一工程的功績。
四、體會(huì)和建議
通過赴美水資源培訓(xùn)考察,針對(duì)我國及西部地區(qū)水資源開發(fā)利用和管理保護(hù)的實(shí)際,我們深切感到,美國作為一個(gè)水資源條件較好的國家,又有多年來大量水利設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ),仍然高度重視水資源問題,采取切實(shí)措施促進(jìn)水資源的節(jié)約和保護(hù),很值得我們學(xué)習(xí)。歸納起來有幾個(gè)方面值得借鑒:一是美國基層水務(wù)局的模式和供水業(yè)的改革,對(duì)我國正在進(jìn)行的水務(wù)管理體制改革有借鑒意義;二是美國水資源規(guī)劃和計(jì)劃的制定實(shí)施,對(duì)我們?cè)鰪?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(chǎng)及制定水資源節(jié)約和保護(hù)的經(jīng)濟(jì)政策上,美國的做法值得學(xué)習(xí);四是水資源管理的先進(jìn)技術(shù)可以學(xué)習(xí)交流;五是西部地區(qū)水利建設(shè)從資金籌措到運(yùn)營管理能夠從美國西部開發(fā)的做法中學(xué)到經(jīng)驗(yàn);六是我國西部大開發(fā)中如何維護(hù)良好的水生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)借鑒美國經(jīng)驗(yàn)。為此,提出以下建議:
1、進(jìn)一步深化水務(wù)管理體制改革,為水資源可持續(xù)利用提供體制保障。從美國水務(wù)局的運(yùn)行情況看,水資源的統(tǒng)一管理與涉水事物的統(tǒng)籌治理具有體制上的優(yōu)越性。我國水務(wù)管理體制改革的方向是正確的,應(yīng)堅(jiān)定不移的走下去,國家和地方應(yīng)制定政策予以推動(dòng)。目前,我們?cè)谕菩兴畡?wù)一體化管理上主要著重于理順城鄉(xiāng)水資源管理體制,在水資源保護(hù)、污水處理以及回用的管理上比較薄弱,隨著城市化進(jìn)程的加快,要加強(qiáng)對(duì)水資源保護(hù)和污水處理的統(tǒng)一管理。要指導(dǎo)水務(wù)部門積極改革內(nèi)部管理體制,做到政企、政事分開,推動(dòng)供水企業(yè)的改革、改組和改造,引入競(jìng)爭(zhēng)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(shì),深入研究制定促進(jìn)水資源節(jié)約和保護(hù)的經(jīng)濟(jì)政策。我們過去過多的依賴于行政政策進(jìn)行管理,對(duì)經(jīng)濟(jì)問題研究得很不夠。水價(jià)、水權(quán)和水市場(chǎng)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(chǎng)對(duì)水資源實(shí)施配置,在全社會(huì)建立節(jié)約用水和保護(hù)水資源的機(jī)制,為“十五”期間全國節(jié)水型社會(huì)的建設(shè)提供政策支持。
關(guān)鍵詞:水資源管理學(xué)
1建立水資源管理學(xué)的必要性
水資源是影響國民經(jīng)濟(jì)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(jì)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(yán)重。目前我國600多個(gè)城市中,400多個(gè)城市存在供水不足問題,其中比較嚴(yán)重的缺水城市達(dá)110個(gè),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(dá)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(yù)測(cè),2030年中國人口將達(dá)到16億,屆時(shí)人均水資源量僅有1750立方米,水資源開發(fā)利用將達(dá)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(yán)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(xué)技術(shù),二靠科學(xué)的管理。技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)緩慢的過程,加強(qiáng)科學(xué)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(rèn),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(rèn),目前的水資源管理工作,無論是理論上還是實(shí)踐上,都與現(xiàn)實(shí)的要求相差甚遠(yuǎn),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(shí)體系,建立水資源管理學(xué),指導(dǎo)我們的工作,迫在眉睫。建立水資源管理學(xué)是十分必要的。
2水資源管理學(xué)研究對(duì)象與研究內(nèi)容
2.1水資源管理與水資源管理學(xué)
關(guān)于水資源管理的概念,盡管我們用的很多,但目前學(xué)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(yùn)用行政、法律、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和教育等手段,組織各種社會(huì)力量開發(fā)水利和防治水害;協(xié)調(diào)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(xué)分配水量”(陳家琦等)(水利卷)
為防止水資源危機(jī),保證人類生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,運(yùn)用行政、技術(shù)、立法等手段對(duì)淡水資源進(jìn)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(jìn)行合理規(guī)劃、開發(fā)和利用,保護(hù)水源,防止水資源衰竭和污染等。同時(shí)也涉及水資源密切相關(guān)的工作,如保護(hù)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(xué)卷)。
運(yùn)用、保護(hù)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(biāo)是:保護(hù)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(yàn)證水利設(shè)施的正確性。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),需要在工作中采取各種技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、行政、法律措施。隨著水利事業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,水利管理已逐步采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代化管理手段(李石等)
作者認(rèn)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(shí)代的內(nèi)涵,不同時(shí)代,水資源管理概念是不同的。在古代,偏重于干旱洪澇災(zāi)害的管理,此時(shí)一切活動(dòng)都圍繞其進(jìn)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(yáng),在一定程度上也說明,洪澇災(zāi)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(jì)的迅速發(fā)展,淡水相對(duì)于人的需求供給不足,水向水資源轉(zhuǎn)變,水具有了經(jīng)濟(jì)內(nèi)涵,此時(shí),人類面臨的問題除了干旱洪澇災(zāi)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(shí)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(shí)面臨著干旱洪澇災(zāi)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(gè)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(fù)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(duì)水資源需求問題。
從這個(gè)角度來看,上述概念都存在存在時(shí)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(duì)水資源管理的內(nèi)容進(jìn)行了部分闡述;李憲法的定義,是以解決水資源危機(jī)為出發(fā)點(diǎn)的;李石的定義最終落實(shí)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(rèn)識(shí)水平來看,這些概念既有一定的合理性,也存在完善補(bǔ)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(hù)的目的是為了更好的開發(fā),保護(hù)為開發(fā)服務(wù),“保護(hù)”處于被動(dòng)的地位;其次,視野相對(duì)狹窄,此概念大多只局限于水資源本身,缺乏復(fù)合系統(tǒng)下對(duì)水資源的綜合認(rèn)識(shí),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(jìn)一步精練,在解釋水資源管理概念的同時(shí),有的將水資源管理的包含的內(nèi)容也納入進(jìn)去,需要進(jìn)一步提煉。
作者認(rèn)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(hù)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(jìn)行了理論上的探討,積累了不少的經(jīng)驗(yàn),形成了大量的知識(shí),但水資源管理否能已經(jīng)成長為“學(xué)”呢?,尚缺乏系統(tǒng)的探討。作者認(rèn)為,水資源管理學(xué)是否成立,主要取決于水資源管理學(xué)是否具有明確的區(qū)別于其它學(xué)科的研究對(duì)象,只有明確的研究對(duì)象,水資源管理才能漸漸成長為水資源管理學(xué)。
作者認(rèn)為,水資源管理學(xué)已經(jīng)清晰的研究對(duì)象,就是研究水資源高效利用保護(hù)的各種措施規(guī)律,水資源是管理的對(duì)象,也是水資源管理學(xué)管理的核心。水資源管理學(xué)是管理水資源知識(shí)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(xué)研究內(nèi)容
水資源管理學(xué)作為一門正在成長的學(xué)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(qiáng)制性管理水資源行為,在水資源管理學(xué)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(jìn)、水資源法律具體內(nèi)容、水資源法律存在的問題與改進(jìn)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(xué)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(duì)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(diǎn)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(shí)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(duì)水資源開發(fā)利用未來科學(xué)描述。水資源管理學(xué)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(shí)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(tái)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(rèn)真的考慮和回補(bǔ)。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(jì)管理
水資源經(jīng)濟(jì)管理就是通過經(jīng)濟(jì)手段對(duì)水資源利用進(jìn)行調(diào)節(jié)和干預(yù)。包括水資源價(jià)值理論、水資源經(jīng)濟(jì)管理體系、節(jié)水效益分析、水資源折舊、排污收費(fèi)等等。
(8)水資源投資管理
水資源投資是維護(hù)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(duì)國民經(jīng)濟(jì)的影響等等。
(9)水資源風(fēng)險(xiǎn)管理
水資源開發(fā)利用與保護(hù),既有自然風(fēng)險(xiǎn),如干旱、洪水等,也有由于人為的作用產(chǎn)生的人為的風(fēng)險(xiǎn),如設(shè)備出現(xiàn)故障導(dǎo)致供水中斷等,水資源風(fēng)險(xiǎn)管理研究這些風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生、降低甚至消除,提出風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生情況下采取的應(yīng)急對(duì)策措施。
(10)水資源利用保護(hù)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(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等特點(diǎn),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(cè)、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(duì)水資源管理也不相同,水資源管理具有一定的行業(yè)特點(diǎn)。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(fù)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(duì)象,研究其開發(fā)、利用、保護(hù)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(duì)水資源管理不能就就水論水,必須將其放在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等復(fù)合系統(tǒng)中進(jìn)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(jì)核算體系、根據(jù)水資源狀況通過國際國內(nèi)市場(chǎng)進(jìn)行水資源貿(mào)易(包括間接貿(mào)易,如進(jìn)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(xué)與相關(guān)學(xué)科關(guān)系
3.1水資源管理學(xué)與水資源學(xué)的關(guān)系
水資源學(xué)是一門綜合叉性學(xué)科,目前該學(xué)科還沒有完全定型,正處于成長時(shí)期。通常認(rèn)為,水資源學(xué)是對(duì)水資源進(jìn)行評(píng)價(jià)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(duì)水資源實(shí)行科學(xué)管理和保護(hù)經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)總結(jié)所形成的知識(shí)體系。水資源學(xué)的基本理論體系是建立在水資源本身存在、運(yùn)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(diǎn)是建立在系統(tǒng)論基礎(chǔ)上對(duì)水資源系統(tǒng)評(píng)價(jià)、開發(fā)和最優(yōu)調(diào)控的基本規(guī)律。
水資源管理學(xué)與水資源學(xué)既有區(qū)別也有聯(lián)系。他們?cè)谘芯糠较蛏嫌幸欢ǖ慕徊嫘裕徊纥c(diǎn)是水資源管理。水資源管理學(xué)是自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的綜合叉科學(xué),在形成水資源學(xué)的過程中,也漸漸形成了水資源管理的知識(shí)體系,水資源管理學(xué)漸漸成長。他們的主要區(qū)別在于水資源管理學(xué)所涉及的面更廣泛,而且水資源管理學(xué)與管理學(xué)存在密切的關(guān)系。
3.2水資源管理學(xué)與管理學(xué)的關(guān)系
管理科學(xué)是一門應(yīng)用多學(xué)科與多領(lǐng)域理論、方法、技術(shù)和知識(shí)的綜合叉科學(xué),其目的就是研究人類利用有限資源實(shí)現(xiàn)組織目標(biāo)的管理活動(dòng)方面的動(dòng)態(tài)、復(fù)雜和創(chuàng)新的社會(huì)行為及其規(guī)律(國家自然科學(xué)基金委員會(huì),1995)。人的管理是管理學(xué)重要研究內(nèi)容。
水資源管理學(xué)中的管理對(duì)象是水資源,而管理學(xué)中管理的對(duì)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(xué)的原理可以為水資源管理學(xué)提供一定的理論支撐,水資源管理學(xué)的發(fā)展為管理學(xué)延伸提供新的增長極。
水資源管理學(xué)也是管理學(xué)的一個(gè)分支。
3.3水資源管理學(xué)與水文學(xué)的關(guān)系
水文學(xué)是研究地球上水的時(shí)空分布與運(yùn)動(dòng)規(guī)律并應(yīng)用于水資源開發(fā)利用與保護(hù)的科學(xué),作為水利科學(xué)的一部分,水文學(xué)的重要內(nèi)容是地面水與地下水的觀測(cè)、評(píng)估與預(yù)測(cè),并為規(guī)劃與管理提供依據(jù)。
水資源管理學(xué)需要水文學(xué)的支持,水文學(xué)為水資源管理學(xué)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),水資源的管理就是以水文學(xué)提供的各種數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行調(diào)控管理水資源,水資源管理學(xué)的基礎(chǔ)是水文學(xué),兩者關(guān)系非常密切。但水資源管理學(xué)所涉及的內(nèi)容比水文學(xué)研究的范圍更廣泛。
4結(jié)語
水資源管理學(xué)是多學(xué)科交叉的年輕的學(xué)科,其發(fā)展具有很大的現(xiàn)實(shí)推動(dòng)力和潛力,目前學(xué)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(xué),意在拋磚引玉,希望引起學(xué)術(shù)界的關(guān)注和探討,推進(jìn)水資源高效利用和保護(hù)。值得說明的是,作者及其同事合作成果《水資源管理學(xué)導(dǎo)論》即將完稿,并出版發(fā)行,但愿能為《水資源管理學(xué)》的發(fā)展貢獻(xiàn)微薄之力。
