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关键词:水资源管理进展
我国水资源存在主要问题是短缺、污染和灾害,水资源管理在解决这些问题中具有举足轻重的地位。建立水资源管理学具有重要的理论和实践意义。水资源管理学是管理水资源知识体系,以水资源为管理对象,探讨水资源高效利用保护的各种措施规律,实现水资源可持续利用。水资源管理学研究内容包括水资源数量管理、质量管理、法律管理、权属管理、行政管理、规划管理、配置管理、经济管理、投资管理、风险管理、技术管理、工程管理、数字化管理、国际水资源管理、安全管理等等。
1、水资源管理学内涵
加强水资源管理成为有关水资源领域出现最为频繁的词汇。但究竟什么是水资源管理,目前学术界尚未统一,《中国大百科全书》在不同的卷中,对水资源管理有不同的解释。综观传统的水资源管理概念,有以下特点:首先,从整体上来看,他们都是以水资源开发作为主线,“保护”处于被动的地位;其次,视野相对狭窄,大多数概念只局限于水资源本身,缺乏复合系统下对水资源的综合认识,以水论水;第三,缺乏生态环境的和水资源高效利用的内涵。基于此,作者认为,水资源管理就是为了满足人类水资源需求及维护良好的生态环境所采取的一系列措施的总和。
水资源管理学是从学科角度对水资源管理进行系统研究的科学,是水资源管理知识体系,是建立在水文学、水资源学、管理学等诸多学科基础之上的新的交叉性综合性学科。通过水资源管理学的研究,可以为提高水资源利用率和利用效率,保障水资源安全,通过水资源可持续利用支撑国民经济健康发展提供理论和实践基础。
2、水资源管理学研究内容
水资源管理学研究对象很明确,就是围绕水资源持续高效利用的而展开的一系列管理活动。目前,水资源危机在世界范围内蔓延,水资源危机的出现和加剧与人类在经济活动中缺乏对水资源的有效保护和管理有着重要的关系。水资源是社会经济发展的重要自然资源,人类的绝大多数经济活动都要涉及水资源。可持续发展是当前和未来人类社会与经济发展的基本战略目标。关于可持续发展的定义和解释多种多样,但都基本围绕着“满足目前需要但不破坏未来发展需求的能力”这一核心思想。实现社会的可持续发展的一个重要内容就是实现水资源等自然资源的可持续利用。在人类追求可持续发展目标的前提下,实现水资源的可持续利用要求人类必须正视干旱洪涝灾害、水资源短缺、水环境污染等诸多与水资源相关的问题,这给水资源管理学提出了新挑战和难得的机遇。传统的水资源管理活动无法应对挑战。实现可持续的水资源利用目标必须改变传统的水资源管理活动,必须以可持续发展的、系统的和综合的观点构建全新的现代水资源管理体系,这成为水资源管理学研究的主要研究内容。
具体地说,水资源管理学的研究内容至少应包括以下几个方面:水资源数量管理和质量管理、水资源法律管理、水资源权属管理、水资源行政管理、水资源规划管理、水资源配置管理、水资源经济管理、水资源投资管理、水资源风险管理、水资源利用技术管理、水资源工程管理、水资源数字化管理、国际水资源管理、水资源综合管理、水资源安全管理和水资源数字化管理等等。
3、国内外水资源管理学研究进展
3.1国际水资源管理学研究进展
到目前为止,明确提出水资源管理学的文献极为有限。根据人类开发利用水资源面临的新的问题和挑战以及实际水资源管理活动的特点,国际上也对新形势下的水资源管理理论和体系进行了一系列的探讨和研究,并就一些问题达成了某种程度的共识。他们主要围绕着“可持续发展条件下水资源可持续利用目标对水资源管理活动的要求”而展开。这些研究活动为水资源管理学作为一门新兴学科的诞生和发展起到了十分重要的推动作用。
在1992年爱尔兰召开的“国际水和环境大会—21世纪的发展与展望”上提出了水资源系统及可持续研究的问题。1993年“第二届国际实验与网络资料水流情势学术大会”上探讨了水资源管理的水文学基础和信息资料问题。1994年,联合国教科文主持,国际水资源协会与国际水文科学协办召开了“变化世界中的水资源管理研究规划国际学术研讨会”,探讨了可持续发展水资源管理研究展望、水资源开发中的风险和不确定性、水资源可持续管理的决策支持系统和水资源开发与环境保护协调四个专题。
1996年在日本京都召开了“国际水资源及环境研究大会:面向21世纪新的挑战”,讨论了流域尺度的可持续水资源系统管理的应用实例等问题。联合国教科文组织(UNESCO)国际水文计划工作组1996年将“可持续水资源管理”其定义为“支承从现在到未来社会及其福利要求,而不破坏他们赖以生存的水文循环及生态系统完整性的水的管理和使用”。[1][1]水资源可持续管理要求在水资源规划、开发和管理中,寻求经济发展、环境保护和人类社会福利之间的最佳联系与协调。与传统的水资源管理相比,可持续水资源强调了未来变化、社会福利、水文循环、生态系统保护这样完整性的水的管理,使“未来遗憾可能性达到最小的水的管理决策”。世界银行将水资源管理定义为一系列水资源相关领域(如水电、水资源供给与供给设施,灌溉与排水等)一体化管理。综合水资源管理的观点应该在水资源管理和利用方面确保考虑社会、经济、环境和技术等多方面因素[2][2]。
