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海河流域水资源脆弱性及其评价理学论文
摘要:水资源脆弱性是评价水资源系统对自然条件变动或人类开发利用影响承载能力的重要指标,其评价对于水资源保护工作非常重要。从自然因素、人为因素、综合因素三方面给出13个指标,利用层次分析法确定各指标的权重,综合相关研究及经验确定各指标的标准值,综合进行区域水资源脆弱性评价。以海河流域为例开展了实例研究,海河流域现状的水资源脆弱度为59.7,属于中度脆弱区;在未来气候变化条件下,经过人工水资源调控措施,海河流域、2030年水资源脆弱度分别为58.64、58.63,证明水资源调控措施将会改善海河流域水资源条件。
该方法对流域级水资源系统的脆弱性评价有重要意义。
关键词:水资源;脆弱性评价;指标体系;层次分析法;海河流域;情景预测
1国内外水资源脆弱性评价进展
随着人口的急剧膨胀和经济社会的快速发展,人类活动对流域水资源系统的影响不断增强,出现了诸如河道断流、洪涝、干旱和地面沉降等等一系列的脆弱性事件。水资源脆弱性研究逐渐受到学者的关注。
国外水资源脆弱性的研究始于地下水资源脆弱性概念的提出(Albinet&M arget,1968)。20世纪80年代以后,对地下水脆弱性的研究关注于含水层本身属性的同时开始考虑人类活动对地下水脆弱性的影响[1]。对于水资源的脆弱性定量研究工作尚显不足, Surendra N.Kulshreshtha从人口增长、粮食自给程度、工业增长及气候变化四个方面对全球现状水平(1990年)及未来水平(2025年)的水资源脆弱性进行对比评价,认为未来人口增长是对水资源脆弱性贡献最大的因素[2]。Thian Yew Gan()提议通过增加小型水资源工程、增加雪水的储存、增加现有水资源系统间的集成、在农业范围内在水价、计水方式等方面推行节水措施,以此来降低北美大草原应对未来气候变暖及干旱时的水资源脆弱度[3]。
国内水资源脆弱性研究起步于20世纪90年代中期,研究内容多为地下水脆弱性,近年来部分学者在水资源脆弱性的概念、内涵、定量评估方法等方面做了有益的探索。刘绿柳[4]较早提出了水资源脆弱性的概念,并且在分析其脆弱性内涵的基础上给出了水资源脆弱性定量评价的指标体系和评价方法;邹君[5]等以南方地表水资源系统为研究对象,提出了地表水资源脆弱性的概念,分析了地表水资源脆弱性的内涵和影响因素。由于水资源系统本身的复杂性,国内外水资源脆弱性研究尚处在起步阶段,存在比较突出的问题是水资源脆弱性的概念尚没有形成共识,还没有形成完备的流域尺度的水资源脆弱性评价理论和方法体系。
2水资源脆弱性的概念
水资源系统是在一定区域内由各种形态的水所构成的统一体。统一体中的各类水具有相互联系并依一定规律相互转化,体现出明显的整体功能、层次结构和特定行为[6]。
综合相关研究,作者认为,对于水资源系统而言,脆弱性有3层含义:1脆弱性是水资源系统自然属性的一种外在表现;
脆弱性容易受气候变化、水资源开发利用等外在因素的影响,并通过一定的方式表现出来;?水资源系统具有一定的自我恢复能力。
3评价方法
目前水资源脆弱性的定量评价方法有模糊分析法、层次分析法、神经网络法、EFI胁迫度指数法和综合分析等方法。
模糊分析方法可以定量的描述单因素的模糊属性和不确定性;层次分析法根据定量与定性相结合,定量描述评价指标的重要性是解决决策问题的简便方法;神经网络法具有自学习功能,并能够快速寻优,是模拟、预测中应用较多的工具;
EF I胁迫度指数法是从生物承载能力来描述区域可持续发展的状态;综合分析法则根据实际情况选取不同的方法综合进行水资源脆弱度评价。结合本文研究情况,本文采用综合分析法进行水资源脆弱性评价。
3.1指标体系建立
水资源脆弱性评价指标体系的构建从我国水资源的实际情况出发,将影响水资源脆弱性的主要影响因素分为三类,即自然因素、人为因素、综合因素,并根据科学性、合理性、可操作性和可比性建立指标评价体系。
自然因素指标包括降水量、干旱指数、年降水极值比、调出入境水量等;人为因素指标包括经济增长速度、万元产值CO D排放量、人均生活COD排放量、城市污水处理率、调入调出水量;人均水资源量、水资源开发利用程度、地下水开采比例和用水定额受自然因素和人类因素同时制约,作为综合因素指标进行评价。
为了便于比较,实际计算中对指标的处理如下:1流域调入水量按照流域面积折算为调入水深,与降水深统一作为流域年总入水量进行考虑;o年降水极值比采用多年降水中年最大降水深的最大值与最小值的比值;?地下水开采比例采用在同一范围内某时间段的地下水开采量与地下水可开采量的比值;?出境水量包括两部分:一是调出水量、二是河流自然流动流出的水量,目前对河道内的出入境水量和入海水量还没有一个较为公认的值,仅是由上下游用水户协议解决,因此不考虑这部分水量,只考虑跨流域调出水量;干旱指数采用年蒸发能力与年降水量的比值,表征气候干湿程度?降水集中程度采用多年平均连续最大4个月降水量占全年降水量的比值;?采用人均GDP作为衡量人类活动对水资源系统影响的'重要指标;à采用区域人均水资源量和水资源开发利用程度来宏观衡量水资源压力,其中水资源开发利用程度定义为年取用的淡水资源量占可获得的(可更新)淡水资源总量的百分率;á采用万元GDP用水量来反映流域/区域的用水水平。
3.2指标权重的确定
本文结合专家打分法与层次分析法进行指标权重值的确定。
层次分析法是确定指标权重较为成熟的方法,该方法是一种多准则思维的方法,它将定性分析和定量分析相结合,把人们的思维过程层次化和数量化,在目标结构复杂且缺乏必要的数据情况下尤为实用。
根据层次分析法,按照因素之间有无相互影响可以将因素分为不同层,保持同一层内的因素之间相互独立,通过构造判断矩阵及专家打分可以定量的计算出某层各因素对于上层的因素影响的贡献度。以此类推,可以计算出划分的所有因素对其上层因素的影响程度。具体各指标的权重见表1。
3.3评分标准及指标临界值的确定
评价指标采用5等级100分制[7]划分,根据各区域的现状值进行确定。各指标采用等间距级差划分等级,即先确定指标的极大值和极小值,然后进行5等分确定各等级区间。
极值的确定则根据全国水资源一级区水资源状况与相应指标对应的情况进行,由此确定以下结果。
1年总入水量在200 mm以下为强脆弱区,800 mm以上为不脆弱区;
o年降水极值比在1.5(含)以下时,区域水资源趋于不脆弱;但是年降水极值比在3(含)以上时表明地区发生暴雨,区域水资源趋于强脆弱[829];
地下水开采比例在0.3以下时水资源趋于不脆弱,但是该比例在1以上时区域水资源趋于强脆弱[10];
调出水量占当地水资源总量的20%的地区水资源的脆弱程度最强,调出水量占当地水资源总量的5%的地区水资源的脆弱程度最低[11];
认为十分湿润区(干旱指数小于0.5)的地区水资源的脆弱程度最低,干旱区(干旱指数大于7)的地区水资源的?确定降水集中程度在50%以下的地区水资源趋向于不脆弱,而降水集中度在90%以上的地区的水资源趋向于强脆弱性;
人均GDP在2万元/人以下时经济社会活动对水资源的扰动比较小,水资源系统趋向于不脆弱;人均GDP在3万元/人以上时,经济社会活动对水资源的扰动比较大,水资源系统趋向于强脆弱;
将人均水资源量小于500 m3/年定为水资源强脆弱区,大于3 000 m3/年时地区水资源趋于不脆弱;
水资源开发利用程度在40%以下的地区,水资源系统趋于不脆弱,水资源开发利用率在70%以上的地区,水资源系统趋于强脆弱[12];
地区万元GDP用水量在150 m3以下时,造成水资源系统趋向于不脆弱;万元GDP用水量在400 m3以上时,造成水资源系统趋于强脆弱;
101万元产值COD排放量、人均生活 COD排放量和城市污水集中处理率则根据现状条件将大于9 kg/万元、大于15kg/人a、小于20%定义为强脆弱,而小于2 kg/万元、小于5kg/人a、大于60%定义为不脆弱。
综上,可以构造水资源脆弱性评价指标的分级与标准见表1。
3.4水资源脆弱性评价
水资源脆弱度(VOW)采用通用的综合指数加权求和模型计算,其中Fi表示各评价因子经过分级打分所得的数值,Xi为各因子相对水资源脆弱性的权重系数。计算结果越大,脆弱度就越高,反之脆弱度就越低,数值大小保持在0~100之间。
结论
本文根据水资源系统的特点,提出了水资源脆弱性的概念,以及水资源脆弱性的定量评价方法:从自然因素、人为因素、综合因素三个方面构建了区域水资源脆弱性评价的指标体系,并开展海河流域现状情景及未来情景预测的水资源脆弱性评价。结果表面海河流域现状条件(1956年-平均状况)下的水资源处于中度脆弱,未来在人工开源措施的情境下流域水资源脆弱程度略微下降。但是未来条件下海河流域水资源脆弱程度仍然需要关注,加大力度的开源节流是必要措施。
实际研究中缺乏相关指标对应水资源脆弱程度的标准值划定,因此本文中的计算依旧根据现有的研究经验确定,需要更多对各指标标准值的精细研究。同时水资源系统与人类社会之间联系的复杂性导致了描述的困难性,难以穷举各个要素进行描述,流域(区域)之间条件存在差异,因此制定统一的指标体系及确定合理的指标标准值依旧是水资源脆弱性研究的难点,需要更多研究的关注。
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1水资源脆弱性的定义及其影响因素
1.1水资源脆弱性的定义
在当前可持续发展的战略环境下，我国地下水乃至整个水资源都存在着不同程度的脆弱性问题，水资源脆弱性主要是指由于自然环境和人类活动造成的水资源被污染的难易程度，其中自然环境作为不可控因素，决定了水资源的脆弱性，但是人类活动作为外部脆弱性，对水资源的水质恶化难易程度起到了主要的作用。水资源脆弱性在一定程度上来说是一个相对的、不能进行直接测量的参数，并且具有一定的地域性。
1.2水资源脆弱性的影响因素
（1）内部因素——自然环境因素自然环境因素包括地表水分布状况、雨水补给能力、植被保护能力、表层土性质、包气带性质、含水层性质、下伏地层特点以及水力联系等。由于不同地区的不同气候及不同降水量影响，使水资源脆弱性存在着一定的地域特征，植被覆盖率的不同导致了植被保持能力不同，高低不平的地形特点以及地表与地下水的联系能力不同都对水资源的脆弱性影响较大。
（2）外部因素外部因素主要有人口密度及分布状况、工农业生态链建设情况、工农业污染物处理水平、土地利用情况以及土壤包气带的稀释和净化能力，以上外部因素在自然因素的基础上加剧了对资源的脆弱性。
2水资源脆弱性的评价及调查方法
2.1水资源脆弱性评价的`分类
定性评价所谓定性评价是指研究目标主要是对造成当前水资源脆弱性的影响因素进行调查研究，从而分析造成水资源脆弱性的主要影响因素，并找出相对应的解决性措施。根据调查显示，当前影响水资源脆弱性的主要因素有气候环境变化、降水空间分布、土地沙漠化、人口数量及人类活动。定量评价定量评价主要是在对水资源脆弱性评价的过程中引入一个能定量水资源脆弱程度的量，其所得出的数据越大证明水资源抗干扰能力越弱，恢复能力也越差，弱参数越小，则情况相反。
2.2水资源脆弱性指标体系构建
为了对水资源的脆弱程度进行计算，需要构建相对科学合理的指标体系，指标体系构建应遵循以下原则：
①科学性原则体系的科学性原则应体现在体系的建立应从水资源脆弱性的本质出发，指标体系中的各项数据指标应能代表和反应水资源的脆弱性和影响因素。
②独立性原则在进行指标的选取时，应注意选取能更好反应出水资源脆弱性特征的指标，在实际过程中，往往会出现多个指标共同反应一个水资源脆弱性信息，所以应对应对其进行合理选择，做到各项指标对应各个信息。
