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這是水資源社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展預(yù)測(cè)ppt,包括了水資源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能與水資源工程,水資源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能,水資源工程,以水庫(kù)筑壩工程為例分析水資源工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響等內(nèi)容,歡迎點(diǎn)擊下載。
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第六章 水資源規(guī)劃與管理
第一節(jié) 水資源持續(xù)利用規(guī)劃
一、水資源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能與水資源工程(一)水資源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能
1、水資源系統(tǒng)概念——水資源系統(tǒng)是由水的自然部分(自然規(guī)律)與人工部分(工程技術(shù))有機(jī)結(jié)合而成的。
2、水資源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成
水資源自然系統(tǒng)——由流域或區(qū)域的有關(guān)自然地理要素所組成的。
水資源工程系統(tǒng)——由人類活動(dòng)目的的所創(chuàng)造的工程單元組成的。
水資源管理系統(tǒng)——由實(shí)施水資源保護(hù)、利用所建立的組織機(jī)構(gòu)和管理制度所組成的。
3、水資源系統(tǒng)功能
以資源的形式用水興利的功能。如居民和工業(yè)供水、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)、養(yǎng)殖、旅游等。
以調(diào)節(jié)控制為手段的減災(zāi)除害的功能。如防洪、除澇、改良鹽堿地、改善環(huán)境等。比如埃及阿斯旺水壩建成后造成下游鹽堿地。
以工程和非工程的手段保護(hù)水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境的功能。如工程手段有修建水庫(kù)、堤壩等;非工程手段有加強(qiáng)監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)等。
4、水資源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系
結(jié)構(gòu)決定功能,功能反作用于結(jié)構(gòu),二者互為影響的關(guān)系。
一般結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,而功能易受外界影響而發(fā)生變化;而一旦系統(tǒng)功能發(fā)生變化,必然反作用于結(jié)構(gòu),二者不斷協(xié)調(diào),使系統(tǒng)永遠(yuǎn)處于最佳狀態(tài)。
(二)水資源工程
1、主要工程設(shè)施及作用
大壩與水庫(kù)——主要攔蓄汛期多余水量,供枯水季節(jié)缺水用,起調(diào)控水作用。如東圳水庫(kù)。
明渠和管道——起輸水作用。
明渠——無(wú)壓的水道。如渠道、隘洞等,一般路徑長(zhǎng),易污染,損失大。
管道——有壓的水道。一般路徑短,損失少,污染小。
分水建筑物——起輸水、排水、分水、灌溉的作用。如渠道、溝道、管道、分水閘等。比如木蘭碑水利工程的作用,是阻潮分水的作用。
水電站建筑物——完成發(fā)電任務(wù),創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值。如東圳水庫(kù)等。主要有蓄水式、分水式、抽水蓄能式等。
城市市政和工業(yè)取水設(shè)施——供給城市和工業(yè)用水資源。主要有取水管道(如自來(lái)水管道),凈化處理廠(如自來(lái)水廠)和傳輸設(shè)備(如水管)等。
污水及工業(yè)廢水處理廠——治理污水保護(hù)環(huán)境的作用。如涵江污水處理廠。
河道政治工程——改善河道航道和河岸生態(tài)環(huán)境的作用。如河岸保護(hù)及堤防、通航船閘、壩等,木蘭溪二期工程。
通用的防洪堤壩——防洪抗災(zāi)的作用。如江河堤壩、海堤等。
(二)水資源工程
2、水資源工程對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境的影響
①淹沒(méi)一定的居民區(qū)和土地(含耕地);
②使工程周圍的物理、化學(xué)因素發(fā)生一定的變化;
③使毗鄰地區(qū)的植物區(qū)系和動(dòng)物種群引起變遷;
④可能產(chǎn)生有利于有害病菌寄生和傳播的條件。
以水庫(kù)筑壩工程為例分析水資源工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響 (三峽工程)
三峽基本情況
有利影響
防洪\發(fā)電\航運(yùn)\有利于長(zhǎng)江中下游平原湖區(qū)血吸蟲(chóng)病的防治 \改善長(zhǎng)江中下游枯水期水質(zhì) \減緩洞庭湖的淤積速度,延長(zhǎng)湖泊壽命 \改善庫(kù)區(qū)及壩下魚(yú)類的生境條件
不利影響
淹沒(méi)耕地,造成移民和城鎮(zhèn)遷建,加劇人地矛盾,由此造成植被破壞、水土流失和生態(tài)惡化 \加重水體污染 \三峽工程將改變庫(kù)區(qū)和長(zhǎng)江中、下游水生生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能 \三峽水庫(kù)運(yùn)行后會(huì)影響泥沙淤積發(fā)生變化 \三峽建壩后,庫(kù)區(qū)水面抬高加寬,沿江部分文物古跡將被淹沒(méi) \三峽工程運(yùn)行后,將導(dǎo)致重慶市江段泥沙淤積,水質(zhì)下降,現(xiàn)有給排水設(shè)施受到影響 \三峽工程對(duì)局地地質(zhì)災(zāi)害和人群健康等有一定影響 \淹沒(méi)部分礦產(chǎn)資源
3、可持續(xù)發(fā)展水資源工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)
內(nèi)容:①水資源影響分析——即根據(jù)總體規(guī)劃方案,綜合分析污染物排放種類、數(shù)量、排放方式和污染控制措施,確定評(píng)價(jià)主要因子、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)范圍,通過(guò)環(huán)境質(zhì)量預(yù)測(cè)模型及一定的分析方法進(jìn)行水資源環(huán)境影響評(píng)價(jià)。
②生態(tài)資源影響分析——著重對(duì)生態(tài)系統(tǒng)即生物資源(包括珍惜動(dòng)植物、珍惜生物物種等)、土地利用、森林等方面的影響進(jìn)行分析。
③經(jīng)濟(jì)發(fā)展資源影響分析——應(yīng)分析水資源工程開(kāi)發(fā)活動(dòng)對(duì)周圍工、農(nóng)、林、畜牧、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)及旅游資源、城市市政設(shè)施、能源等的影響。
④生活質(zhì)量影響分析——應(yīng)側(cè)重總體發(fā)展規(guī)劃對(duì)人口數(shù)量和結(jié)構(gòu)變化、人體健康、安全狀況、居住環(huán)境、就業(yè)和工資收入、社會(huì)福利、移民、文化教育、宗教信仰、環(huán)境美學(xué)、商業(yè)服務(wù)、娛樂(lè)及公眾參與意識(shí)的影響。
3、可持續(xù)發(fā)展水資源工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)