1997年召开的第5届“不确定性增加下的水资源可持续管理学术大会”,洪水与干旱管理、水资源开发对环境的影响、水文与生态模拟和环境风险评价等成为重要议题。
1998年在武汉召开了“98年国际水资源量与质的可持续研讨会”,探讨了流域水量与水质的统一管理问题。1998年国际水文学会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”,探讨了水资源管理的经验和教训、面对挑战的区域可持续水资源管理、水资源管理的研究方法。
2000国际水文科学学会(IAHS)年在美国召开了“水资源综合管理研讨会”。这次研讨会主要探讨了可持续发展条件下的水资源综合管理的内容和目标,以及交流水资源综合管理的经验。此次研讨会达成一个共识:未来水资源管理的一个基本原则就是流域的统一管理。流域统一管理是流域内土地资源和水资源的统一协作管理,其目的是防止土地退化、保护淡水资源、保护生物多样性、实现水资源可持续利用。流域水资源统一管理的基本框架是政府和社区公众的共同管理。会议认为,为了实现流域统一管理的目标,必须做到以下几点:①复杂的水资源管理活动必须建立在有效的科学规划基础之上;②必须显著提高预测各项管理活动结果的能力;③为了达到水资源管理的目的,持续的检测和评估工作十分必要;④水资源管理活动的管理过程必须是透明的和公开的。(MiguelA.Marino等,2001)2001年,国际水文科学学会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”,会议针对区域范围内水资源管理的有关问题进行了研讨,包括:以往水资源管理活动的经验和教训;面对新挑战的区域可持续水资源管理;水资源管理的研究方法。
伴随着国际学术界对现代水资源管理活动的研究和讨论,近年来,国际学术界相继出版了多部论述“水资源管理活动”的专著,这些专著大多以论文集的形式出版,很少从学科的角度对水资源管理的理论体系进行系统的论述和研究。尽管如此,这些专著还是探讨和研究了大量有关现代水资源管理活动的主要内容,使我们能够大致了解目前国际学术界关于水资源活动的主要理论和具体内容。并且通过编著者对一些论述水资源管理活动的论文的整理和归类,我们可以从中基本上了解到当前国际学术界对水资源管理理论体系的划分。
MiguelA.Marino和SlobodanP.Simonovic在2001编著出版的《水资源综合管理》收录了国际水文科学学会(IAHS)2000年在美国召开的“水资源综合管理研讨会”的文章。MiguelA.Marino和SlobodanP.Simonovic认为,从20世纪80年代开始,人类从事水资源管理活动的目标和内容发生了根本性的变化。传统的不可持续的水资源管理方式已经不再适应新形势的要求,而新的管理方式仍在摸索中,水资源管理活动正处在探索过程中。作者认为,在传统的水资源管理活动中,僵化的管理体制(包括法律、政策和管理机构)是实现水资源有效管理的最大障碍。管理体制的官僚作风、不负责任以及缺乏战略性指导原则导致水管理体系效率低下,缺乏远见,并且拒绝与水资源利益相关者就水资源管理问题进行公开的交流和探讨。新的水资源管理最大的挑战是如何寻求实现长期可持续利用水资源的水资源管理方式,为此,他们认为体制改革和制度创新将是水资源管理活动改革的一个重要方面。新的水资源管理活动必须包含水环境治理和保护问题、水资源的可持续利用问题、水资源利益相关者之间的利益分配问题以及水资源管理决策中的公众参与问题。
由C.A.Brebbia和P.Anagnostopolos在2002年编著出版的《水资源管理》(Ⅰ和Ⅱ)收集了2000年和2001年两年间国际上一系列关于“水资源管理”国际会议上的文章。C.A.Brebbia和P.Anagnostopolos在本书的前言中指出,当前水资源管理问题在全球变得越来越复杂。水资源管理活动主要面临着的主要问题是:人口的增长和人均水需水的增加正在家具人类对水资源的需求;与此对应的是,水污染、水资源浪费以及气候变迁等因素却正在威胁着水资源的供给。这套书从10个方面论述了当代水资源管理活动的内容,他们是:水资源管理决策支持系统,灌溉水管理,流域管理,生活用水管理,水质管理和水活动管理,废水处置和管理,管道输水和渠道输水管理,水文模型,地下水管理,沿岸和港口水资源管理。(C.A.BrebbiaP.Anagnostopolos,2002)。值得注意的是C.A.Brebbia和P.Anagnostopolos在书中指出,现代水资源管理所涉及学科和领域已经超出了传统水文地质学中关于水资源管理的思考和限制。