③操作性原则指标体系的建立应以操作简单、容易表达为基本性原则，其测量数据应该相对的较为容易获得，各指标之间应采用不同的数据名称以及计算方法和分级准则，从而保证最终结果具有可比性。
④区域性原则
2.3水资源脆弱性指标体系
当前由于对于水资源的脆弱性理解尚未达成共识，不同研究着构建出了许多与其理解相对应的指标体系。但是当前构建出的水资源脆弱性指标体系多多少少都存在着一定的问题，各项数据指标不能完全涵盖水资源脆弱性的信息、部分量化的指标信息获取困难，各体系之间的计算方法不同意导致计算结果没有可比性，所以有必要对当前存在的指标体系进行改进和完善。
2.4水资源脆弱性评价方法
当前所常用的水资源脆弱性评价方法主要有综合指数法、过程模拟法以及统计法。其中综合指数法在全世界范围内有着较广的一个用，其主要利用GIS、RS技术以及DRASTIC指标体系，对导致区域水资源脆弱性的主要因素进行分析，并利用数理统计方法将其综合成脆弱性指数，从而对水资源脆弱性进行评价，其分析过程中主要用到了层次分析法和模糊综合评价法等两种方法。
3应对策略分析
3.1提升用水效率、构建节水型社会
对于工业生产而言，应努力调整产业机构及产业布局，对于高耗水生产进行发展限制，鼓励节水工艺下的高新科技产业发展。对于农业生产而言，应加大对节水灌溉技术的研究，同时在作物选择上加大对节水作物的研究开发力度。
3.2多水源开发
在多山地区加大对于雨水集流工程的建设，同时结合地区实际情况建立小型水库或者利用坑塘蓄水，解决缺水问题。对于沿河城市来说，进一步加大对于微咸水及海水的淡化处理技术，从而实现开源。
3.3水利工程建设
针对我国水资源的分布特点，加快南水北调工程以及其配套工程的建设进度，从而实现水资源的区域调度，满足缺水及水资源环境恶化地区的用水需求。
关于洞庭湖流域水资源论文
1水资源供需分析
（1）需水分析。可将洞庭湖流域需水部门分为农业、工业、居民生活、城镇公共及生态环境5种类型，统计2010年洞庭湖流域14个主要城市各需水部门用水量，汇总结果见表1。由表1可看出，在洞庭湖流域14个主要城市中，长沙市工业用水量及总用水量最大。
（2）供水分析。2010年洞庭湖流域14个主要城市总供水量为1907．00×108m3，比2009年偏多36．20％，比多年平均偏多12．90％，其中地表水为1899．31×108m3，地下水为7．69×108m3。统计2010年洞庭湖流域各城市水量情况，结果见图2。由图2可看出，洞庭湖流域水量充足，但作为湖南核心经济区的长株潭城市群水量相对于其他城市较少，特别是湘潭市，水量仅为48．98×108m3。整个洞庭湖流域地表水丰富，地下水量远少于地表水量，且地表水量几乎等于总水量，14个主要城市供水水源几乎全部来自地表水，基本不考虑地下水供水。
（3）缺水分析。洞庭湖流域水资源供需平衡汇总结果。洞庭湖流域水资源开发利用率低，最高值尚不足50％，在洞庭湖流域14个主要城市中，水资源开发利用率最高的城市依次为湘潭市、长沙市。但随着社会经济的加速发展和城镇化进程不断推进，一方面总用水量逐渐提高，水资源开发利用率逐渐提高，如2010年洞庭湖流域总用水量和水资源开发利用率较2009年均略有提高。随着用水量增加，供水设施建设规模及数量随之增大，用水消耗量也会增加，如管道漏水量；另一方面污染越来越严重，水环境破坏程度加大，水质下降严重，总水量中的可用水量日渐减少；由此引发工程型、设施型以及污染型水资源短缺风险。
2评价指标的选取
以洞庭湖流域水资源短缺特征为依据，结合代表性与可操作性相结合、系统性与层次性相结合的指标选取原则，建立了风险评价指标体系。
3循环组合模型的构建
3．1构建原理
首先选取几种评价方法分别对同一问题进行综合评价，然后用Kendall和谐系数法检验这几种评价方法是否具有一致性。因为对同一问题采用不同的方法进行综合评价，应该具有一致性。若不具有一致性，则说明权重有误，应重新计算或选取评价方法进行评价和检验，直到具有一致性为止。任何一种组合评价方法实质上均可近似视为所涉及的各种评价方法的线性加权组合，其差异仅在于权系数确定方法不同。若每种评价方法的方差均已知，则可用优化的方法一次求出组合权重系数，事实上各种评价方法的方差未知，只能采取逐步优化的方法以取得合理的评价结果。当验证所选取的几种评价方法具有一致性后，对单一评价结果排序，基于第i个评价对象在第j种方法下的排名，分别采用平均值法［6］、Boarda法以及Compeland法3种组合方法进行组合评价，若3种组合评价结果仍存在差异，按照循环思路，再将3种组合评价结果进行组合，在这个过程中，3种组合评价结果差异逐渐变小，即标准差逐渐减小，直到标准差为0，3种组合评价结果完全相同，即得到最终评价结果。
3．2循环组合评价中单一评价
（1）指标标准化。正、负效应指标标准化处理的计算公式分别为：pij＝xij－xminjxmaxj－xminj（1）pij＝xmaxj－xijxmaxj－xminj（2）式中，xij为指标j在i状态下的实际值；xmaxj、xminj分别为指标j的最大实际值、最小实际值。
（2）指标权重的确定。本文分别采用主观评价法中的`层次分析法（AHP）和客观评价法中的主成分分析法以及熵值法确定指标权重，并由此对水资源短缺的风险度进行单一评价。（3）风险度F计算。本文采用的风险度F计算公式为：F＝∑mj＝1wjpiji＝1，2，…，n；j＝1，2，…，m（3）式中，wj为权重值；pij为标准化处理后的值。
3．3Kendall和谐系数法
W检验原假设H0，m种评价方法不具有一致性；备择假设H1，m种评价方法具有一致性。假设m种评价方法对n个不同地区进行评价，tij表示第i个被评地区在第j种评价方法下的排名，检验统计量W计算公式为：W＝12∑nj＝1∑mi＝1tij2－3m2n（n＋1）2m2n（n2－1）（4）当n＞7时，可应用大样本近似法计算卡方值，卡方值计算公式为：2＝m（n－1）W（5）式（5）服从自由度为n－1的“2分布，给定显著性水平α，当检验统计值大于临界值时，拒绝原假设，则认为m种评价方法具有一致性。
3．4组合评价方法
（1）平均值法。若设tij为第i个被评价对象在第j种评价方法下的排名，将其转换为分数Fij：Fij＝n－tij＋1（6）式中，n为被评价对象总数。均值法组合评价得分为Dij＝1m∑Fij。
（2）Boarda法。Boarda法是一种少数服从多数的方法。若评价认为被评价对象i优于被评价对象j的个数大于被评价对象j优于被评价对象i的个数，记为qiSqj。定义Boarda矩阵为：B＝（bij）n×n（7）其中bij＝1qiSqj0｛其他
（3）Compeland法。Compeland法是一种区分优与劣的方法。若评价认为被评地区i优于j，记为qiSqj。若评价认为被评地区j优于i，记为qjSqi。定义Compeland矩阵为：B＝（bij）n×n（8）其中bij＝1qiSqj0其他－1qjSq烅烄烆i被评价对象按Boarda法和Compeland法组合评价得分为Dij＝∑bij。按组合评价得分重新排名，得分高排前面，得分低排后面。若重新排序出现排名相同时，计算3种评价结果排名标准差，标准差小者排前面。
4水资源短缺风险评价结果与分析
采用建立的循环组合模型对洞庭湖流域14个主要城市水资源短缺的风险度进行评价和排名。分别通过层次分析法、主成分分析法及熵值法计算得到17个评价指标权重。各指标权重分布集中在0．02～0．20之间，3种赋权法确定出权重最高的指标分别为年均降水量、水利建设投资比和水质综合合格率，表明降水、水质和水利设施建设是引发水资源短缺风险的关键因子。将17个指标权重值和标准化值按式（3）进行计算，得到各城市水资源短缺的风险度和排名。层次分析法、主成分分析法和熵值法评价洞庭湖流域水资源短缺风险均处于中低水平，但评价结果存在一定差异，如张家界市，3种评价方法得到的排名分别为8、1、5。计算Kendall和谐系数W检验统计量值得0．624，卡方值得24．333，给定显著性水平0．05，查得临界值为22．362，卡方值大于临界值，拒绝原假设，即3种评价方法具有一致性。
可对3种单一评价结果进行组合评价。首先对单一评价结果进行第一次组合评价，并计算3种组合评价结果标准差。经第一次组合评价后，14个城市中8个城市在3种组合方法下得到的风险度排名均相同，如郴州市。但还有6个城市在3种组合方法下排名不完全均相同，标准差不完全为0，其中岳阳市在3种组合评价方法下的风险度排名系列标准差最大，为1．886。故还需对3种组合评价排名结果进行再次组合，计算结果。
经第一次循环组合评价后，株洲市风险度在3种组合方法下排名均相同，且14个城市中10个城市在3种组合方法下得到的风险度排名均相同，在3种组合评价方法下排名差异更小，此时，只有长沙市、衡阳市、岳阳市以及张家界市在3种组合评价方法下的风险度排名系列标准差不为0，为0．4714。还需对3种组合评价排名结果进行再次组合。
经第二次循环组合评价后，14个城市在3种组合方法下得到的风险度排名均相同，得到最终评价结果即风险度高低排名依次为湘潭市＞娄底市＞长沙市＞衡阳市＞张家界市＞岳阳市＞益阳市＞株洲市＞常德市＞邵阳市＞郴州市＞湘西自治州＞永州市＞怀化市。可见14个城市中水资源短缺风险度最高的城市依次为湘潭市、娄底市、长沙市，最低的城市依次为怀化市、永州市、湘西自治州。洞庭湖流域虽然水量充足，但存在中低水平的风险度。采用循环组合优化模型得到的风险度评价结果与现实状况一致，说明循环组合优化模型具有较强的适用性。
5结论
本文采用循环组合模型对洞庭湖流域14个主要城市水资源短缺进行风险评价，得到风险排名最高的城市依次为湘潭市、娄底市、长沙市，最低的城市依次为怀化市、永州市、湘西自治州。尽管洞庭湖流域水量充足，但存在中低水平的水资源短缺风险。评价结果与现实状况一致，说明循环组合优化模型具有较强的适用性，值得推广应用。
地表水资源脆弱性:概念、内涵及定量评价
总结了资源环境科学脆弱性研究领域、研究进展及其存在的问题,认为水资源脆弱性研究比较薄弱,南方地表水资源脆弱性研究尤甚.借鉴脆弱性相关研究成果,结合南方地表水资源系统的特点,提出了地表水资源脆弱性的.概念,分析了其脆弱性的内涵以及影响地表水资源脆弱性的因素.认为地表水资源脆弱性包括水质和水量2个方面,从脆弱性构成因素上来看它们都可以分解为自然脆弱性、人为脆弱性和承载脆弱性.构建了一个评价地表水资源脆弱性的多用途指标体系.最后,并给出了一种简便易行的地表水资源脆弱性评价方法.
作 者：邹君 杨玉蓉 谢小立 ZOU Jun YANG Yu-rong XIE Xiao-li 作者单位：邹君,杨玉蓉,ZOU Jun,YANG Yu-rong(衡阳师范学院,资源环境与旅游管理系,湖南,衡阳,421008)谢小立,XIE Xiao-li(中国科学院,亚热带区域农业生态研究所,湖南,长沙,410125)
刊 名：水土保持通报 ISTIC PKU英文刊名：BULLETIN OF SOIL AND WATER CONSERVATION 年，卷(期)： 27(2) 分类号：P331 TV211.1 关键词：地表水资源 自然脆弱性 人为脆弱性 承载脆弱性 评价方法可变模糊集方法在海河流域水资源承载力评价中的应用
针对水资源承载力评价中存在模糊性的特征,应用可变模糊集理论建立区域水资源承载力评价模型.该模型以相对差异函数为基础,充分考虑评价指标的'”优“与”劣“两方面,更具合理性.以海河流域为典型研究区,将可变模糊集模型应用于该Ⅸ域的水资源承载力研究,实例结果表明该模型简单方便、有效可行,能较好地应用于生产实际.