方法:①社會(huì)費(fèi)用—效益分析——研究企業(yè)外部不經(jīng)濟(jì)性的貨幣表現(xiàn)和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系,評(píng)價(jià)環(huán)境投資改善環(huán)境質(zhì)量是否合算的一種經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法。
②環(huán)境—經(jīng)濟(jì)投入/產(chǎn)出分析——從傳統(tǒng)的投入—產(chǎn)出分析延伸到環(huán)境環(huán)境經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,得到各種環(huán)境—經(jīng)濟(jì)投入產(chǎn)出模型和矩陣表,用于研究經(jīng)濟(jì)與環(huán)境之間物質(zhì)交換的綜合平衡關(guān)系。即經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響以及環(huán)境狀況變化對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的信息反饋。
③計(jì)算機(jī)遙感和地理信息系統(tǒng)——應(yīng)用計(jì)算機(jī)建立各類水資源工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)決策支持系統(tǒng),運(yùn)用現(xiàn)代化手段對(duì)自然子系統(tǒng)、社會(huì)子系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)等的影響及相互作用進(jìn)行評(píng)價(jià),并不斷補(bǔ)充修正,構(gòu)造水資源工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)軟件包能更準(zhǔn)確迅速評(píng)價(jià)工程的環(huán)境影響。
比較現(xiàn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)與可持續(xù)發(fā)展環(huán)境影響評(píng)價(jià)
①理論基礎(chǔ)不同:現(xiàn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)是從發(fā)展經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)出發(fā),在規(guī)劃工程項(xiàng)目后,再?gòu)沫h(huán)境角度對(duì)工程的環(huán)境影響加以分析和評(píng)價(jià),給出資源、環(huán)境對(duì)工程項(xiàng)目或方案的支撐能力和限制程度,以及防治措施,從而決定項(xiàng)目的取舍。而可持續(xù)發(fā)展環(huán)境影響評(píng)價(jià)則從資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)協(xié)調(diào)性出發(fā),不僅要對(duì)工程項(xiàng)目和區(qū)域發(fā)展有關(guān)的環(huán)境要素進(jìn)行分析和評(píng)估,而且更重要的是對(duì)環(huán)境質(zhì)量變化影響當(dāng)代和后代人可持續(xù)發(fā)展的狀況作出評(píng)估和判斷。
②評(píng)價(jià)指標(biāo)不同:現(xiàn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)是以環(huán)境要素為單元,不納入經(jīng)濟(jì)指標(biāo),只看重單個(gè)環(huán)境因子的影響、演化和變遷,多以環(huán)境污染濃度為依據(jù),以環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。哦程序上則從發(fā)展經(jīng)濟(jì)出發(fā)進(jìn)行選項(xiàng)和立項(xiàng)后再?gòu)沫h(huán)境角度加以分析評(píng)價(jià)。而可持續(xù)發(fā)展環(huán)境影響評(píng)價(jià)則從生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)整體性出發(fā),以能反映可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為指標(biāo),評(píng)價(jià)準(zhǔn)則是以它們?nèi)咧g的協(xié)調(diào)持續(xù)性為準(zhǔn)繩,評(píng)價(jià)程序是從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益統(tǒng)一協(xié)調(diào)出發(fā),先通過(guò)區(qū)域環(huán)評(píng),再因地制宜地對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行環(huán)評(píng)。
③評(píng)價(jià)方法不同:現(xiàn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)是除了對(duì)一定影響范圍內(nèi)的環(huán)境因子進(jìn)行物理、化學(xué)、生物和社會(huì)的影響預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)外,更著重評(píng)價(jià)環(huán)境容納污染物的能力和控制手段。而可持續(xù)發(fā)展環(huán)境影響評(píng)價(jià)的方法目前還沒(méi)有明確,但可設(shè)想在通用的效益—費(fèi)用分析和投入—產(chǎn)出分析方法基礎(chǔ)上改造而成的社會(huì)費(fèi)用—效益分析,環(huán)境—經(jīng)濟(jì)投入/產(chǎn)出和計(jì)算機(jī)、遙感和地理信息系統(tǒng)綜合應(yīng)用進(jìn)行評(píng)價(jià)。
二、水資源持續(xù)利用規(guī)劃
(一)現(xiàn)行水資源系統(tǒng)規(guī)劃
1、含義——從系統(tǒng)整體出發(fā),依據(jù)系統(tǒng)范圍內(nèi)的社會(huì)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門(mén)用水的需求,制定流域或地區(qū)的水資源開(kāi)發(fā)和河流治理的總體規(guī)劃方案。包括確定開(kāi)發(fā)治理目標(biāo)、優(yōu)選實(shí)施方案和擬定開(kāi)發(fā)智力程序等。
2、水資源規(guī)劃管理的目的——向用戶供給可以接受的水質(zhì)和充分的水量,以及為社會(huì)、環(huán)境、防災(zāi)減災(zāi)等提供公共服務(wù)。
3、水資源規(guī)劃的程序(步驟)
問(wèn)題的識(shí)別與確定——識(shí)別和診斷研究問(wèn)題的所在,分析水資源開(kāi)發(fā)可能取得的成就,界定研究和決策范圍,識(shí)別對(duì)環(huán)境的影響以及擬定初步分析方法等。
確定目標(biāo)和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則
①目標(biāo)(現(xiàn)代水資源規(guī)劃管理的目標(biāo))——主要是環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)目標(biāo),同時(shí)考慮地區(qū)發(fā)展和社會(huì)福利目標(biāo)。
②評(píng)價(jià)準(zhǔn)則——指質(zhì)量目標(biāo)達(dá)到要求的規(guī)劃。對(duì)長(zhǎng)期戰(zhàn)略規(guī)劃、評(píng)價(jià)準(zhǔn)則簡(jiǎn)單化;對(duì)中觀、微觀的規(guī)劃則要詳細(xì)些。
確定和篩選方案——對(duì)所有可行方案進(jìn)行仔細(xì)篩選,以免妨礙對(duì)另外發(fā)展活動(dòng)選擇的可能。但在確定和篩選時(shí)不僅要著眼于當(dāng)前,更要顧及未來(lái)的發(fā)展。