由M.AL—Rashed、V.P.Singh和M.M.Sherif合作编著的《水资源发展与管理(Ⅳ)》中从7个方面论述了水资源管理的内容,这7个方面包括:水资源管理的目标、政策和原则,水资源稀缺和保护,用水管理,水资源管理、规划、水权分析和处置的决策支持系统,水电和灌溉的发展潜力,灌溉水管理,水资源稀缺管理。
其他一些比较著名的著作还包括B.DattaRay,R.P.Athparia的《水与水资源管理》(1999年);A.FarooqKhan的《水资源管理:挑战与责任》(1998);经济合作与发展组织出版的《水资源管理:综合政策》(1989)等。
值得注意的是,尽管学术界并未明确提出水资源管理学的概念,但在国际上许多大学中,都开设了以“水资源管理”为名称的课程,这些课程的开始以及对水资源管理活动的讲述在一定程度上也促进了水资源管理学的形成。例如在美国特拉华流域委员会计划和行动部部长Dr.KennethF.Najjar在VILLANOVA大学为水利工程学、水文地质学及相关专业的研究生开设的“水资源规划0与管理”课程介绍中,Dr.KennethF.Najjar认为,“水资源规划与管理”是对水资源规划、分析、设计、经济管理的理论和实际方法等综合型课程,主要包括水资源法律和规章条例,流域管理、水资源建模、地下水和地表水需求和共给分析、洪水管理、水资源质量管理、湿地保护。水资源供给规划包括水资源使用、需求项目,水资源配置、水容量扩充。该课程还包括水库运行等相关问题。水资源规划与管理是关于水资源的综合问题的考虑,这些问题来自于从静态的水资源法律和章程到动态的自然资源的应用。3.2国内水资源管学研究进展
我国关于水资源管理理论的研究开始与上个世纪80年代,早期的水资源管理研究主要是对实际水资源管理活动中的管理内容的简单罗列和堆加,并未从理论的高度来对水资源管理的体系和框架进行系统的阐述。随着我国水资源危机的不断加剧以及可持续发展对现代水资源管理的要求和挑战,学术界开始逐渐关注水资源管理理论的探讨和框架体系的构建。
赵保璋主编的《水资源管理》(1994年)是我国出版较早的专门论述水资源管理的专著之一。在这本书中,作者提出,大气降水、地表水、地下水、土壤水分以及废水、污水等水形态都不是独立存在的,而是有机的联系,统一而相互转化的整体。而现实中,长期以来我国水管理体制较为混乱,水权分散,形成了“多龙治水”的局面。该书认为,水资源管理应该以水的资源观点、水的系统观点、水的经济观点以及水的法制观点出发,对水资源的合理开发利用、规划布局与调配,以及水资源保护等方面建立统一的、系统的综合管理体制,按照相关法律由水行政部门实施管理。该书认为水资源管理活动主要包括规划管理、开发管理、用水管理和水环境管理(赵保璋,1994)。
冯尚友在《水资源持续利用与管理导论》一书中将水资源管理定位为支持实现可持续发展战略目标,在水资源及水环境的开发、治理、保护、利用过程中,所进行的统筹规划、政策指导、组织实施、协调控制、监督检查等一系列规范性活动的总称。统筹规划是合理利用有限水资源的整体布局、全面策划的关键;政策指导是进行水事活动决策的规则和指南;组织实施是通过立法、行政、经济、技术和教育等形式组织社会力量,实施水资源开发利用的一系列活动实践;协调控制是处理好资源、环境与经济、社会发展之间的协同关系和水事活动之间的矛盾关系,控制好社会用水与供水的平衡和减轻水旱灾害损失的各种措施;监督检查则是不断提高水的利用率和执行正确方针政策的必须手段。
吴季松在2000年和2002年先后出版了《水资源及其管理的研究与应用》和《现代水资源管理学概论》两本专著。前一部是作者多年来关于水资源管理问题的报告和讲话的汇编(吴季松,2002)。《现代水资源管理学概论》一书中,作者对水资源管理的指导思想、水资源管理工作的基本目标以及主要内容做了较为系统的论述。从整体来看,该书更多的是从水行政管理角度探讨了水资源管理的理论与实践。
左其亭和陈曦2003年合著并出版了《面向可持续发展的水资源规划与管理活动》。该书从可持续发展的观点出发,对水资源管理理论作了初步探讨。该书专门探讨了现代水资源管理工作的工作流程、管理目标和水资源管理基本内容,并且提出了面向可持续发展的水资源管理活动的主要内容,包括:加强教育、提高工作觉悟和参与意识;制定水资源合理利用措施、制定水资源管理政策、水资源统一管理以及实时进行水量分配和调度。根据信息技术发展的特点和现代水资源管理的要求,该书还专门探讨了水资源的信息化管理,介绍了电子信息技术和“3S”(GIS、GPS和RS)技术在水资源管理活动中的应用。