作 者：段春青 刘昌明 曹玲玲 陈晓楠 邱林 DUAN Chunqing LIU Changming CAO Lingling CHEN Xiaonan QIU Lin 作者单位：段春青,刘昌明,DUAN Chunqing,LIU Changming(北京师范大学水科学研究院,水沙科学教育部重点实验室,100875,北京)曹玲玲,CAO Lingling(北京师范大学数学科学学院,100875,北京)
陈晓楠,CHEN Xiaonan(南水北调中线干线工程建设管理局,100053,北京)
邱林,QIU Lin(华北水利水电学院,450011,郑州)
刊 名：北京师范大学学报（自然科学版） ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF BEIJING NORMAL UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE) 年，卷(期)： 45(5) 分类号：P3 关键词：水资源承载力 可变模糊集 综合评判 water resources-carrying capacity variable fuzzy set evaluation methods流域水资源的合理配置研究论文
一、流域水资源的合理配置
1.水量水质联合调度
水资源配置不能只考虑水量调度，仅解决资源性缺水问题，还要同时研究水质调度，解决湿润地区由于社会经济集中发展超出水资源承载力时，造成水质性缺水问题。水质和水量问题是密切相关的，离开水质谈水量没有实际意义。因此，在水资源优化配置研究过程中，还必须加强对生态需水的研究。在确定调度方案时，要以生态为导向进行宏观调控，以全局最小的能耗获取最大的社会效益，除考虑区域水资源的供需平衡外，还应综合考虑区域水能平衡、水盐平衡、水沙平衡和水量平衡，进行水量水质联合调度，以维护生态系统必需的水量和维持整个生态系统的平衡。
2.水资源配置的保障体系
水资源配置牵涉到各方用水主体的利益，因此建立广泛的社会参与机制是保障配置公正性的外部条件。还需要与水资源统一管理相融合。水资源配置是在水资源管理范围内的配置，只有加强管理，建立相应的政策法规，建立相应的补偿激励机制，才能充分发挥市场效力，提高水资源配置效率，保证水资源配置的正常运行。
二、技术方法的改进
1.新技术的应用
地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感（RS）技术以其多学科交叉特征被广泛应用于众多的研究和应用领域，尤其地理信息系统以其高效的空间数据管理和灵活的空间综合分析能力，通过将地理空间模型化，并存储在计算机中，便于对地理信息的快速查询、空间分析，以达到对研究对象进行描述、模拟和预测的目的，在水资源综合开发利用中的应用发展，也很迅速。但目前大多数GIS仍是侧重于数据获取、存储、管理和查询检索的初级阶段，空间分析、预测预报、决策支持功能很低，GIS在今后的应用中，还有很大的空间需要挖掘。近年来，模糊理论、对策论、博弈论、神经网络、基因算法在水资源领域的各个方面均有应用，并取得了一些成果。应用数学中的新理论、新方法，例如，粗糙集理论、智能决策支持系统理论、物元可拓集理论、系统科学理论、模拟退火算法、混沌算法等数学建模理论和方法，以及计算工具性能的不断提高，为水资源优化配置理论的研究与实践提供了有力的技术保证。随着这些理论方法的发展和应用能力的加强，以及这些方法与原有大系统分析和多目标决策等方法的`结合，水资源配置的建模和求解方法将更趋完善。
2.决策支持系统和专家系统的完善
在决策者参与决策的过程中，不同决策者主观意愿不尽相同，由决策者参与提供大量辅助信息且经过模型模拟或优化得到的方案多种多样，通过对多种方案的比较与研究，能够获得更为优质的技术选择。所以，我通过对配置模型的优化选择能够提高水资源合理配置的实时性，另外，通过对水资源模型的内部算法的进一步优化，同样可以提高水资源配置的工作效率。看来，这样的优化配置选择是非常必要的。此外，我们要加强对水资源配置工作内容多方面的了解，在以往的工作经验与工作效率中总结水资源配置的最合理优化的方案，以提高工作效率。因此，在模型中如何考虑专家经验，也是值得研究的。应用决策支持系统可以更好地实现多种模型方法共同处理问题，更全面发挥计算机对于决策的辅助作用，因此，为实现进一步合理配置水资源的目的，需要完善水资源配置决策支持系统和专家系统，建立良好有序的交互能力，更方便简洁地实现决策者意图，发挥人的主观能力和经验优势。总之，只有不断加强水资源配置理论的深入研究，借助先进的数学方法、计算机技术、经济、生态等多学科的知识发展水资源配置技术，才能真正提高水资源配置效率，实现水资源的可持续利用。
海河流域防洪系统的建构研究防洪规划论文
“96.8”暴雨洪水的特点是暴雨强度大、历时短，洪水洪峰流量大，而洪量相对较小。洪峰流量一般相当于一遇左右，洪水总量为一遇左右。海河流域每次大水都给流域人民生命财产造成巨大损失。，启用6个蓄滞洪区，地质灾害6000余处，交通干线中断121h，死亡200余人，全流域洪涝水造成经济损失402亿元。
海河流域防洪体系建设现状及存在的主要问题
1防洪体系现状
新中国成立后，海河流域经过50年代、70年代初和80年代三次规划，两次大规模治理，先后修建了1900余座大中小型水库，其中山区大型水库31座，总库容256亿m3，控制山区面积的85%;修筑骨干堤防3535km(其中Ⅰ级堤防599km，Ⅱ级堤防2936km)，扩建、新辟了漳卫新河、子牙新河、独流减河、永定新河、潮白新河等骨干行洪河道，扩挖了南排河、北排河、徒骇河、马颊河等骨干排涝河道，仅海河水系的设计入海能力就达24680m3/s;规划保留了28个行蓄滞洪区，可滞蓄洪水198亿m3。按照“上蓄、中疏、下排、适当地滞”的治理方针，初步构筑了以堤防为基础，大型水库和蓄滞洪区为骨干，工程措施与非工程措施有机结合的综合防洪体系，“分流入海、分区防守”的防洪格局全面形成。大水后，国家加大了水利建设投资力度，―，中央共安排海河流域防洪工程投资166.51亿元，地方匹配投资251.6亿元。截至年末，完成Ⅰ级堤防治理282km，占Ⅰ级堤防总长度的47%;Ⅱ级堤防治理619km，占Ⅱ级堤防总长度的21%;实施了黄壁庄、岗南、王快、于桥、大黑汀等大中型病险水库除险加固工程;新建了盘石头水库和永定河滞洪水库;蓄滞洪区内解决救生问题的.人口增加到131万人，占蓄滞洪区总人口的25%;防洪非工程建设也得到初步加强。
2海河流域防洪体系存在的主要问题
尽管经过多次治理，海河防洪体系建设取得很大成效，但由于流域水情复杂、治理投入不足等原因，防洪减灾体系建设与新形势下的防洪保安要求还有很大距离，尚不具备抵御标准洪水的能力，洪水仍然是流域的心腹大患。
（1）防洪工程标准偏低只有永定河、子牙河、漳卫河部分河段达到国家规定的防洪标准，其余河道均未达标;山前中小河流防洪标准普遍偏低。城市防洪设施尚不健全，24座重点城市中仅北京、天津基本达标，其余城市均低于国家规定的防洪标准。
（2）中下游河道行洪能力严重衰减由于河道淤积严重(主要入海河道淤积总量约1.9亿m3)、尾闾不畅、阻水障碍物多、堤防高度不足(多因地下水超采引发地面沉降所致)，海河流域目前总泄洪能力比原设计下降了30%。另外，部分堤防老化失修，隐患增加，流域Ⅰ级堤防有53%、Ⅱ级堤防有79%质量不达标。
（3）蓄滞洪区启用难度大蓄滞洪区人口和经济总量不断增加，而工程和安全建设严重滞后。目前区中还有近400万人没有解决安全避险问题。工程建设方面，缺乏进退洪控制性工程、围堤高度不达标、河槽淤积、泄洪能力不够，造成“小水大淹”;安全建设方面，避洪设施和撤退路不足、预警预报设施不完善和管理落后，难以适时启用。
（4）非工程措施手段落后海河流域虽地处京畿要地，人口稠密，但洪水管理手段较为落后，防汛调度信息化水平不高。水文基础设施薄弱、自动化程度低，工情和灾情信息采集、处理方式落后，防汛决策支持系统尚未全面建立，远远不能满足洪水预报、调度、预警、撤离等要求，一旦出现险情、灾情，防汛管理部门难以及时地调度指挥。
（5）治理投入极为不足由于近年来海河流域没有发生大洪水，国家的防洪建设投入严重不足且不均衡。近中央对海河流域防洪工程投入166.5亿元，仅占全国的6.4%，其中骨干河道和蓄滞洪区建设投资仅为1.99%。因投入不足，流域防洪工程建设多以应急工程、年度工程实施，无法按照规划要求系统完成，总体进展极为缓慢。
海河流域防洪风险分析
众所周知，水资源严重短缺是海河流域多年来表现出的主要矛盾，而防洪问题则被大多数人所忽视，甚至认为短时期内海河流域不会再发生大洪水。事实上，由于受季风气候影响，海河流域具有降水和径流时空分布不均，降雨强度大且丰枯变差大的水文特点，极易形成水旱灾害，历史上一直以来就存在年内先旱后涝，年际连旱连涝的规律。同时，流域山区平原近乎直接相交、坡陡流急的地形特点，河道成扇形分布、产流快、汇流时间短的河道特性，使防洪安全成为海河流域始终不容忽视的重大问题。海河流域多年平均降雨仅为535mm，但7d连续降雨量却保持着我国大陆之最。如1963年8月，河北省獐么水文站7d降雨2050mm，500mm降雨区笼罩面积4.38万km2，子牙河、大清河京广铁路以西形成了43200m3/s洪峰流量。流域受灾面积6000km2。近年来的研究表明，人类活动以及下垫面的变化，仅对中小洪水产生明显影响，但对流域设防标准洪水影响很小。如19子牙河系冶河大水，暴雨形成1m3/s流量，洪峰流量达到1一遇。
根据“63.8”洪水重演结果，在现状工程条件下，海河南系的19处蓄滞洪区将被启用，多条支流漫溢、决口，山前区京广铁路两侧平原、大清河淀西、滹滏区间北部平原、滏阳河中游洼地上游支流平原，黑龙港平原，漳卫河系秤钩湾以上卫河平原，卫运河、马颊河夹道等将被淹没;海河北系永定河泛区、小清河分洪区、黄庄洼等7处蓄滞洪区及七里海临时滞洪区将全部启用，蓟运河还乡河以下堤防将漫决，受灾人口约为110万人。全流域的受灾总面积达7.43万km2(其中蓄滞洪区近0.97万km2)，占平原防洪保护区面积的70.3%，直接经济损失估计将超过2000亿元。京广、京九、津浦等国家主要铁路干线，京深、京沈等高速公路以及104、106、107等多条国道将中断;区内首都北京、天津及石家庄、邯郸等10多座大中城市，胜利、华北、大港等油田，将受到严重威胁，间接损失巨大。
综上所述，海河流域现状防洪体系无法抵御大洪水的袭击。一旦发生设计洪水，洪灾损失巨大，甚至严重影响经济社会发展大局。目前，流域已近50年未发生全流域性大洪水，发生大洪水的几率在不断增加。同时从近年来流域降水量分析可以看出，海河流域已逐步进入丰水期，尽快完善流域防洪减灾体系显得非常必要和紧迫。
海河流域近期防洪体系建设对策建议