參考文獻(xiàn)
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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(cè)站、水位測(cè)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(cè)設(shè)備無法運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng),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(cè)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(huì)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(huì)管理職能的復(fù)雜而系統(tǒng)的工作。隨著社會(huì)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(dòng)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(shí)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(shí),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(duì)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(cè)站、水位測(cè)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(cè)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)上負(fù)責(zé)對(duì)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(duì)各層級(jí)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(jí)出現(xiàn)問題,由該層級(jí)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(dòng)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(shí)。針對(duì)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(shí)和程序意識(shí)。對(duì)管理人員組織定期培訓(xùn),通過培訓(xùn)使管理人員認(rèn)識(shí)管理程序的標(biāo)準(zhǔn)流程和了解按照程序執(zhí)行對(duì)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(dòng)、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(duì)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(cè)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(cè)設(shè)備,并且不斷研發(fā)新技術(shù),增加水文監(jiān)測(cè)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(dòng)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(shí)面,因此,應(yīng)對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(huì)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(duì)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?cè)谝院蟮乃乃Y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(shí)、增加水文監(jiān)測(cè)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(cè)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(duì)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(duì)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(huì)歷史和科學(xué)技術(shù)發(fā)展階段,在不破壞社會(huì)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(huì)、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(huì)發(fā)展水平條件下,水資源對(duì)該地區(qū)社會(huì)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(huì)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(huì)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)模總量(何希吾,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(huì)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(huì)發(fā)展水平及水資源的動(dòng)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(duì)該地區(qū)社會(huì)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(huì)-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(huì)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。“水資源承載能力”就是要滿足客體對(duì)主體的需求或壓力,也就是水資源對(duì)社會(huì)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(duì)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(huì)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(huì)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(duì)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(duì)社會(huì)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(duì)社會(huì)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(huì)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(duì)某一方面的支撐作用,而是要把水資源系統(tǒng)與社會(huì)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(huì)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(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大規(guī)模”(左其亭、陳曦,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(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。
社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對(duì)水資源系統(tǒng)可以進(jìn)行開發(fā)利用和保護(hù),對(duì)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(huì)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(huì)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(duì)應(yīng)的社會(huì)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(huì)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(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模”。
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(huì)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(dòng)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(dòng)能力及意識(shí)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。科學(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(duì)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(duì)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(huì)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(duì)水資源承載能力的概念進(jìn)行過簡單介紹和探討。從對(duì)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(duì)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(duì)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(dòng)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(duì)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(huì)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(huì)經(jīng)濟(jì)規(guī)模”為優(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(huì)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(huì)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(huì)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(huì)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(duì)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(huì)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(huì)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(huì)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(huì)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(huì)、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(duì)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(huì)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(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)側(cè)重面的選擇。一般,人們?cè)诜治鲇?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(huì)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(huì)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(huì)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(huì)經(jīng)濟(jì)—水資源—生態(tài)”耦合系統(tǒng)互動(dòng)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(huì)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(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是水資源系統(tǒng)承載的對(duì)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(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)部相互制約方程,以表達(dá)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展的整體趨勢(shì)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(huì)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(huì)來分析未來的發(fā)展趨勢(shì)。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(duì)社會(huì)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(duì)社會(huì)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(huì)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(huì)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(huì)經(jīng)濟(jì)—水資源—生態(tài)耦合系統(tǒng)互動(dòng)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(huì)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(dòng)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(hào):TV213 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(duì)和諧社會(huì)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(duì)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(duì)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(huì)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(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的重要原因。面對(duì)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(huì)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(chǎng)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(shì)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(cè)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(cè)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(duì)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(cè)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(duì)各地水文水資源的生態(tài)條件準(zhǔn)確檢測(cè),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(tái)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(tái),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(duì)例如水文監(jiān)測(cè)分析、水資源評(píng)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(tái)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(duì)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(shí),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(duì)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(shí)宣傳,讓全民擁有自覺的防汛減災(zāi)意識(shí),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(jí)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(cè)和水質(zhì)監(jiān)測(cè)。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(cè)驗(yàn)規(guī)范,報(bào)訊規(guī)范,水質(zhì)監(jiān)測(cè)規(guī)范以及地下水監(jiān)測(cè)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(duì)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(duì)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(dòng)化技術(shù)、遙感和全球定位技術(shù)、海量的存儲(chǔ)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(cè)點(diǎn)的建設(shè)上,做到對(duì)各級(jí)河流的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在現(xiàn)代技術(shù)的推動(dòng)下,水文站的建立已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)雨量和河流水位的自動(dòng)監(jiān)測(cè),水文站的水資源信息處理平臺(tái)可以對(duì)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(chǔ)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(duì)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(duì)防汛和抗災(zāi)的監(jiān)測(cè)。