林洪孝在《水资源管理理论与实践》中界定水资源管理活动为:依据水资源环境承载能力,遵循水资源系统自然循环功能,按照经济社会规律和生态环境规律,运用法规、行政、经济、技术、教育等手段,通过全面系统的规划,优化水资源配置,对人们的涉水行为进行调整与控制,保障水资源开发利用与经济社会和谐持续发展。该书对水资源管理的理论和框架体系做了较为全面的探讨,论述了水资源管理活动的目标、原则和方法等内容,并构架了水资源管理活动的主要内容。值得注意的是,该书提出,随着人类水资源问题认识的发展深化,水资源管理逐渐形成了专门的技术和学科,其管理领域涉及自然、生态和经济、社会等许多方面,其管理活动的主要内容包括水资源权属管理、水资源政策管理、水资源综合评价与规划管理、水量分配与调度管理、水质控制与保护管理、节水管理、防汛与抗洪管理、水情监测与预报管理、水资源组织与协调管理以及其他水资源日常管理等十个方面。该书对水资源管理活动的概括和构架基本上包含了但前水资源管理活动的所有内容,是目前比较全面的水资源管理的概括和总结。
姜文来、唐曲等2004年出版了《水资源管理学导论》,本书是国内外首部系统论述水资源管理学的专著。本书在界定水资源管理学基本概念的基础上,对水资源管理学的基本理论进行探讨,然后专题阐述水资源管理的各个领域,最后展开案例研究。全书共分十九章,第一章,水资源管理学概述,界定了水资源管理学的内涵、研究内容、研究进展和与其他相关学科的关系;第二章,水资源管理学的理论基础,分别阐述了水资源可持续利用理论、水资源复合系统理论、生命周期理论和水资源管理学的管理学基础;第三章—第十七章,专题论述,论述了水资源的数量管理、质量管理、经济管理、权属管理、规划管理、工程管理、地下水资源管理、国际水资源管理、投资管理、行政管理、风险管理、安全管理、数字化管理和其他水资源相关管理;第十八章和第十九章,案例研究,以首都圈农业水资源、民勤水资源可持续利用展开研究。
关键词:GIS 水资源管理 流域
1 引言
水资源作为人类社会生存和发展的基本条件,其综合开发利用越来越受到重视。但由于人类对水资源规律认识的不足以及常规的规划和管理手段的局限性,对水资源实现综合全面的管理难度很大。随着计算机技术的发展尤其是GIS技术的逐步成熟,开发基于GIS系统的综合水资源管理系统成为可能。在辽河流域水资源管理系统的建设过程中,GIS作为基础的数据平台对数字化地图等空间数据和水文信息等属性数据进行统一的管理,同时,GIS还为流域规划项目中所采用的水量模型(IGSM)和水质模型(MIKE11)等提供了统一的数据接口,将各个环境模型很好的衔接和协调起来。GIS系统强大的图形处理和输出能力更为水资源管理决策提供了直观的数据支持。从辽河水资源管理系统实际的应用情况来看,GIS技术在流域水资源相关空间数据的获取、管理、分析、模拟和显示等方面起到了不可替代的作用,在评价水资源规划方案和进行复杂的水资源管理决策方面也起了重要的支持作用。
2 GIS技术和水资源管理的结合
(1)GIS技术的优势
GIS是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析和显示的计算机系统。它采用地理模型分析方法,适时提供多种空间地理信息,辅助相关的地理研究和地理决策 [1]。由于GIS可将地理空间模型化并存储在计算机中,因此它还具有对研究对象进行描述、模拟和预测的功能。相对于常规意义上的信息系统,GIS具有空间分析能力强、数据来源广泛、工作方式直观形象等特点[2],在对空间数据的查询和分析功能要求较高的领域得到了广泛的应用。
(2)流域水资源管理的内容
流域水资源管理是对流域水资源的开发、利用、治理、配置、节约和保护等方面在系统层次上的定量分析和综合集成。一方面它提供了进行流域国土规划和经济布局规划的水资源基础,另一方面它通过对水量时空分配的再调整和水环境标准的制定,协调了防洪除涝、节水灌溉、城镇供水、水利发电、水土保持等专项规划之间的关系,在人类开发利用水资源的全过程中占有重要地位。由于水的流动性特点,在流域内一个点上的扰动会影响到周边和下游地区[3],因此在进行流域水资源综合管理的过程中,必须基于相应的环境模型分析各项管理战略和开发方案的环境影响,同时结合当地的自然和社会条件,以及各方对水资源功能的要求进行综合、分析和比较,最终拟定流域内水资源管理的最优方案。