方案評(píng)價(jià)與優(yōu)選——對(duì)篩選保留的一些方案,要采取一定的技術(shù)方法(如矩陣法或流程圖法等)對(duì)每一方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和環(huán)境的評(píng)價(jià),并集結(jié)起來(lái)加以評(píng)估,選出“最優(yōu)”方案進(jìn)行實(shí)施。
對(duì)中選方案進(jìn)行補(bǔ)充或修改
檢驗(yàn)并跟蹤分析
二、水資源持續(xù)利用規(guī)劃
(二)水資源持續(xù)利用規(guī)劃
1、含義——以可持續(xù)發(fā)展理論為基礎(chǔ),在從宏觀到微觀的不同層次上審視和規(guī)劃整個(gè)水資源系統(tǒng)中的各種問(wèn)題,從而為社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供前期保障。
2、指導(dǎo)思想——以開(kāi)發(fā)資源、增長(zhǎng)經(jīng)濟(jì)、保護(hù)環(huán)境和發(fā)展社會(huì)這四個(gè)方面的協(xié)調(diào)為準(zhǔn)繩,以可持續(xù)發(fā)展為目的,維護(hù)全社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展。
3、基本方法——應(yīng)用系統(tǒng)科學(xué)的整體方法,結(jié)合應(yīng)用其他自然和社會(huì)科學(xué)理論的多學(xué)科協(xié)作的方法,對(duì)宏觀和微觀層次的水資源開(kāi)發(fā)治理問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)分析,綜合規(guī)劃和科學(xué)管理。
二、水資源持續(xù)利用規(guī)劃
4、主要原則
流域或地區(qū)的整個(gè)規(guī)劃和整體管理方案的選擇應(yīng)以生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會(huì)相協(xié)調(diào),并能持續(xù)發(fā)展下去和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境綜合效益最佳為原則。
水資源工程(如水利樞紐、壩址、水庫(kù)等)的選擇與設(shè)計(jì)應(yīng)遵守可持續(xù)性強(qiáng)、社會(huì)接受、生態(tài)良好、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的原則。尤其生態(tài)環(huán)境持續(xù)發(fā)展的重要性。
水資源持續(xù)利用規(guī)劃還應(yīng)遵守因地制宜統(tǒng)籌兼顧(即開(kāi)發(fā)與治理、重點(diǎn)與一般兼顧)原則。
二、水資源持續(xù)利用規(guī)劃
5、水資源規(guī)劃層次(宏觀、中觀、微觀三個(gè)層次)內(nèi)容
1)宏觀層次的水資源持續(xù)利用規(guī)劃——它是以整個(gè)江河流域、一個(gè)國(guó)家或區(qū)域等為對(duì)象的水資源規(guī)劃。
若對(duì)于大的江河流域規(guī)劃,涉及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、地區(qū)開(kāi)發(fā)、自然環(huán)境、社會(huì)福利和國(guó)防等各個(gè)方面,所以,水資源規(guī)劃的任務(wù)在于統(tǒng)籌兼顧、合理安排,從整體上制定流域開(kāi)發(fā)治理的戰(zhàn)略方案、步驟和某些關(guān)鍵性的措施,以達(dá)到協(xié)調(diào)自然和社會(huì)之間的矛盾,滿足各部門(mén)的要求。
若對(duì)于中、小河流規(guī)劃,多以服務(wù)于農(nóng)業(yè)發(fā)展為主要對(duì)象,包括制定地表水與地下水聯(lián)合利用,水土資源平衡以及灌溉、排澇、水土保護(hù)和生態(tài)環(huán)境等有關(guān)的統(tǒng)籌規(guī)劃。
若是大江大河的支流,其規(guī)劃應(yīng)與整個(gè)河流總體規(guī)劃一致。
2)中觀層次的水資源持續(xù)利用規(guī)劃——它是以行政區(qū)或經(jīng)濟(jì)區(qū)為對(duì)象的水資源規(guī)劃。
依據(jù)地區(qū)范圍的大小、特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向以及對(duì)資源開(kāi)發(fā)治理的要求,或以防洪、
灌溉、排水為重點(diǎn);或以工業(yè)和城市供水,改善地區(qū)水患、航運(yùn)和環(huán)境為重點(diǎn);或以水力發(fā)電為重點(diǎn);或兼而有之等。規(guī)劃的基本內(nèi)容可與宏觀層次規(guī)劃相類似。
3)微觀層次的水資源持續(xù)利用規(guī)劃——它是以流域或地區(qū)某項(xiàng)專業(yè)任務(wù)為對(duì)象的水資源規(guī)劃。如流域或地區(qū)的防洪規(guī)劃、水力發(fā)電規(guī)劃、灌溉規(guī)劃、航運(yùn)規(guī)劃以及綜合利用樞紐或單項(xiàng)工程的規(guī)劃等。它常在以上宏觀和中觀規(guī)劃基礎(chǔ)上進(jìn)行。
(三)水資源持續(xù)利用的綜合評(píng)價(jià)
1、水資源工程(綜合利用)評(píng)價(jià)指標(biāo)
1)單位水量效益指標(biāo) A=∑Pi/VT+Pf/Vf
2)單位水量淹沒(méi)土地面積Ωs指標(biāo) B=Ωs/VT
3)單位水量遷移安置人口指標(biāo) C=np/VT
4)單位水量環(huán)境保護(hù)投資指標(biāo) D=Ke/VT
根據(jù)以上指標(biāo),按不同的工程對(duì)象選址和工程規(guī)模方案評(píng)比時(shí),應(yīng)選擇土地淹沒(méi)少、人口遷移少、環(huán)境投資少和工程效益大的方案實(shí)施,才是水資源持續(xù)利用規(guī)劃的最佳方案。
(三)水資源持續(xù)利用的綜合評(píng)價(jià)
2、水資源持續(xù)利用的綜合評(píng)價(jià)——借鑒定性分析與定量分析相結(jié)合,專家經(jīng)驗(yàn)與系統(tǒng)分析相結(jié)合的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。同時(shí),可以搭配使用現(xiàn)有的方法和技術(shù),如經(jīng)濟(jì)分析法、系統(tǒng)分析(如規(guī)劃決策模型和演變控制模型)及數(shù)學(xué)類的方法和智能決策支持系統(tǒng)的方法和技術(shù)。
目的是產(chǎn)生水資源利用與環(huán)境發(fā)展的協(xié)調(diào)性和持續(xù)性的”最佳”方案.
三、水資源持續(xù)利用系統(tǒng)規(guī)劃與演變控制數(shù)學(xué)模型
(一)水資源持續(xù)利用系統(tǒng)觀
1、水資源持續(xù)利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能
1)結(jié)構(gòu)——水資源持續(xù)利用系統(tǒng)是由資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)組成的有機(jī)體或統(tǒng)一體,它的組成要素主要有生態(tài)要素、經(jīng)濟(jì)要素和技術(shù)要素,又具體體現(xiàn)現(xiàn)在人口、環(huán)境、資源、物資、資金和科技等六個(gè)方面,各要素又有自己的演變規(guī)律和其他制約因素,它們相互聯(lián)系、相互支持和相互制約,共同構(gòu)成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
2)功能——持續(xù)利用資源和環(huán)境,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的持久發(fā)展。
3)關(guān)系——結(jié)構(gòu)決定功能,功能反映結(jié)構(gòu)狀態(tài)。一般來(lái)說(shuō):結(jié)構(gòu)合理,相應(yīng)的功能必然良好;在功能一定時(shí),結(jié)構(gòu)具有選擇性。
(一)水資源持續(xù)利用系統(tǒng)觀
2、滿足水資源持續(xù)利用的結(jié)構(gòu)合理、功能良好的條件
1)系統(tǒng)內(nèi)部條件
