時間:2022-11-04 04:50:16
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1.1GIS技術在水資源規劃與評價中的應用在常規水資源評價中,一般只重視評價區域水資源及其利用數量,而無法利用有效工具評價水資源空間分布變化。在這種情況下,嚴重影響區域水資源利用效率分析結果的可靠性。GIS具備空間數據管理和分析功能,將其應用到水資源評價中,不僅能夠提供直觀、理性的可視化工具,而且還能夠準確、快速處理空間信息,存儲、管理和分析水資源評價數據,為研究區域水資源利用的空間差異提供有效表達手段。同時,在水資源規劃管理中,以GIS技術為依托搭建水資源規劃管理平臺,能夠為水資源規劃提供大量地形地貌、土壤植被、生態環境、氣象水文、社會經濟等方面的信息,滿足水資源規劃管理對空間信息的需求。此外,水資源規劃管理平臺,還能夠在自動生成流域自然地理和社會要素地圖的基礎上,繪制流域水資源供需圖、水污染分布圖、供水影響圖、灌溉規劃圖等,進而分析流域水資源蓄量、空間分布與人口分布的關系,為水資源規劃提供高層次的決策依據。
1.2GIS技術在生態用水量計算中的應用所謂的生態用水量也被稱之為生態需水量或是生態環境用水量,這是隨著生態環境逐步惡化而出現的新概念,從廣義的角度上講,生態用水就是維持全球生態系統水分平衡所需要的實際水量,如河流、濕地等維持自身功能的需水量。生態用水是目前水文水資源領域中研究的重點課題之一,借助GIS集成生態環境調查結果及相關數據,可以為生態環境的評價、管控以及其它方面的應用研究提供詳實、具體的資料。同時,通過地理信息系統獲取各個地區不同的土地覆蓋植被類型的面積,再結合生態用水量的計算模型,便可準確計算出生態用水量。
1.3GIS技術在防洪減災中的應用防洪減災是一項系統性較強的工作,其中主要包括對洪水風險特性的了解和認識、對水災成災機理的探討以及對防洪減災體系的完善等內容。GIS技術在防洪減災中的應用體現在如下幾個方面:①防洪決策支持系統。GIS在該系統中的應用有空間數據管理,如查詢、檢索、更新等,借助GIS的空間分析能力可以為防汛指揮決策提供決策支持,并為各種應用模型的構建提供數據支撐。②洪澇災害風險分析。應用GIS技術可以將洪水的危險性和承災體的易損性以及損失評估等幾個方面的自然、地理、社會因子的相應權重進行空間疊加,這是分析洪澇風險及對其進行區劃的有效手段之一。③防洪。GIS技術在城市防洪中主要有以下幾個方面的應用:積水退水的預測預報、排水設施管理、暴雨分布的可視化顯示、暴雨時空特征分析等等,這為城市防洪工作的有序進行提供了強有力的技術支撐。
2.GIS在水文水資源領域應用中的發展趨勢展望
2.1GIS研發標準統一化當前,在GIS技術研發領域尚未建立統一的技術規范和標準,使得GIS開發平臺和數據模式呈現出多樣化的特征,缺乏對GIS技術在水文水資源領域研發的針對性。為有效解決這一問題,應當建立統一的GIS應用規范和研發標準,使GIS能夠滿足大范圍內的水文信息交流,為構建水文水資源信息管理網絡平臺提供技術支撐。
2.2建立水文水資源地理空間數據庫以GIS技術為依托,建設標準化、規范化的水文水資源地理空間數據庫,如水旱災情數據庫、雨情數據庫、水情數據庫等。將流域內的水文水資源信息、生態環境信息、自然資源信息、社會經濟情況等信息納入到數據庫中,并做好數據庫的實時更新工作,始終保持數據信息的全面性和準確性,為水文水資源管理與決策提供依據。
水文水資源建設項目具有內容多樣化、覆蓋面廣的特點,主要包括水情分析、水文測站、水位測繪、數據中心等專業內容,水文水資源建設項目往往具有唯一性、一次性、固定性和整體性特點。具體而言,水文水資源的管理工作一般數量較大、交通條件差、覆蓋廣泛且作業線長。由于交通條件的阻礙,很多必要的檢測設備無法運送到施工現場,加上項目建設的施工地點較為分散,環境惡劣、復雜且覆蓋面廣,河流的上游下游方向,東西南北部地域全部涵蓋其中。水文水資源建設每個工程規模都不是很大,可分為水文站、水質站、流量站和水環境檢測中心等幾個類型。水文水資源建設項目是面向全社會的,貫穿了生態文明建設、水資源循環利用的全過程,是一項具備公共服務職能和社會管理職能的復雜而系統的工作。隨著社會主義經濟的進步和信息多元化的發展,傳統的項目管理方法已無法適應新的時代步伐,我們應吸取過往的水文水資源建設項目管理經驗,在此基礎上應用動態管理手段代替傳統的靜態管理,應用統一管理手段代替傳統的分散管理,再結合先進的科學技術和現代化的管理方法,促進水文水資源建設項目的順利進行和信息化建設發展。
2水文水資源建設項目管理存在的實際問題
經過多年的經驗積累,我國在水文水資源建設上雖有一定基礎,但依然存在很多現實問題,具體體現在以下4個方面。2.1水文水資源建設項目管理意識不足。水文水資源建設項目事關國計民生,不僅能夠推進經濟發展,一定程度上還提高了人民的生活水平,因此,其項目的建設管理工作必須嚴格遵守相關的程序。我國目前所采用的水文機構體制以地方保護主義思想為主導,不利于水文水資源建設項目的立項和地區平衡,很多地區項目并未進行嚴格審批,且沒有遵循標準程序,管理工作還不夠細致,缺乏基層管理人才,歸根結底這一系列問題的原因就是:管理者缺乏管理意識,未能將管理工作細微化且落到實處,忽視了水文水資源建設項目的標準程序。2.2項目主體不明確。目前我國大部分水文機構的管理體制還不夠健全,使得水文水資源建設項目的發展受到嚴重阻礙,多個地市的水文水資源建設工作由一個水文機構負責,導致各地市之間無法進行及時有效的溝通,部分地市水文機構完全按照本地水域情況進行項目設置,這種項目設置機構主體不明確,對各自區域的管轄權歸屬也不明確,最終導致影響水文水資源建設項目的綜合效益,阻礙了水資源的循環利用和水文化事業的可持續發展。2.3項目自身具備較強的專業融合性和較大的空間跨度。水文水資源建設項目具有內容多樣化、覆蓋面廣的特點,主要包括水情分析、水文測站、水位測繪、數據中心等專業內容,這些職能要求水文水資源建設工作在各個流域監測中信息資源要極大共享,因此,和其他建設項目不同的是水文水資源建設項目自身具備很強的專業融合性,并且水文水資源建設項目具有較大的空間跨度,主要建在相對固定的區位和獨立的空間環境,這在很大程度上增加了項目管理的難度。2.4施工監管不嚴格。水文水資源建設項目一項利國利民的公益性事業,該項目的建設和管理應嚴格遵守國家提出的標準程序,但我國目前的管理模式呈現靜態管理、分散管理和粗放式管理,很多環節未能嚴格按照國家規定的程序執行,缺乏基層管理人才和管理專業性,未能建立嚴格的質量執行管理體系,使得施工現狀未能完全達到相應規定標準。
3水文水資源建設項目管理對策