由此可见,在进行力流域水资源规划和管理过程中,非常强调运用各种环境过程模型,如稳态和动态水流模型、多维水质模型和污染扩散模型等。这些模型大都具有明显的空间特性[4],但这些环境模型在对空间数据的操作尤其是在结果显示方面仍显困难。而空间分析和空间数据管理正是GIS的优势。GIS可以为这些环境模型提供整体的基于GIS逻辑原理的空间操作规范,用以反映具有空间分布特性的模型研究对象的移动、扩散、动态变化及相互作用过程。在GIS中,基本概念是空间位置、空间分布和空间关系,而基本研究对象是被抽象成点、线、面的空间实体及其相关属性。与之相对应,在环境模型中,基本概念是物质、能量及其运动转化,而基本研究对象是诸如水、人口等明显具有空间分布特性的环境要素[5]。GIS和环境模型在概念和研究对象上的相似性、互补性,使得二者的结合合理又具有实用价值。
在欧盟-辽宁水资源项目中,基于GIS的水资源管理系统的流程如下所示:
转贴于 3 基于GIS的流域水资源管理系统设计
3.1 系统目标
以辽河流域的水资源规划和管理为例,建立基于GIS的流域水资源综合管理系统的设计目标主要包括以下几个方面:
(1)能存储和处理流域水文学和社会经济的相关资料,并能提供查询功能。
(2)通过基于GIS的查询和分析,能提供必需的空间信息,为今后水利工程布局提供基础数据。
(3)能为决策机构提供丰富的社会经济信息,为水资源的调配提供依据。
(4)可对水资源开发利用现状及存在的主要问题以及未来需求量进行评估和预测。
(5)能对水资源的开发潜力进行分析计算,为合理开发水资源提供决策依据。
(6)结合相关的环境模型,能对水资源开发战略和方案做出评估
3.2 系统结构
为了安全、高效的实现数据的存储、分析和共享,基于GIS的水资源管理系统应采用C/S模式和B/S模式相结合的网络结构(见图2)。在数据库管理方面,可通过面向对象的空间数据管理系统和基于关系数据库的空间数据库来实现数据的无缝集成。
3.3 系统模块设计
基于上述分析,辽河流域水资源管理系统主要集成以下模块:数据录入模块、检索和查询模块、统计分析模块、空间分析模块、辅助决策分析模块和数据输出模块。(见下图)。
(1)数据录入模块。用于系统中空间和属性数据的获取与更新。空间和属性数据可通过键盘、扫描仪及数字化仪等输入设备录入计算机,也可从其它系统直接将数据转入本系统,同时这一模块还提供对数据的适时更改和补充功能。
(2)检索与查询模块。提供属性-空间的逻辑查询和空间-属性的空间查询功能。由于GIS系统中数据同地图中点、线、面相对应, 这两种操作实际结果是一致的。数据库的操作能及时反映在地图上,而对地图的操作也能在数据库中表现出来。
(3)统计分析模块。包括对查询结果的统计分析、对空间分析结果的统计分析以及对水文、土壤、人口、经济等监测数据的统计分析。统计的范围可由用户自行设定,如通过矩形、圆形或多边形工具来确定范围大小。同时,这种统计分析功能既可进行一项数据的统计分析,也可对多项数据同时进行统计分析查询,查询结果可通过报表、地图、表格或文字说明的形式打印输出。
(4)空间分析模块。负责对图形进行地形分析、缓冲区分析、空间叠置分析等操作,并能将分析结果进行汇总,以各种专题图表及统计图表的形式输出。
(5)辅助决策分析模块。主要包括水量计算模型(如辽河流域项目中使用的IGSM水资源模型)、水质模型(如MIKE 11模型)、水资源供需分析及预测模型、决策支持系统模型等。以上模型可对一项或多项数据进行预测或评价,从而了解流域或特定地区水资源开发利用情况及发展趋势。同时,通过模型模拟出各个候选方案的实施效果后,可利用决策支持系统模型优化出水资源合理开发利用和管理的最佳方案,为最终的水资源管理和规划决策提供直接的依据。
(6)数据输出模块。可将统计、分析和决策的结果以文本、报表或图形的形式输出。
4 系统功能实现
基于GIS的水资源管理系统可实现如下主要功能:
(1)预测分析
例如通过输入动态的监测数据,可适时做出地下水位等值线图,并经系统的空间分析模型计算出地下水库的库容量,进而利用辅助决策分析模块中的水资源预测模型对未来地下水资源的变化趋势进行预测。
(2)水资源调度分析
根据农业、工业等部门在当时国民经济中的比例及生产现状进行指标分析,确定合理的供水量,使有限的水资源得到最优的分配,进而发挥出最大的经济效益。
(3)信息检索和查询
可对研究区历年观测的水文资料进行检索,如历年降水量、径流量、地下水位年变化和月变化、水库入库量、废水排放量等。还可对系统内存储或经系统分析而派生出各种图形文件进行查询,如耕地、渠道、河流水系、水库地形等高线、典型年降水量等值线等。
(4)模拟与决策
如利用水量计算模型和水质评价模型对候选的可行水资源管理方案的实施效果进行模拟,直观的对候选方案进行评价。进一步可将预测结果输入决策支持系统模型,求得规划方案的最优解。