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(cè)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(shí),對(duì)氣象、水利、水文地質(zhì)等領(lǐng)域的知識(shí)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(shí)面,在實(shí)踐中不斷的學(xué)習(xí)新知識(shí)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(duì)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(duì)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(cè),才可以充分發(fā)揮防洪減災(zāi)的效用,也可加強(qiáng)對(duì)地下水水質(zhì)的監(jiān)測(cè),促進(jìn)生態(tài)用水的發(fā)展。加強(qiáng)對(duì)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(shì)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(tái)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(cè)信息的采集和處理,還要對(duì)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(cè)。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(cè),完善各種預(yù)警信息的平臺(tái)建設(shè),加強(qiáng)各種水文預(yù)警預(yù)報(bào)知識(shí)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(cè)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(huì)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(cè),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(huì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng),不產(chǎn)生勞動(dòng)合同的變更;二是采取變更外派人員勞動(dòng)合同關(guān)系主體的模式,母公司將所派遣人員的勞動(dòng)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(dòng)合同,母公司與該員工解除勞動(dòng)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(dòng)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(duì)“任職”的理解,是與公司簽訂勞動(dòng)合同并擔(dān)任職務(wù),對(duì)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(zhēng)議。各省市地方稅務(wù)機(jī)關(guān)對(duì)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(huì)或經(jīng)理辦公會(huì)等做出的調(diào)配決定及員工名冊(cè)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(dòng)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(hào)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(cè)”。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(duì)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(dòng)力,凡用工單位將其支付給予勞動(dòng)力的工資和為勞動(dòng)力上交的社會(huì)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(dòng)力的工資和為勞動(dòng)者辦理社會(huì)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(hào)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(hào)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(duì)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(dòng)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(dòng)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
安全是危害或?yàn)?zāi)害的反義詞,它與危害(或?yàn)?zāi)害)的風(fēng)險(xiǎn)緊密聯(lián)系。危害(或?yàn)?zāi)害)的風(fēng)險(xiǎn)愈小,安全度就愈高,反之亦然。水安全問題通常指相對(duì)人類社會(huì)生存環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中發(fā)生的水的危害問題。例如,水多了(發(fā)生洪水災(zāi)害,導(dǎo)致人的財(cái)產(chǎn)損失,人口死亡問題)、水少了(發(fā)生干旱、水資源短缺以及引起的生態(tài)環(huán)境退化、人類生存環(huán)境損失)和水臟了(水污染導(dǎo)致的病害健康問題、人口死亡問題)。
中國是降水時(shí)空分配非常不均勻、“水“的問題十分突出的發(fā)展中國家。水多了(洪澇災(zāi)害)、水少了(干旱、水資源短缺)和水臟了(水污染問題)業(yè)已成為制約中國可持續(xù)發(fā)展最為重要的限制因子,其緊急程度已經(jīng)危及人類基本環(huán)境和生存問題和國家發(fā)展利益的安全問題。
在水安全問題研究中,水資源安全問題是最為重要的一個(gè)方面[1]。水資源安全通常指水的供需矛盾產(chǎn)生對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類生存環(huán)境的危害問題。20世紀(jì)末,不滿足可持續(xù)水資源利用的模式和環(huán)境問題導(dǎo)致嚴(yán)重的水資源安全問題,業(yè)已引起國際各國政府的高度重視。2000年3月,在荷蘭海牙(Hague)召開了“第二屆世界水論壇及部長級(jí)會(huì)議”。會(huì)議主題是:水的安全:從洞察到行動(dòng),全世界140多個(gè)國家首腦或部長,3000名科學(xué)家出席會(huì)議。21世紀(jì)水安全面臨7個(gè)主要挑戰(zhàn)[23]:
(1)滿足基本需求(meetingbasicneeds)
(2)保護(hù)生態(tài)(protectingecosystems)
(3)食品安全(securingthefoodsupply)
(4)水資源共享(sharingwaterresources)
(5)處理災(zāi)害(dealingwithhazards)
(6)水的價(jià)值(valuingwater)
(7)科學(xué)管水(governingwaterwisely)
因此,水資源安全已經(jīng)成為水資源研究的國家前沿?zé)狳c(diǎn),受到世界范圍的注目。
水資源安全問題研究主要有:水資源安全的范疇,水資源安全的度量,水資源安全評(píng)價(jià)和水資源安全保障體系的建設(shè)等方面。從學(xué)術(shù)研究,水資源安全的度量最為關(guān)鍵。核心問題是:回答如何量度水資源安全程度和如何保證水資源安全?我們的觀點(diǎn)是:水資源承載力是水資源安全的基本度量。因此,研究水資源承載力對(duì)于認(rèn)識(shí)和建設(shè)水資源安全保障體系尤為重要。
“承載力”一詞,亦稱“承載能力”(CarryingCapacity),起源于生態(tài)學(xué),用以衡量特定區(qū)域在某一環(huán)境條件下可維持某一物種個(gè)體的最大數(shù)量[1]。隨著人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,全球資源環(huán)境問題日趨嚴(yán)重,人們逐漸認(rèn)識(shí)到自然資源是支持地球上生命系統(tǒng)和人類生存發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),其量和質(zhì)是有限的,它們滿足人類現(xiàn)在與未來發(fā)展需要的能力也是有限的。關(guān)于生態(tài)承載力的一個(gè)較早的概念,是由世界自然保護(hù)同盟(IUCN)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)及世界野生生物基金會(huì)WWF在其出版的《保護(hù)地球》一書中提出的。他們把承載能力定義為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)所能支持的健康有機(jī)體即在維持它的生產(chǎn)力、適應(yīng)能力和再生能力的容量。后了“承載力”概念得到延伸發(fā)展,比較多地用于說明生態(tài)系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)、資源系統(tǒng)承受發(fā)展和特定活動(dòng)能力的限度。因此,生態(tài)承載力、環(huán)境承載力、資源承載力等諸多概念也相繼出現(xiàn)。
1974年,Bishop在《環(huán)境管理中的承載力》一書中指出“環(huán)境承載力表明在維持一個(gè)可以接受的生活水平的前提下,一個(gè)區(qū)域所能永久地承載的人類活動(dòng)的強(qiáng)烈程度”[2];高吉喜(2000)在其關(guān)于生態(tài)承載力的研究別指出:環(huán)境承載力是指在一定生活水平和環(huán)境質(zhì)量要求下,在不超出生態(tài)系統(tǒng)彈性限度條件下環(huán)境子系統(tǒng)所能承納的污染物數(shù)量以及可支撐的經(jīng)濟(jì)規(guī)模與相應(yīng)人口數(shù)量[3]。此外,一些學(xué)者還從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境、發(fā)展等方面對(duì)全球承載力進(jìn)行了探討(Cohen,J.E.,1995;Sagoff,M,1995;Daly,H.E.,1995,1996)[4][5][6]。然而無論是生態(tài)承載力、環(huán)境承載力抑或全球(區(qū)域)承載力都是一個(gè)比較泛化的概念,如何描述和量化,實(shí)施和操作性不強(qiáng),目前的研究還不深入。事實(shí)上,在對(duì)作為生態(tài)環(huán)境組成要素的各項(xiàng)自然資源的承載力問題還沒有完全解決的時(shí)候,是無法對(duì)生態(tài)環(huán)境承載力做更深入的研究的。
相比之下,當(dāng)前對(duì)資源承載力的研究則獲得了更多學(xué)者的關(guān)注。對(duì)自然資源承載力的研究主要集中于土地、水和關(guān)鍵礦產(chǎn)資源方面。1949年美國的Allan將土地資源承載力定義為:“在維持一定水平并不引起土地退化的前提下,一個(gè)區(qū)域能永久地供養(yǎng)人口數(shù)量及人類活動(dòng)水平”。50-70年代,國外許多學(xué)者探討了土地承載力的計(jì)算依據(jù)為:在確保不會(huì)對(duì)土地資源造成不可逆的負(fù)面影響的前提下,土地的生產(chǎn)潛力能容納的最大人口數(shù)量。同時(shí),對(duì)承載力的研究從靜態(tài)轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài),Millington等應(yīng)用多目標(biāo)決策分析方法,以各種資源(土地、水、氣候、能源等)對(duì)人口數(shù)量的限制,計(jì)算了澳大利亞的土地資源承載力。1986年我國也開始了題為“中國土地資源生產(chǎn)力及人口承載量”的研究,研究者認(rèn)為土地資源承載力通常是指:一個(gè)區(qū)域在一定的農(nóng)業(yè)技術(shù)條件下,土地用于食物生產(chǎn)所能供養(yǎng)的人口數(shù)量;或在一定生產(chǎn)條件下,土地資源生產(chǎn)力所能承載一定生活水平下的人口限度。由此,關(guān)于土地和水資源承載力的研究在中國全面展開[7]。
承載力概念的演化與發(fā)展是對(duì)發(fā)展中出現(xiàn)問題的反應(yīng)與變化結(jié)果。在不同的發(fā)展階段,產(chǎn)生了不同的承載力概念和相應(yīng)的承載力理論。如針對(duì)環(huán)境問題,人們提出了環(huán)境承載力的概念與理論,針對(duì)土地資源短缺問題,人們提出了土地資源承載力的概念與理論。而“水資源承載力”一詞,則是隨著水問題的日益突出由我國學(xué)者在80年代末提出來的。水資源承載力是一個(gè)國家或地區(qū)持續(xù)發(fā)展過程中各種自然資源承載力的重要組成部分,且往往是水資源緊短和貧水地區(qū)支持人口與發(fā)展的“瓶頸”,它對(duì)一個(gè)國家或地區(qū)綜合發(fā)展和發(fā)展規(guī)模有至關(guān)重要的影響。進(jìn)入90年代以來,在地區(qū)和國家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展道路已是普遍的共識(shí),而水資源短缺與“水資源安全”問題也已成為影響可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素,作為可持續(xù)發(fā)展研究和水資源安全戰(zhàn)略研究中的一個(gè)基礎(chǔ)課題,水資源承載力研究已引起學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注并成為當(dāng)前水資源科學(xué)中的一個(gè)重點(diǎn)和熱點(diǎn)研究問題。
2.水資源承載力的定義
水資源承載力最早是源自生態(tài)學(xué)中的“承載能力”(CarryingCapacity)一詞,是自然資源承載力的一部分。近年來,我國不少學(xué)者在資源承載力、環(huán)境承載力等概念的基礎(chǔ)上對(duì)水資源承載力的定義進(jìn)行了更深入的探討,茲選取幾個(gè)有代表性的例子列舉如下:
(1)在某一歷史發(fā)展階段的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展水平條件下,水資源對(duì)該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大支撐能力[8]。(劉燕華,1999)
(2)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(huì)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[9]。(李令躍,2000)
(3)一個(gè)流域、一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國家,在不同階段的社會(huì)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)模總量[10](何希吾,2000)。
(4)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[2]。(馮尚友,2000)
(5)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(huì)發(fā)展水平及水資源的動(dòng)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(duì)該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所能提供的最大支撐能力。(惠泱河,2001)
總之,盡管已有的水資源承載力定義在表述上各有不同,但其思路并無本質(zhì)上的差異,都強(qiáng)調(diào)了支撐能力的概念。但是,對(duì)水資源“承載力”本身的內(nèi)涵,表達(dá)比較宏觀。
結(jié)合中國科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程有關(guān)項(xiàng)目初步研究,作者的觀點(diǎn)是:水資源承載力可定義為“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(huì)-經(jīng)濟(jì)規(guī)模”。因此,水資源承載力是一個(gè)度量區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展受水資源制約的閾值,它通常用滿足生態(tài)需水的可利用水量與社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有限目標(biāo)需求水量的供需平衡退化到臨界狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的單位水資源量的人口規(guī)模和經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模(如GDP)等指標(biāo)體系表達(dá)。
顯然,水資源承載力受水的供、需矛盾雙方影響,它需要從受自然變化和人類活動(dòng)影響的水循環(huán)系統(tǒng)出發(fā),通過“自然生態(tài)-社會(huì)經(jīng)濟(jì)”系統(tǒng)對(duì)水的需求和流域能夠提供的多少可利用水資源量的“支撐能力”方面加以量度。一種概化的水循環(huán)與水資源供需關(guān)系如圖1所示意。
圖1量化水資源承載力的系統(tǒng)關(guān)系示意
核心問題是:在一定的水資源開發(fā)利用階段和生態(tài)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)下,一個(gè)流域/區(qū)域的可再生利用的水資源量究竟能夠支撐多大規(guī)模的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展?如何合理管理有限的水資源(開源與節(jié)流),維持和改善陸地系統(tǒng)水資源承載能力?