水文水資源建設項目的良好運行事關國計民生,通過對我國水文水資源建設現狀進行分析,發現其中存在的不足,并就存在問題加以探究,為保證水利水資源建設項目的順利運行,本文提出以下5個解決對策。3.1明確項目主體。在水文水資源建設項目過程中要明確責任主體和項目法人,積極建立項目法人責任制,明確建設主體的權利義務。項目法人是整個項目的責任主體,起到對上負責對下控制的協調作用,根據項目的標準程序和具體要求,設立專門實施項目管理部門或者機構來對各層級工作進行建設組織和管理協調,一旦項目在某個層級出現問題,由該層級部門及時解決。各環節部門人員的選拔要具備財務、管理、經濟等綜合需求和專業素質。在此基礎上,為調動管理者的參與性和員工積極性,可將與項目管理目標相統一的激勵制度在此項目中推行,從而更好的完成水文水資源建設項目的管理工作。3.2強化項目管理程序意識。針對水文水資源建設項目管理中存在的不按照規定標準辦事、不按照程序執行的實際問題,必須深化管理人員的管理意識和程序意識。對管理人員組織定期培訓,通過培訓使管理人員認識管理程序的標準流程和了解按照程序執行對項目管理的重要性。項目管理流程一般包括調研、啟動、規劃、實施、掃尾和后續6個程序,項目審批中必須加強程序執行管理力度,對不按照標準程序執行的項目予以駁回,個別超出投資計劃的水文水資源建設項目更要進行嚴格控制,從而發揮項目管理程序的最大作用。3.3增加水文監測設備數量和科技含量。設備的缺乏和高科技含量低是阻礙我國水文水資源建設的主要因素,水文水資源建設工作中要積極引進先進的水文監測設備,并且不斷研發新技術,增加水文監測設備的數量,以滿足水文水資源建設項目各個環節的工作需求,應用動態管理手段代替傳統的靜態管理,應用統一管理手段代替傳統的分散管理,將傳統的人工模式轉化為機械模式,再結合先進的科學技術和現代化的管理方法,以此來優化管理結構、提升工作效率,提高水文水資源建設項目的質量和進程。3.4合理劃分水文建設工程的標段界面,將各專業進行有機融合。水文水資源的管理工作一般數量較大、交通條件差、覆蓋廣泛且作業線長,這就要求其項目的開展需具備更強的專業和知識面,因此,應對水文水資源建設項目所在流域進行合理的標段界面劃分,以確定其在所在流域的歸屬,且每個標段都有各自獨立的項目法人來明確項目管理工作的責任和義務,并對各個環節的工作進行管理和協調,使得水文水資源建設項目管理工作權責分明、目標明確。3.5嚴格管理項目施工過程。對水文水資源建設項目工程進行合理細分,了解并監控施工單位再具體實施過程中對項目質量的把控,采取平行檢查和旁站、巡視檢查2種方式對項目關鍵質量點進行跟蹤和實時監控,并做好項目施工工序的檢查驗收工作。4結語水文水資源建設是國家基本建設的重要內容,關系到國家人民自身的生命財產安全,事關國計民生的大問題,水文水資源建設項目是一項利民、惠民的工程,符合我國基本國情,符合我國社會主義核心價值觀,其項目建設工作的順利推行關系到人民生活水平的提高,其項目管理工作的有效實施關系到國家經濟的整體繁榮,對我國生態文明建設、水資源利用的可持續發展發揮重要作用。因此,有效提高水文水資源建設項目的管理水平具有十分重要意義,這就要求我們在以后的水文水資源建設工作中要積極采用相應解決政策,明確項目主體、強化項目管理程序意識、增加水文監測設備數量,采用高科技含量的設備開展工作、合理劃分水文建設工程的標段界面,將各專業有機的融合起來。以此來提高項目管理水平,提升項目運行進程和經濟效益,確保水文水資源項目高質量、高效率的完成。
作者:劉超 單位:中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司
參考文獻:
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1.1給水配件閥壓力過大
在建筑給水排水的工程建設中,如果給水配件閥壓力過大,已經超出了流出水頭的實際流水量,那么在一定時間內,給水配件實際流出的水量就會遠遠大過與配件額定出水量的最高值。超壓流出會嚴重的影響給水系統關于水量正常的、合理的分配,造成無效用水量的增加,這是造成水資源浪費的主要原因之一。另外過大的水壓會是水龍頭在打開和關閉的過程中因為壓力的過大造成水擊或者管道發生振動,加速閥門、水龍頭等配件的磨損,使其使用壽命大打折扣,而且管道連接處會因為長期的振動影響發生松動而漏水,使水資源浪費的情況加重。
1.2廢水不能有效利用
城市規模的擴大和城市生產活動的增加,造成了生活和生產中污水和廢水量的大幅度增加,廢水不能進行有效的處理和回收,不僅會對環境造成污染,而且直接導致水資源的浪費。特別是城市生產的廢水排放,一般排放量很大,對城市生態環境的影響是巨大的,水資源浪費也很嚴重。如果采取有效的措施對城市廢水加以處理,使其水質指標達到排放的標準要求,不僅對環境保護有利,而且通過一定的措施對其進行回收再利用,可有效的降低水資源的浪費。
1.3管道和配件老化
建筑給水排水管道在長期的投入運行后,發生老化生銹在所難免,加上配件閥門的老化損壞,會造成大量的水資源浪費。在給水排水工程的施工方面,施工人員技術不高加上質量控制上存在漏洞,管道配件的安裝質量不合格,爆管漏水等事故層出不窮。如果是地下水管道發生漏水或者爆管難以發現,會造成大量水資源的流失浪費。另外很多建筑經過長期的使用,給水管道的閥門、水表、水龍頭等配件不同程度的老化損壞,出現漏水。
2提升建筑給水排水工程與節能效果的措施
2.1將市政給水管網的壓力有效利用
在我國城市中市政水管網一般壓力在0.15~0.3MPa之間,對市政水管網的壓力可選擇分區供水的方式充分加以利用,這樣可以有效的減少因為二次加壓而造成的能源消耗。這樣不僅使市政管網的余壓得到充分的利用,又可以有效的避免低樓層管網壓力過大而水資源浪費。同時,分區給水的方式對超壓出流也能起到有效的預防作用,避免隱性水量浪費。
2.2使用無負壓供水設備
無負壓變頻供水設備是在繼承了變頻恒壓供水設備的基礎上經過更新升級而發展起來的新型設備,其構成組件包括無負壓調節罐、氣壓罐、水泵以及智能控制系統等。自來水管網中的水進入到無負壓供水設備的調節罐中,調節罐中的空氣向真空消除器內排放,當罐中充滿水之后,消除器關閉。當自來水的水量和壓力滿足要求時,向水管網供水。如果壓力不夠,系統中的傳感器會向水泵發出啟用信號,水泵接受到信號后開始運行。在供水高峰,如果管網內的水量過低,調節罐內的水被調動用以作為供水的補充水源。過了供水高峰期后,系統自動恢復成原有的正常狀態。當市政管網停水,調節罐內的水位會隨之不斷的降低,野味探測器向水泵發出信號,水泵接到信號后自動停機,防止水泵機組受到損害。無負壓供水具有占地面積小,避免污染等優點,能夠對市政水管網的余壓充分加以利用,節省資源。但是因為其是直接與市政管網相連,因此設備的性能要求很高。
2.3中水利用
中水是經過處理凈化后達到一定范圍內使用標準的污水,也叫再生水。中水水質介于“上水”和“下水”之間。中水一般作為工業冷卻水使用,也可用于農業和綠地的灌溉,沖廁,河湖景觀燈非人體直接接觸的用水。對中水有效的回收和利用不僅能夠有效的降低自來水的消耗,同時大大減少了污水的排放量,使污水總量降低,減少了污水對水資源環境的污染和破壞,屬于城市的第二個水源。中水處理系統在投資成本和運行維護上一般投入較大,但是其對于節水節能來說卻是最直接有效的方法。
2.4太陽能或熱泵的使用
太陽能的使用時節能的最直接有效的途徑。我國的氣候條件對于使用太陽能熱水器是非常適合的。使用太陽能熱水器進行熱水供應,能夠很好的滿足人們日常生活的需要,節能效果顯著。熱泵是由蒸發器、壓縮機、冷凝器以及膨脹閥組成的一種節能工程系統。利用工質對熱量進行吸收利用放出熱能。熱泵在運行過程中會消耗能量,但是其放出的熱量要比其消耗的能量高出很多。熱泵不僅能夠提供人們日常生活中需要的熱水,而且還可以供暖和制冷,有效節省能源的同時還能夠產出能源,而且環保性好,運行穩定,可靠性高,具有良好的應用價值和推廣價值。
3結語
因為水資源污染嚴重,各種各樣的問題不斷出現,不得不緊急采取措施來避免出現更多的問題。目前,我國解決這些問題大多都是由各級政府出面,不僅要投入大量的資金,還要花費很多的時間和精力來治理水資源。近年來,黃河流域水資源治理就是在中央機關的幫助下,通過經濟招標給地方政府來實施,但效果不明顯。對水資源的管理包括治理和治污兩方面,治理完成,污染現象再次發生,治標不治本。造成這種現象的根本原因在于水資源產權和監控體系存在問題。水資源作為一種具有公共屬性的自然資源,也是擁有一些相互依存、使用分散、聯合作用的公共屬性。為避免因水資源引起爭端,應充分利用政府和市場的力量。解決我國水資源污染治理和水環境保護最關鍵的因素就是設立對應的管理機構,發揮市場主導資源的根本作用,最終達到對水資源管理的目標。
2水資源污染治理與水資源環境保護的市場化運營模式