关键词:水资源 管理对策及建议
中图分类号:TV211.1 文献标识码: A
为全面落实科学发展观,建设和谐环境,加快石羊河流域综合治理和节水型社会建设步伐,推进民勤县水权水价制度改革,必须实行最严格的水资源管理制度,才能从根本上改变水资源的过度开发、无序开发和低水平开发现象,实现水资源的合理开发、综合治理、优化配置、全面节约和有效保护。
一、水资源管理的现状
1、水资源管理法规体系和制度框架基本建立。
按照《水法》、《甘肃省石羊河流域水资源管理条例》等地方性配套法规,初步建立了以水法为核心、多层次的水资源管理配套法规体系,确立了水行政主管部门实施水资源统一管理的职能,建立了水资源开发、利用、节约、保护和管理的制度框架体系。通过水资源管理法规体系和制度框架的建立,群众节水的自律意识增强,水资源管理工作逐步走上了程序化、规范化、法制化的轨道。
2、水资源配置和水权制度建设取得重要进展。
自从省政府分水方案印发实施后,民勤县启动实施了《民勤县水资源配置方案》,全面推行水权水价制度改革,加强水资源的精细化管理和严格的过程性控制,使水资源管理工作取得了突破性进展。一是群众节水意识明显提高。通过积极的宣传教育工作,群众的节水意识有了较大的提高,种植技术有所创新,灌水方式有所改变、灌溉定额明显降低。群众为了节水,积极调整种植结构,压缩高耗水作物比例,改变传统的灌水方式,采用小畦灌、沟灌、覆膜灌、一膜两用、干播湿出等常规节水技术,积极发展大田滴灌、温室滴灌等高效节水技术,尽可能地延长轮次灌水周期,从而减少灌水次数,有效降低作物生育期灌溉定额;二是用水程序进一步规范。各乡镇水资源管理办公室和灌区水管单位能够严格按照逐轮次水量电量进行水权控制,统一实行用水计划申请书制度,加强各级审核环节的监督,加强实时监控力度,逐月核对用水户水量电量,逐轮次进行公示和告知,使水电共管机制得到进一步完善,总量控制和定额管理两套控制体系得到全面落实,实现了水资源的精细化管理和过程性控制;
水资源调度和调控能力明显提高。
中游分水量和景电二期延伸工程向民勤的调水任务关系到蔡旗断面年度过水总量目标的实现。通过积极与省景电管理局协调沟通,及时足额交纳水费,制定具体的分水方案,严格分调水程序,严格水资源调度管理,确保了分年度调水任务的完成。
取水许可管理制度逐步加强。
按照《甘肃省石羊河流域水资源管理条例》,严格执行水资源许可总量指标,加强机井的取用水管理,严格控制新打机井,规范旧井更新审批程序。严格执行“三禁三压”政策,即,严禁开荒、严禁打井、严禁超采地下水;压缩耕地面积、压缩粮播面积、压缩高耗水作物。全县农灌机井安装智能化计量设施6290套,按照智能化控制管理与水电共管相结合的管理办法,加强对机井取水的控制和管理,保障年度水资源分配方案的有效落实。
二、水资源管理采取的措施及做法
针对民勤县水资源严重不足的现状,提出从传统水利向现代水利、民生水利转变的治水思路,建立行政管理与市场机制相结合的水权制度,采取优化水资源配置,加强节约和保护等重要措施,为推进水资源管理工作取得了新的进展和突破。
以总量控制为核心,抓好水资源分配方案的落实。
为全面落实省政府分水方案,民勤县政府制定出台了《民勤县水资源分配方案》,提出了“当年突破、两年规范、三年创新”的总体思路,采取多种行之有效的措施,扎实推进水资源分配方案的落实。具体工作中,通过进一步完善各项制度,创新工作方法,规范用水秩序,实行水资源的精细化管理和严格的过程性控制。进一步完善微观水权配置、用水定额、智能化管理、过程性控制、用水者协会管理等方面的制度办法,借鉴财政管理模式引入预决算和审计概念,探索推行电子水票和电子台账,规范水权分配的原则、程序、方法和取用水程序、轮次控制、台账建立、监督管理工作,实行水资源的精细化管理和严格的过程性控制,有效推进了水资源分配方案的落实。
以提高用水效率和效益为中心,大力推进节水型社会建设。
石羊河流域民勤属区综合治理根本的出路在于节水,必须把节约用水作为一项革命性的措施来抓。重点落实好两个方案,一是落实好民勤县水资源分配方案和节水型社会建设试点实施方案;二是建立健全节约用水相关规章制度,认真落实民勤县以水定电以电控水管理办法、民勤县地下水计量控制设备管理办法,民勤县水资源管理办法、节约用水管理办法、行业用水定额标准等相关制度,用健全配套的各项制度保障节水型社会建设的顺利开展;三是改善用水结构,坚持以水定布局、以水定规模、以水定面积,压缩高耗水作物,扩大高效节水生态农业,压缩种植业规模,扩大生态经济和草畜产业规模,压缩传统农业,扩大“阳光产业”,着力构建节水型经济结构体系;四是转变灌溉方式。改变大水串漫灌等灌溉粗放方式,农业用水按照“户均一座日光温室,人均一亩大田滴灌”的节水高效模式,大力发展滴灌面积。同时,大力推广渠道衬砌、低压管道灌溉、小畦灌、地膜覆盖、地膜沟灌等常规节水技术;五是加快节水改造。农业用水要紧紧依托灌区节水改造应急项目,着力推进田间工程节水技术改造,提高水资源的利用效率和效益。大力推进城镇生活节水器具和工业企业节水设备改造,对已建和新建的公共民用建筑,不得继续使用国家命令淘汰的用水器具,制定计划,逐年改造,凡拒不改造或达不到节水标准的,不予供水。