①系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)轉(zhuǎn)化效率高——體現(xiàn)在消耗量少,廢棄物少,原料、產(chǎn)品與廢棄物能多重利用和循環(huán)再生,信息反饋靈敏,生產(chǎn)力高,增殖大,功能良好等。
因?yàn)橄到y(tǒng)功能是由物流、能流、信息流和價(jià)值流等物質(zhì)循環(huán)體現(xiàn)的,且尋壞中的流量和速率又反映系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、效率和效益與功能狀況。
②資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)要素間要協(xié)調(diào)發(fā)展——體現(xiàn)在宏觀上:處理好人與自然、人與社會(huì)和生態(tài)環(huán)境的和諧關(guān)系;微觀上:創(chuàng)造系統(tǒng)穩(wěn)定有序的條件,引進(jìn)負(fù)熵流,形成非平衡的耗散結(jié)構(gòu),增強(qiáng)自組織調(diào)節(jié)能力,使系統(tǒng)持續(xù)地朝良性方向發(fā)展。
2)系統(tǒng)外部條件
經(jīng)濟(jì)、社會(huì)對(duì)資源的獲取和廢棄物的排放量不能超過(guò)資源和環(huán)境的承載能力。
保護(hù)、支持資源、環(huán)境恢復(fù)再生能力的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)投入(如引進(jìn)負(fù)熵流等)要適時(shí)、適當(dāng),有保障。
(二)系統(tǒng)規(guī)劃決策模型
1、三個(gè)效益目標(biāo)的含義
經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)——指水資源利用是否充分和高效?能否促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)?可用水資源數(shù)量和能量轉(zhuǎn)化效率和生產(chǎn)率高低表示,也可用經(jīng)濟(jì)價(jià)值(貨幣)表示(在實(shí)踐中使用)。
社會(huì)效益目標(biāo)——指滿足人們和社會(huì)用水需要及當(dāng)代人之間與代際之間資源環(huán)境的公平分配。同時(shí)要根據(jù)水資源開(kāi)發(fā)具體項(xiàng)目涉及的有關(guān)社會(huì)問(wèn)題進(jìn)行考慮。如庫(kù)區(qū)移民、文化古跡保護(hù)、淹沒(méi)土地和資源等。
環(huán)境效益目標(biāo)——指生態(tài)、環(huán)境的質(zhì)量和永續(xù)利用的問(wèn)題。這是水資源持續(xù)發(fā)展模式的關(guān)鍵。可用經(jīng)濟(jì)指標(biāo)或環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)最小表示。
(二)系統(tǒng)規(guī)劃決策模型
2、水資源持續(xù)利用系統(tǒng)規(guī)劃決策模型——用綜合效益最小值表示
其函數(shù)形式為
max[E(x),S(x),R(x)]
受約于 G(x)<0 (1)
Xj≥0 (j=1.2.3….n)
式中:X為m維向量的決策變量;
E、S、R分別表示經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益;
G為對(duì)系統(tǒng)起制約作用的約束條件集(如環(huán)境承載能力、環(huán)境容量、社會(huì)技術(shù)等);
Xj為決策向量的非負(fù)條件。
3、評(píng)價(jià)系統(tǒng)規(guī)劃決策模型的方法——采用費(fèi)用—效益分析的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法
maxNPVn=max
式中:NPVn——第個(gè)規(guī)劃方案的凈效益現(xiàn)值,(=1.2.3….N);
j——為多目標(biāo)數(shù)目,j=1.2.3….j;
t——為計(jì)算時(shí)段,以年計(jì),t=1.2.3….T;
Btj、Ctj——分別表示n方案第j個(gè)目標(biāo)第t年的毛效益和費(fèi)用;
Ij——第j個(gè)目標(biāo)的利率或折現(xiàn)率;
λj——第j個(gè)目標(biāo)折現(xiàn)效益的權(quán)重,(持續(xù)發(fā)展模式λj =1)。
3、評(píng)價(jià)系統(tǒng)規(guī)劃決策模型的方法——采用費(fèi)用—效益分析的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法
這樣,在規(guī)劃目標(biāo)j和計(jì)算時(shí)段t一定時(shí),某方案n的
=NPVn
所以,上式(2)可簡(jiǎn)化為:
NPV=Bd+Be-Cd-Cp-Ce
式中:Bd——為項(xiàng)目的直接效益(指水資源開(kāi)發(fā)治理后,本身所產(chǎn)生的直接效益,如發(fā)電、供水、航運(yùn)、防洪效益等);
Cd——項(xiàng)目的費(fèi)用(指開(kāi)發(fā)利用水資源所需的直接指出費(fèi)用,含基建投資和經(jīng)營(yíng)投資費(fèi)用);
Be——環(huán)境效益(表現(xiàn)為生態(tài)效益或社會(huì)效益,價(jià)值難用貨幣表示);
Ce——環(huán)境保護(hù)費(fèi)用
Cp——環(huán)境另外費(fèi)用
其中Ce表示環(huán)境損失的補(bǔ)償,不是資源開(kāi)發(fā)者直接支出,貨幣值用影子價(jià)格或機(jī)會(huì)費(fèi)用估算;Cp表示以環(huán)境保護(hù)措施投資予以補(bǔ)償或改善
(三)系統(tǒng)演變控制模型
檢驗(yàn)和判斷水資源持續(xù)利用系統(tǒng)演變規(guī)律的理論和方法——熵E(S)和熵變E(ΔS)
1)水資源持續(xù)利用系統(tǒng)的熵E(S)——為某一狀態(tài)下系統(tǒng)所擁有的能量與其相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值之比,單位為焦耳/元。
E(S)= =Q/P (3)
2)水資源持續(xù)利用系統(tǒng)的熵變E(ΔS)——用來(lái)判斷系統(tǒng)的演變方向和系統(tǒng)內(nèi)部的穩(wěn)定程度。
由于Q(能量)和P(經(jīng)濟(jì)價(jià)值)均時(shí)間函數(shù),將(3)式兩邊對(duì)t(時(shí)間)求導(dǎo)
E(ΔS)=E(S)i-E(S)0
式中:E(S)i——系統(tǒng)內(nèi)部終態(tài)與初態(tài)的熵產(chǎn)生之差;
E(S)0——同一時(shí)間間隔內(nèi)系統(tǒng)與外界交換的熵流。
結(jié)果
當(dāng)E(ΔS)>0時(shí),表明系統(tǒng)總熵增加,無(wú)序度加大,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)失穩(wěn),處于不穩(wěn)定狀態(tài)的惡性循環(huán)過(guò)程中。
當(dāng)E(ΔS)<0時(shí),表明系統(tǒng)總熵減少,有序度增強(qiáng),系統(tǒng)處于良性循環(huán)狀態(tài)和過(guò)程之中,功能最佳,資源利用、生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展。
當(dāng)E(ΔS)=0時(shí),表明一定時(shí)間間隔內(nèi)熵?zé)o變化,系統(tǒng)狀態(tài)與開(kāi)始時(shí)一樣,系統(tǒng)處于穩(wěn)定的定態(tài)。
第二節(jié) 水資源持續(xù)利用管理
一、水資源管理的概況
(一)水資源管理的涵義
1、定義——為支持實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo),在水資源及水環(huán)境的開(kāi)發(fā)、治理、保護(hù)、利用過(guò)程中,所進(jìn)行的統(tǒng)籌規(guī)劃、政策指導(dǎo)、組織實(shí)施、協(xié)調(diào)控制、監(jiān)督檢查等一系列規(guī)范性活動(dòng)。