考慮到水資源承載力研究的現(xiàn)實(shí)與長遠(yuǎn)意義,對(duì)它的理解和界定,要遵循下列的事實(shí):
·變化環(huán)境下(即自然變化和人類活動(dòng)影響)的水循環(huán)是水資源演變和水資源承載力研究的基礎(chǔ)。因?yàn)橐粋€(gè)流域和區(qū)域的水資源承載能力大小,直接與該流域和區(qū)域的可利用水資源量與質(zhì)有本質(zhì)的聯(lián)系。而區(qū)域可利用水資源量又決定于在不但變化的自然環(huán)境(包括全球氣候變化)和人類活動(dòng)影響下水文循環(huán)規(guī)律及其控制的水資源形成規(guī)律。
·需要把把它置于水資源的可持續(xù)利用概念的框架,建立在生態(tài)系統(tǒng)完整、水資源持續(xù)供給和水環(huán)境長期有容納量的基礎(chǔ)上。生態(tài)系統(tǒng)需水是水資源承載力必須要考慮的重要、方面。
·需要從“水循環(huán)-自然生態(tài)-社會(huì)經(jīng)濟(jì)”系統(tǒng)耦合機(jī)理上綜合考慮水資源對(duì)地區(qū)人口、資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的支撐能力;
·水資源承載能力度量除了水循環(huán)和水資源變化的自然屬性影響外,還取決與社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的有限目標(biāo)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求目標(biāo)不同,相應(yīng)的承載能力也不一樣。
因此,水資源承載能力的大小是隨水資源開發(fā)階段、目標(biāo)和條件不同而變化,是一個(gè)動(dòng)態(tài)、變化的概念。它不僅是水文循環(huán)、水資源研究的重要方面,而且與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境系統(tǒng)的耦合研究密切相聯(lián),是可持續(xù)發(fā)展重大的國家需求研究的問題。
3.水資源承載力的度量與計(jì)算方法
由圖1的系統(tǒng)關(guān)系和水資源承載力的定義,可以導(dǎo)出水資源承載力的度量與計(jì)算方法。主要過程概述如下:
(1)水資源總量(W):它指流域水循環(huán)過程中可更新恢復(fù)的地表水與地下水資源總量(WL)。流域水循環(huán)受自然變化(包括氣候變化)和人類活動(dòng)的影響,可更新恢復(fù)的地表水與地下水資源量也在不斷變化。另外,除了本地產(chǎn)生的水資源量外,人工跨流域調(diào)水(WT)可以增加本流域(或地區(qū))的水資源總量。由于流域水循環(huán)降水和徑流形成的不確定性,對(duì)應(yīng)不同保證率的水資源量,有流域水資源總量關(guān)系
W=WL+WT
(2)生態(tài)需水量(We):生態(tài)系統(tǒng)是流域水循環(huán)和流域環(huán)境系統(tǒng)的基本部分,滿足一定環(huán)境要求的最小生態(tài)需水量(We)首先應(yīng)該加以估算。它們通常由河道外的生態(tài)需水的估算(如天然生態(tài)需水、人工生態(tài)需水等),和河道內(nèi)的生態(tài)需水估算(如防止河道斷流所需的最小徑流量等)構(gòu)成。
(3)可利用水資源量(WS):流域可利用水資源量是指在經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行和生態(tài)環(huán)境容許的前提下,通過技術(shù)措施可以利用的不重復(fù)的一次性水資源量。在概念上,維系生態(tài)環(huán)境最小的需水量需要扣除,以保證生態(tài)環(huán)境容許的前提條件。因此,原則上講,可利用水資源量可以通過流域可更新恢復(fù)的地表水與地下水資源總量加上境外調(diào)水扣除生態(tài)需水量加以估算,即:
WS=aWL+WT–We
式中:a為反映工程技術(shù)措施的開發(fā)利用系數(shù)。
(4)水資源需求總量(WD):流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模水平可以表達(dá)為人口數(shù)量(P),國民生產(chǎn)總值(GDP)或凈福利(H)等指標(biāo)。因此,它們對(duì)水資源需求包括:人口需水(Wp),工業(yè)需水(WI),農(nóng)業(yè)需水(WA),環(huán)境和其它需水(WM)等。因此,社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源需求總量(WD)可表達(dá)為:
WD=Wp+WI+WA+WM
(5)流域水資源承載力的平衡指數(shù)(IWSD):為了描述水資源的承載力,首先需要定義流域水資源承載力的供需平衡指數(shù)(IWSD)即:
很顯然,當(dāng)流域可利用水量小于流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的需水量,即,有,這說明流域可供的水資源量不具備對(duì)這樣規(guī)模的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的支撐能力。流域水資源對(duì)應(yīng)的人口及經(jīng)濟(jì)規(guī)模是不可承載。但是,通過調(diào)水增加WS和通過節(jié)水減少WD可提高IWSD。反過來,當(dāng)流域可供水量大于等于流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的需水量,即,這說明流域可供的水資源量具備對(duì)這樣規(guī)模的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的支撐能力,流域水資源對(duì)應(yīng)的人口及經(jīng)濟(jì)規(guī)模是可承載,供需為良好狀態(tài)。
(6)水資源承載力的分量測(cè)度:如何量度流域水資源的承載力呢?由定義和上述水資源承載力的供需指數(shù)可知,首先需要建立研究對(duì)象的“水-社會(huì)經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”系統(tǒng)關(guān)系。它們的作用是將水資源量支撐的環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)規(guī)模(如人口數(shù)或人口密度、人均GDP工業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、水環(huán)境污染級(jí)別等)聯(lián)系起來。然后,通過一定的水資源開發(fā)利用階段與有限發(fā)展目標(biāo),分析識(shí)別出由供大于需,即IWSD>0可行域退化到IWSD=0,即系統(tǒng)供需平衡達(dá)臨界狀態(tài)的水資源WS=WD所對(duì)應(yīng)的流域人口數(shù)(P)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)規(guī)模(GDP)等等指標(biāo)參數(shù)。記水資源供需平衡達(dá)到臨界狀態(tài)的可供水資源量為,進(jìn)一步,可以定義水資源承載力的各個(gè)分量,即:
意義是:λ1表明維系現(xiàn)狀/目標(biāo)水平的人口規(guī)模所需要最少水資源量WS;λ2維系現(xiàn)狀/目標(biāo)水平的經(jīng)濟(jì)規(guī)模所需要的最少水資源量WS。
流域的綜合水資源承載力(F)是其分量的集成,例如,
λ=人均GDP/WS=(GDP/p)/Ws
(7)單位水資源量承載力的度量:為了達(dá)到水資源承載力分量和總量可比性的目的,可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化水資源承載力分量為某單位水資源量的承載指標(biāo)參數(shù)。例如,當(dāng)統(tǒng)一轉(zhuǎn)化W0為億m3的可比單位水資源量,有對(duì)應(yīng)的水資源承載力的各個(gè)分量,即:
上述公式中的就是流域系統(tǒng)第i個(gè)水資源承載力分量。例如,F(xiàn)1的單位量綱是每億m3的人口數(shù)目,說明該流域每億m3可利用水資源量能夠承載的最大人口數(shù)。同理,F(xiàn)2的單位量綱是每億m3的GDP,它說明該流域每億m3可供水資源量能夠承載的經(jīng)濟(jì)發(fā)展最大規(guī)模的GDP。
同理,流域的綜合水資源承載力(F)是其分量的集成。例如:
F=人均GDP/億m3=(GDP/p)/W0
4.西北干旱區(qū)水資源承載力綜合研究的關(guān)鍵問題
廣義上的西北地區(qū)包括新疆、青海、甘肅、寧夏、陜西和內(nèi)蒙古的西北部,總土地面積為374萬km2,占全國的39%,總?cè)丝诩s1億,占全國的8%。涉及西北內(nèi)陸河流域(包括新疆的部分外流河流域)、黃河流域、長江流域和瀾滄江流域。本文討論的范圍,界定在西北內(nèi)陸河干旱地區(qū)。
西北干旱區(qū)水資源承載力綜合研究的關(guān)鍵問題有:變化環(huán)境的流域水循環(huán)模擬研究,生態(tài)需水研究,社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的水資源需求研究,流域水資源承載力的計(jì)量,西北干旱區(qū)水資源承載力綜合。下面重點(diǎn)討論水循環(huán)模擬,生態(tài)需水和指標(biāo)體系問題。
(1)變化環(huán)境的流域水循環(huán)模擬研究
水文循環(huán)是聯(lián)系地球系統(tǒng)地圈~生物圈~大氣圈的紐帶,是全球變化三大主題碳循環(huán)、水資源和食物纖維中的核心問題之一,它受自然變化和人類活動(dòng)的影響,決定水資源形成與演變的規(guī)律。因此,人類活動(dòng)經(jīng)濟(jì)開發(fā)和影響劇烈地區(qū)的水循環(huán)與水資源安全研究,是21世紀(jì)資源環(huán)境學(xué)科領(lǐng)域一個(gè)十分重要的方向性問題。
目前水科學(xué)發(fā)展的前沿問題突出反映在:水文循環(huán)的生物圈方面,自然變化和人類活動(dòng)影響下的水資源演變規(guī)律,水與土地利用土地覆被等社會(huì)經(jīng)濟(jì)相互作用影響等。因此,水文循環(huán)需要考慮地球生物圈、全球變化以及人類活動(dòng)等方面的影響。國際地圈生物圈計(jì)劃(IGBP)代表國際地球?qū)W科發(fā)展前沿,水文循環(huán)的生物圈方面(BiosphereAspectsofHydrologicalCycle,簡稱BAHC)是IGBP的核心之一。它注重陸面生態(tài)-水文過程與空間格局的變化規(guī)律和受人類活動(dòng)影響的關(guān)鍵問題。進(jìn)入90年代末,變化環(huán)境(即全球變化與人類活動(dòng)影響)下的水文循環(huán)研究成為熱點(diǎn)。
人類活動(dòng)對(duì)水文過程的影響,集中表現(xiàn)在對(duì)下墊面的改變上,改變流域下墊面的地形、地貌、土壤、植被等條件,可概括為土地利用和土地覆被的變化。下墊面條件發(fā)生變化了,水文過程的各環(huán)節(jié)也相應(yīng)發(fā)生變化,如蒸發(fā)、入滲、產(chǎn)流的量會(huì)加大或減小,水循環(huán)的路徑和速率也會(huì)發(fā)生變化,也就是說,利用原來的降水-徑流關(guān)系不能反映土地利用/土地覆被變化后的流域降水徑流形成規(guī)律和水文循環(huán)過程,分析人類活動(dòng)(土地利用/土地覆被變化)對(duì)流域徑流形成規(guī)律的影響成為當(dāng)水資源承載力研究的基礎(chǔ)問題。
以河西走廊的黑河流域?yàn)槔捎谥杏我热祟惢顒?dòng)的劇烈影響,已經(jīng)完全改變了流域中下游水循環(huán)關(guān)系,造成下游流量減少和斷流,產(chǎn)生嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。為了說明黑河干流的水資源變化,我們將黑河干流上游出流控制水文站(鶯落峽站)及下游輸水控制水文站(正義峽站)1959年以來的實(shí)測(cè)流量資料進(jìn)行了分析比較。根據(jù)1959-1998年實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì),黑河鶯落峽多年平均流量49.83m3/s,相當(dāng)于年徑流量15.71×108m3,正義峽多年平均流量31.05m3/s,相當(dāng)于徑流量9.80×108m3,鶯落峽流量高于正義峽流量18.78m3/s,相當(dāng)于區(qū)間多年平均每年損耗水量5.92×108m3。
從兩站流量多年變化趨勢(shì)看,鶯落峽站水量歷年變化平穩(wěn),年際變化不大,甚至還稍有上升。正義峽站水量不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鶯落峽站,且水量在逐年減少(圖2),兩站水量年均差值越來越大(圖3)。
圖2黑河鶯落峽及正義峽歷年徑流量變化圖
圖3鶯落峽-正義峽年均流量差值圖