中央一号文件和中央水利工作会议明确提出，要突出加强水利薄弱环节建设，全面加快水利基础设施建设。“十二五”时期，国家将继续实施大江大河治理、江河主要支流治理，加快中小河流治理和小型病险水库除险加固，全面加快蓄滞洪区建设。海河流域必须紧紧抓住机遇，坚持“上蓄、中疏、下排、适当地滞”的方针，进一步完善“分区防守、分流入海”的防洪格局，加快流域防洪薄弱环节建设，进一步巩固以河道堤防为基础、大型水库为骨干、蓄滞洪区为依托、工程措施与非工程措施相结合的综合防洪减灾体系。
1加快骨干河道及重要支流治理
按照《海河流域防洪规划》确定的防洪标准，全面提高海河流域主要河系中下游地区防洪能力，重点安排漳卫河系、大清河系、子牙河系、北三河系、永定河系、滦河和徒骇马颊河系等干流河道和卫运河、卫河、大清河、滹沱河、蓟运河等15条主要支流治理，使骨干河道防洪标准达到50年一遇，重要支流防洪标准达到10～20年一遇，流域防洪减灾体系薄弱环节的突出问题得到基本缓解。
2加快推进重要蓄滞洪区建设
海河流域蓄滞洪区众多，区内人口集中、经济发达，越来越淹不得、淹不起，必须加快建设步伐，保证区内人民生命财产安全。要加快推进完成使用频繁、洪水风险较高、在流域防洪中作用突出的永定河泛区、小清河分洪区、白洋淀等10处重要蓄滞洪区以及启用标准低于10年一遇的卫河坡洼、黄庄洼、大黄堡洼、盛庄洼、永年洼等11处一般蓄滞洪区的围堤、分区隔堤和进退洪设施等工程建设任务，保障蓄滞洪区能适时适量运用。完成10处重要蓄滞洪区内撤退道路和重要安全区建设任务，基本解决区内人口的安全避险问题，改善生产生活条件。建立和完善蓄滞洪区预警预报系统，确保洪水“分得进、蓄得住、退得出”。
3加快重点区域、重要城市防洪工程建设
大力推进天津市、河北省和山东海河黄河三角洲海堤建设工程，提高新兴经济区的防洪减灾能力。加强河口治理，实施海河口、独流减河口清淤等工程、天津市大清河尾闾(新开河―金钟河)以及漳卫新河河口治理工程，确保重点城市防洪保障能力建设。加强城市防洪工程建设，不断完善提高重点城市防洪保障能力，重点实施河北省双峰寺水库建设工程。
4加快中小河流治理
海河流域中小河流众多且防洪工程薄弱，一旦发生洪水，极易造成洪涝灾害，出现小水大灾问题，必须充分重视，加快治理。要加快实施海河流域内列入《全国重点地区中小河流近期治理建设规划》和―中小河流治理规划的项目，优先安排洪涝灾害易发、保护区人口密集、保护对象重要的河流及河段，基本完成流域面积200～3000km2有防洪任务的重点中小河流的重要河段治理。
5加快病险水库(闸)除险加固步伐
按照全国病险水库(闸)除险加固安排，底前，完成流域纳入《全国重点小型病险水库除险加固规划》的小(1)型水库除险加固任务;底前，基本完成纳入《全国重点小(2)型病险水库除险加固规划》的重点小(2)型水库除险加固任务;年底前，基本完成其余一般小(2)型水库除险加固任务。巩固大中型病险水库除险加固成果，20底前，完成流域新出现的大中型病险水库除险加固任务。推进大中型病险水闸除险加固，基本完成列入《全国大中型病险水闸除险加固专项规划》中的项目。
6加快山洪灾害防治
以防为主、防治结合，坚持工程措施和非工程措施相结合，在流域有山洪地质灾害防治任务的县(市、区)基本建成专群结合的监测预警体系和群测群防体系。同时，因地制宜开展山洪沟治理工程试点建设。
湿润区湖泊流域水资源可持续发展评价方法
社会经济发展导致湖泊富营养化、水生态系统破坏和水资源开发失衡,最终反馈人类且制约着社会经济持续发展.鉴于此,论文在对湿润区湖泊流域系统分析的基础上,提出了湿润区湖泊流域水资源可持续发展的4个关键点与4个层次,并采用DPSIR框架对应地确定了基本原则和”3类2方面25指标"的指标体系,进而建立了模糊模式识别评价模型.该方法用于定量评价四川邛海流域及其3个子区域的、、2010年和2015年的水资源可持续发展程度.案例结果表明:在同区域不同时期,各区域的湖泊流域水资源可持续发展程度总体趋势都是逐步上升,识别出来的'相对重要的指标为富营养化程度/水质、森林覆盖率、地下水开采程度、污水处理率和农业灌溉水系数;在同期不同区域呈现出邛海流域≥西昌＞昭觉＞喜德的状况,且之间的差异随时间逐步扩大,对于此类评价,其相对重要的指标集中在富营养化程度/水质、森林覆盖率、地下水开采程度、水土流失面积比例、人口密度和人民健康程度.
作 者：周丰 郭怀成 刘永 贺彬 ZHOU Feng GUO Huai-cheng LIU Yong HE Bin 作者单位：周丰,郭怀成,刘永,ZHOU Feng,GUO Huai-cheng,LIU Yong(北京大学,环境学院,北京,100871)贺彬,HE Bin(云南省环境科学研究院,昆明,650034)
刊 名：自然资源学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF NATURAL RESOURCES 年，卷(期)： 22(2) 分类号：P964 关键词：水资源可持续发展 湖泊流域 模糊模式识别 DPSIR 邛海葫芦岛市连山区水资源评价论文
摘要阐述了葫芦岛市连山区水资源评价的重要意义以及水资源评价的具体内容和水资源评价的社会效益,以为连山区水资源评价工作提供参考。
关键词水资源评价;意义;内容;方法;效益;辽宁连山
水是生命之源,是社会、经济发展的根本保证。葫芦岛市连山区水资源严重缺乏,地下水位逐年下降,水质污染日趋严重,开发建设性项目逐年递增,水资源的供需矛盾日趋突出,水资源评价工作势在必行。其对推动水利管理现代化,促进经济与社会、环境的协调发展将起到重大作用。
1水资源评价的重要意义
1.1社会发展的需要
在建设和谐社会,以资源的可持续利用支撑经济社会可持续发展的今天,区域中长期规划,工农业布局,生活生产需要,水资源承载能力大小,都需要对区域水资源从量和质上提供保障。
1.2自然和社会条件变化的要求
连山区第1次水资源评价于1980年开始进行,使用的是1956―1979年的资料。近来,随着工农业的发展、人口的增加、经济结构的变化,连山区的水资源状况也发生了很大的变化。为了满足全区水资源利用和保护在战略规划与日常管理上对现状评价成果的需要,应该开展新的水资源评价工作。
1.3水资源现状的'要求
连山区水资源总量为5 635 万m3,人均不足100 m3,是全国的1/24,辽宁省的1/9,按联合国规定人均300 m3以下属极度缺水地区。因此,搞好水资源评价,对于优化用水方案、提高用水效率、防止和治理水污染、合理开发利用有限水资源、发挥有限水资源的最大效益、保证区域经济的可持续发展具有重大现实意义[1]。
1.4实际工作的需要
生产管理实践需要建立在科学评价基础上的数据,以指导、管理、平衡水资源。分析人类活动对下垫面及生态条件的影响,查清区域内的水资源量及可开采量,查清区域内的供、用、耗水情况,掌握区域内的水资源开发、开采现状及典型行业的用水指标,按照经济运行的中长期发展规划预测所需水量,以便采取相应的水利工程措施,为政府部门提供可靠的科学依据。
2水资源评价的具体内容
2.1前期工作
2.1.1划分调查单元。地表水调查单元要细划到乡镇,要在辽宁省水资源2次评价划分的流域水资源4级区基础上(即:小凌河、小凌河―六股河)向下划分为6个子区(即:女儿河、连山河、五里河、莲花河、孤竹营子河及其他诸河),18个行政乡镇和1个城区。将流域子区与行政乡镇和城区交叉,共形成21个水资源分区。
地下水调查将连山区划分为平原区和山丘区2大评价类型区。全区平原区计算面积为326.8 km2,其中塔山―高桥地下水矿化度M>2 g/L(微咸水及咸水区)的海侵区约25 km2未单独划出;根据地域分布,将平原区与行政分区乡镇嵌套,平原区划分为计算单元。扣除平原区面积,全区山丘计算成本面积为1 324.6 km2,将山丘区与行政分区乡镇嵌套,山丘区划分为19个计算单元。全区共计划分为33个地下水汇总分区。
2.1.2调查与收集资料。主要调查包括1980―的水资源开发利用现状资料,包括工业、农业、生活、生态用水情况;国民经济发展情况资料;水文地质资料;自然地理情况;水文、气象资料等;区域1∶50 000、1∶100 000地图;全区所有乡镇和河流划界;区域内地下水试验资料及地下水水质化验资料;近几年水资源开发利用现状及经济指标和连山区中长期发展规划等。
2.1.3统计分析资料。将灌溉用水、工业用水、生活用水、蓄引排工程水量、地下水开采量、泉水量及海水入侵等调查资料按各单元进行统计分析,检查历年资料是否一致,相关资料是否衔接;采用的定额、系数、选用的代表站点、计算方法、数据等是否合理。
2.2水资源数量评价方法
对降水量、地表水资源量、地下水资源量、水资源总量,主要从系列的代表性、水资源数量的地区分布、多年变化、年内分配、不同时段及不同频率、等值线图、统计参数、可利用量、可开采量、人均及亩均占有量等方面进行综合对照与比较、分析与评价。对蒸发、泥沙也要进行简单的分析。
2.2.1降水量。由于区内雨量站点较多,选定某一站或几个站的加权值、内插值为单元代表站,求得流域分区及嵌套乡镇行政区的21个单元45年降水量系列,用数理统计法计算流域分区和嵌套乡镇行政区不同年段(50、60、70、80、90年代)及不同频率(20%、50%、75%、90%)的年降水量。着重从系列的多年周期性变化、各年代均值变化及累进均值过程线分析得出所选系列具有较好的代表性;从统计参数、年降水量等值线图分析确定合理性;从降水的地区分布、多年变化、年内分配、最大4个月降水量百分率及其出现月份进行综合比较分析其规律性;从不同年代降水量比较分析其丰、平、枯时段。同时,用数理统计法对区内多年平均蒸发量及其月分配进行计算。
2.2.2地表水资源量。用数理统计法计算流域分区和嵌套乡镇行政区不同年段(50、60、70、80、90年代)及不同频率(20%、50%、75%、90%)的地表水资源量(即:年径流量)及量深。通过径流模数倒累进均值过程线分析选用资料的代表性[2];通过径流深等值线图阐明地表水资源量地区分布;通过不同年代径流量比较分析其丰、平、枯时段,同时与1956―1979年系列成果对照检查分析径流衰减及影响因素;由主要河流控制站径流特征得到径流的年内分配;用代表站径流过程分析径流的多年变化;从河道生态需水量及汛期难以控制利用量入手估算出地表水资源可利用量;按照控制站、代表站比拟法求得出、入境水量;通过流域分区不同年段径流与降水变化量比较其径流与降水变化的一致性。
2.2.3地下水资源量。地下水资源量平原区采用补给法计算,山丘区采用排泄法计算。平原区地下水资源量计算在分析、选取、计算各种系数基础上进行。主要分析计算降水入渗补给量、河道渗漏补给量、渠系渗漏补给量、渠灌田间入渗补给量、山前侧向补给量和井灌回归补给量及区域分布。分析平原区水资源量及资源模数区域分布。平原区降水入渗系数公式为Y=ax2+bx+c,式中:Y为降水入渗系数,x为降雨量,a、b、c为常数。山丘区根据实际情况主要分析计算河川基流量、山前侧向流出量和潜水蒸发量。分析山丘区水资源量及资源模数区域分布。