2002年編撰的《中華人民共和國水法》已明確規定,我國的水資源隸屬國家所有。雖然法律這樣規定,但水資源卻只歸屬國家政府機關,致使水資源所有者利益缺失。使每一份水系資源擁有真正的產權所有人,進行分級處理是解決這一問題的有效方法。水資源的國有資產公司負有相當大的責任,其中如何治理江河水污染、控制水資源環境的2次污染和保護水資源至關重要。這種職責就是要實時監控水環境的變化,也要對已發生污染的水資源及時治理。公司可將這些治理情況實時到網上,讓群眾監督,也可以向市場拍賣稅務污染治理項目。治理污染的資金來源一方面是國家政府的財政補貼,另一方面由包攬水資源進行管理從而獲取利益的水公司撥付。我國水資源的治理到現在都沒有取得實質性成績的根本原因就是沒有調動群眾積極性,如果有群眾參與,一切事情都會有事半功倍的效果。治理水資源是利國利民的事情,全民有參與的必要性。可加大治理水資源重要性的宣傳力度,爭取更多的民眾參與其中。
3水資源污染治理與水環境保護市場化運營的意義
進行水資源污染治水管理和水環境保護措施計劃十分必要。一方面,中國國情造成獨有的水資源特性,這種特性會模糊承擔河流湖泊治理環境保護項目的責任,因為如今社會主義市場化的發展要求,會對水資源治理產生消極影響。所以,采用合適的治水模式,達到對水資源的合理使用和有效保護,提高水資源用水率,讓水資源真正循環利用,這便是水資源治理與水環境保護市場化運營的意義所在。我國各地水資源分布不均,有的地方水資源豐富,存在水資源浪費現象,而有些地方嚴重缺水,以至于生活用水都十分困難,這種水資源現狀的差異讓人們對水資源產生誤解。因為用水效率不高,水資源污染嚴重,水環境保護欠缺,節約水的潛力非常大,卻很少有人有這種意識。水資源污染治理與水環境保護市場化運營的有效作用是:
1)保證水資源合理利用,避免水資源浪費的情況發生,促進實現水資源的可持續發展;
2)加強水資源污染環境保護和水資源治理,促進的水資源的循環利用;
在計劃經濟時代,我國的水資源分配是一種指令配置模式,主要通過行政手段來配置水資源,國家養水,福利供水,這種模式導致水資源價格嚴重扭曲,造成“市場失靈”(marketfailure)和“政府失效”(governmentfailure)。所謂“市場失靈”是指水價大大低于生產成本,價格不能起到調節供求的杠桿作用,致使用水粗放增長,浪費嚴重。所謂“政府失效”是指即使水價提高到彌補供水成本的水平,水價還低于水資源的社會成本,包括外部成本和機會成本,造成潛在的用水效率損失和生態環境的破壞。這種配置模式不可能導致水資源的合理分配和有效利用,既缺乏效率,又不公平,不但代際之間不公平而且同一代內不同人群之間也不公平。在水資源日益稀缺、市場轉型的新形勢下,也不再能夠有效協調地方利益矛盾,所以必須加以改革,這已是共識。目前微觀上的水價改革已經付諸實施,宏觀上的水資源統一管理也被日益重視,但水資源配置仍然主要是政府行為,并且在思想上和實踐中更加倚重于行政手段,側重于強化“分水協議”的實施保障機制,而不重視對利益主體的經濟激勵,更沒有積極引入更有效的市場手段。可以認為,我國目前的流域水管理體制仍是指令配置模式的延續。目前水價改革由于多種原因進展緩慢,價格政策中的“市場失靈”和“政府失效”不但依然存在,而且流域管理還存在著嚴重的“體制失效”。
以黃河為例,黃河水量分配方案實施以前,黃河水資源是一種典型的“開放的、可獲取資源”(open-accessresource),流域上下游自由取水,各行其是,區域用水“以需定供”,水供給的約束條件主要是受取水能力限制。資源的開放狀態包含著資源退化的高度風險,往往導致“公地悲劇”。沿黃各省區進行“取水競賽”,這類似于“軍備競賽”,各個地區以“取水最大化”為目標,競相在兩岸興建各種引水取水設施,以滿足日益膨脹的水需求,引黃水量迅速增加,從50年代到90年代,引黃耗水量增長了1.5倍。作為“公共資源”,由于免費獲取,被過度耗用,黃河不堪負重,黃河下游從1972年開始斷流,從70年代初到80年代末,平均每5年有4年斷流,進入90年代則是年年斷流。鑒于黃河流域上下游用水矛盾日益突出,國務院1987年頒布了黃河水量分配方案,將349.6億立方米的水量分配給沿黃八省,但實際用水量和分水方案相差甚遠。根據黃委會公布的數據計算,從1992-1995年期間,內蒙古和山東平均年超標分別為13%和11.3%,而陜西和山西則沒有用到分水標準,四年間平均每年的不足量為52%和75.8%(見表1)。中科院地學部報告(1998)指出,因缺乏權威性的流域統一管理機構和相應的法律法規,無法對實際引水量實行有效監督和控制和對個別超額用水地區和部門進行制裁,分水方案并未有效落實,一遇枯水年份或用水高峰季節,沿黃引水工程都爭先引水,造成分水失控。黃河水量分配方案得不到有效實施,反映了指令配水模式的體制失效,體制失效又稱為財產權失效。指令配置是利用計劃指令按地域分配資源,其決策機制特征是黑箱作業、中央(部門)拍板和高度集權,其管理模式是通過流域管理機構進行集權決策與管理,其約束機制主要是行政手段和長官意志,在這種體制下,用戶處于被動接受地位,既無參與權亦無表達權(見表2)。指令配置模式實際上是一種典型的計劃經濟模式,其資源配置效率很低,對利益主體的約束性也極差,直接后果就是流域水供求矛盾更加突出,水質水環境趨于惡化,斷流狀況愈演愈烈。
流域水資源象任何一種稀缺經濟資淅一樣,分配的核心問題是如何協調各地方利益分配。如何解決各地方利益沖突,推進流域水管理體制改革,目前主要有以下兩種思路:
第一種,強有力的流域統一管理模式。主要是通過流域立法,強化流域管理機構的權威,利用法律約束機制調節地方利益沖突,實現流域水資源的統一優化管理調度(王建中,1999)。在理論上,通過流域統一管理配置水資源,其全流域效益是最優的,但在實際中由于缺乏激勵機制,使得強制性的法律同樣很難達到預期目標。
第二種,建立水市場的思路。主要著眼于建立合理的水分配利益調節機制,以產權改革為突破口,建立合理的水權分配和市場交易經濟管理模式,政府通過對交易市場的干預而不是通過行政命令的形式來保證全流域水資源的合理分配和利用,建立由價格制度、保障市場運作的法律制度為基礎的水管理機制。這種思路把水資源當作一種商品,通過界定清晰的產權,利用市場加以配置,從利益機制出發建立流域“激勵相容”的水管理機制(劉文強,1999)。這是一種非常有價值思路,但是在轉型期現實條件下,跨區域水資源完全市場化的配置方式在經濟上可行,在政治上不可行,所以在實際中難以施行。
水資源的分配是一種利益分配,既可以通過市場也可以通過非市場來解決,但單獨哪一種方式都不能有效解決,水資源的配置方案不僅僅需要技術上、經濟上的可行性,更重要的是政治上的可行性。通過對流域水資源配置的經濟機制和利益機制分析,我們提出水資源配置的第三種思路,即引入準市場的思路。我們建議積極引入既不同于傳統“指令配置”也不同于“完全市場”的“準市場”,準市場的實施由“政治民主協商制度”和“利益補償機制”等輔助機制來保障,以協調地方利益分配,達到同時兼顧優化流域水資源配置的效率目標和縮小地區差距、保障農民利益的公平目標。流域統一管理應和“準市場”、“地方政治民主協商”有機結合,通過不斷的制度創新和制度變遷,形成比較成熟有效的新的流域水分配、水管理模式,并逐步以法律法規的形式固定化。
二、積極引入流域“水市場”,優化流域水資源配置
應對日益嚴峻的水資源供需矛盾,必須開源和節流,由于開源成本越來越高,跨流域調水工程耗資巨大,因此一般而言,在實施大規模的調水工程之前,應首先充分挖掘本流域用水潛力。市場的力量能夠優化資源配置,水資源作為一種稀缺經濟資源,同樣能夠通過市場機制實現優化配置。利用市場機制配置水資源,既包括微觀上的提高水價以促進節水,也包括在流域上下游之間、不同地區之間、不同部門之間的市場交易,引進流域水市場能夠促進微觀上的水價改革,優化流域水資源配置,增進流域的用水福利。