造成下游水資源量減少的原因:中游張掖地區(qū)人口持續(xù)增長,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展,用水量急劇增加,導(dǎo)致黑河干流水資源大量損耗,水資源的變化與人類活動(dòng)的關(guān)系密不可分。
因此,深入研究自然變化和人類活動(dòng)影響下的黑河流域水循環(huán)規(guī)律,是建立黑河流域水資源承載力模型的重要基礎(chǔ)。
(2)生態(tài)需水研究
中國西北地區(qū)氣候干旱、水資源短缺,水已經(jīng)成為中國西北地區(qū)環(huán)境與發(fā)展最大的限制因子。實(shí)際觀測(cè)與實(shí)驗(yàn)研究表明,水對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有明顯的限制作用,生態(tài)系統(tǒng)對(duì)水的需求也存在脅迫響應(yīng)的機(jī)制。生態(tài)環(huán)境需水量是維系生態(tài)系統(tǒng)平衡最基本的需用水量,是生態(tài)系統(tǒng)安全的一種基本閾值。因此,生態(tài)環(huán)境需水估算問題成為生態(tài)環(huán)境建設(shè)依據(jù)的重要基礎(chǔ)。確定不同生態(tài)類型的生態(tài)需水量,是生態(tài)環(huán)境建設(shè)區(qū)域配置的重要內(nèi)容,是建設(shè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的關(guān)鍵。這也是中國工程院咨詢項(xiàng)目“西北地區(qū)水資源合理配置、生態(tài)環(huán)境建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展問題”中第2課題中的關(guān)鍵問題之一。
20世紀(jì)90年代后,隨著國際地圈生物圈計(jì)劃(IGBP)等大的科學(xué)計(jì)劃推動(dòng),如水文循環(huán)的生物圈方面(BAHC)實(shí)施,國際國內(nèi)對(duì)生態(tài)環(huán)境需水問題十分重視并且已有了一些研究。國家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目有關(guān)課題,如“西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)對(duì)策研究”等,利用土地利用/覆被變化的遙感信息對(duì)區(qū)域生態(tài)需水進(jìn)行初步的估算。中國工程院一期咨詢項(xiàng)目《中國可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究》,取得了一批重要的研究成果,所完成9個(gè)專題報(bào)告中對(duì)生態(tài)環(huán)境用水也做出初步的測(cè)算,取得一些進(jìn)展。但是,目前有關(guān)生態(tài)需水的研究仍處在初級(jí)發(fā)展階段,人們對(duì)“生態(tài)需水”問題理解還不盡相同。目前,與生態(tài)需水有關(guān)的概念和定義有多個(gè)方面,如“生態(tài)需水”、“生態(tài)用水”、“生態(tài)環(huán)境耗水”等。不同人從不同角度看問題有不同的理解與解釋。總之,生態(tài)環(huán)境與水文水資源以及人類生存環(huán)境的交叉研究,面臨許多挑戰(zhàn),也存在不同的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)與看法。
由于目前對(duì)“生態(tài)需(用)水量”一詞,還沒有確切的或者得到公認(rèn)的定義,因此在對(duì)它的理解與計(jì)算上還存在這樣那樣的問題。總的來看,多數(shù)認(rèn)為:生態(tài)需水量是指在水資源短缺地區(qū)為了維系生態(tài)系統(tǒng)生物群落基本生存和一定生態(tài)環(huán)境質(zhì)量(或生態(tài)建設(shè)要求)的最小水資源需求量。它包括天然生態(tài)保護(hù)與人工生態(tài)建設(shè)所消耗的水量。其內(nèi)涵:以可持續(xù)發(fā)展為前提的天然生態(tài)保護(hù)與人工生態(tài)建設(shè)的需水,其外延包括地帶性植被所用降水和非地帶性植被所用的徑流。因此,生態(tài)需水量可以理解為維系一定生態(tài)系統(tǒng)功能所不能被占用的最小水資源需求量,包括天然生態(tài)和人工生態(tài),其計(jì)算有河道內(nèi)和河道外之分。基礎(chǔ)是自然變化和人類活動(dòng)影響下的流域水循環(huán)規(guī)律的認(rèn)識(shí)與模擬。
·河道外的流域上的生態(tài)需水的計(jì)算
根據(jù)補(bǔ)給來源,生態(tài)需水首先可以分為降水性生態(tài)需水和徑流性生態(tài)需水。降雨形成徑流以及徑流運(yùn)動(dòng)過程中,地帶性植被所在的天然生態(tài)系統(tǒng)完全消耗降水量,非地帶性植被所在的天然生態(tài)系統(tǒng)消耗徑流量為主、降水為補(bǔ)充,處于地帶性與非地帶性的交錯(cuò)過渡帶以消耗降水為主、徑流為補(bǔ)充。
從生態(tài)系統(tǒng)形成的原動(dòng)力又進(jìn)一步分為天然生態(tài)需水和人工生態(tài)需水兩大類。從植物生理角度分析生態(tài)需水,可以得到天然植被或農(nóng)作物正常生長時(shí)的總騰發(fā)量ET。其水分來源有兩部分:直接利用的有效降水,以及通過水利工程直接或間接利用的供水。
區(qū)域生態(tài)需水計(jì)算應(yīng)該以流域?yàn)閱卧⒆兓h(huán)境下的流域水循環(huán)模型,如圖1所示意。然后,充分利用高分辨率的土地利用遙感信息,結(jié)合陸面水文生態(tài)實(shí)驗(yàn)站的校核分析識(shí)別確定。對(duì)于每個(gè)流域,結(jié)合其生態(tài)特點(diǎn)和水循環(huán)特點(diǎn),確定一級(jí)分區(qū)為山區(qū)、平原綠洲、過度區(qū)、荒漠無流區(qū)。為了突出人類活動(dòng)影響,在山區(qū)和平原綠洲中進(jìn)一步區(qū)分天然生態(tài)系統(tǒng)和人工生態(tài)系統(tǒng),作為二級(jí)計(jì)算分區(qū)。二級(jí)計(jì)算單元內(nèi)在以土地利用單元作為三級(jí)計(jì)算分區(qū),由遙感信息土地利用圖上讀取各類生態(tài)面積單元。對(duì)三級(jí)分區(qū)的每一項(xiàng),單獨(dú)計(jì)算其生態(tài)需水或經(jīng)濟(jì)需水。在計(jì)算中考慮了天然植被或人工植被對(duì)徑流性水資源和降水性水資源的同時(shí)利用。國家“85”科技攻關(guān)項(xiàng)目中的一種基于水循環(huán)概念的流域生態(tài)需水計(jì)算框圖如圖6所示意(細(xì)節(jié)略)。
·河道內(nèi)的生態(tài)需水的計(jì)算
河道內(nèi)的生態(tài)需水的計(jì)算主要考慮的問題是維系河流湖泊水系的生態(tài)平衡的最小水量。主要考慮的方面有:
維持河湖水生生物生存的最小需水量;
維系城市人工生態(tài)環(huán)境景觀的最小需水量;
防止河流泥沙淤積所需最小徑流量;
防止河流水污染的最小水量;
防止海水入侵所需維持的河道最小流量;
防止河道斷流、湖泊萎縮所需維持的最小徑流量
通常需要通過流域水循環(huán)模擬、枯水分析后,在給出一定生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)(或要求)下確定上述多個(gè)的最小流量組合的閾值(具體方法討論略)。
(3)水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)及計(jì)算方法
水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)的建立是水資源承載力研究中的另一個(gè)關(guān)鍵問題。核心是用什么指標(biāo)體系反映“社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)模與質(zhì)量?目前,借鑒土地資源承載力的概念,采用在水資源可供給量所能維持生產(chǎn)的糧食產(chǎn)量的基礎(chǔ)上計(jì)算水資源承載力的方法顯然將問題過于簡化了[10]。
從目前的認(rèn)識(shí),水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取有不同的做法。例如,有人從定義出發(fā)直接選取可支持人口數(shù)量、工農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)模等人口和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)作為衡量水資源承載力大小的依據(jù)[14]。也有人從水資源可供水量、需水量,可承載人口、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展水平和規(guī)模,水環(huán)境容量等方面綜合考慮建立水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,采用層次分析方法進(jìn)行評(píng)價(jià)[15]。
本文建議,從水資源承載力的基本概念出發(fā),通過水循環(huán)系統(tǒng)模擬,水資源評(píng)價(jià)、生態(tài)需水估算和社會(huì)經(jīng)濟(jì)對(duì)水的需求分析,選取計(jì)算參數(shù),主要有:對(duì)應(yīng)不同保證率的水資源量,最小生態(tài)需水量,可利用水資源量,水資源需求量(包括人口需水,工業(yè)需水,農(nóng)業(yè)需水,環(huán)境和其它需水等);通過流域“社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”系統(tǒng)的實(shí)際分析,確定水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,如水資源承載力的平衡指數(shù)(IWSD)等。運(yùn)用本文提出的量化方法,獲得比較具體和實(shí)在的水資源承載力的度量結(jié)果,如維系現(xiàn)狀/目標(biāo)水平的人口規(guī)模所需要最少水資源量,維系現(xiàn)狀/目標(biāo)水平的經(jīng)濟(jì)規(guī)模所需要的最少水資源量等。
總之,希望概念清楚,基礎(chǔ)扎實(shí)、評(píng)價(jià)方法簡單、可比性好。這方面研究工作需要在實(shí)際中發(fā)展和完善。
4.結(jié)語
水資源承載力的研究在我國雖然已有諸多研究課題和論述,但總的來說,已有的研究重點(diǎn)主要集中在對(duì)水資源承載力的評(píng)價(jià)與計(jì)算等方面,還沒有形成水資源承載力研究的成熟的理論和方法。筆者“拋磚引玉”。希望在其概念、新的理論與方法研究方面開展研討。幾點(diǎn)建議如下:
(1)加強(qiáng)學(xué)科交叉融合的研究
水資源承載力研究涵蓋了從理論到實(shí)證,從“水-生態(tài)-社會(huì)經(jīng)濟(jì)”多學(xué)科基礎(chǔ)問題和可持續(xù)發(fā)展問題。從變化環(huán)境下的水文循環(huán)水資源演變規(guī)律到流域水文生態(tài)、植被耗水機(jī)理等微觀領(lǐng)域,從水文水資源科學(xué)到社會(huì)經(jīng)濟(jì)科學(xué)、規(guī)劃科學(xué)等不同層次、不同學(xué)科的研究范圍,并以多目標(biāo)決策分析方法、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法、遙感與地理信息系統(tǒng)方法等作為技術(shù)手段,因此,迫切需要加強(qiáng)學(xué)科交叉融合的研究。
(2)技術(shù)方法的創(chuàng)新
目前制約水資源承載力研究的一個(gè)重要因素就是數(shù)據(jù)的獲取與分析處理。GIS在支持與水文和水環(huán)境有關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的獲取、管理、分析、模擬和顯示,以解決復(fù)雜的水資源、水環(huán)境規(guī)劃和管理問題方面顯示了其強(qiáng)大的功能[17]。水資源承載力研究必須突破陳舊的數(shù)據(jù)獲取與分析手段,充分利用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù),將地面水文觀測(cè)與空中遙感信息相結(jié)合,利用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和模擬,并將現(xiàn)有水資源承載力數(shù)學(xué)模型方法與GIS集成,這是水資源承載力研究取得突破性進(jìn)展的一個(gè)關(guān)鍵所在。
(3)研究領(lǐng)域的拓展
1.1地理概況
加利福尼亞州(簡稱加州)地處美國西海岸,南北方向呈狹長型地帶.作為美國經(jīng)濟(jì)規(guī)模和人口均最大的州,加州現(xiàn)有3300萬人,主要集中在南加州海岸平原和中部圣佛朗西斯科灣地區(qū).