以加强立法和执法监督为保障,规范水资源管理行为。
通过广泛宣传水资源开发利用保护的法律法规,不断加大执法巡查力度,突出抓好建设项目执行水法规情况、取水许可制度实施情况以及水资源保护情况的执法检查,对未经批准擅自取水、打井、未按照批准的取水许可规定取水等行为,依法查处并追究其相应的法律责任。并对擅自拆除、破坏智能化计量设施等违规违法行为及时进行查处,并按有关规定进行严厉打击。同时,建立要情专报制度,积极接受用水户和社会的监督,设立举报电话,畅通进言渠道,重点对水资源管理暗箱操作、等诸多问题进行严肃查处,确保水资源管理制度的有效落实。
三、存在的问题
1、村级农民用水者协会参与式管理作用发挥不够。部分村农民用水者协会的工作尚停留在表面上,与参与式管理的要求有很大差距,需要进一步规范和完善。协会负责人员对水权管理的重视程度不够,对落实水权的主动性不强,对印发的文件资料不及时学习、传达,在水权审批和控制管理上概念模糊、程序不清,协会参与式管理作用没有得到真正发挥。
2、水权监控和智能化管理经费不足。一方面水权和关井压田监控范围广,战线长,投入的人力、物力、财力逐步加大,监管经费严重不足。另一方面,智能化设施运行经费无保障,设备更新维修费用无来源,后续管理的投入将逐步加大,在无经费保障的情况下,给设施的运行维护带来了逐多难题。
3、水权交易制度刚刚出台,水权交易办法需在运行中进行完善。根据近几年民勤县水权分配到户和水资源配置方案的落实情况看,民勤县的水权主体是明确的,但权力界限比较模糊,因而导致了地域之间用水上的矛盾。根据水权人人公平享有的原则制定水权分配方案,致使有些乡镇及村社由于人均耕地面积小,初始水权的分配水量过剩,而有些村社人均耕地面积较大,初始水权又不能满足耕地实际灌溉的需求,在水权交易制度刚刚出台的情况下,需在水权交易过程中进一步完善交易程序,规范方式。
四、对策及建议
结合民勤县水资源管理工作中存在的问题和不足,紧紧围绕“关注民生水利,促进社会和谐”的主题,在认真听取各方面意见、深刻剖析问题根源的基础上,提出整改措施和努力方向,主要从以下几个方面抓好落实:
1、加大宣传力度,提高群众的法律意识。针对群众法律意识淡薄,对生态县情认识不够的现象,必须采取多种宣传形式,加大生态县情和相关法律法规的宣传力度,通过宣传教育活动,不断提高广大人民群众的生态意识、忧患意识和大局意识,使关井压田政策和水权配置内容做到家喻户晓、深入人心,真正变为广大群众的自觉行动。
Water Resources Planning
and Management
2011,800pp
Hardback
ISBN9780521762588
水是人类生存、生活和生产活动必不可少的宝贵的自然资源,是组成地质环境系统的重要因素。随着人类社会的发展,水资源的分布现状、水体生态健康、气候变化对水循环的影响、水源安全、水资源的利用与保护等问题日益受到人们的重视。本书以全面的与多学科相结合的独特的视角,论述了如何在考虑了社会、工业、农业、法律法规等多个方面的情况下,制定科学的水资源的规划与管理方案。本书由来自世界19个国家和地区的水资源问题的专家所撰写的论文编著而成,其中包含了丰富的水资源的规划与管理的应用实例,展示了目前地球上面临的水资源问题与处理这些问题的管理方案与措施。
全书共35篇论文,分为三大部分:第1部分 认识水资源,包含论文1-7篇,1.气候变化与全球水循环;2.理解全球水文;3.地下水与地表水的关系;4.理解水质的基本概念;5.内陆水域生态系统;6.水、生物多样性与生态系统;7.水资源短缺下的全球粮食生产。第2部分 水资源规划与管理,包含论文8-15篇,8.水利法规与可持续发展的探索;9.全球水资源危机的对策;10.水资源规划与管理中的风险与不确定性;11.合作与利益相关者参与机制;12.能力建构与信息共享;13.水资源的自适应与综合管理;14.水资源的分类与综合管理;15.生态用水。第3部分 水资源规划与管理的应用实例,包含论文16-35篇,其中按照实例类别的不同分为9章,分别是废水处理;农业用水;城市水供应与管理;水域生态系统;工业与矿业用水;乡村与偏远社区用水;水利基础设施设计与利用;跨流域水资源管理;在水资源管理中的市场机制。