水資源的需求可以可以分為兩部分,一部分是基本的生活需求,即為了維持正常生命、保障基本生活的日常生活用水,這部分用水的需求價格彈性很小,另一部分是非基本需求的多樣化用水,需求價格彈性較大。基本用水的比例很小,以塔里木河流域為例,按《21世紀議程》要求的每人每天40升淡水的用水標準,塔河全流域人口基本用水總量僅占水資源利用總量的0.5%。絕大多數用水是多樣化用水,又可分為農業用水和非農業用水,其中農業用水是總用水的主要組成部分,1996年我國農業用水在總用水中的比重高達87%(見表3)。某些流域農業用水比重更高,塔河流域農業用水越占全流域用水的95.5%,黃河農業用水占全河用水量的92%,而且上游比例更高。從流域整體來看,流域上下游不同地區之間有潛在的“水市場”。以黃河為例,黃河多數灌區工程老化失修,灌溉方式簡單落后,不少地方還是大水漫灌,管理粗放,水資源有效利用率低(30-50%),農業如果采取有力的節水措施,就能轉移出一部分農業用水滿足非農業需求。研究表明,水資源越是易于獲取的地區,大水漫灌越成為習慣,節水激勵越弱,用水效率就越低下,黃河上游青海、甘肅、寧夏和內蒙四省的人均用水量和萬元GDP用水量大大高于下游的陜西、山西、河南和山東四省,由于地理條件限制最不易獲取黃河徑流水的山西省,人均用水量和萬元GDP用水量卻最低(見表4)。農業用水效率的計算表明,下游河南、山東兩省的灌溉面積產出效率大大高于上游,約是青海、寧夏和內蒙三省的2倍(見表5)。一方面上游由于水資源的易得性而超量采水,浪費嚴重,如果節約用水就可以提供潛在的水供給,而節水是一種投資需求;另一方面下游水嚴重短缺,對水資源又迫切需求,而工農業經濟損失可以提供潛在的資金供給。市場之所以是有效率的就是因為如果同時存在需求和供給,那么通過交換,供需雙方都可以受益。下游地區拿出一部分經濟損失和上游潛在的水供給相交換,水短缺和支付上游水價都會促使其提高節水水平,從而總受益增加;而上游收取下游的水價,以此對節水灌溉進行投資,雖然水量減少而產出卻可以繼續增加,其總收益也增加。這說明水資源作為一種稀缺的經濟資源,其配置可以不完全依賴于政府的指令性分配,也可以充分利用市場加以配置,而市場配置資源是有效率的。
利用水市場進行流域水資源配置優于“指令配置”。這可以從不同角度來理解:⑴通過市場交換,雙方的利益同時增加,交換必然優于沒有市場交換,這是市場效率的體現;⑵市場交換具有動態性,能夠反映總水量的變化和用水需求的變化,部分消除了指令分配各地區水量的不合理性,在很大程度上可以避免“體制失效”;⑶上下游的用水成本增加,上游多用水就意味著喪失潛在收益,即用水要付出機會成本,而下游多用水要付出直接成本,這就為上下游都創造了節水激勵;⑷地區總用水量通過市場得到強有力的約束,必然會帶動其內部各區域的水資源配置的優化,區域又會拉動基層各部門用水優化,這樣通過一級一級的“制度效仿”,可以大大加快微觀層次上的水價改革。微觀上的水價改革和流域水市場相結合,這樣就能夠有效的配置流域水資源,這正是政府所希望達到的目標,傳統的自上而下的行政管理方式難以實現的目標,通過在全流域引入水市場卻可以得到較好實現。
三、我國轉型期條件下的水市場要采取“準市場”形式
水資源是一種具有多重特性的自然資源,包括自然特性、生產特性、消費特性和經濟特性。從自然特性角度看,它可以循環再生,但是儲量有限,它空間和時程分配不均,多則成澇、少則為旱,而且自然界需要大量的生態環境用水;從生產特征角度看,它的長期供給有自然極限,短期供給依賴于水利設施,水利設施往往投資很大,投資周期長,具有公共物品的特點,使得水供給具有區域自然壟斷性,通常由地方政府部門提供,而且地表水上游地區取水處于自然優先地位;從消費特征來看,水需求同時包含水量需求和水質需求,人類用水有一個彈性很小的基本用水,而大部分用水為彈性相對較大的多樣化用水,占用水很大比重的農業用水和降水呈逆向波動,農業節水依賴于用水管理和節水技術設施,需要較大的節水投資;從經濟特性來看,水資源具有混合經濟特性,既有私人物品的屬性,又有公共物品的屬性,具體分解如圖1分解。
注:所謂競爭性是指減少一部分用戶消費的供應可使另一些用戶獲得這種供應,外部性是指行為主體沒有承擔其行為的全部成本(消極的外部性)或沒有享有其全部利益(積極外部性)時所出現的一種現象。可獨占的指容易排除用戶使用,不可獨占的是指排除用戶使用的成本很高。例如水旅游、航運和碼頭,因為經營部門容易排除用戶使用,所以是可獨占的,且在空間并不擁擠的情況下,增加用戶并不使其它用戶受損失,即非競爭性的,這樣的物品稱之為俱樂部物品。
水資源私人物品屬性的一面,比如水能和供水,競爭性很強,而且具有獨占性,這種屬性決定供水通過水市場配置最有效率;但是水資源又具有很多公共物品屬性,比如防洪、河道治理、水質監測、水情預報等等都屬于公共物品的范疇,具有非競爭性和非獨占性,具有非競爭性和非獨占性,需要由政府來提供這些公共服務。因此水市場只能在供水、水能、灌溉等這些具有私人物品屬性的有限領域內發揮作用,水市場不可能是一個完全市場。
水資源還有獨特的地域特征,以流域或水文地質單元構成一個統一體,每個流域的水資源是一個完整的水系,各種類型的水不斷運動、相互轉化,例如水可以從上游向下游流動,地表水和地下水可以相互轉化。水資源的以流域為整體的特征,客觀上要求流域統一管理、統一水量調度,目前世界上許多國家都強調對水資源實行統一管理,我國這方面也已引起高度重視。以黃河為例,黃河的水量調度要綜合協調解決防洪防凌和發電、發電與灌溉及上下游用水、汛期下游引水與防凌、汛期水庫蓄水與河道泥沙沖淤、工農業供水和生態用水、地表水和地下水等各方面的矛盾,這是一項非常宏大而又復雜的系統工程,如果沒有統一管理、統一調度,綜合協調這些矛盾是難以想象的。基于此,供水、灌溉和水能等水需求必然受制于防洪、防凌、沖沙、生態保護等其它水需求,這使得水市場即使在水資源私人物品屬性的領域內也要受制于水資源利用的多目標性。
在地區差距過大的情況下,公平的市場交易難以發生。王紹光和胡鞍鋼(1999)的研究表明,中國目前的地區差距是世界上最大的國家之一(見表6)。以黃河流域為例,沿黃八省在進入90年代以來地區差距迅速擴大,1990年山東人均GDP相當于甘肅人均GDP的1.65倍,到1998年已上升為2.34倍,1998年山東人均GDP相當于全國平均水平的126.9%,而甘肅的人均GDP僅相當于全國平均水平的54.2%(見表7)。在地區差距如此顯著的情況下,水市場難以自發產生,必須和政治手段相結合,建立協商制度和利益補償機制來保障水市場的實施。
綜上所述,在現實轉型期條件下,我國的水市場只能是一個準市場,所謂準市場是指流域水資源在兼顧上下游防洪、發電、航運、生態等其它方面需要的基礎之上,兼顧各地區的基本用水需求,部分多樣化用水市場化,在上下游省份之間、地區之間和地區內部按市場化加以配置,這是一個完整的、宏觀和微觀相結合的供水水資源市場。
四、水市場的輔助機制:“政治民主協商制度”和“利益補償機制”
對于流域地表徑流水這樣一種具有復雜混合經濟特性的自然資源來說,其空間跨度很大,供水又具有自然壟斷性,往往由地方公共部門提供。在轉型期條件下,市場發育還不成熟,公共供水部門還不能完全實現市場化運作,上下游用水戶之間由于信息等因素造成的高昂交易成本,使得供求力量不足于跨越空間障礙實現市場交割,必須由一定的組織來代表用戶的利益,在流域上下游之間建立協商機制。而流域地方政府是最有效的水權代表者,可以在較大程度上代表地區和用戶的利益,最可能通過政治協商的方式和其他地方政府之間建立起一種組織成本較低的協商機制。政治協商機制實際上是一種談判和投票機制,地方利益主體通過廣泛參與反映地方利益,實行地方投票、中央拍板、民主集中,在一定游戲規則下達成合約,其結果不一定是談判各方的最優解,但卻是較優解或妥協解,這將帶來流域整體用水效益的提高(見表2)。