2、水資源管理的目的——實(shí)現(xiàn)水資源的持續(xù)利用。即滿足當(dāng)代人和后代人對(duì)水的需求,又使水資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展。
(二)水資源管理的現(xiàn)狀
1、我國(guó)水資源管理的歷史和現(xiàn)狀
1)我國(guó)是世界上開(kāi)發(fā)水利、防治水患最早的國(guó)家之一——水利和水官一詞起于戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,之后歷代朝政均設(shè)有水官,負(fù)責(zé)掌管水利。
2)1947年成立水利部,主管水利。
3)解放后,水利建設(shè)發(fā)展迅速——體現(xiàn)在
①中央政府設(shè):
水利部——全國(guó)水資源的綜合管理部門(mén),掌管所有的水資源產(chǎn)權(quán)和執(zhí)行水法等工作。
農(nóng)田水利——由農(nóng)業(yè)部掌管,后與水土保持合歸水利部支持。
水力發(fā)電——歸燃料工業(yè)部掌管。
內(nèi)河航運(yùn)——歸交通部掌管。
城市供水——由建設(shè)部負(fù)責(zé)。
②地方水利行政分三級(jí)——即省設(shè)廳;地設(shè)局(處);縣設(shè)局(科)。
4)1981年1月頒布《水法》——進(jìn)一步確立和規(guī)定了水管理體制和制度。
2、國(guó)外水管理的體制和現(xiàn)狀
管理體制 分散型 集中型
時(shí)期 過(guò)去(歷史) 現(xiàn)狀
特點(diǎn) 各部門(mén)用水分別由相應(yīng)部門(mén)管理。 由國(guó)家設(shè)立專門(mén)機(jī)構(gòu)對(duì)水務(wù)活動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)
一管理,或由國(guó)家指定機(jī)構(gòu)進(jìn)行歸口
如地表水開(kāi)發(fā)到公共工程洪水防治 管理,最早是美國(guó)1933年成立的田納西
由市政部門(mén)負(fù)責(zé);地下水開(kāi)采歸地 河流域管理局,之后,英、日也成立。
質(zhì)采礦部門(mén)負(fù)責(zé)等。
優(yōu)點(diǎn) 能及時(shí)了解并調(diào)整用戶需求和變動(dòng), 管理效果內(nèi)部化,水資源利用效率較
高,信息交流充分,利于對(duì)資源統(tǒng)一
公眾參與性強(qiáng)。 調(diào)度和配置。
缺點(diǎn) 人為地將系統(tǒng)完整的水系條塊分割, 導(dǎo)致公眾參與減少,地方投資和積極性
下降
妨礙水資源的合理利用和保護(hù)。 以及對(duì)用戶的需求及變動(dòng)缺乏及時(shí)的調(diào)
整措施。
二、水資源持續(xù)利用管理的原則和方法
1、管理原則
保護(hù)水源
加強(qiáng)宏觀調(diào)控,制定經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策,合理公平分配用水(水資源)
鼓勵(lì)節(jié)約用水,提高水量的利用率
綜合整治受污染的水體
不斷完善水資源保護(hù)利用的法律法規(guī),嚴(yán)格執(zhí)法
因地制宜地科學(xué)管理
在執(zhí)行《水法》過(guò)程中,具體還應(yīng)遵循以下原則。
①開(kāi)發(fā)水源(促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展),防治水患和保護(hù)環(huán)境一體化
②全面管理地表水、地下水和水量與水質(zhì)
③開(kāi)發(fā)水資源與節(jié)約利用水資源并重
④發(fā)揮組織、法制、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)管理的配合作用
2、水資源持續(xù)利用的管理方法
(1)水資源持續(xù)利用的管理措施
1)完善管理體制和管理組織機(jī)構(gòu),加強(qiáng)水資源的統(tǒng)一管理
2)樹(shù)立水環(huán)境資源有償使用的觀點(diǎn)
3)全面實(shí)行排污總量控制,推行許可證制度,實(shí)行水量與水質(zhì)并重管理
4)大力發(fā)展資源化處理利用系統(tǒng)
5)加強(qiáng)水工程建設(shè),積極開(kāi)發(fā)新水源
2、水資源持續(xù)利用的管理方法
(2)、水資源持續(xù)利用管理應(yīng)采用的手段
法律手段——通過(guò)法律、法規(guī)、條例等依法開(kāi)發(fā)水、利用水、保護(hù)水、治理水和管理水資源。它可劃清各部門(mén)的職權(quán),規(guī)范上下級(jí)和各部門(mén)的行為。
行政手段——通過(guò)政府部門(mén)、職權(quán)部門(mén)對(duì)水資源進(jìn)行管理。一般帶有一定的強(qiáng)制性和準(zhǔn)法治性,是解決突發(fā)事件強(qiáng)有力的組織和指揮者。
經(jīng)濟(jì)手段——根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)規(guī)律等(如收費(fèi)、賠償、罰款等)對(duì)水資源進(jìn)行管理。
科技手段——依靠科技手段管理好水資源。是水資源管理的重要手段。
宣教手段——借助通訊、媒體等手段對(duì)水資源進(jìn)行管理。
三、水資源管理的主要內(nèi)容
(一)水資源產(chǎn)權(quán)(水權(quán))管理
1、產(chǎn)權(quán)——財(cái)產(chǎn)的權(quán)利
1)含義——經(jīng)濟(jì)學(xué)中的產(chǎn)權(quán)指重視資源使用的效率和效益;法學(xué)上的產(chǎn)權(quán)指對(duì)財(cái)產(chǎn)的權(quán)利和義務(wù)。
在結(jié)構(gòu)化的財(cái)產(chǎn)關(guān)系中,產(chǎn)權(quán)分解為四項(xiàng)權(quán)能——即所有權(quán),占有權(quán),支配權(quán)和使用權(quán)。
2)特征
①產(chǎn)權(quán)是一組權(quán)利的集合,且僅僅是一種權(quán)利。
②產(chǎn)權(quán)具有可分解性,對(duì)所有、占有、支配、使用權(quán)利還可具體和細(xì)致地分解。如水環(huán)境的使用權(quán)可分為養(yǎng)殖使用權(quán)、航運(yùn)和一般取水使用權(quán)等。
③產(chǎn)權(quán)要受到一定的制約和限制,表明各種權(quán)利之間相互依存和相互制約的性質(zhì)。
3)意義
①有利于人們考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)利益,使用和節(jié)省資源,保護(hù)資源和環(huán)境。
②有利于促進(jìn)資源收益和資源優(yōu)化配置。
③有利于激勵(lì)資源有效利用和防治污染惡化杜絕“搭便車”現(xiàn)象。
④有利于調(diào)整糾紛,化解利害沖突。
三、水資源管理的主要內(nèi)容
2、水資源產(chǎn)權(quán)(水權(quán))
含義——指水的所有權(quán)、開(kāi)發(fā)權(quán)、使用權(quán)以及與水開(kāi)發(fā)利用有關(guān)的各種用水權(quán)利的總稱。
界定——依據(jù)憲法和實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)界定。
內(nèi)容——包括水資源所有權(quán)、開(kāi)發(fā)使用權(quán)、經(jīng)營(yíng)權(quán)和與水有關(guān)的其他權(quán)益。
意義——調(diào)節(jié)個(gè)人之間,地區(qū)與部門(mén)之間以及個(gè)人、集體與國(guó)家之間使用水資源及相鄰資源的一種權(quán)益界定的規(guī)則。也是水資源規(guī)劃與管理的法律依據(jù)和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)?纱龠M(jìn)水資源合理配置、增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展的支持能力,是提高水資源利用持續(xù)性和效用性的重要條件。