加州西部海岸是較低的山部地區(qū),東部是南北方向綿延643.6km(400英里)的西拉內(nèi)華達(dá)高大山脈,它屏障了太平洋水汽東送的通道。夾于西部海岸山脈和東部西拉內(nèi)華達(dá)山脈間的中央峽谷,長約724.05km(450英里),其久負(fù)盛名的農(nóng)業(yè)也主要集中在這一峽谷內(nèi).兩條主要河流薩克拉門托河與圣喬昆河分別從北部和南部匯流到圣佛朗西斯科灣.
總體來講,加州是一個(gè)半干旱地區(qū),降水時(shí)空分布不均,降雨集中在11月初至來年4月末.其西北部地區(qū)水量較多,全州有1/3的徑流是來自這一人煙稀少的地區(qū),而這一水源地必須修建水利工程其豐富的水資源才能被中部和南部利用,否則水將流入大海.
1.2歷史發(fā)展及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)
加州的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從最初采礦業(yè)最發(fā)達(dá)的階段,相繼經(jīng)歷了農(nóng)業(yè)、航空航天業(yè)、電影業(yè)、電子工業(yè)等產(chǎn)業(yè)占主導(dǎo)地位的不同發(fā)展階段,其中,農(nóng)業(yè)至今仍是加州很重要的一個(gè)產(chǎn)業(yè),1995年農(nóng)業(yè)用水量占總用水量的43%,預(yù)計(jì)到2020年農(nóng)業(yè)用水仍占39%,它對(duì)加州水資源的開發(fā)和管理有很大的影響.
如今,由于加州人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模的快速增長,由此帶來的水資源緊張、能源短缺問題也日益嚴(yán)重.這一現(xiàn)象引起了加州政府的焦慮和擔(dān)心,但目前還沒有找到較好的控制辦法.
1.3主要水利工程
經(jīng)過100多年的發(fā)展,加州水利工程已經(jīng)發(fā)展得十分發(fā)達(dá).全州現(xiàn)共有水壩和水庫1200多座,及多條引水渠.這些引水渠大都是從水庫引水,甚至有多個(gè)調(diào)節(jié)水庫,也有少數(shù)幾個(gè)是直接從河道引水,加州大部分用水就依賴于這些水利設(shè)施.州水利工程(StateWaterProject,SWP)和中央峽谷工程(CentralValleyProject,CVP)是兩個(gè)最主要的工程.
州水利工程在加州是一個(gè)十分重要的水利工程,大約有2000萬人口的用水量的一半來自于它,占總?cè)丝诘?/3左右.州水利工程歸州所有,由加州水資源局管理,50年代開始規(guī)劃,60年代開始建設(shè),由奧羅衛(wèi)理(Oroville)大壩和水庫、中央峽谷蓄水工程和通往南加州的643.6km(400英里)長的輸水干渠、電站、泵站以及八九十年代新增的約321.8km(200多英里)長的附屬輸水渠道等幾部分組成.其主要功能是將加州北部多余的水調(diào)往缺水的中部和南部地區(qū),水量的70%供給城市,30%供給農(nóng)業(yè).
州水利工程不僅在加州,甚至在全美國都是很特殊的.它完全是自籌經(jīng)費(fèi),歸州所有并由州立機(jī)構(gòu)管理運(yùn)行.工程提供統(tǒng)一的服務(wù),與29個(gè)北部、中部和南部地區(qū)的公共機(jī)構(gòu)之間有統(tǒng)一的水價(jià)協(xié)議,水價(jià)根據(jù)實(shí)際的工程建造成本和運(yùn)行成本得出,州并不提供財(cái)政補(bǔ)貼,農(nóng)村和城市用水價(jià)格相同.
中央峽谷工程作為全美的一個(gè)大型水利工程,它從加州北部卡斯凱德(Cascade)山脈一直延伸到南部科恩(Kern)河,干流長約643.6km(400英里),包括20座水庫和大壩[其中有加州最大的水庫:薩克拉門托河流上的沙斯塔(Shasta)水庫]和11個(gè)水力發(fā)電廠.其主要功能是防洪、供水,同時(shí)兼顧航運(yùn)、旅游、發(fā)電、生態(tài)效益.據(jù)估計(jì),該工程產(chǎn)生的效益已是當(dāng)初投資的100倍.20世紀(jì)30年代,州政府就提出要興建這一大規(guī)模工程,但由于經(jīng)濟(jì)蕭條,自已沒有能力修建,最終由墾務(wù)局建設(shè)完成,而工程產(chǎn)權(quán)歸聯(lián)邦政府和加州政府共同所有.
中央峽谷工程和州水利工程均從薩克拉門托河及三角洲地區(qū)引水,而且兩者有一段約160.9km長的共用引水渠和水庫、大壩(圣路易斯子系統(tǒng)),它們之間按照“工程運(yùn)行協(xié)調(diào)條款”、“海灣、三角洲規(guī)劃”以及其他協(xié)議有條不紊運(yùn)行,至今已有40余年歷史.
2加州水利工程建設(shè)及其產(chǎn)權(quán)特征
加州水資源開發(fā)的一大特征是水利工程的所有權(quán)的多樣化,工程歸很多機(jī)構(gòu)所有.這些機(jī)構(gòu)大多數(shù)是公共性的機(jī)構(gòu),包括很小的區(qū)域性機(jī)構(gòu)和兩大聯(lián)邦機(jī)構(gòu),少數(shù)幾個(gè)中等規(guī)模的水利工程歸某些公司所有,而大多數(shù)水力發(fā)電廠則歸投資者所有.
100多年前,州通過了立法以允許農(nóng)民自己組織起來建立灌區(qū)并共同建造水利工程,現(xiàn)在的很多灌區(qū)就是當(dāng)時(shí)建立的,加州最初的幾個(gè)有一定規(guī)模的水庫和輸水渠也由灌區(qū)建造.
在灌區(qū)進(jìn)行水資源開發(fā)的同時(shí),城市在水資源開發(fā)過程中也起了十分重要的作用.洛杉磯和圣佛朗西斯科這兩個(gè)最大的城市就曾參與了早期的水資源開發(fā).
圣佛朗西斯科的用水起先由歸投資者所有的供水工程提供.但100年前,圣城就已認(rèn)識(shí)到必須加大水利投資擴(kuò)大工程規(guī)模才能滿足日益增長的用水需要,因此,它買斷了一些已有工程的所有權(quán),然后建造引水?dāng)U建工程,并打通了通往西拉內(nèi)華達(dá)山脈的輸水道路.圣城利用這些建造的工程向圣佛朗西斯科灣南部地區(qū)的小城市供應(yīng)水,當(dāng)然,這是要收費(fèi)的.如今,圣城向20多個(gè)其他城市出售水.
洛杉磯的做法與圣城相類似,它也買斷了當(dāng)?shù)氐乃O(shè)施并建造更大規(guī)模的歐文斯峽谷輸水工程.但與圣城不同的是,洛城并不是將其引入的水賣給別的城市,而是將別的城市組織起來,共同將科羅拉多河水調(diào)入南加州城市,這樣就產(chǎn)生了區(qū)域性機(jī)構(gòu).
加州城市用水占全州總用水量的15%左右,其中大部分依賴于引水渠調(diào)水,很小一部分是來自本地.由于很多大城市都是建在海岸邊,先天淡水不足,所以線路最長。最昂貴的輸水渠主要都是為了滿足城市用水需要.一般來講,城市供水工程均沒有州和聯(lián)邦的資金投入,修建工程的當(dāng)?shù)貦C(jī)構(gòu)必須支付工程的全部成本.
在加州,農(nóng)業(yè)灌溉用水占到總用水量的40%左右,盡管有少數(shù)農(nóng)場(chǎng)依賴自備井和當(dāng)?shù)睾拥溃谴蟛糠值霓r(nóng)場(chǎng)是位于灌區(qū)內(nèi),使用灌區(qū)引水渠.加州很多大型水利工程都由灌區(qū)自己建造,也沒有州和聯(lián)邦的資金投入.
應(yīng)當(dāng)指出,多年來聯(lián)邦政府在加州水利方面的投資還是占主要地位的.20世紀(jì)初建立墾務(wù)局主要就是為了建設(shè)17個(gè)美國西部地區(qū)的灌溉工程,促進(jìn)西部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,100多年來加州深受其益.中央峽谷工程就是墾務(wù)局在加州境內(nèi)建設(shè)的最大的一個(gè)水利工程.
3水資源統(tǒng)一管理
加州早期的工程大都由當(dāng)?shù)毓鄥^(qū)、城市機(jī)構(gòu)或者聯(lián)邦墾務(wù)局興建,眾多的引水渠構(gòu)成了十分復(fù)雜的水網(wǎng).早期,這些水網(wǎng)間缺乏合作.近年來,由于逐漸強(qiáng)調(diào)效率和協(xié)作,通過修建新的溝通渠道以溝通這些管道和水渠或者相互簽定水交換書面協(xié)議,不同機(jī)構(gòu)所有的水渠相互聯(lián)成了一個(gè)很大的水系統(tǒng).
3.1南加州都市水行政區(qū)和圣佛朗西斯科東部水行政區(qū)
早在洛杉磯修建歐文斯峽谷輸水工程時(shí),南部加州就已預(yù)料到需水量肯定會(huì)繼續(xù)增加,必須從區(qū)域外調(diào)水.因此,洛城于1928年開始,組織了其余15個(gè)城市要求立法許可他們成立全新的水行政區(qū),這就是南加州都市水行政區(qū).南加州都市水行政區(qū)的初衷是要修建引水渠從正在修建胡佛大壩的科羅拉多河中調(diào)水.行政區(qū)也建立了骨干分水系統(tǒng)用以將水批發(fā)出售給各城市.70多年以后的今天,南加州都市水行政區(qū)不僅從科羅拉多河調(diào)水,而且還從州水利工程調(diào)水,供給南加州135個(gè)城市,擔(dān)負(fù)超過加州半數(shù)人口的供水任務(wù).