通過政治協商實現部分多樣化用水市場化配置,其約束機制主要是合約約束,由于合約是建立在其它利益主體約束條件下最大限度的反映了自身利益,合約規定了違約受懲罰的規則,違約的成本必然很高,這就大大減少了違約的風險。但僅此還不夠,還必須建立一整套合約保障機制,包括廣泛的信息披露,用戶的廣泛參與,初始產權的公平劃分等等。如果具有取水優先權的上游地區是貧困地區,顯著的地區差距以及農業節水投資巨大的特點,上游地方將會缺乏談判積極性,即使達成合約違約的風險也很大,因此必須建立一套“利益補償機制”,對欠發達地區和利益受損人口實行利益補償。有效的利益補償機制將是保障政治協商制度實施的關鍵。利益補償的核心是保障農民利益、給農戶造成節水激勵,用戶節水除了完全彌補少用水損失和水價提高付出的成本,與原來的多用水相比,還能夠獲得更大的收益,這樣才能同時達到農業節水和農戶受益的雙重目的。利益補償的實現要通過多種渠道,包括財政轉移支付、水市場收入和國家對水利設施的投資和補貼(這是較大的一筆利益補償)。利益補償的受益對象既包括上游地區政府,也包括當地人民,但是主體應當是貧困地區農民和流域貧困人口,有效的利益補償機制有助于縮小上下游地區差距和調節收入再分配。水市場的有效運作能夠保證水資源在流域的優化配置,實現市場的經濟效率目標,合理的利益補償機制保障了貧困地區和貧困人口特別是農民的利益,實現政府的社會公平目標。
五、政策建議
1993年諾貝爾獎獲得者,美國經濟學家諾斯,把制度和制度變遷納入現代經濟增長理論模式之中,認為制度創新在經濟運行和發展中起著重大作用,是經濟增長的主要原因。制度創新推動經濟增長的奧秘就在于,它是在緊密結合國情的基礎之上,發展有效率的經濟組織,其內涵就在于通過內部信息外部化、隱蔽信息公開化、增加信息透明度、引入廣泛的參與,從而降低交易成本,有效解決產權問題,最終達到優化資源配置,實現經濟增長的目標。因此,解決跨區域水資源問題不只是搞幾個大工程,投資上百億或上千億元,更應該著眼于制度創新和制度建設,推動流域水管理體制的制度變遷和制度進步,實現從流域水資源指令配置向準市場配置的轉變。以黃河為背景,提出如下政策建議:
第一,盡快建立基于平等參與的全流域地方政治民主協商制度。
目前黃河已有部分省份之間的協商制度,例如上游有黃河上中游水量調度委員會,負責上游龍養峽、劉家峽等水庫的水量調度,其組成包括黃委、西北電管局、青海、甘肅、寧夏、內蒙四省,委員會負責研究、協商、安排上游水庫非汛期調度,協調發電和農灌水關系、協商地區之間或部門之間用水的重大問題;下游有晉、陜、豫、魯和黃委組成的黃河防汛總指揮部,統一指揮黃河下游的防洪防凌。我們建議在黃委會設立沿黃各省區平等參與的全流域“地方行政首長會議”,由中央代表(水利部)和各省區代表(地方行政首長)組成,下設辦事機構,實行“一省一票、多數決定”的投票原則,當各方爭持不下,由中央決定。由此形成全流域范圍的地方政治民主協商機制,在保障防洪防凌和生態用水、兼顧發電用水的基礎上協商黃河部分水量的再分配,就水權轉讓和水庫調度、利益交換與利益補償等重大問題進行磋商和談判,在一定規則下達成用水合約以及違約懲罰辦法,由黃委會定期公布供水、用水、分水信息,并監督檢查與組織實施。為保障水市場的形成,可設立“水銀行”,通過價格聽證、市場干預等經濟手段對水市場進行宏觀調控。
第二,流域人口基本用水均等化,對流域貧困人口實行用水補貼
水資源實行低價供給,主要是為了保障貧困人口和低收入人口能夠獲得基本用水,但結果卻是補貼了富人,造成大量用水浪費。供水按市場加以配置,政府必須保障流域人口特別是貧困人口的基本用水需求。按照一定標準確定流域人口基本用水量(占全部用水的比例非常小),由國家低費供給,保證“人人有水喝”,充分體現公平原則。基本用水之外的供水為多樣化用水,部分用水進入市場公開拍賣,按照市場機制在流域配置,充分發揮市場作用,體現效率原則。多樣化用進入水市場,將伴隨著水價的較大幅度提高,上游的利益特別是農民利益一方面通過節水向水市場按市場價格賣水獲得新的收益;另一方面通過國家財政轉移支付和對節水投資得到補償。下游部分地區農民的利益同樣應得到補償,國家對水利設施的財政補貼轉向對流域貧困人口實行用水補貼,實現社會收入再分配。由于部分供水市場化,水價的提高能夠加快水利設施的市場化運作,使供水收入逐步達到彌補運行費用和水利設施投資的水平。減少甚至取消國家財政對水利設施的補貼,可以促使水市場從賣方市場向買方市場的轉換,促使公共設施提高工作效率、改進服務質量,進一步加快水利產業化和市場化。
第三,加大對中上游省份財政支付轉移的力度,改變中央財政援助方式。
黃河流域的大部分地區為欠發達地區,1998年,除山東省,其余沿黃七省的人均GDP相當于全國人均水平的50~80%(見表7),財政自給率在30~65%之間,其中上游四省對中央財政依賴度在35~70%(見表8),青海、寧夏和內蒙古人均財政支出高于全國人均水平,但是其余省份均不同程度低于全國人均水平(見表9)。黃河、長江、珠江等大江大河源頭應作為全國性公共物品,這如同國防及國家安全一樣,為了提供全國生態安全,由國家投資植樹造林、進行生態環境建設。今后應對人均財政支出低于全國人均水平省份進一步加大財政轉移支付力度,使之接近或達到全國人均水平;中央財政轉移支付必須有條件地使用,專用于生態環境建設,大力發展節水農業,對農民的節水投資進行補償,補償的方式可以用多種方式實現,比如糧價補貼、實物補貼、申報補貼等方式,逐步形成有效的節水激勵保障農民廣泛受益。
第四,加大信息采集力度,廣泛披露信息,無償公布水文資料。
1990年開始黃委就開始了黃河用水統計工作,并編發了1988-1992年的黃河用水公報,逐年公告流域內各省區、各部門耗用黃河地表水、地下水量。在此基礎上,應加大用水信息采集力度,拓寬用水公報的涵蓋面,包括沿岸各引水口的取水量、各灌區的用水量、用水效率、沿岸各地區各部門的實際水價等等指標,并廣泛向全社會披露。廣泛的信息披露能夠降低交易成本,促進廣泛參與,有利于政策實施,提高管理效率。
水文資料是治理黃河、合理使用水資源的基礎性資料,是一種公共物品,具有積極的外部性,它應由國家財政投資、公共機構提供,社會無償使用,而不是少數機構的“私人物品”或“專利品”。因此水文資料包括徑流流量、水位、含沙量、水溫、冰情等資料不僅應當向社會公布,而且應當無償提供,以吸引社會研究機構廣泛參與,不斷提高我國水文水資源科學研究水平,為科學決策提供詳細資料和研究背景。
第五,引入廣泛參與,積極鼓勵基層用戶建立各種形式的用水組織
廣泛的用戶參與同廣泛的信息披露一樣,也能夠降低交易成本和管理成本,這是打破供水方壟斷性和促進降低供水成本的制度安排。國外的實踐表明,基層用水組織在灌溉用水管理方面具有重要作用。目前我國農村灌溉用戶普遍沒有終端計量設備,成立諸如農民協會、用水者協會這樣的基層組織對于用水的有序管理具有重要意義。基層民間組織能夠促使廣大用戶的民主參與,減少基層供水方腐敗、保障用戶權益。由基層組織來管理集體水事務,包括管理公共水利設施、維護集體水權、水費征收、節水技術推廣、與個體用戶聯系等功能,基層用水組織的建立有利于反映用戶愿望和觀點,促使供水單位改善服務,促進政府與用戶特別是農民的溝通,有利于政策的制訂、管理的改進、工程的規劃建設和維護,各項改革措施也更宜于為用戶和公眾接受。基層組織的建立還能夠大大降低對個體補償成本,使對用戶的補貼具有現實可操作性。因此,政府部門應積極鼓勵更多的用戶、團體(公共、私人部門)以及整個社會參與到水管理中來,成立各種形式的基層用水組織。在此基礎之上,逐步建立各級流域用戶委員會,參與到更大范圍甚至整個流域的水管理當中來。
第六,加快水利設施投資體制改革,推進水利設施運營公司化或商業化運作。