類型——根據(jù)水資源經(jīng)營(yíng)行業(yè)可分為贏利型和非贏利型。
(二)水資源合理配置管理
1、水資源配置過(guò)程——就是水資源開(kāi)發(fā)、利用、保護(hù)、防治的活動(dòng)過(guò)程。
2、影響水資源配置的因素
社會(huì)經(jīng)濟(jì)體制——以公有制為主體的經(jīng)濟(jì)體制其資源配置方式是以計(jì)劃配置為主;其他經(jīng)濟(jì)體制則以市場(chǎng)配置為主。
社會(huì)發(fā)展模式——可持續(xù)發(fā)展模式其配置方式是以協(xié)調(diào)發(fā)展型配置方式為主;而傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式則以經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)型配置方式為主。
地域特性——由于各特定區(qū)域資源的數(shù)量、分布、組合和演變情況不同,所以,水資源配置時(shí)應(yīng)該因地制宜、發(fā)揮地區(qū)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行配置。
(二)水資源合理配置管理
3、水資源配置的原則
在維持生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)均衡的前提下,從水資源利用系統(tǒng)本身的質(zhì)和量與空間和時(shí)間上;從宏觀到微觀層次上;從開(kāi)發(fā)、利用、保護(hù)水資源及其環(huán)境同步規(guī)劃和同步實(shí)施角度上,綜合配置水資源及其有關(guān)資源,從而取得環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的最佳綜合效益。
對(duì)水資源的開(kāi)發(fā)利用必須保持它在承載能力內(nèi),以維持自然生態(tài)系統(tǒng)的更新能力和永續(xù)利用;對(duì)水患的防治也只能保持在一定的防洪標(biāo)準(zhǔn)內(nèi),以達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)目的。
生產(chǎn)、生活廢棄物的排放應(yīng)盡可能地減少到最低程度,一般要在環(huán)境的自凈能力之內(nèi)。
必須從我國(guó)國(guó)情出發(fā),并與地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和自然條件相適應(yīng),因地制宜。
(二)水資源合理配置管理
4、水資源復(fù)合系統(tǒng)要素間配置的形式
質(zhì)的配置——指水資源持續(xù)利用中生態(tài)經(jīng)濟(jì)諸要素在屬性方面相互聯(lián)系的關(guān)系。
量的配置——指水資源復(fù)合系統(tǒng)中各要素之間的數(shù)量配比或搭配。
空間配置——指水資源復(fù)合系統(tǒng)中諸要素在空間上的布局和聯(lián)系狀況。
時(shí)間配置——指水資源復(fù)合系統(tǒng)各要素在時(shí)序性變化上相互依存、相互制約的關(guān)系。
(二)水資源合理配置管理
5、我國(guó)水資源利用合理配置方式——協(xié)調(diào)型配置方式(即宏觀與微觀結(jié)合、宏觀與市場(chǎng)結(jié)合)
含義——凡地區(qū)與跨地區(qū)影響環(huán)境與發(fā)展重大的資源配置問(wèn)題時(shí)應(yīng)由國(guó)家宏觀控制,統(tǒng)籌規(guī)劃和實(shí)施;在此基礎(chǔ)上,水資源利用效率的進(jìn)一步發(fā)揮,應(yīng)按市場(chǎng)配置要求進(jìn)行。
優(yōu)點(diǎn)——①吸收和拋棄了計(jì)劃配置與市場(chǎng)配置各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),形成宏觀配置與市場(chǎng)配置二者結(jié)合的協(xié)調(diào)方式;②在水資源宏觀調(diào)控下發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制的積極作用,有利于改變水資源利用的傳統(tǒng)觀念和方式;③采取宏觀配置與市場(chǎng)配置相結(jié)合的協(xié)調(diào)方式,是保證資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展的重要手段之一,有利于當(dāng)代人和后代人之健康、持續(xù)發(fā)展。
(三)水資源政策管理
1、水資源政策的含義——國(guó)家為強(qiáng)化水資源統(tǒng)一規(guī)劃、開(kāi)發(fā)利用、保護(hù)及管理,推進(jìn)水資源需求管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),以適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活對(duì)水資源的需求而制定的政策、法規(guī)、規(guī)章、計(jì)劃、規(guī)劃等具體規(guī)范。
(三)水資源政策管理
2、水資源政策的目標(biāo)——①提供穩(wěn)定、可靠的供水體系及防災(zāi)減災(zāi)體系,提高人民生活質(zhì)量和水平,確保人民生命和財(cái)產(chǎn)安全;②合理開(kāi)發(fā)利用水資源,促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展;③維護(hù)自然生態(tài)環(huán)境,確保水資源可持續(xù)利用。
總之,水資源政策的總目標(biāo)是:建立節(jié)水型社會(huì),確保水資源可持續(xù)利用。
3、水資源政策的原則
①除害與興利并重,防洪與抗旱兩手抓;
②開(kāi)源與節(jié)流并重,把節(jié)流放在首位;
③開(kāi)發(fā)與保護(hù)并重,優(yōu)先考慮保護(hù);
④宏觀調(diào)控與市場(chǎng)機(jī)制結(jié)合,充分發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制的作用。
(三)水資源政策管理
4、水資源政策管理的含義——為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下的水資源持續(xù)利用任務(wù)而制定和實(shí)施的方針政策方面的管理。
5、水資源政策管理的依據(jù)——我國(guó)的憲法,法扎經(jīng)濟(jì)過(guò)程中保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策,實(shí)施經(jīng)濟(jì)體制和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的根本轉(zhuǎn)變和科教興國(guó)、科持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針等。
6、水資源政策管理的特性——復(fù)雜性。
因?yàn)樗Y源管理的對(duì)象復(fù)雜;管理過(guò)程繁多;而且水政策管理的制定又受水資源管理對(duì)象和相關(guān)部門(mén)的制約。所以,水資源政策管理具有復(fù)雜性特征。
7、水資源政策管理的內(nèi)容——分宏觀管理和微觀管理等多方面
(四)水資源開(kāi)發(fā)利用與水環(huán)境保護(hù)管理
1、水資源開(kāi)發(fā)利用管理——指地表水的開(kāi)發(fā)、治理與利用和地下水開(kāi)采、補(bǔ)給和利用的全過(guò)程管理。
2、水資源環(huán)境保護(hù)管理——指用水質(zhì)量,水生態(tài)系統(tǒng)和河湖沿岸生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)管理。即強(qiáng)化流域管理體制,統(tǒng)一管理水量和水質(zhì),保護(hù)水生態(tài)系統(tǒng);控制工業(yè)、城市居民排污水量和農(nóng)肥、農(nóng)藥的面污染,注意整治排水河道,完善灌溉措施,防治各種水疾病等。
(五)水資源信息與技術(shù)管理——重要性體現(xiàn)