南加州都市水行政區(qū)組織建立的同時(shí),北部加州也開始建立類似的行政區(qū).圣佛朗西斯科灣東岸地區(qū)組建了圣佛朗西斯科東部水行政區(qū).建立至佛朗西斯科東部水行政區(qū)主要是為修建引水渠從西拉內(nèi)華達(dá)山脈西坡引水,該工程于20世紀(jì)30年代完工.與南部加州不同的是,它發(fā)展了水零售系統(tǒng),而且也提供該地區(qū)所有的水利服務(wù),比如地區(qū)的污水處理等.雖然其規(guī)模只有南加州都市水行政區(qū)15%,但是其提供的服務(wù)范圍更廣.
這兩個(gè)水行政區(qū)在加州水資源的開發(fā)和管理過程中,尤其是在解決地區(qū)性水資源問題中,發(fā)揮了很重要的作用.
3.2水利工程統(tǒng)一調(diào)度
由于中央峽谷工程和州水利工程都是很復(fù)雜的水系統(tǒng),有眾多的水庫、電站和水渠,因此管理這一復(fù)雜的系統(tǒng)是很難的.目前,工程的運(yùn)行由運(yùn)行管理辦公室負(fù)責(zé),其下屬機(jī)構(gòu)包括:運(yùn)行規(guī)劃處,運(yùn)行中心和運(yùn)行支持處3個(gè)部分.電力調(diào)度、配水計(jì)劃等均由該辦公室負(fù)責(zé)實(shí)施.目前,這些水庫的調(diào)度和各級(jí)輸水渠道的配水控制,以及污水的收集、處理與利用,都是在控制中心的控制室完成的,信息化程度較高.
3.3地表水和地下水
在一般年份,加州地下水占據(jù)了總用水量的一半之多,以前,地下水資源并沒有被看成是加州水系統(tǒng)中的一部分,但這種不利的狀況正在逐漸改變.地下水流域的各機(jī)構(gòu)之間正在加強(qiáng)合作,以協(xié)商共同長期有效利用地下水資源儲(chǔ)備.比如,從某州水利工程引水的城市機(jī)構(gòu)在豐水年可以將剩余的水回灌到某地下水流域,在枯水年份,當(dāng)其需要用水時(shí)可以取回部分水作為以前回灌的補(bǔ)償.
與其他西部州不同的是,加州政府并沒有對(duì)地下水的開采進(jìn)行管制,除非是在過渡開采導(dǎo)致長期的水質(zhì)惡化發(fā)生時(shí)才加以限制.目前,加州許多地下水流域并沒有開采和回灌的規(guī)劃和限制,主要是因?yàn)檫@些地區(qū)的地下水開采量有限,而城市和高產(chǎn)值農(nóng)業(yè)地區(qū)則不然,這些地區(qū)的地下水利用要受到當(dāng)?shù)毓芾聿块T的限制,以確保地下水長期保持平衡.
3.4農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水現(xiàn)狀
1992年頒布的水政策中,明確將節(jié)約用水定為當(dāng)時(shí)水資源管理中的首要工作內(nèi)容,規(guī)定城市用水、農(nóng)業(yè)用水和環(huán)境用水均必須高效,用水大戶農(nóng)業(yè)必須繼續(xù)發(fā)展滴灌、微噴灌、以及激光水準(zhǔn)管道布線、整平等節(jié)水手段.由于受到相當(dāng)可觀的節(jié)水效益的激勵(lì),效率更高的節(jié)水器具被不斷地開發(fā)出來.
現(xiàn)在加州的許多農(nóng)場(chǎng)和果園都采用了計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化灌溉管理系統(tǒng),尤其是菜園和果園微噴及噴灌系統(tǒng)的控制自動(dòng)化程度較高.從土壤水分的測(cè)定,灌溉決策及其指令的發(fā)出,到停止灌溉時(shí)的關(guān)機(jī)停泵,直至下一次灌溉指令的發(fā)出,都用計(jì)算機(jī)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)、傳輸、分析等系統(tǒng)完成.
4水權(quán)和水市場(chǎng)
最初隨著金礦業(yè)的發(fā)展,金礦的增多使得金礦主之間為爭(zhēng)奪同一河流上的水權(quán)而引發(fā)了許多爭(zhēng)端,為解決這些水權(quán)爭(zhēng)端,政府必須制定相應(yīng)的法律.隨后農(nóng)業(yè)灌溉需水的增長使人們對(duì)水的爭(zhēng)奪變得更加激烈,農(nóng)業(yè)用水要較金礦業(yè)用水多得多,灌溉面積的增加使得人們不得不去興建新的蓄水引水工程.海岸地區(qū)工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口繼續(xù)增長,當(dāng)?shù)剌^容易利用的水資源很快就被用光,這就迫切需要從州內(nèi)水多的北部和東部地區(qū)向缺水的南部和西部調(diào)水.
在加州,只要涉及到用水,不管是政府、企業(yè)還是個(gè)人,首要條件是自己必須擁有水權(quán)或者是與水權(quán)擁有者之間有交易契約(買賣關(guān)系),而且用水必須合理有效,不能浪費(fèi).上述情況均涉及到水權(quán)的分配或交換問題.
在美國,各州的水權(quán)在不與聯(lián)邦法律沖突的前提下歸各州解釋,加州也有自己的一套水法.加州水法規(guī)定:水歸人民集體所有,個(gè)人和實(shí)體只有水的使用權(quán).加州的水權(quán)可以分為地下水權(quán)和地表水權(quán)兩種.其中,地下水權(quán)的規(guī)定相對(duì)要簡單一些,地表水權(quán)則相當(dāng)完備而且很復(fù)雜.加州的地表水權(quán)也是較特殊的,它包括河岸水權(quán)和占有權(quán)兩種形式,屬于混合式水權(quán)系統(tǒng),而其他州的水權(quán)主要只有占有權(quán)一種.河岸水權(quán)沿用的是英國法律體系,是當(dāng)初水資源緊缺問題不是十分突出的情況下出現(xiàn)的一種水權(quán),占有權(quán)在水資源比較緊缺的現(xiàn)在和將來都則是主要的,加州水法對(duì)兩種地表水權(quán)進(jìn)行了詳細(xì)的解釋和界定.
水權(quán)本質(zhì)上是一種財(cái)產(chǎn)權(quán),受與財(cái)產(chǎn)權(quán)相同的法律保護(hù).水權(quán)可以買賣、交換,也可以按照法定程序撤消,水權(quán)以年引水量、引水速度、引水季節(jié)、引水方式、引水口位置、使用目的、使用地點(diǎn)等形式表現(xiàn)出來.水權(quán)可分為非消耗性水權(quán)(如發(fā)電用水)和消耗性水權(quán)兩種,水利工程則可以有這兩種水權(quán)中的一種或兩種同時(shí)擁有.
如何進(jìn)行水權(quán)的量化也是一個(gè)很重要的問題,美國西部很多州規(guī)定,水權(quán)的數(shù)量與水權(quán)擁有者的直接用水量相同,而加州規(guī)定水權(quán)數(shù)量與其有益利用的水量相同,它包括合理的運(yùn)輸過程中的損失.這樣可以避免造成過多的低效率用水,因?yàn)榈托实亩嘤靡环剿蜁?huì)多一分浪費(fèi),結(jié)果是損害了別的高效率的用水戶的權(quán)益.因此,這種界定既有利于水權(quán)擁有者節(jié)水,又保護(hù)了其他合法用水戶的權(quán)益.
為獲得水權(quán),申請(qǐng)者必須提出書面申請(qǐng),提供事實(shí)證明并接受他人的質(zhì)詢和反對(duì).申請(qǐng)過程由水資源管理委員會(huì)控制,包括接受申請(qǐng)、舉行聽證、頒布決議等一系列程序,類似于司法判決.當(dāng)然,這是一個(gè)充滿矛盾和爭(zhēng)論的過程,有些甚至要上訴到聯(lián)邦最高法院.但判決生效后,各有關(guān)用戶必須遵循判決執(zhí)行,這往往需要專門的管理員以監(jiān)督其執(zhí)行情況,該任務(wù)一般由水資源局承擔(dān).
4.1水權(quán)交換
加州現(xiàn)在的水權(quán)交換大致有兩種形式,一種是大范圍的調(diào)水,另一種是用水戶個(gè)體或?qū)嶓w之間水權(quán)的直接交換.
跨區(qū)域(流域)調(diào)水.由于加州南部和西部地區(qū)缺水,從水多的東部和北部地區(qū)調(diào)水是必然的結(jié)果.大范圍的調(diào)水,實(shí)際上也是水權(quán)的交換.
調(diào)水初期遇到了一些困難,由于豐水地區(qū)的農(nóng)民和灌區(qū)已經(jīng)建立了自己的水利設(shè)施,很多情況下,當(dāng)?shù)剞r(nóng)民對(duì)出售自己的水權(quán)并不感興趣,也不愿意城市的各種機(jī)構(gòu)卷入到本地的水事務(wù)中.問題的解決只能通過復(fù)雜的協(xié)商程序甚至于訴諸于法律,盡管城市最終還是得到了自己所要的水,但由此便造成了農(nóng)村和城市之間的矛盾,并且這種矛盾一直持續(xù)了很多年.
個(gè)體或?qū)嶓w間的水交換.這種水交換是更直接的水權(quán)交換.通過水交換,整個(gè)水系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水資源的合理配置,用戶沒用完的過剩水可以直接賣給需要用水而沒有水用的用戶,對(duì)于個(gè)體來說這也是理智的選擇.這樣可以減少水資源浪費(fèi),最大化水資源的利用效率.
對(duì)水交換過程中涉及到的水權(quán)和水權(quán)交換問題以及相應(yīng)操作步驟,州水資源管理委員會(huì)制定了專門的指導(dǎo)建議.
4.2干旱“水銀行”
20世紀(jì)80年代末90年代初,加州經(jīng)歷了持續(xù)4年的大旱,降雨僅有正常年份的28%,水庫蓄水只有其蓄水容量的32%,州水利工程和中央峽谷工程被迫急劇減少供水,州水利工程只能按正常供水量的10%的供應(yīng)城市用水,其農(nóng)業(yè)供水被迫停止.為緩解干旱造成的緊張壓力,1991年2月,“水銀行”這一應(yīng)急措施被提了出來,這在美國是一個(gè)創(chuàng)造.水銀行主要負(fù)責(zé)購買自愿出售水的用戶的水,然后賣給急需用水的其他用戶.其成員可以是公司、共同用水組織或者是負(fù)責(zé)工農(nóng)業(yè)和環(huán)境供水的公共機(jī)構(gòu),他們必須符合嚴(yán)格的條件才能成為水銀行的成員(比如用完了所有能被利用的水),用水戶必須保證不浪費(fèi)水,也不能購買超出需要量的水.出乎預(yù)料的是,45d內(nèi)水銀行競(jìng)買到了10億m3水,其買入價(jià)是
10美分/m3,賣出價(jià)是14美分/m3,這些水大多數(shù)是來自休閑耕地用水和地下水.從全局來看,水銀行可以盡可能地減少干旱造成的全州經(jīng)濟(jì)損失,更合理進(jìn)行水資源的配置,據(jù)估計(jì),水銀行帶來的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)3.5億美元.但水銀行也帶來了一些爭(zhēng)論,如環(huán)境用水如何保證、對(duì)農(nóng)業(yè)負(fù)面影響以及對(duì)稅收和財(cái)政的影響.盡管如此,這一措施卻不失為合理有效配置水資源的一個(gè)探索性的方法.