水利設施屬于基礎設施,一般由國家投資共建,由政府部門直接經營。長期在計劃經濟模式下運作,以及對國家補貼的依賴,造成了水利設施業績不佳、維修不足、損壞嚴重,服務常常不能滿足使用者的需求和支付的愿望,水利設施在減輕貧困和改善環境的潛力也被忽視。在市場轉型過程中,即使是國家投資共建水利設施也需要做重大改革,例如工程設計、施工、設備制造安裝進行公開招標,強化預算約束,由第三方實行監理等等;水利設施建成后政府水利主管部門不再直接參與運營管理,對其經營運作的激勵機制作出重大改革,包括運用商業化原則經營公用事業、引入競爭和廣泛的用戶參與、改革收費辦法等等。實現政府轉變職能,使政府更經常的作為促進者、協調者和公共利益保衛者行事,而不是作為直接經營者。
主要參考文獻
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中科院地學部,1998,黃河斷流咨詢考察報告
王建中,1999,黃河斷流情況及對策,中國水利,1999年第4期
劉文強,1999,塔里木河流域基于產權交易的水管理機制研究,申請清華大學管理學博士學位論文
潘家華,水資源市場配置論,持續發展的途徑的經濟學分析,人民大學出版社,1997
水利水電工程建設項目應從“面上”開展水資源論證,充分考慮區域水資源條件、開發利用現狀和承載能力,協調區域經濟發展與水資源利用間的關系,控制水資源開發利用全過程中可能產生影響的因素和事物,降低或消除區域水資源開發利用不良影響。在相關論證導則、技術導則和規劃環評條例等技術指導下,對水利水電工程建設項目規劃總體目標和原則的合理性、水資源條件的制約性、用水格局的完善性、配置方案的協調性、水環境保護的可實現性和補償補救措施的可行性,進行詳細的論證分析。《水利水電建設項目水資源論證導則》(SL525-2011),強調水利水電工程建設項目水資源總體論證應從工程概況、水資源狀況及開發利用分析、取用水合理性分析、取水水源論證、取水和退水影響分析和水資源保護等方面,進行充分論證分析,建立區域水資源可持續開發利用建設方案。
二水利水電建設項目水資源論證實例分析
1工程概況
為緩解綏陽縣中心城區近期城市生活用水嚴重缺水問題,擬在綏陽縣洋川鎮團山村的石梁河上游修建團山水庫。水庫壩址距綏陽縣城17km,壩址以上流域面積14.7km2,多年平均徑流量922萬m3;水庫校核(P=0.2%)洪水位918.62m,設計(P=2.0%)洪水位917.41m,正常蓄水位915.00m,死水位886.00m;水庫總庫容721萬m3,正常蓄水位庫容571萬m3,死庫容30萬m3,興利庫容541萬m3,庫容系數58.7%,屬多年調節水庫。
2分析范圍及論證范圍團山水庫分析
范圍為石梁河全流域(流域面積239km2)及受水區綏陽縣中心城區退水所涉及的洋川河全流域(流域面積126km2),共計365km2;取水水源論證范圍為石梁河團山水庫壩址以上流域(流域面積14.7km2);取水影響論證河段為團山水庫庫區河段(河長約2.84km,庫區面積約0.42km2)、團山水庫壩址至石梁河河口區間河段(河長25.3km),共計河長28.1km;退水影響范圍主要為洋川河綏陽縣城污水處理廠退水口至下游河口區間長9.7km河段。
3區域水資源狀況及其開發利用分析
分析范圍內主要河流有團山水庫所在河流石梁河、工程受水區綏陽縣中心城區退水所涉及的洋川河。石梁河系芙蓉江右岸一級支流,屬長江流域烏江水系,全流域面積239km2,主河道全長32.2km,主河道加權平均坡降為11.9‰,流域形狀系數0.231,多年平均徑流量15000萬m3。洋川河系洛安江左岸一級支流,全流域面積126km2,河長28.9km,主河道平均比降11.8‰,流域形狀系數0.151,多年平均徑流量7900萬m3。分析范圍內已建成灌溉水庫工程2處,小型引水灌溉工程42處,提水灌溉工程30處。灌溉面積22182畝(其中水田20339畝,旱地1843畝)。分析范圍內水資源總量22900萬m3,現狀開發利用水量1786萬m3,水資源開發利用率7.80%;耗水量1079萬m3,占水資源總量的4.7%。分析范圍內水資源開發利用程度一般,水資源具有一定開發利用潛力,為促進區域經濟發展,有條件和必要對石梁河水資源進行進一步的開發利用。
4取用水合理性分析
城市生活用水方面:綏陽縣城市生活用水量預測主要根據《室外給水設計規范》(GB50013-2006)采用分類預測法進行預測,遠期規劃水平年(2030年)采用180L/(人•d);供水管網損失10%;未預見水量按10%考慮;水廠自用水量按總用水量的5%計。由于縣城工業用水單獨考慮,故上述所取定額符合一般城市生活用水規律。農田灌溉用水方面:根據當地灌溉習慣結合現狀灌溉渠系實際情況,下游農田灌溉P=80%保證率灌溉用水定額水稻取320m3/畝、玉米56.4m3/畝、辣椒45.9m3/畝、油菜59.3m3/畝基本合理。用水總量控制指標方面:綏陽縣現狀用水量1.787億m3,2015用水指標1.812億m3、2020用水指標1.985億m3、2030用水指標2.041億m3,分別比現狀增加0.025億m3、0.198億m3和0.254億m3,團山水庫供水量僅0.0599億m3,而且主要是用于綏陽縣城生活用水,符合《遵義市實施最嚴格水資源管理制度指標方案》對用水總量控制指標的要求。
5取水水源論證
團山水庫壩址以上流域面積14.7km2,多年平均徑流量922萬m3,經長系列調節計算,團山水庫壩址處流域水資源量可滿足團山水庫設計供水量599萬m3/a(P=95%城市供水588萬m3/a、P=80%農田灌溉用水10.8萬m3/a)的要求。至規劃水平年(2030年)上游流域內用水較現狀增加耗水量僅占來水量的0.03%。因此,團山水庫工程取水在水資源量方面是可靠的。根據壩址河段水樣水質檢測結果,現狀水質能滿足集中式供水水源地和農田灌溉水質要求。取水口以上流域內無工礦企業,主要污染源為少量農田灌溉用水退水,農村生活用水基本無退水,今后水質下降的可能性不大。取水口以上流域今后將劃為水源地保護區,農田灌溉用水退水量將進一步削減,同時嚴禁新設排污口等活動,取水水源水質可得到保障并有改善的可能。取水口河段具備成庫建壩的地形地質條件,同時取水口的設置也能夠滿足水庫泥沙淤積需求和取水量的需求,且壩址下游農田灌溉用水今后由團山水庫生態放水管一并下放,管道尺寸滿足放水要求,取水口設置合理可行。
6取水和退水影響分析
團山水庫取水對區域水資源量雖有一定影響,但按多年平均徑流量的10%(0.029m3/s)下放生態流量,對區域水資源及下游河道的生態影響較小。水庫下游有農田灌溉工程,灌溉設計流量為0.021m3/s,下游灌溉用水量由生態放水管統一下放,對下游農田灌溉取水影響不大。同時,建議在初蓄期積極引導灌區群眾進行適度水改旱,盡可能減少灌溉用水量,確保水庫盡早正常蓄水,正常發揮效益。團山水庫工程在建設期其污廢水按退水處理方案處理達標后排入石梁河,壩址河段枯季情況下接納排放的污廢水后懸浮物(SS)、五日生化需氧量(BOD5)、化學需氧量(COD)濃度均小于《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)Ⅳ類水質要求。施工期對河道水功能區造成一定影響,但該影響將隨著施工的結束逐漸減弱直至消失。運行期影響較大的綏陽縣中心城區城市用水退水。退水影響的洋川河屬“洛安江綏陽遵義縣保留區”,由于納污河流洋川河退水口來水量較大,只要對城市用水產生的污廢水處理達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)“一級標準A標準”后排放,退水對水功能區的影響較小,加之影響河段無其他用水戶取水,故綏陽縣中心城區城市用水退水對水功能區和第三者的影響不大。
7水資源保護措施