1、水資源規(guī)劃和管理離不開(kāi)水資源的信息和技術(shù)——因?yàn)樗Y源信息和技術(shù)如水文觀測(cè)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水情預(yù)報(bào)、工程前期的調(diào)查、勘測(cè)和運(yùn)行管理中的跟蹤監(jiān)測(cè)等,是水資源管理的基礎(chǔ)。
2、水資源信息和技術(shù)為水資源管理提供科學(xué)依據(jù)——因?yàn)榻⑺Y源綜合管理信息系統(tǒng),能夠及時(shí)掌握水資源變動(dòng)情況,如水質(zhì)水量變化、供水能力與需求變化、各行業(yè)用水與需水情況變化等是水資源管理的依據(jù)。
(六)水資源組織與協(xié)調(diào)管理
我國(guó)水管理體制已從中央到地方確立了一套組織機(jī)構(gòu),并對(duì)這些機(jī)構(gòu)的組織結(jié)構(gòu)、職能范圍、協(xié)調(diào)機(jī)制和執(zhí)行監(jiān)督權(quán)威予以調(diào)整、改革和加強(qiáng);同時(shí)還建立了專門(mén)的協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu),調(diào)整水管理與某些部門(mén)的只能。如水利部屬有關(guān)部門(mén)與農(nóng)林部門(mén)合作;水利部與國(guó)家環(huán)境保護(hù)局合并成立水利和環(huán)保部;地礦部和城建部對(duì)地下水的勘測(cè)、使用、管理權(quán)應(yīng)歸屬水利部統(tǒng)一管理;內(nèi)河航運(yùn)與水電建設(shè)的如何協(xié)調(diào)等。
四、水資源管理的技術(shù)與方法
(一)水管理的幾個(gè)基本技術(shù)問(wèn)題
1、國(guó)家或地區(qū)的水資源評(píng)價(jià)問(wèn)題——是一項(xiàng)摸清一個(gè)國(guó)家或地區(qū)水資源家底的工作,主要包括水資源數(shù)量、質(zhì)量、時(shí)空分布等變化規(guī)律及開(kāi)發(fā)、利用、保護(hù)、整治條件的分析與評(píng)定。
2、國(guó)家或地區(qū)水資源承載能力問(wèn)題——指在一定的地區(qū)條件下,水資源能滿足人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的極限支撐能力。因?yàn)橐粋(gè)地區(qū)的水資源數(shù)量基本是常數(shù),但通過(guò)人的優(yōu)化管理,對(duì)地區(qū)發(fā)展所起的作用是不同的。
3、國(guó)家或地區(qū)的水資源優(yōu)化配置問(wèn)題——水資源配置問(wèn)題前已介紹。因?yàn)樗Y源的配置關(guān)系生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的興衰,更影響對(duì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略支撐能力的強(qiáng)弱,是優(yōu)化管理的重要內(nèi)容。
4、水資源價(jià)值、價(jià)格和國(guó)民經(jīng)濟(jì)核算體制的管理問(wèn)題——因?yàn)楸畴x水資源的價(jià)值、價(jià)格,是造成水資源浪費(fèi)和污染的主要根源。所以,主動(dòng)研究預(yù)測(cè)水價(jià)格的變化動(dòng)態(tài),制定合理的水價(jià),始終應(yīng)是水管理的一項(xiàng)重要任務(wù)。
5、水資源管理決策中可持續(xù)發(fā)展影響評(píng)價(jià)問(wèn)題——因?yàn)槿魏我豁?xiàng)有意義的水事活動(dòng),如水資源開(kāi)發(fā)、治理、保護(hù)水環(huán)境和水環(huán)境工程、生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略、自然資源管理政策等,均需進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展影響評(píng)價(jià)。而對(duì)于可持續(xù)利用和發(fā)展的水資源影響評(píng)價(jià)方法,目前尚無(wú),但可采用一些結(jié)合的方法,如經(jīng)濟(jì)分析方法,系統(tǒng)分析及有關(guān)數(shù)學(xué)類的方法;智能綜合評(píng)價(jià)的決策支持系統(tǒng)的近代方法與技術(shù)等都可以嘗試。
(二)水管理的優(yōu)化與模擬技術(shù)
沒(méi)有約束的優(yōu)化方法
有等式約束的優(yōu)化方法
線性規(guī)劃方法
非線性規(guī)劃法
動(dòng)態(tài)規(guī)劃法
模擬技術(shù)
多目標(biāo)優(yōu)化方法
五、水資源管理的信息系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)
(一)信息系統(tǒng)(IS)
1、含義——指一方與另一方互通消息的手段。
2、功能——1)能夠提供足夠精度的長(zhǎng)系列水文資料和數(shù)據(jù);2)能提供實(shí)時(shí)調(diào)度的有關(guān)數(shù)據(jù)(含數(shù)據(jù)時(shí)空變化);3)提供相關(guān)部門(mén)的相關(guān)資料等。是水資源持續(xù)利用規(guī)劃管理的必要條件。
3、信息數(shù)據(jù)的來(lái)源
常規(guī)數(shù)據(jù)的獲取——常規(guī)的觀測(cè)儀觀測(cè)(如雨量計(jì)、水位計(jì)等)。
遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)獲取——通過(guò)電訊、無(wú)線電通訊傳送、衛(wèi)星傳送、遙感氣象雷達(dá)等。如衛(wèi)星航片可提供時(shí)空分辨率高的多光譜衛(wèi)星數(shù)據(jù)——不同流域的水資源特征、地貌條件、土地利用和植被、水文特征和相關(guān)信息等,滿足對(duì)水文特征值(如水量、水質(zhì)、泥沙等)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的要求。又如,氣象雷達(dá)可對(duì)某控制面積內(nèi)的降雨測(cè)定,結(jié)合雷達(dá)數(shù)據(jù)和衛(wèi)星數(shù)據(jù)可進(jìn)行降水預(yù)報(bào)、洪水預(yù)報(bào)、水資源規(guī)劃和管理等。
(二)決策支持系統(tǒng)(DSS)
1、含義——決策支持系統(tǒng)自70年代問(wèn)世以來(lái)尚無(wú)公認(rèn)的定義。一般指用來(lái)支持決策者處理非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化或不太具體問(wèn)題的計(jì)算機(jī)求解系統(tǒng),也是允許決策者干預(yù)和能接受決策者經(jīng)驗(yàn)和直觀判斷的動(dòng)態(tài)交互式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
2、特征——1)模型驅(qū)動(dòng)、問(wèn)題導(dǎo)向,靈活性和適應(yīng)性強(qiáng);2)又具交互對(duì)話,便于決策人理解,為決策者提供支持。
3、結(jié)構(gòu)——由二庫(kù)、三庫(kù)、四庫(kù)、五庫(kù)組成。
二庫(kù)系統(tǒng)——由數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)和對(duì)話單元組成。
三庫(kù)系統(tǒng)——在二庫(kù)基礎(chǔ)上,增加知識(shí)庫(kù),將人工智能(AI)和專家系統(tǒng)(ES)引入DSS系統(tǒng),使其智能化。
四庫(kù)系統(tǒng)——在三庫(kù)基礎(chǔ)上加入方法庫(kù),使模型與方法分離儲(chǔ)存,為模型的修改和生成提供方便。
五庫(kù)系統(tǒng)——在四庫(kù)基礎(chǔ)撒謊能夠增加文字庫(kù)。