值得一提的是,盡管加州的水權(quán)系統(tǒng)已發(fā)展得較完備,但是目前還沒有建立起水市場(chǎng).90年代的10年間,加州政府試圖把水市場(chǎng)作為解決日益增長的城市用水需要的措施,提出了很多提案欲對(duì)水市場(chǎng)立法,以促進(jìn)水市場(chǎng)的發(fā)育,但至今仍缺乏獲得立法通過的提案.提案的反對(duì)意見主要來自農(nóng)業(yè)方面,由于農(nóng)業(yè)用水占大多數(shù),農(nóng)民有自己的水權(quán),但很多農(nóng)民觀念上認(rèn)為建立水市場(chǎng)是在逼迫他們出售水,水市場(chǎng)建立對(duì)小農(nóng)場(chǎng)不利,因此不同意這些提案.所以,要想建立起水市場(chǎng),必須根據(jù)公平的原則,照顧弱勢(shì)群體小農(nóng)場(chǎng)的利益,給予適當(dāng)補(bǔ)償.有人也建議,建立水市場(chǎng)最好讓賣方和買方直接談判,同時(shí)要建立起一定框架條款,根據(jù)這些條款,談判雙方必須考慮交易所涉及的第三方利益.
在水交易過程中,州政府應(yīng)該發(fā)揮宏觀調(diào)控的功能.由于水交易表面上只涉及買賣雙方,但是,交易水要從賣方手中到達(dá)買方手中,一般來講這一過程必然要用到第三方的水利設(shè)施,這時(shí)水資源局的州水利工程骨干輸水渠就可以發(fā)揮作用了.
5水環(huán)境生態(tài)問題
加州最早受到環(huán)境保護(hù)主義影響的是北部海岸流域水資源開發(fā),該地區(qū)是加州重要的水源地,州和聯(lián)邦政府最終還是通過了立法以保護(hù)該地區(qū)的野生動(dòng)機(jī)自然風(fēng)景.近年通過的“公眾信任原則”規(guī)定,如果水權(quán)影響到公眾信任和利益,比如魚類和野生生物因此受到危害,則可以重新考慮水權(quán)擁有者是否應(yīng)繼續(xù)保持其權(quán)利,亦即可以撤消其權(quán)利.
目前加州水利政策方面的爭(zhēng)論主要圍繞的就是環(huán)境問題,不管是規(guī)劃中的新的水利工程還是已建成的水利工程,均受到了來自環(huán)境保護(hù)法的挑戰(zhàn),哪怕是已經(jīng)建成達(dá)一個(gè)世紀(jì)之久的供水工程也將必須調(diào)整供水量,以減少對(duì)環(huán)境的影響.可以說生態(tài)環(huán)境問題已經(jīng)成了水資源管理遇到的最主要的問題,而且也是考慮一切問題的前提.
6結(jié)語
本文主要從水利工程的產(chǎn)權(quán)特征、水資源統(tǒng)一管理、水權(quán)水市場(chǎng)、水環(huán)境生態(tài)保護(hù)4個(gè)方面對(duì)加州水資源開發(fā)管理加以了介紹.可以看出,加州水資源開發(fā)和管理也正在經(jīng)歷從傳統(tǒng)水利向更高階段轉(zhuǎn)變的過程,更加注重水資源的統(tǒng)一管理和合理配置,也更關(guān)注水利工程的環(huán)境影響.由于發(fā)達(dá)國家所經(jīng)歷的某些階段或遇到的一些問題,我們也正或多或少地面臨著,通過了解其歷史發(fā)展過程及其開發(fā)、管理思路,我們可以少走一些彎路.現(xiàn)提出以下幾點(diǎn)供大家思考:
(1)我國正在或即將興建的幾個(gè)大型調(diào)水工程,是否可以調(diào)動(dòng)地方的積極性,拓展多種投資渠道,減少國家投入,實(shí)行股份制,按投資的多少享有不同的股份,加快跨流域調(diào)水設(shè)施的建設(shè);
(2)加強(qiáng)地下水和地表水的聯(lián)合調(diào)度,在更大的時(shí)空范圍均衡水資源的分布;
(3)建立獲取水權(quán)的合法途徑,并制定水權(quán)的定量化細(xì)則,規(guī)定水權(quán)擁有者的年引水量、引水速度、引水季節(jié)、引水方式、引水口位置、使用目的、使用地點(diǎn);
為保證合理調(diào)配淮河流域內(nèi)水資源,充分發(fā)揮其巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益,淮河水資源管理信息系統(tǒng)必須先進(jìn)實(shí)用,高效可靠,能為各級(jí)水資源管理機(jī)構(gòu)合理有效地管理水資源提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。具體建設(shè)目標(biāo)如下:
(1)建立整個(gè)淮河流域的水文、水質(zhì)等信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的信息采集系統(tǒng),為各級(jí)管理機(jī)構(gòu)管理水資源提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
(2)建立淮河水資源管理系統(tǒng)的資源共享服務(wù)平臺(tái),支撐各類業(yè)務(wù)應(yīng)用的運(yùn)行與服務(wù)。
(3)建立一套符合水資源管理需求的應(yīng)用系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)各級(jí)水資源管理機(jī)構(gòu)需水及用水管理、供水管理、水質(zhì)管理、應(yīng)急處理等功能。
(4)建立完善的水資源管理系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境,保障水資源管理信息系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。
(5)建立完善的水資源管理系統(tǒng)保障環(huán)境,從體制、機(jī)制上保障水資源管理系統(tǒng)的高效運(yùn)行。
二、系統(tǒng)總體框架
按照水利部最近頒布的《水利信息化頂層設(shè)計(jì)》,并根據(jù)其他流域及省份已實(shí)施水資源管理信息系統(tǒng)的總體架構(gòu),淮河水資源管理信息系統(tǒng)邏輯構(gòu)成包括:信息采集、資源共享服務(wù)、業(yè)務(wù)應(yīng)用、運(yùn)行環(huán)境、保障環(huán)境等五部分。
1.信息采集
信息采集是淮河水資源管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ),信息采集主要通過自動(dòng)采集、人工錄入以及與外部系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換獲得水量、水位、水質(zhì)等信息。信息采集系統(tǒng)應(yīng)在現(xiàn)有監(jiān)測(cè)站網(wǎng)的基礎(chǔ)上,根據(jù)淮河流域的水資源管理機(jī)構(gòu)設(shè)置和流域水資源特點(diǎn)建立和完善統(tǒng)一的水資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)各監(jiān)測(cè)網(wǎng)之間的互聯(lián)互通。
2.資源共享服務(wù)
資源共享服務(wù)主要實(shí)現(xiàn)總中心、各分中心、各站點(diǎn)的資源共享,以及與其他系統(tǒng)的互聯(lián)互通。資源共享服務(wù)主要組成包括:
(1)門戶系統(tǒng)門戶由內(nèi)網(wǎng)門戶系統(tǒng)和外網(wǎng)門戶系統(tǒng)組成。內(nèi)網(wǎng)門戶系統(tǒng)是面向內(nèi)部辦公人員提供接入服務(wù),為工作人員提供便捷、易用、高效的辦公手段,是所有應(yīng)用系統(tǒng)的統(tǒng)一門戶,同時(shí)也是進(jìn)行內(nèi)部信息的平臺(tái),通過服務(wù)中心對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中沉淀的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理并且為各業(yè)務(wù)應(yīng)用提供資源服務(wù)。外網(wǎng)門戶系統(tǒng)面向有關(guān)部門、企業(yè)、公眾,提供水量、水質(zhì)等公眾關(guān)心的信息,提高服務(wù)質(zhì)量,開展網(wǎng)上業(yè)務(wù)公開,提供公眾參與互動(dòng)交流等服務(wù)。
(2)水資源數(shù)據(jù)中心水資源數(shù)據(jù)中心的主要作用是滿足海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理要求;通過數(shù)據(jù)的異地容災(zāi)備份,保證數(shù)據(jù)的安全性;整合系統(tǒng)資源,避免或減少重復(fù)建設(shè),降低數(shù)據(jù)管理成本;整合數(shù)據(jù)資源,保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性。
3.業(yè)務(wù)應(yīng)用
業(yè)務(wù)應(yīng)用是用戶直接使用的與業(yè)務(wù)有關(guān)的各子系統(tǒng)集合,主要的業(yè)務(wù)應(yīng)用包括:
(1)基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)主要管理水資源的基礎(chǔ)資料,如監(jiān)測(cè)站點(diǎn)資料、降水量、水質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)等。
(2)需水預(yù)測(cè)系統(tǒng)需水預(yù)測(cè)系統(tǒng)根據(jù)上年的實(shí)際用水量及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)水量的需求,通過需水預(yù)測(cè)模型來計(jì)算出來年的用水量。
(3)取水管理系統(tǒng)取水管理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)取水許可管理、水資源費(fèi)征收管理。
(4)水質(zhì)管理系統(tǒng)水質(zhì)管理系統(tǒng)主要包括水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理、入河排污口管理、工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)。
(5)地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)建立地理數(shù)據(jù)庫,將空間地理分布狀況及所具有的屬性進(jìn)行數(shù)字存儲(chǔ),建立數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),同時(shí)開發(fā)各種分析和處理功能,以便快速獲取信息,并將處理結(jié)果以地圖、圖形及數(shù)據(jù)的形式表示出來。
4.運(yùn)行及環(huán)境
運(yùn)行環(huán)境由通信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器與存儲(chǔ)、機(jī)房等基礎(chǔ)設(shè)施和基礎(chǔ)支撐軟件組成,保證整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行,展現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行狀況,滿足業(yè)務(wù)人員的工作需要。為切實(shí)保障系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和系統(tǒng)運(yùn)行安全,需要可靠的保障環(huán)境,保障環(huán)境主要由標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、安全體系、政策保障、組織體系、人才保障等組成。
三、結(jié)語
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