在以上工作的基础上得到连山区地下水资源量、山丘区与平原区地下水资源量之间的重复计算量、地下水资源量及资源模数区域分布、采用可开采系数法计算平原区地下水可开采量、采用实际开采量法计算山丘区地下水可开采量,最终得到全区地下水可开采量[3]。
2.2.4水资源总量。其计算公式为W=R+pr-Rg式中:W为水资源总量,R为地表水资源量,Pr为降水入渗补给量,Rg为降水入渗补给量形成的河道排泄量。计算分析水资源总量与区域分布;从全区水资源总量的多年变化分析其丰、平、枯时段;计算全区水资源可利用总量;通过水资源总量深、水资源总量人均占有量、水资源总量亩均占有量分析,对照联合国制定的人均占有水资源总量的标准,得到连山区的缺水程度[4]。
2.3水资源质量评价
评价内容包括水功能区的各河流及各水库水质现状、水质类别、主要超标项目及超标倍数、各河流的各类水质所控制河长、主要污染物、各常年监测站水质情况、初步评估其污染状况。
2.3.1地表水现状水质。依据国标《地表水环境质量标准》中除放射性指标外常用21项参数,采用单指标评价法,确定地表水水质类别、主要超标项目以及超标倍数、各河流的各类水质所控制河长,评价代表值采用年度均值、汛期和非汛期3个值。评价结果以地表水Ш类标准值作为水体是否超标的界限统计超标项目。
2.3.2地下水现状水质。依据国标《地下水质量标准》中除放射指标外通常选用受人类活动影响较大的24项参数,将水质划分5类,不同类别标准值相同时,从优不从劣,以Ш类水标准值的上限值确定为地下水控制标准,单项指标水质最差为综合水质类别。对山丘区与平原区分别评价,同时选用亚硝酸盐、硝酸盐氮、氯化物、氨氮、高锰酸盐指数共5项指标作为地下水污染分析评价参数,重点确定水质已经达到Ⅳ、Ⅴ类水的地下水区域。
2.3.3基本饮水井现状水质。对于饮水井评价在地下水评价24项指标基础上加入总大肠菌群及细菌总数,共计26项进行评价。
2.3.4水源地现状水质。地表水水源地水质现状评价采用国标《地表水环境质量标准》和《生活饮用水卫生标准》;地下水水源地水质现状评价采用国标《地下水质量标准》和《生活饮用水卫生标准》。
利用单指标评价法对区内的3处水源地有毒有机物进行评价。河流水质现状评价中选用的水质项目及有毒有机物中一项指标超标即评定为不合格,并统计水源地水质的主要超标项目。
2.3.5污水现状。依据国标《污水综合排放标准》,监测项目有:水温、pH值、色度、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、挥发酚、氰化物、砷、汞、六价铬、悬浮物12个评价参数。
2.3.6水功能区划及水质达标分析。根据水资源状况、水资源开发利用现状和社会经济发展对水量水质的需求,将全区各河干、支流,中、小型水库等划分为9个功能区段。评价依据《地表水环境质量标准》,采用单项式指标评价法,评价参数的选择同河流水质评价,结果以功能区水质目标作为水体是否达标的界限进行分析。
2.4水资源开发利用程度分析
统计供水基础设施概况,分析供水工程现状。以1991―20水资源开发利用情况为现状开发利用情况,以1991―年平均和1980―2000年平均资源量为多年平均资源量。从供水量、用水量、用水消耗量分析,不同典型行业耗水率、用水量趋势分析,地表水资源开发利用程度、地下水开发利用程度、水资源总量利用消耗程度统计分析水资源开发程度。
2.5评价结论
根据以上工作,得到连山区水资源短缺状况、水污染状况、水资源开发利用程度、供需状况以及人均水资源的占有量,并按照区域中长期发展规划,进行分析预测。
3水资源评价的社会效益
3.1宏观管理效益
通过水资源评价,查清连山区境内地表水、地下水资源量、水资源总量、可利用量和时空分布特征,对供需平衡及预测等进行分析评定。对强化水资源统一管理,进行水资源合理配置,实行节约用水,加强水污染控制、治理和水资源保护提供科学依据,为各类水利规划和国民经济建设的合理布局提供科学依据。为今后理顺水资源管理体制,强化水资源的出入兼管、质量结合提供依据。为水资源管理在依法治水、依法行政的基础上,真正做到科学开发、合理利用、综合治理、优化配置、提倡节约、重点保护提供技术支撑。
3.2环境效益
通过水资源评价查清区内环境地质问题及水体的水质状况,对制定相应的规划,采取有效措施,有计划、有步骤地改善和治理海侵区、漏斗区,监督和管理工业废水、生活污水排放达标起到极大的促进作用。
3.3综合社会效益
可以有计划地调整农业种植结构和工业产业结构,大力发展节水灌溉、提高工业用水的循环利用率[5]。通过对用水和节水的科学预测和规划,调整用水结构,加强水资源管理、合理开发与利用,形成科学的用水体系,使区内的水资源得到更有效地保护。
4参考文献
[1] 李慧.绥中县水资源评价结论和建议[J].吉林水利,(5):77-80.
[2] 郑烨.开封市水资源评价与分析[J].河南水利与南水北调,2010(4):41-42.
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[5] 王淑梅.白山市中心区地下水资源评价[J].水利建设与管理,2010(2):74-76.
关于干旱内陆河流域水资源的研究分析论文
1水资源开发利用存在问题
尽管内陆河流域根据区域经济社会发展做了中长期水资源规划，但对水资源的开发利用缺乏宏观控制，只强调水资源满足工农业发展的需求，而不注重经济发展、产业布局与水资源条件的匹配性；只重视水资源的开发利用，而对水资源的节约、配置与保护重视程度不够；流域水资源管理与区域水资源管理关系没有理顺，流域管理相对薄弱，上下游、左右岸、不同地区部门之间用水矛盾依然突出，存在区域用水计量、水费征收、取水计划及监督管理等工作不够完善，区域之间管理力度不一等问题；由于水资源的有偿使用和经济杠杆对资源的合理配置在管方面没有充分发挥，流域内涉及的取水许可与水资源有偿使用制度、水功能区制度、水资源论证制度、总量控制和定额管理制度、河道采砂许可制度等还存在一定问题，影响了水资源的高效管理和合理配置。
2内陆河流域水资源管理模式
随着水资源问题的日益突出，结合内陆河流域水资源开发利用研究现状，以改善生态环境、水资源高效管理为目标，在内陆河流域生态－水文－经济综合研究的基础上，探讨基于“三条红线”、生态环境综合治理、地表水与地下水联合调度和流域水资源集成管理的内陆河流域水资源管理模式，提出在未来应加强内陆河流域水资源污染研究、气候变化影响下内陆河流域水资源研究、人类活动影响下内陆河流域水资源研究和内陆河流域水资源管理的法律法规和政策体系研究
2．1基于“三条红线”的内陆河流域水资源管理模式
三条红线是国家为保障水资源可持续利用，在水资源开发利用、用水效率、水功能区限制纳污能力3个方面划定的管理红线，它与一定地区的水资源承载能力相适应，体现了该地区一定时期的生产力发展水平、经济社会发展规模、社会管理水平，是水资源管理必须达到的目标［8］。实行“三条红线”控制的水资源管理模式即是将“三条红线”的主要内容贯穿在水资源综合管理包括管理理念、管理方法、管理手段、管理体制到管理制度的全过程［9］。内陆河流域水资源管理中应严格执行基于水资源开发利用控制红线的水资源管理框架、基于用水效率控制红线的水资源管理框架和基于水功能区限制纳污红线的水资源管理框架。实现内陆河流域水资源开发利用的过程和制度管理与设计，制定流域宏观层面的年度用水计划和微观层面的主体用水计划，根据内陆河流域经济发展规划和不同部门用水目标，确定用水优先次序，形成流域年度供水计划；实现内陆河流域水资源高效利用，落实流域定额管理制度、水资源统计和计量管理制度以及用水效率考核制定设计，促进流域各部门和区域用水和水资源配置的合理分配，将水资源管理落实到生产生活节水的各个环节；实现内陆河流域水资源保护目标，严格控制入河排污总量，落实流域水功能区划管理制度、水功能区监测体系、入河排污物质和量统计、计量及考核制度设计和水生态系统保护与修复工作框架，加强水功能区的监测与监控力度，处理好流域水资源开发与保护的关系，切实保证水体功能的良好发挥。目前，内陆河流域结合国家相关政策，依据流域水行政管理区域，制定了近期、中期和长期的水资源开发利用控制目标、用水效率控制目标和水功能区限制纳污目标，为落实最严格水资源管理制度奠定了坚实基础。在强化“三条红线”水资源管理模式下，应注重加强内陆河流域水资源评价、生态环境需水、水资源合理配置与高效利用、水资源需求与过程控制、流域纳污能力计算以及水资源综合保护等方面的研究工作，从而为落实最严格水资源管理制度提供科学依据。
2．2基于生态环境综合治理的内陆河流域水资源管理模式
鉴于内陆河流域水资源系统特点及生态环境特点，在进行水资源管理时，必须考虑其引起的生态环境效应，确定生态环境综合治理的流域水资源的开发和分配方案，即将水资源作为一个动态系统，考虑其时空分布及内部各种水资源间的相互转化，在维护现有流域水资源系统的宏观稳定态及流域生态环境平衡的基础上确定水资源的开发管理方案，对水资源也要进行统筹安排、系统分配，以获得最大效益，从而实现水资源管理中恢复和维持生态系统健康发展所需要的水量，从根本上转变内陆河流域生态环境日益恶化趋势，促进内陆河流域生态环境良性循环。为了对内陆河流域水资源进行科学管理以保护生态环境，必须分析水资源与生态环境的耦合关系，建立其耦合模型，进行水资源开发方案的生态环境效应评价。评价不同内陆河流域内水资源的开发利用对植被的种类、分布、生长状况影响，分析不同植物的`生存域，即植物对水、盐等地质环境因子组合的适应范围，以此来促进内陆河流域水资源与生态系统相互关系研究，为内陆河流域生态环境综合治理提供科学依据，同时由于内陆河流域的水文过程控制着生态过程，对内陆河流域生态系统的稳定性有着直接影响，同时也决定流域生态安全。加速内陆河流域生态环境的恢复和保护，对促进区域经济的发展和人民生活水平的提高，改善内陆河流域自然生态系统的功能具有重要意义。生态需水作为内陆河流域水资源管理的重要部分，在内陆河流域水资源配置中不容忽视。根据内陆河流域生态保护和生态恢复目标，进行流域生态功能分区，确定生态治理重点区，提出生态保护与恢复目标原则，进行内陆河流域生态需水分区，确定不同保护目标下内陆河流域适宜生态需水量及生态需水阈值。而要实现内陆河流域水资源与生态系统之间的协调发展，必须对流域水资源进行合理的配置，协调好内陆河流域上、中下游用水问题，处理好农业用水和生态用水比例，处理好地表水和地下水的关系，确定出不同区域地表水地下水开发利用的适宜比例和布局，通过地表水地下水联合调度，减少水分的无效损耗，合理安排和分配地区之间、部门之间经济用水的关系，统一配置社会经济用水和生态环境用水，实现内陆河流域水资源的高效合理利用，促进社会经济及生态环境的可持续发展］。
2．3地表水与地下水联合调度的流域水资源管理模式