目前,決策支持系統(tǒng)以三庫(kù)和四庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)用最多,它們屬于智能決策支持系統(tǒng)。
(三)智能決策支持系統(tǒng)(IDSS)
1、基本概念
1)智能決策支持系統(tǒng)——基于人的知識(shí),應(yīng)用智能技術(shù)的決策支持系統(tǒng)。
知識(shí)指有關(guān)的理論、經(jīng)驗(yàn)和常識(shí),引進(jìn)的知識(shí)工程(KE)和專家系統(tǒng)(ES)的技術(shù)和知識(shí)等。對(duì)水管理的智能決策支持系統(tǒng)知識(shí)就指水管理的理論與經(jīng)驗(yàn)。
2)人工智能技術(shù)——指通過(guò)推理技術(shù)來(lái)利用和處理知識(shí)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。
2、智能決策支持系統(tǒng)(IDSS)與決策支持系統(tǒng)(DSS)比較
DSS——強(qiáng)調(diào)對(duì)數(shù)據(jù)、模型和兩者集成的支持,運(yùn)用數(shù)學(xué)運(yùn)算。
IDSS——注重人機(jī)交互對(duì)話,強(qiáng)調(diào)專家經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)對(duì)系統(tǒng)的重要性、相關(guān)技術(shù)的集成應(yīng)用,運(yùn)用符號(hào)推理。
(四)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)和遺傳算法(GA)
1、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)
含義——模擬人腦行為的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
目的——探索人腦信息處理、儲(chǔ)存和搜索機(jī)制,為解決客觀實(shí)際的一些復(fù)雜問(wèn)題開(kāi)辟一條新路。
特性——快速收斂于狀態(tài)空間某一穩(wěn)定平衡點(diǎn)的能力;并行分布處理算法,具備一定的自組織,自學(xué)習(xí)能力和一定的容錯(cuò)性。
2、遺傳算法(GA)——人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練方法。
六、未來(lái)水管理的重點(diǎn)
1、開(kāi)源與節(jié)流并重,節(jié)約用水重于水源開(kāi)發(fā)
開(kāi)源是必然的。因?yàn)槲覈?guó)人口多,經(jīng)濟(jì)要發(fā)展;而且我國(guó)水資源總量豐富。但宜多點(diǎn)分散開(kāi)發(fā),規(guī)模適中(因?yàn)樗Y源分布不均,生態(tài)脆弱)。
節(jié)流是可能的。因?yàn)槲覈?guó)水資源量是有限的,而且人均占有量不多,加上只要科學(xué)合理用水,就可避免浪費(fèi),既不損害人民生活,又不影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展。但應(yīng)長(zhǎng)期核算,比較節(jié)水效益和投資等。
六、未來(lái)水管理的重點(diǎn)
2、預(yù)防水污染與污水資源化,預(yù)防污染優(yōu)于資源再生
1)水污染嚴(yán)重——我國(guó)水污染狀況已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重。目前,預(yù)防和整治途徑主要有:
先發(fā)展,已污染,后治理——如黃土高原邊發(fā)展,邊污染,邊治理——如淮河、四大湖等地。
預(yù)防為主,治理為輔——如今后和現(xiàn)在新興的工業(yè)、企業(yè)和城建等。
相比之下,先污染后治理代價(jià)最大,成本高,難度大。所以,提倡預(yù)防為主,早投入,管好水環(huán)境,使其免受污染。
2)污水資源化——如天津開(kāi)發(fā)區(qū)實(shí)現(xiàn)污水資源化。它采用膜技術(shù)進(jìn)行污水深度處理和脫鹽處理,與傳統(tǒng)的污水處理工藝不同。污水資源化是采用科學(xué)比選的新生膜技術(shù)組合及高度的自動(dòng)化控制技術(shù)作為污水再生利用主體工藝,提高再生水水質(zhì)。
但此項(xiàng)研究投資較大,技術(shù)難度較大。
六、未來(lái)水管理的重點(diǎn)
3、保證供水和防治水患,供水的負(fù)擔(dān)越來(lái)越比防患艱難
1)供水——包括供應(yīng)飲用水、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、發(fā)電等用水。其中:
供應(yīng)飲用水最重要;
灌溉用水(農(nóng)業(yè))能保障增產(chǎn),但要注意節(jié)約用水;
工業(yè)用水能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,但要提高水的重復(fù)利用率,減少污水排放。
2)防洪——是減災(zāi)的主要措施,是保證社會(huì)持續(xù)繁榮的基本條件,注意采用工程與非工程措施。
相比之下,供水難度大。因?yàn)榭偹坑邢,總用水量不斷上升,?jīng)濟(jì)要迅速發(fā)展,社會(huì)要進(jìn)步等就需要更多的水資源。所以,必須統(tǒng)一管理地表水與地下水、水資源利用與水環(huán)境保護(hù)防治等。
六、未來(lái)水管理的重點(diǎn)
4、加強(qiáng)水資源信息系統(tǒng)建設(shè)
隨著水資源開(kāi)發(fā)利用中存在的問(wèn)題,隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步,隨著水資源供需矛盾日益突出等,水資源信息系統(tǒng)在水資源持續(xù)利用管理中的作用越來(lái)越重要。水源水質(zhì)情況與凈水廠改造的適用工藝介紹PPT課件:這是一個(gè)關(guān)于水源水質(zhì)情況與凈水廠改造的適用工藝介紹PPT課件,包括了我國(guó)的水源水質(zhì)情況,我國(guó)自來(lái)水廠現(xiàn)有工藝的欠缺,水廠工藝改造的技術(shù),當(dāng)前凈水廠的核心技術(shù)應(yīng)是活性炭吸附,臭氧-生物炭工藝存在的問(wèn)題與解決辦法,臭氧-生物炭與超濾膜的使用條件與基建、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用等內(nèi)容,我國(guó)水源水質(zhì)情況 與凈水廠改造的適用工藝清華大學(xué) 王占生 劉文君 報(bào)告提綱一、我國(guó)的水源水質(zhì)情況二、我國(guó)自來(lái)水廠現(xiàn)有工藝的欠缺三、水廠工藝改造的技術(shù)四、當(dāng)前凈水廠的核心技術(shù)應(yīng)是活性炭吸附五、臭氧-生物炭工藝存在的問(wèn)題與解決辦法六、臭氧-生物炭與超濾膜的使用條件與基建、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用報(bào)告提綱一、我國(guó)的水源水質(zhì)情況二、我國(guó)自來(lái)水廠現(xiàn)有工藝的欠缺三、水廠工藝改造的技術(shù)四、當(dāng)前凈水廠的核心技術(shù)應(yīng)是活性炭吸附五、臭氧-生物炭工藝存在的問(wèn)題與解決辦法六、臭氧-生物炭與超濾膜的使用條件與基建、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用一、我國(guó)的水源水質(zhì)情況 我國(guó)第一次污染源普查結(jié)果顯示,2007年我國(guó)水污染情況如下:廢水排放總量2092.81億噸(比2008年公報(bào)值571.7億噸多1500億噸);廢水中化學(xué)需氧量3028.96萬(wàn)噸,含農(nóng)業(yè)源1324.09萬(wàn)噸(比2008年公報(bào)值1320.7萬(wàn)噸多出一倍多);氨氮172.91萬(wàn)噸; 重金屬(鎘、鉻、砷、汞、鉛)0.09萬(wàn)噸;總磷42.323萬(wàn)噸,歡迎點(diǎn)擊下載水源水質(zhì)情況與凈水廠改造的適用工藝介紹PPT課件哦。
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