項目建設過程中,要對生產廢水和生活污水采取有效措施處理后達標排放,嚴禁將污廢水直接排入河道;作好水土保持工作,對棄渣進行妥善處理,對項目施工造成的地表恢復植被。對水庫大壩、泵站及庫尾河段進行水質監測,遇異常情況要查明原因并報告當地水行政主管部門,同時停止供水并采取措施即時解決。水庫蓄水前,必須對淹沒區進行庫底清理,以免蓄水后淹沒區內植物腐爛、農廁中糞便等造成二次污染。水庫管理站修建化糞池處理生活污水,污水經處理后用于澆灌農田和綠地,生活垃圾擬與當地生活垃圾一同處理。加大水土保持工作力度,植樹種草、對庫區25°以上坡耕地實行退耕還林、坡改梯等水保工程,緩解庫內泥沙淤積,逐步恢復庫區庫周生態環境的同時,提高水庫自身運行年限。合理安排水庫蓄水計劃,通過下泄一定流量等措施來減小水庫蓄水和運行對下游河段生態環境和農田灌溉的影響。建立一個自上而下的水資源保護領導小組,主要負責水庫在運行過程中,實施水資源保護的領導、管理和監督實施工作。配合涉及縣、鄉、村對負責范圍內水資源保護措施實施情況進行監督管理,搞好工程水資源保護工作。
三結論
1.1工程概況為緩解綏陽縣中心城區近期城市生活用水嚴重缺水問題,擬在綏陽縣洋川鎮團山村的石梁河上游修建團山水庫。水庫壩址距綏陽縣城17km,壩址以上流域面積14.7km2,多年平均徑流量922萬m3;水庫校核(P=0.2%)洪水位918.62m,設計(P=2.0%)洪水位917.41m,正常蓄水位915.00m,死水位886.00m;水庫總庫容721萬m3,正常蓄水位庫容571萬m3,死庫容30萬m3,興利庫容541萬m3,庫容系數58.7%,屬多年調節水庫。
1.2分析范圍及論證范圍團山水庫分析范圍為石梁河全流域(流域面積239km2)及受水區綏陽縣中心城區退水所涉及的洋川河全流域(流域面積126km2),共計365km2;取水水源論證范圍為石梁河團山水庫壩址以上流域(流域面積14.7km2);取水影響論證河段為團山水庫庫區河段(河長約2.84km,庫區面積約0.42km2)、團山水庫壩址至石梁河河口區間河段(河長25.3km),共計河長28.1km;退水影響范圍主要為洋川河綏陽縣城污水處理廠退水口至下游河口區間長9.7km河段。
1.3區域水資源狀況及其開發利用分析分析范圍內主要河流有團山水庫所在河流石梁河、工程受水區綏陽縣中心城區退水所涉及的洋川河。石梁河系芙蓉江右岸一級支流,屬長江流域烏江水系,全流域面積239km2,主河道全長32.2km,主河道加權平均坡降為11.9‰,流域形狀系數0.231,多年平均徑流量15000萬m3。洋川河系洛安江左岸一級支流,全流域面積126km2,河長28.9km,主河道平均比降11.8‰,流域形狀系數0.151,多年平均徑流量7900萬m3。分析范圍內已建成灌溉水庫工程2處,小型引水灌溉工程42處,提水灌溉工程30處。灌溉面積22182畝(其中水田20339畝,旱地1843畝)。分析范圍內水資源總量22900萬m3,現狀開發利用水量1786萬m3,水資源開發利用率7.80%;耗水量1079萬m3,占水資源總量的4.7%。分析范圍內水資源開發利用程度一般,水資源具有一定開發利用潛力,為促進區域經濟發展,有條件和必要對石梁河水資源進行進一步的開發利用。
1.4取用水合理性分析城市生活用水方面:綏陽縣城市生活用水量預測主要根據《室外給水設計規范》(GB50013-2006)采用分類預測法進行預測,遠期規劃水平年(2030年)采用180L/(人•d);供水管網損失10%;未預見水量按10%考慮;水廠自用水量按總用水量的5%計。由于縣城工業用水單獨考慮,故上述所取定額符合一般城市生活用水規律。農田灌溉用水方面:根據當地灌溉習慣結合現狀灌溉渠系實際情況,下游農田灌溉P=80%保證率灌溉用水定額水稻取320m3/畝、玉米56.4m3/畝、辣椒45.9m3/畝、油菜59.3m3/畝基本合理。用水總量控制指標方面:綏陽縣現狀用水量1.787億m3,2015用水指標1.812億m3、2020用水指標1.985億m3、2030用水指標2.041億m3,分別比現狀增加0.025億m3、0.198億m3和0.254億m3,團山水庫供水量僅0.0599億m3,而且主要是用于綏陽縣城生活用水,符合《遵義市實施最嚴格水資源管理制度指標方案》對用水總量控制指標的要求。
1.5取水水源論證團山水庫壩址以上流域面積14.7km2,多年平均徑流量922萬m3,經長系列調節計算,團山水庫壩址處流域水資源量可滿足團山水庫設計供水量599萬m3/a(P=95%城市供水588萬m3/a、P=80%農田灌溉用水10.8萬m3/a)的要求。至規劃水平年(2030年)上游流域內用水較現狀增加耗水量僅占來水量的0.03%。因此,團山水庫工程取水在水資源量方面是可靠的。根據壩址河段水樣水質檢測結果,現狀水質能滿足集中式供水水源地和農田灌溉水質要求。取水口以上流域內無工礦企業,主要污染源為少量農田灌溉用水退水,農村生活用水基本無退水,今后水質下降的可能性不大。取水口以上流域今后將劃為水源地保護區,農田灌溉用水退水量將進一步削減,同時嚴禁新設排污口等活動,取水水源水質可得到保障并有改善的可能。取水口河段具備成庫建壩的地形地質條件,同時取水口的設置也能夠滿足水庫泥沙淤積需求和取水量的需求,且壩址下游農田灌溉用水今后由團山水庫生態放水管一并下放,管道尺寸滿足放水要求,取水口設置合理可行。
1.6取水和退水影響分析團山水庫取水對區域水資源量雖有一定影響,但按多年平均徑流量的10%(0.029m3/s)下放生態流量,對區域水資源及下游河道的生態影響較小。水庫下游有農田灌溉工程,灌溉設計流量為0.021m3/s,下游灌溉用水量由生態放水管統一下放,對下游農田灌溉取水影響不大。同時,建議在初蓄期積極引導灌區群眾進行適度水改旱,盡可能減少灌溉用水量,確保水庫盡早正常蓄水,正常發揮效益。團山水庫工程在建設期其污廢水按退水處理方案處理達標后排入石梁河,壩址河段枯季情況下接納排放的污廢水后懸浮物(SS)、五日生化需氧量(BOD5)、化學需氧量(COD)濃度均小于《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)Ⅳ類水質要求。施工期對河道水功能區造成一定影響,但該影響將隨著施工的結束逐漸減弱直至消失。運行期影響較大的綏陽縣中心城區城市用水退水。退水影響的洋川河屬“洛安江綏陽遵義縣保留區”,由于納污河流洋川河退水口來水量較大,只要對城市用水產生的污廢水處理達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)“一級標準A標準”后排放,退水對水功能區的影響較小,加之影響河段無其他用水戶取水,故綏陽縣中心城區城市用水退水對水功能區和第三者的影響不大。
1.7水資源保護措施項目建設過程中,要對生產廢水和生活污水采取有效措施處理后達標排放,嚴禁將污廢水直接排入河道;作好水土保持工作,對棄渣進行妥善處理,對項目施工造成的地表恢復植被[6]。對水庫大壩、泵站及庫尾河段進行水質監測,遇異常情況要查明原因并報告當地水行政主管部門,同時停止供水并采取措施即時解決。水庫蓄水前,必須對淹沒區進行庫底清理,以免蓄水后淹沒區內植物腐爛、農廁中糞便等造成二次污染。水庫管理站修建化糞池處理生活污水,污水經處理后用于澆灌農田和綠地,生活垃圾擬與當地生活垃圾一同處理。加大水土保持工作力度,植樹種草、對庫區25°以上坡耕地實行退耕還林、坡改梯等水保工程,緩解庫內泥沙淤積,逐步恢復庫區庫周生態環境的同時,提高水庫自身運行年限。合理安排水庫蓄水計劃,通過下泄一定流量等措施來減小水庫蓄水和運行對下游河段生態環境和農田灌溉的影響。建立一個自上而下的水資源保護領導小組,主要負責水庫在運行過程中,實施水資源保護的領導、管理和監督實施工作。配合涉及縣、鄉、村對負責范圍內水資源保護措施實施情況進行監督管理,搞好工程水資源保護工作。