地表水－地下水联合调度是以地表地下水资源利用、调配为对象，在一定区域内为开发地表地下水资源、防治水患、保护生态环境、提高地表地下水资源综合利用效益而制定的总体措施计划与安排。干旱内陆河流域地表水地下水联合调度的水资源管理模式是解决水资源短缺的一个有效途径，是实现水资源持续利用，保护和改善生态环境的一个重要举措，同时有效控制地下水位，进行水资源的合理调配，减少干旱区水资源的时空差异，达到水资源优化配置和高效利用，从而改善干旱生态环境，促进干旱区水、生态和经济的协调发展。通过井渠结合、系统规划联合调配、人工回灌和抽取地下水等调度模式为内陆河流域水资源的优化利用提供有效措施。基于地表水和地下水集成与耦合模型，分布式水文模型、地下水模拟模型、生态水文模型，模拟内陆河流域产流过程，径流特征，识别内陆河流域不同地带地表水与地下水相互转化关系，分析在人类活动影响下内陆河流域地下水变化特征，模拟其转化规律和水资源配置问题，进行内陆河流域水循环系统模拟与验证，预测未来环境变化条件下内陆河流域水资源演变规律，为内陆河流域水资源联合调度管理提供模型支撑。基于水资源优化配置模型、流域水质模拟模型、水资源模拟模型，提出流域水库供水规则、地表水供水规则、地下水供水规则和外调水规则，模拟在不同目标函数和约束条件下流域水资源在不同部门之间的优化配置，并对不同水质的水量使用问题进行优化，提出内陆河流域多目标水资源规划方案，探索内陆河流域地表水与地下水联合利用潜力，实现内陆河流域水资源的空间分配、时间分配和部门分配，充分体现模拟模型在多水平年、多层次、多用户、多水源、多工程的动态耦合特性。研究基于水－生态－经济耦合的内陆河流域地表水与地下水联合调度管理方法，探讨未来水资源变化的农业适应对策，调节干旱区农业用水和生态用水的矛盾，促进内陆河流域地表水与地下水集成管理与合理配置，满足保护生态环境的要求和各行各业对水资源的需求，实现水资源的供需平衡和水量的科学分配，从而合理制定联合调度目标和开发治理方案，为区域经济发展、生态环境保护和经济结构调整提供建议。
2．4内陆河流域水资源集成管理模式
内陆河流域管理是水、生态、人类活动的综合管理，是基于内陆河流域尺度的水环境和生态系统的整体管理方式，是综合考虑内陆河流域与水有关或由水引起的各种人类活动的科学思维方法。内陆河流域综合管理就是以内陆河流域为管理单元，在政府、企业和公众等共同参与下，应用行政、市场、法律手段，对流域内资源全面实行协调的、有计划的、可持续的管理，促进内陆河流域公共福利最大化。集成水资源管理着重建立以水权、水市场理论为基础的水资源管理体制，运用水权、水价理论调控水资源内部分配效益，通过水资源社会化管理提高水资源外部分配效益，将自然资源稀缺问题转向克服社会资源短缺问题，促进经济、资源、环境协调发展，最终形成公众参与的内陆河流域尺度水文、生态、经济综合的流域集成水资源管理模式。内陆河流域水资源集成管理要合理解决河道外生产、生活、生态用水与河道内生态环境用水、水力发电等用水需求之间的矛盾，需要对水量与水质、水位、水面、流量、流速等水资源全要素进行配置。根据内陆河流域水、农业、生态协调发展的需要，以内陆河流域生态－水文学研究为主线，耦合生命科学、生态经济学和农业发展，依托野外观测试验平台、数字流域，完善内陆河流域生态－水文监测网络与流域信息系统，为构建内陆河流域尺度的人口－水资源－生态－社会经济协调发展的水资源综合管理模式提供强大的基础数据平台，提出基于水－生态－经济耦合的水资源集成管理理论与方法。立足内陆河流域尺度认识水－生态－经济复合系统的本质、运行规律、依存关系及其对全球变化和人类活动的响应，基于水－生态－人类活动影响，采用多尺度的途经和综合分析方法，广泛运用生态水文学和生态经济学解决内陆河流域复杂系统问题［28］，研究人类活动影响下内陆河流域水环境与生态系统的整体耦合管理模式，为内陆河流域水、生态和经济协调和持续发展提供科学支撑和决策依据。综合考虑内陆河流域人口增长－水资源供给能力变化－生态环境建设－产业结构调整及城镇化发展规模与速度等多种关键要素的前提下，建立内陆河流域水环境与社会经济协调、可持续发展的水资源综合管理模型及决策支持系统，通过模型模拟与验证研究，提出促进内陆河流域水、土、气、生等相关资源合理开发利用和保护方案，实现内陆河流域经济、社会和环境福利最大化的流域可持续发展的优化方略。研究基于复杂耦合生态经济学和生态水文学系统的内陆河流域可持续水资源管理机制，解决生态系统和经济系统的定量耦合关系和机制、生态格局和生态过程的水文学机制等科学问题，探索一个多学科的、管理层参与的内陆河流域管理模型，提出可操作性的水安全、生态安全的决策依据和管理模式，最终形成公众参与的内陆河流域尺度水文、生态、经济综合的流域集成水资源管理。
3结论与建议
总体看来，与水资源开发利用密切相关的自然生态、社会经济和政治文明等环境条件处于不断的变化之中，因此对水资源管理模式的创新和发展可以说是一个永无止境的不断探索、实践、认识和完善的过程。随着水资源问题的日益突出，以改善生态环境、水资源高效管理为目标，实现内陆河流域水资源、环境与经济社会的协调和可持续发展，促进内陆河流域水资源管理模式的不断转变，而内陆河流域水资源优化配置和综合管理的研究领域也在不断扩展，并在理论与方法上逐步得到完善。为了更进一步促进内陆河流域水资源系统的可持续发展，建议应从以下几个方面加强内陆河流域水资源方面的研究。
3．1加强内陆河流域水资源污染研究
随着人类活动的不断增加，改变了内陆河流域原有的水文过程与水循环方式以及地下水补给条件，使得营养物质和污染物排放污染了水源，同时也加剧了对当地的淡水资源的需求。根据内陆河流域水资源污染特点，识别流域水资源污染源，加强内陆河流域水资源综合开发与水环境综合治理协同发展，加强内陆河流域水资源污染过程、主要污染物类型、水资源污染控制途径、污染物质运移机理研究，寻找适合污染物质排放的地质单元体的研究以及修复受污染的地质单元及评价内陆河流域水资源污染研究。进一步加大内陆河流域水功能区纳污能力、入河排污口管理、水功能区达标评估等监督管理体系研究，从根本上扭转内陆河流域水资源污染态势。完善内陆河流域水质监测、监督监管能力和水功能区建设，控制不同水功能区排污量，加强各河段的水质监测，制定和不断调整水功能区划，严格控制入河排污量，保证污染不超标，促进内陆河流域水环境健康可持续发展。
3．2加强气候变化影响下内陆河流域水资源研究
根据内陆河流域水文气象资料，研究流域内水文气象时空变化特征，研究水资源系统演变的长期变化趋势，进一步探讨内陆河流域气候变化对径流的影响及径流对气候变化的响应机制，揭示内陆河流域水文气象时空变化规律。建立气候变化对内陆河流域水资源影响的模拟模型，揭示气候变化对内陆河流域水文水资源的响应机制，定量评估内陆河流域尺度上气候变化对径流量的影响程度及贡献率，模拟预测气候变化情景下内陆河流域水资源变化规律，阐述气候变化下内陆河流域水资源的空间分布格局、配置方式和作用机制，揭示气候变化对水资源影响的驱动机制。进一步加强对全球气候变化影响下内陆河流域水资源循环及其伴生过程、水生态系统演变趋势及其退化机理、水资源变化动态预测的研究，加强气候变化对内陆河流域水质、生态环境影响、水资源脆弱性、敏感性等方面的研究，为逐步建立适应气候变化和可持续发展的水资源管理体制奠定基础。气候变化影响着水文循环的各个环节，会直接或间接影响着水体中营养物质和污染物的物理化学反应及迁移转化规律，研究不同污染物对气候要素变化的响应及其变化机理，确定对气候变化比较敏感性的水质指标，深入开展气候变化对水环境的影响机理研究，为科学评估气候变化影响和研究适应性对策提供科学基础。加强气候变化对内陆河流域干旱和洪涝等水文极值事件的影响研究，为增强人类和自然系统对气候变化的适应能力，减缓气候变化所带来的不利影响提供必要的科学依据。加强气候变化影响下内陆河流域水安全保障体系研究，评估内陆河流域水资源承载力及水资源资产，预测与评价流域水安全动态与态势，建立基于气候变化的内陆河流域水资源安全预警系统，为内陆河流域水资源安全模式选择与政策支撑体系的建立提供决策依据。基于水文过程与气候模型相互关系分析，结合人为因素的影响，深入研究气候模型与水文模型耦合途径，提高两者之间不同时空尺度的转化和模拟精度，寻求适合不同尺度内陆河流域的预测方法，为研究未来气候变化下内陆河流域水资源高效利用、合理配置提供可借鉴模式，更为内陆河流域水资源合理开发利用、经济社会可持续发展和生态环境良性循环以及政府宏观调控与决策提供可借鉴依据。
3．3加强人类活动影响下内陆河流域水资源研究
基于内陆河流域水利工程、引水、土地利用变化等人类活动因素分析，研究人类活动对内陆河流域径流的影响程度，研究土地利用变化对内陆河流域水量、水质及其时空分布的影响程度，分析小型农田水利措施、农业措施等影响下的内陆河流域水资源变化特征以及水文效应，研究人类活动对水资源的开发利用强度，分析人类活动下影响下内陆河流域水资源的空间分布格局、水资源配置方式，探讨人类活动影响下内陆河流域水资源的变异规律。根据内流河流域人类活动的变化特征，建立较为完善的描述人类活动对水资源影响评价指标体系，研究人类活动对水资源影响的定量识别方法，提出人类活动对内陆河流域水资源影响的定量指标和参数，揭示人类活动与水资源相互影响的互馈机制。研究能够定量识别人类活动对水资源影响因子，结合人类活动的定量评价指标体系，评价人类活动对内陆河流域水资源变化的影响程度，探讨在人类活动影响下内陆河流域水资源的变化趋势，从而为人类活动影响下流域水资源管理提供技术支撑。
3．4加强内陆河流域水资源管理的法律法规和政策体系研究
基于内陆河流域地表和地下水资源的资产量以及流域生活、生产和生态需水量进行定量评估，开展内陆河流域水权分配、水价改革和水市场建设等方面的法律法规和政策体系研究，尽快制定内陆河流域水权分配、使用、转让等方面的法律法规，并积极探索和建立流域水资源在各行业和各用水户之间自由交易的市场运作模式、机制及相应的政策支撑体系，进一步完善内陆河流域水权制度建设，为促进内陆河流域水市场的建立、水权的合理流转及规范水市场提供重要的法律和政策依据。加强内陆河流域水资源管理的专门法规研究，进一步明确内陆河流域机构的设置、管理权限、职能分工以及与行政水利管理部门的相互关系，切实强化内陆河流域管理功能。加强内陆河流域水安全政策体系研究，提出内陆河流域水安全运行模式，切实保障内陆河流域水资源的高效配置、合理利用和可持续发展，不断提高内陆河流域水安全水平。进一步加强水资源监控能力和执法监督体系建设，建立和健全渎职法律责任追究制，促使内陆河流域水资源管理逐步走向科学化和法制化的轨道。
水资源质量状况评价分析论文
摘要：为了掌握广州市流溪河水资源质量状况，通过水质监测数据进行分析，科学评价区域水体的质量状况，为水资源管理及决策提供科学支撑。
关键词：水质；评价分析；污染原因；防治措施
1、流溪河流域简介
流溪河流域位于广东省中部，属华南亚热带湿润地区，受季风环流影响以及临近南海的海洋调节，气候温湿，雨量丰沛，水资源相对丰富，但随着社会经济的发展和城市规模的扩大，资源型缺水和水质性缺水现象日益严重，尤其是珠江三角洲地区，水资源的供需矛盾特别突出。在当前水资源供需矛盾日趋严重的形势下，因此，流溪河的水质安全直接关系到沿河两岸及下游人民的切身利益。
2、流溪河水系水功能区划
水功能区划是水资源保护工作的基础。按照广州市的水功能区划体系，流溪河水系共有13个河流水功能区和13个水库水功能区。
（1）河流水功能区流溪河干流分成了4个水功能区，起止点分别为源头至水库大坝、水库大坝至从化街口、从化街口至人和坝、人和坝至鸦岗。流溪河灌渠分成了3个水功能区，分别是左干渠、右干渠和花干渠。流溪河上游支流又分了5个功能区，分别是吕田河、牛栏河、汾田河、小海河和龙潭河。在水质保护目标方面，河流源头水和河流的上游一般为Ⅱ类，河流下游为Ⅲ类。
（2）水库水功能区流溪河水系小（一）型以上的水库都进行了水功能区划。在流溪河水系的32个水功能区中，大型水库1座，为流溪河水库；中型水库4座，分别为黄龙带水库、天湖水库、九湾潭水库和和龙水库；其余27座为小型水库。在水质保护目标方面，大型水库、中型水库和开发利用程序较低的水库保留区为Ⅱ类，其他水库一般为Ⅲ类。
3、流溪河水系水质监测站网
我省水利系统的水质监测工作主要由水文部门来完成。广东省水文局在流溪河水系的重要河段布设了水质监测站点，由广东省水文局广州水文分局来完成流溪河水系的水质监测工作。本项目的水质监测断面包括：
（1）入河涌口水质断面：小海河、龙潭河、截洪渠塘贝分渠（江高镇）、巴江河（江高镇）、跃进河(神山镇)、神山镇排污沟、新街河、天马河、田美河、铁山河、何家埔、九佛水、三百洞（神岗），合计13个断面。
（2）湖库断面：流溪河水库、黄龙带水库、九湾潭水库、三坑水库、芙蓉嶂水库、福源水库、和龙水库、茂墩水库、天湖水库、木强水库、南湖水库，合计11个断面。
（3）河流断面：西南涌、白坭河、流溪河（吕田）、街口、太平场、江村、左干渠、右干渠、花干渠，合计9个断面。再对照流溪河水系的`水功能区划，可以计算出水功能区的水质监测覆盖率。河流水功能区共13个，其中有水质监测点的水功能区9个，河流水功能区的水质监测覆盖率为75%。水库水功能区32个，其中有水质监测点的水功能区6个，河流水功能区的水质监测覆盖率只有19%。大、中型水库共5座，全部有水质监测点，监测覆盖率为100%。
4.流溪河水系的水质状况
（1）河流水功能区水质状况本月监测评价了流溪河流域河段中13个河流功能区，以1月的水质监测评价成果来说明流河水系的水质状况，可以看出，流溪河水系的河流水质状况不容乐观。经统计，水质为地表水环境质量标准Ⅰ类和Ⅴ类的水功能区有0个，水质为Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类和劣Ⅴ类的水功能区分别有3个、4个、1个和5个，如图1所示。其中，达到各自目标水质类别的水功能区有3个，达标率为23.1%；暂未达到各自目标水质类别的水功能区有10个，超标率为76.9%，主要未达标项目为总磷、氨氮和五日生化需氧量等。本区域有6个饮用功能的水功能区，包括流溪河人和饮用农业用水区、流溪河江高饮用水源区、流溪河左干渠嘉禾饮用农业用水区、流溪河花干渠江村饮用农业用水区、龙潭河饮用农业用水区和白坭河广州饮用工业用水区，本月水质介于Ⅱ类至劣Ⅴ类之间，除流溪河人和饮用农业用水区和流溪河左干渠嘉禾饮用农业用水区达到目标水质外，其余均未达到各自的目标水质，主要未达标项目也为总磷、氨氮和五日生化需氧量等。
（2）水库水功能区水质状况本月共监测水库水功能区13个。经统计，水质为地表水环境质量标准Ⅲ类的水功能区有0个，水质为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类的水功能区分别有2个、2个、3个、3个和3个，如图2所示。其中，达到各自目标水质类别的水功能区有4个，达标率为30.8%；暂未达到各自目标水质类别的水功能区有9个，超标率为69.2%，主要未达标项目为总磷、五日生化需氧量和石油类等。本区域有1个水库保护区力度，重点加强城镇生活污水和农业面源污染的整治力度。
（3）本文是在流溪河水质监测的基础上，结合生产生活实际调查结果，对流溪河的水质进行评价，客观准确地描述流溪河的水质现状和发展趋势，反映流溪河水质存在的问题，为流溪河水资源质量状况评估和水质安全管理提供决策依据和参考。
摘要：为了探索河北省地表水水资源与环境保护的策略，本文对河北省地表水水资源与环境进行了评价研究，结果发现：现阶段河北省山区地表水资源较为丰富，同时污染情况也相对较轻，但是平原地区在地表水资源总量与环境方面都存在着较为严重的问题。
关键词：河北省；地表水；水资源；环境
1研究资料选用
本文对河北省地表水资源与环境评价所采用的数据为2017年河北省地表水典型年相关数据。其中主要以山区地区III级水资源区以及平原区II级水资源区等作为样本采集对象，通过搜集调查区域内的河流、渠道引水等地表水数据进行研究与分析，共计布设89个样本采集点［1］。
2研究方法
从总体上来说河北省地处北方地区，全年平均降水量低于全国平均水平，优质产水区主要是以山区地区为主，水质相对较高［2］。平原地区的地表水河流、径流量相对较少，同时污染也较为严重。因此，在本文中对河北省地表水资源与环境的评价分别从山区地表水以及平原地表水两个方面进行研究与分析，分析方法采用模糊分析法。山区地区由于地表水较为稳定，以控制站点检测结果为主要评价指标，并对水量进行必要的调整。而由于平原地区常年处于干涸状态，雨季与汛期持续时间相对较短，因此，选择具有一定代表性的水系作为地表水资源与环境评价的标准。
3评估结果
2017年河北省全省地表水水资源总量为103．6亿m3，其中山区地区地表水资源量为86．3亿m3，占据总体地表水资源量的83．3％。对山区地区不同水系地表水资源分布进行分析可以发现，滦河水系地表水资源相对较为丰富，2017年滦河水系地表水水资源总量为41．2亿m3，占山区地区地表水资源总量将近50％，除滦河水系之外，大部分山区地区水系水资源总量虽然并不匮乏，但是均未超过10亿m3。对河北省山区地区水资源的环境污染情况进行研究与分析，结果如图1所示，从图中的统计数据可以发现，2017年河北省山区地表水中有72％的地表水基本未受到严重污染，受到污染的地表水占据山区地表水水资源总量的28％，总体污染状况相对较好。
这主要是由于河北省山区水资源主要位于省内主要河流的上游，同时这部分地区由于交通不便捷，周边企业数量相对较少，因此所受到的污染也相对较少［4］。但是河北省山区地区地表水资源污染情况也呈现出了较为明显的地域差异，例如滦河水域II～IV类地表水占据该水系地下水资源总量的85％，其次，滹沱河、蓟运河水域II～IV类地表水也占据了水系水资源总量的80％以上。但是潮白河水系已经受到严重污染的地表水则占据了水资源总量的50％左右。
3．2平原地表水资源与环境评估
2017年河北省平原地区地表水资源总量为13．24亿m3，占地表水资源总量的14％，平原区地表水水量主要是来源于滦河以及冀东沿海地区，京津地区南部地表水水量相对较少，对京津地区南部河流水资源进行统计发现：2017年京津以南地区河流平均河干天数为331d，几乎是有河皆干。同时由于河北省的工业区域都主要集中在平原地区，而河流有时是最重要的工业废水排放渠道，因此，河北省平原地区河流在污染方面也相对较为严重。在本次监测研究中发现大部分河流原有的天然径流已基本干涸，许多河流都只作为污染河道在使用，因此，河北省目前的河流所面临的基本情况可谓是有河皆污［5］。2017年河北省平原地区的所有河流都受到了不同程度的污染，其中滦河以及冀东平原地区也有2．1亿m3的河流地表水为IV类污染水，而整个平原地区河流地表水由于污染而完全丧失利用价值的总量为13．2亿m3，可见在平原地区河流的污染情况已经极其严重。在平原地区除了河流之外，水库也是地表水的重要组成部分，在本次取样调查研究中发现河北省平原地区中型以上水库共计84座。
现阶段平原地区水库水资源主要来源为山区地区地表水，控制山区地区面积高达85％以上，其中山区地区90％以上的地表水均汇集于平原水库［6］。由于河北省平原地区的水库容量都相对较大，同时本身自净能力也相对较强，受到一定污染的水资源在汇入到水库之后经过物理沉淀，水污染状况可以得到一定的改善。因此，从总体上来说现阶段河北省平原地区水库水资源污染情况相对较好，同时也是京津地区最重要的生活用水来源。2017年河北省平原地区的84座水库总需水量达到21．3亿m3，其中超过95％为II～III类水，云州水库为IV类水［7］。除了河流与水库之外，湖泊也是河北省平原地区地表水的重要组成部分，目前阶段河北省平原地区仅存2个湖泊，即衡水湖与白洋淀，同时由于河流逐渐干涸，衡水湖与白洋淀也无法得到必要的地表水径流补充，在最近几年当中也呈现出逐渐干涸的状态。
对白洋淀2017年河流径流注入量进行分析发现2017年的总注入量约为2．6亿m3，也达到了历史最低点。同时白洋淀的污染情况也相对较为严重，保定市、清苑县、北京市房山区都已经成为白洋淀的`主要污染来源，同时对白洋淀水质进行检测发现为IV类水［8］。
4结论与建议
从上文的分析中可以发现现阶段河北省山区地区地表水资源较为丰富，同时也并没有受到较强的污染，水质相对较好，但是平原地区地表水资源较为紧张，同时也存在着较为严重的污染情况。因此，现阶段必须要进一步加强对平原地区地表水的保护。现阶段河北省平原地区地表水资源与环境保护应该从以下三个方面入手：（1）加强相关法律法规建设。水资源与环境保护需要以法律法规为先导，约束企业行为，从而实现对水资源的有效保护；（2）建立水环境动态监测机制。改善原有监测站点定点定时监测、水污染信息滞后等弊端，使水环境监测工作真正能够成为水资源保护工作的先行，达到水污染预警预报的目的；（3）加强水污染治理。针对已经出现污染的地表水，需要通过多种途径加强对地表水污染治理。
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［8］程伍群，李解民．河北平原水资源及水环境状况调查研究［J］．海河水利，2011（S1）：64－67.
岩溶地下河流域地下水资源评价-以湖南湘西大龙洞为例
采用降水入渗系数法和径流模数法,计算得到天然资源量和可开采资源量等.该方法可根据不同计算块段的.水文地质条件赋予不同参数,结果更接近实际;通过水文分析法,求得不同降水频率年份的径流量和天然资源量,认为水文年为偏枯年.统计法求得在天然和建库条件下的可采资源量.而用动态分析法,计算了可采资源量和天然调蓄量,认为大旱年份系统天然调蓄量仍小于估测地下库容.上述不同方法计算得到的结果,特别是可采资源量,可靠程度较高,可比性强,为拟建水库设计提供了科学依据.