2結論
水利水電工程建設項目應從“面上”開展水資源論證,充分考慮區域水資源條件、開發利用現狀和承載能力,協調區域經濟發展與水資源利用間的關系,控制水資源開發利用全過程中可能產生影響的因素和事物,降低或消除區域水資源開發利用不良影響。在相關論證導則、技術導則和規劃環評條例等技術指導下,對水利水電工程建設項目規劃總體目標和原則的合理性、水資源條件的制約性、用水格局的完善性、配置方案的協調性、水環境保護的可實現性和補償補救措施的可行性,進行詳細的論證分析。《水利水電建設項目水資源論證導則》(SL525-2011),強調水利水電工程建設項目水資源總體論證應從工程概況、水資源狀況及開發利用分析、取用水合理性分析、取水水源論證、取水和退水影響分析和水資源保護等方面,進行充分論證分析,建立區域水資源可持續開發利用建設方案。
2水利水電建設項目水資源論證實例分析
2.1工程概況
為緩解綏陽縣中心城區近期城市生活用水嚴重缺水問題,擬在綏陽縣洋川鎮團山村的石梁河上游修建團山水庫。水庫壩址距綏陽縣城17km,壩址以上流域面積14.7km2,多年平均徑流量922萬m3;水庫校核(P=0.2%)洪水位918.62m,設計(P=2.0%)洪水位917.41m,正常蓄水位915.00m,死水位886.00m;水庫總庫容721萬m3,正常蓄水位庫容571萬m3,死庫容30萬m3,興利庫容541萬m3,庫容系數58.7%,屬多年調節水庫。
2.2分析范圍及論證范圍
團山水庫分析范圍為石梁河全流域(流域面積239km2)及受水區綏陽縣中心城區退水所涉及的洋川河全流域(流域面積126km2),共計365km2;取水水源論證范圍為石梁河團山水庫壩址以上流域(流域面積14.7km2);取水影響論證河段為團山水庫庫區河段(河長約2.84km,庫區面積約0.42km2)、團山水庫壩址至石梁河河口區間河段(河長25.3km),共計河長28.1km;退水影響范圍主要為洋川河綏陽縣城污水處理廠退水口至下游河口區間長9.7km河段。
2.3區域水資源狀況及其開發利用分析
分析范圍內主要河流有團山水庫所在河流石梁河、工程受水區綏陽縣中心城區退水所涉及的洋川河。石梁河系芙蓉江右岸一級支流,屬長江流域烏江水系,全流域面積239km2,主河道全長32.2km,主河道加權平均坡降為11.9‰,流域形狀系數0.231,多年平均徑流量15000萬m3。洋川河系洛安江左岸一級支流,全流域面積126km2,河長28.9km,主河道平均比降11.8‰,流域形狀系數0.151,多年平均徑流量7900萬m3。分析范圍內已建成灌溉水庫工程2處,小型引水灌溉工程42處,提水灌溉工程30處。灌溉面積22182畝(其中水田20339畝,旱地1843畝)。分析范圍內水資源總量22900萬m3,現狀開發利用水量1786萬m3,水資源開發利用率7.80%;耗水量1079萬m3,占水資源總量的4.7%。分析范圍內水資源開發利用程度一般,水資源具有一定開發利用潛力,為促進區域經濟發展,有條件和必要對石梁河水資源進行進一步的開發利用。
2.4取用水合理性分析
城市生活用水方面:綏陽縣城市生活用水量預測主要根據《室外給水設計規范》(GB50013-2006)采用分類預測法進行預測,遠期規劃水平年(2030年)采用180L/(人•d);供水管網損失10%;未預見水量按10%考慮;水廠自用水量按總用水量的5%計。由于縣城工業用水單獨考慮,故上述所取定額符合一般城市生活用水規律。農田灌溉用水方面:根據當地灌溉習慣結合現狀灌溉渠系實際情況,下游農田灌溉P=80%保證率灌溉用水定額水稻取320m3/畝、玉米56.4m3/畝、辣椒45.9m3/畝、油菜59.3m3/畝基本合理。用水總量控制指標方面:綏陽縣現狀用水量1.787億m3,2015用水指標1.812億m3、2020用水指標1.985億m3、2030用水指標2.041億m3,分別比現狀增加0.025億m3、0.198億m3和0.254億m3,團山水庫供水量僅0.0599億m3,而且主要是用于綏陽縣城生活用水,符合《遵義市實施最嚴格水資源管理制度指標方案》對用水總量控制指標的要求。
2.5取水水源論證
團山水庫壩址以上流域面積14.7km2,多年平均徑流量922萬m3,經長系列調節計算,團山水庫壩址處流域水資源量可滿足團山水庫設計供水量599萬m3/a(P=95%城市供水588萬m3/a、P=80%農田灌溉用水10.8萬m3/a)的要求。至規劃水平年(2030年)上游流域內用水較現狀增加耗水量僅占來水量的0.03%。因此,團山水庫工程取水在水資源量方面是可靠的。根據壩址河段水樣水質檢測結果,現狀水質能滿足集中式供水水源地和農田灌溉水質要求。取水口以上流域內無工礦企業,主要污染源為少量農田灌溉用水退水,農村生活用水基本無退水,今后水質下降的可能性不大。取水口以上流域今后將劃為水源地保護區,農田灌溉用水退水量將進一步削減,同時嚴禁新設排污口等活動,取水水源水質可得到保障并有改善的可能。取水口河段具備成庫建壩的地形地質條件,同時取水口的設置也能夠滿足水庫泥沙淤積需求和取水量的需求,且壩址下游農田灌溉用水今后由團山水庫生態放水管一并下放,管道尺寸滿足放水要求,取水口設置合理可行。
2.6取水和退水影響分析
團山水庫取水對區域水資源量雖有一定影響,但按多年平均徑流量的10%(0.029m3/s)下放生態流量,對區域水資源及下游河道的生態影響較小。水庫下游有農田灌溉工程,灌溉設計流量為0.021m3/s,下游灌溉用水量由生態放水管統一下放,對下游農田灌溉取水影響不大。同時,建議在初蓄期積極引導灌區群眾進行適度水改旱,盡可能減少灌溉用水量,確保水庫盡早正常蓄水,正常發揮效益。團山水庫工程在建設期其污廢水按退水處理方案處理達標后排入石梁河,壩址河段枯季情況下接納排放的污廢水后懸浮物(SS)、五日生化需氧量(BOD5)、化學需氧量(COD)濃度均小于《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)Ⅳ類水質要求。施工期對河道水功能區造成一定影響,但該影響將隨著施工的結束逐漸減弱直至消失。運行期影響較大的綏陽縣中心城區城市用水退水。退水影響的洋川河屬“洛安江綏陽遵義縣保留區”,由于納污河流洋川河退水口來水量較大,只要對城市用水產生的污廢水處理達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)“一級標準A標準”后排放,退水對水功能區的影響較小,加之影響河段無其他用水戶取水,故綏陽縣中心城區城市用水退水對水功能區和第三者的影響不大。
2.7水資源保護措施
項目建設過程中,要對生產廢水和生活污水采取有效措施處理后達標排放,嚴禁將污廢水直接排入河道;作好水土保持工作,對棄渣進行妥善處理,對項目施工造成的地表恢復植被。對水庫大壩、泵站及庫尾河段進行水質監測,遇異常情況要查明原因并報告當地水行政主管部門,同時停止供水并采取措施即時解決。水庫蓄水前,必須對淹沒區進行庫底清理,以免蓄水后淹沒區內植物腐爛、農廁中糞便等造成二次污染。水庫管理站修建化糞池處理生活污水,污水經處理后用于澆灌農田和綠地,生活垃圾擬與當地生活垃圾一同處理。加大水土保持工作力度,植樹種草、對庫區25°以上坡耕地實行退耕還林、坡改梯等水保工程,緩解庫內泥沙淤積,逐步恢復庫區庫周生態環境的同時,提高水庫自身運行年限。合理安排水庫蓄水計劃,通過下泄一定流量等措施來減小水庫蓄水和運行對下游河段生態環境和農田灌溉的影響。建立一個自上而下的水資源保護領導小組,主要負責水庫在運行過程中,實施水資源保護的領導、管理和監督實施工作。配合涉及縣、鄉、村對負責范圍內水資源保護措施實施情況進行監督管理,搞好工程水資源保護工作。
3結論