作 者：何师意 周锦忠 曾飞跃 HE Shi-yi ZHOU Jing-zhong ZENG Fei-yue 作者单位：何师意,HE Shi-yi(中国地质大学,武汉,430074;中国地质科学院岩溶地质研究所,桂林,541004)周锦忠,ZHOU Jing-zhong(湖南地质调查院第一水文队,株洲,41)
曾飞跃,ZENG Fei-yue(湘西洲水利局,吉首,416000)
刊 名：水文地质工程地质 ISTIC PKU英文刊名：HYDROGEOLOGY AND ENGINEERING GEOLOGY 年，卷(期)： 34(5) 分类号：P641.134 P641.6 关键词：水资源评价 大龙洞 湖南湘西高校水资源利用现状调查与评价的论文
1 研究背景
高校是城市用水大户，以高校为依托，提高水资源利用率，更容易收到“以点带面”的效果。当前国内与水资源利用相关的研究内容主要有：对用水行为过程的分析[1-2]、对节水意识进行调查[3]、对水资源管理的思考[4-5]、对节水设施的探究评价[6-7]。在国外相关研究中，主要涉及的方面有：对节水行为与其他因素之间的关系研究 [9-11]、技术对用水意识的作用研究[11]、高校中水的可用性与可持续性研究[13-14]等。
目前高校水资源的研究方法主要为：统计分析的经济学方法[1-3，19]、运筹学等其他数学方法[2]、在调查研究的基础上实证分析[1，4-5]、在技术水平基础上研究节水系统 [6-7]等几个方面。本文使用的是层次分析法。当前国际研究中，层次分析法大多运用在工程技术研究[14-16]、社会科学基础研究[17-18]、行业的指导评价[19-20]等领域。同时，本文参考了与本文主要研究对象相关的文献，主要包括，利用层次分析法对水资源可持续利用[21-22]、水资源利用效率[23-24]、水资源评价[25]等方面。
考虑到当前水资源利用的相关研究普遍缺少对用水现状、用水量、节水技术、水资源管理和节水意识几个方面相结合的分析，而水资源利用情况是多个方面共同作用的结果，只有明确各因素的影响程度，才能对高校水资源的合理利用提出实质性的解决方案。不同高校拥有不同的背景，同一指标在各方面的反应不尽相同，使得目前的研究很难找出适合本校的用水对策。针对以上问题，此次研究将进行实地调研和调查问卷，分层构建水资源利用情况的评价指标体系，再运用层次分析法确定指标权重，建立评价模型。然后，将专家打分表作为判断矩阵，用线性加权法对指标进行运算。最后，结合调查情况和定量数据对南京林业大学水资源利用情况进行评价，并提出针对性的解决方案。通过对用水量、节水技术、水资源管理、节水意识四个方面的分析，探讨了高校水资源利用情况，完善了当前关于高校水资源利用评价的角度。
2 南京林业大学用水现状与节水意识调查
2.1 用水现状调查
用水现状调查以教学区域，生活区域的用水情况为主要调查对象。这些区域用水人员多，用水量大，便于我们找出水资源利用过程中存在的客观性问题。其中实地调查的情况如表1所示。
由表1可知，新图书馆的手动冲水设备设置了分档，一次冲水量只有原先的一半；教五楼的手动旋转式洗手池的漏水现象严重。调查中，我们发现，按压式水龙头在使用时，限制了出水时间和出水量，一定程度上节约了用水，而旋转式的老式水龙头和老旧水管接口处会发生漏水。
生活区域中人为浪费的现象极少。并且，学校食堂采用喷洒式洗菜方式，有利于节约水资源。另外，有两栋宿舍楼的上一层洗涤用水可以用在下一层冲洗厕所，原理上能够节约30%左右的水。但是清理工作欠缺，所以是否能真正节水还有待商榷。
目前，校园内的节水设备有供水管网测漏系统，于2014年建好使用。采用的是节能传管平台（計算机远程监控系统）和远传水表等技术。在计算机中可以观察数据，当用水异常时，结合人工排查，找到漏水点，从而节约用水。
2.2 校园用水管理制度调查
2.2.1 制度方面
2009年修订的《南京林业大学水电管理办法》中规定，学生宿舍的用水超出定额的部分由学生自行支付；行政部门的水电超额部分由学校和各单位按比例分担，节约部分按比例予以单位奖励；学校每年设立节能技术改造专项经费，在新建或改建项目中的用水设施中，优先选择节能型的产品。
2.2.2 水费方面
用水收费的部分为宿舍楼层饮水机，开水通过刷卡出水，定价0.2元/瓶；浴室通过刷卡出水，定价0.2元/分钟。
2.2.3 用水时间
教学区的开放时间为7：00-22：00，用水时间为16小时。浴室开放时间为12：00-22：00，用水时间为10小时。宿舍的用水24小时开放。
2.2.4 当前措施
用水设备附近有节水标语，但是校内没有定期的节水宣传教育工作和浪费水资源的处罚措施。
2.3 节水意识和行为问卷调查
为了对学生的节水意识和行为做出科学性的调查，我们依据计划行为理论构建了大学生节水行为影响因素的理论模型。模型认为，节水认知态度、节水政策态度、节水主观规范和节水行为控制决定节水行为意向，节水行为意向决定节水行为。节水认知态度指，大学生在采取节约用水这一特定行为时对我国水资源状况所持有的评价；节水政策态度指，大学生对节水政策的支持程度；节水主观规范指，大学生在采取节水行为时受到外界的压力；节水行为意向则表明一个人节水行为的意愿程度。本文调查问卷以南京林业大学在校学生为主要调查对象。从节水认识态度、政策态度、行为主观规范、行为自我控制感、行为意向、行为实践情况调查这6个方面设置了问题。共计发放了658份问卷，回收了658份，有效问卷为656份，有效率为99.6%。其中有效问卷过汇总、整理、统计，结果如表2所示。
由评价结果可知，在节水认知态度方面，同意“节约水资源很有必要”的人群所占比例最大，为90.7%。在节水行为控制方面，同意“看到有水龙头未关紧，我会上前关紧” 的人群所占比例最大，为87.4%。由此可见，大家具备履行基本的节水行为和态度。但是，在节水主观规范方面，同意“对于节水有自己的小方法”、“参加社会上的节水宣传活动”和“会二次利用洗衣水”的人群比例最低，只有53.6%、56.8%和56.8%。说明当前很多同学不愿花费时间和精力对节水行为或者节水技巧进行深入探究。
3 评价指标体系构建与权重确定
3.1 评价指标体系的建立
指标体系是指若干个相互联系的统计指标所组成的有机体。构建合理的指标体系为研究过程提供了量化的指标，是进行科学评价的前提。结合现有研究和南京林业大学水资源利用现状，我们将指标分为三个方面：用水评价、技术评价、管理评价。
用水评价主要体现了水的用量方面的情况，与之相关的因素有高校人数、高校面积、水定价与用水总量，它们之间的关系可以直观地反映出高校的整体和个体用水情况。
技术评价是水资源利用设备方面的情况，以用水设备使用情况为主，从设备数量、质量和高校对设备的管理使用情况几个方面反映。选取的指标应当体现节水技术水平，以此反映水资源利用情况。
水资源管理的指标对评价也至关重要。水资源管理部门人数、管理费用都可以体现高校对水资源合理利用是否重视。水资源重复利用率、管理制度更新次数表明了高校对水资源的.管理水平。
综合考虑了指标数据获得的难度、对情况反应的准确性，以及指标的全面性、易取得性[25]等，我们得到以下指标体系。其中，正向指标表示数值越大，水资源利用利用情况越好；负向指标表示数值越小，水资源利用情况越好。选取的指标如表3所示。
3.2 基于AHP法的评价模型的建立
3.2.1 层次分析法的原理和优点
层次分析法是将复杂的问题转化为有序的层次进行定量分析的方法。通过构造判断矩阵，计算权重，选出最优方案。每个层次中的每个因素对结果的影响程度都是量化、清晰、明确的[25]。
3.2.2 指标权重的确定[26]
①建立问题的层次模型。先分析问题，按照因素的共同特征归纳成组，其次把共同特性作为系统中新的层次中的某因素，最后建立一个多层次的分析模型，构建出层次结构图。
②构造判断矩阵。对影响上一层的同一层诸因素进行比较，判断优劣，并采用1-9标度方法。通过常用的幂法来计算矩阵的最大特征值以及特征向量，从而计算出某一层相对于上一层的重要性权值。
③对指标进排序。计算出某一层相对于上一层的各个元素的单排序权值后，用上一层元素的本身的权值加权综合，计算出层次总排序权值。以此类推，计算出最底层因素相对于最高层的排序值。
4 水资源利用状况分析
在第一部分的用水现状调查中，可以总结出高校的用水时间和水费都比较合理，但是节水型用水设备覆盖不全面；经费有限，后勤部门人数少，导致日常巡查、维修不及时，并且对浪费水资源的行为没有处罚措施。节水意识问卷调查中，可以得出，学生具有节水意识，但是未必愿意投入时间和精力于节水工作。
由本文第三部分的计算数据得出2006年～2015年南京林业大学水资源利用情况趋势图，如图1所示。在2006年～2015年，水资源利用状况从波动到平稳，总体呈上升的趋势，说明水资源的利用状况在往合理利用的方向发展。图2、图3、图4分别表示了用水评价、技术评价、管理评价三个层面上水资源利用的变化情况。
从指标角度分析，水资源利用状况的波动总体受到权重最大的用水评价指标影响。管理评价中的节水管理费用和技术评价中调节设施数量、环境维护供水设施个数指标值从一定时期开始大幅上升对整体的趋势也產生了较大的影响。
此外，结合表4～表5和图1～图4从评价对象角度具体分析。以2006年～2008年为整体，水资源利用情况的综合指标值分别为0.214、0.402、0.156都处于较差水平。主要原因是：2006年～2008年高校并未具备和履行节约水资源的意识和行为，体现在权重最大的用水评价指标中，人均用水量指标值分别为0.263、1.000、0.030，亩均用水量指标值分别为0.446、1.000、0.000，月最高用水量标准化指标值分别为0.086、0.000、0.168，波动明显。其中，管理方面评价指标值最低，主要因为没有实施水资源的重复利用和管理制度的更新等措施，例如2006年的水资源的重复利用率和管理制度的更新两个因素的标准化指标值都为0.000。2007年的技术和管理评价指标值为0.020和0.000，人均用水量和亩均用水量指标值有所升高，为1.000，可见用水评价指标值的升高，使得综合水资源利用情况远好于2006年和2008年。2008年的高校人数最多，但是各方面没有协调合理地规划用水，导致用水评价指标中人均用水量和亩均用水量指标值较低，为0.020和0.000。但是技术评价和管理评价指标值分别为0.043和0.038，相比之前略有上升。
以2009年～2015年为整体。2009年江苏省建设节水型高校，借此，南京林业大学的人均用水量有所减少。具体节水措施包括：洒水车替代消防栓对校园内植被进行灌溉；食堂和院楼实验室的清洗改用喷灌设备，以此减少了水资源浪费，从而使得人均用水量标准化指标值有所上升，为0.284。同时，高校对水电管理办法进行了修订，补全了制度的漏洞。因此，管理评价指标值提高为0.196。2011年通过节水型高校复查后，南京林业大学获得了先进集体，得益于此期间高校为节水进行的各项措施，综合评价指标值稳定上升，为0.527，用水评价、技术评价和管理评价指标值都提高为0.268、0.087、0.176。尤其在2014年投入使用的管网侧漏系统后，技术评价指标值从2013年的0.107提高到2014年的0.134。
由以上分析可知，用水评价指标很大程度上影响了水资源利用的总体情况，其中人均用水量所占权重最大，且波动最大。因此控制好人均用水是提高水资源利用的关键。学生是高校中主要的流动性群体，并且可塑性很大，学生节水工作到位，对社会可持续发展大有裨益。长远来看，学生素质不断提高，主观因素方面对用水量的影响程度会逐渐变小，因此，同时注重提高水资源管理方式和技术水平也是改善水资源合理利用的突破口。
4.1 措施探讨
由以上分析得出，控制水量是充分利用水资源的关键。具体建议如下：
①控制好人均用水。具体措施是：每间公寓安装单独水表，实行“定额免收，超额自付”的收费方式；在宿舍管理人员例行检查时，发现浪费水资源的现象可对学生进行处罚，并将之与荣誉评比挂钩。
②注重节水的高效管理。借鉴上海交通大学的水电管理制度，建立独立的水电管理中心定期组织水电维修；校的节水组织机构制定有严格的用水管理制度，例如建立用水台账，做到用水部位装表计量，责任到人；规定教学楼在夜晚关闭后同时关闭水阀，宿舍在熄灯一定时间后停止供应热水；定时更新《南京林业大学水电管理办法》的内容。
③改进节水设备。主要措施有：将老化的非节水型设备直接更换为节水设备；完善已有的中水回用设施，技术成熟的情况下可以推广到所有楼栋；通过江苏省高校能源专业委员会，和各个高校进行技术和经验的交流，并且鼓励本校师生自行开发雨水回收、远传水表、水电计量系统等节水系统。
④在师生中推广具体的节水行为实践。比如定期组织一些有关节水方法的知识竞赛，计入学生的综合测评中。学校可以开设生态环境类的课程，计入学分。在用水设备附近节水标语中寫明报修电话等。
5 结论
通过以上数值计算和分析总结，我们得出以下两点结论：
①实地调查可以得出高校的用水费用和供水时间较合理，但是大部分的用水设施利用率很低。在问卷调查中总结出看出高校学生的节水意识比较强，但只有少数人会投入时间精力于节水工作。
②通过构建评价指标体系，运用层次分析进行评价，发现2006年～2015年水资源利用情况由不稳定变为稳定，由差变好。可以看出，水资源利用逐渐引起重视，进行的一系列节水措施也卓有成效。
中国高校多而广，对高校水资源利用状况进行评价是合理利用水资源的核心之一。本文选择了南京林业大学进行深入调查，希望利用科学的方法对水资源利用状况进行定量化的研究并进行定性分析和评价，以此反映高校水资源利用中存在的共性问题。通过此次科学研究，我们也了解了一些管理评价的方法。由于笔者的水平有限，选取样本范围过小，定量研究和定性分析的方法比较简单，无法代表大部分地域高校的水资源利用状况。在接下来的研究中，拟采用更精确的定量方法，扩大研究范围，给更多高校的节水工作以参考，探讨出可以用于大部分地区的水资源利用方式。
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