本书介绍了水资源规划与管理基础理论知识,为现代水资源规划与管理工作提供了科学的研究思路和研究方法,可供高等学校水文水资源、水利工程及相关专业的本科生及研究生阅读,也可供从事水资源评价、规划、调度与管理的科研人员、管理人员参考。
刘昊,
博士生
(中国科学院力学研究所)
【关键词】水资源管理;管理体制;综合规划
随着社会的发展,人口的不断增加,水资源暴露出来的问题越来越突出,水资源紧缺已成为我们不得不关注的问题。当今水资源的状况不仅是水资源不足,水资源的污染和浪费问题也日益严重,再加上水资源的分配极不合理,加强水资源管理的任务也就越来越重要。广东省年均降雨量为1771毫米,年均水资源总量为1830亿立方米,年均入境水资源总量为2361亿立方米。流经广东省的西江、北江、东江和韩江年均水资源可利用总量分别为708.4亿立方米、144.3亿立方米、134.4亿立方米和86.1亿立方米。为进一步提高全省水资源综合利用水平,实现水资源的优化配置,建设节水型和环境友好型社会,应合理地开发和利用水资源,对水资源的开发和利用做好规划,加强对水资源的有效管理。
1.加强水资源管理的必要性
目前广东省部分主要河流尤其是径流量较大的西江、韩江尚无防洪控制工程,江海堤防标准普遍偏低,部分河道瘀积严重,入海河口泄洪纳潮不畅,城市防洪排涝能力偏低,大中型水库尚有30%未达防洪标准;全省大多数江河受到污染,部分河段特别是流经城市的河段污染严重,且呈加剧趋势,水体污染导致水质恶化、可用水资源量减少,部分地区出现水质型缺水,不少地方群众住在河边没水喝;近海海湾出现赤潮,水生态环境恶化。水污染已经成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾害,广东的不同地区存在着局部资源性缺水、水质性缺水、工程性缺水等问题。水资源已经成为广东经济社会可持续发展的重要制约因素,成为全面建设小康社会、率先基本实现现代化的具有基础性、全局性和战略性的重大问题。因此,加强水资源的管理,对水资源进行合理开发、高效利用、优化配置和有效保护,确保水资源的可持续利用,为全面建设小康社会、率先基本实现现代化提供有力支撑和保障,是新世纪新阶段广东经济社会发展的一项极为重要的任务。
2.水资源管理存在的问题
2.1 缺乏依据水资源的总体状况科学合理分配
《广东省“十二五”节能环保产业发展规划(2011-2015年)》明确指出, 广东将继续加大环保投入, 涉及区域污水处理及河道整治工程的总投资额约380 亿元,其中176.4亿元用于新增污水处理能力约595万吨/日, 到2010年,广东城镇生活污水处理率达60%以上。由于水务管理政出多门,造成管源水(包括防洪)的不管供水,管供水的不管节水和排水,管排水的不管治理污水和地下水回灌,管治污的不管污水处理回用。同时也造成水污染治理执法不严,以罚代管的现象比较严重,水资源污染日益严重。据有关资料披露2004 年全省生活城镇生活污水处理率仅35.7%,低于经济发展水平与广东省相当的浙江、江苏等省。
2.2 水价改革不到位,难以使水资源得到最优化配置
水价与节水是密切相关的,据专家的有关研究表明,水费支出占家庭收入的1%时对居民心理影响不大;占2%时,居民可以承受并开始关注水量;占2.5%时注意节水,占5%时认真节水。而我国目前的这一比例远低于2%,不足于引起人们在生活中对节水的重视。企事业单位也是如此,水价(包括水资源费、污水处理费)只是占到生产成本和经费开支的很小一部分, 难以引起大家的高度重视,也直接影响了各单位建设节水设施、利用节水技术、提高水的重复利用率的积极性。
2.3 缺乏节约用水、计划用水和水资源保护制度
长期以来,人们对水资源的认识存在两种模糊观念:一是无限可用论,认为水是“取之不尽,用之不竭”的天赐之物,不存在危机问题;二是有值无价论,认为水不具备资产特征,其所有权不明确,人们可以自由索取。人们惜水、爱水、节水意识十分淡薄。目前我省主要依靠行政措施推动水资源的节约、保护,缺乏有效的政策激励机制,水资源利用率低。
2.4 管理体制滞后
随着我国社会主义市场经济体制的建立和完善, 水利工程管理体制不顺、机制不活、经费短缺、机构臃肿、管理粗放等弊端日益明显暴露出来。表现为一些水管单位长期属性混杂, 既不像事业单位, 又不像企业单位,资产概念不清, 配套的制度和体制建设滞后; 水利工程管理资金不足, 水价偏低, 水费收取困难, 职工的工资发放缺乏保证, 工程折耗和维护管理没有补偿渠道和来源; 水管单位机构臃肿, 人员总量过剩与结构性人才缺乏并存, 技术力量薄弱, 无法满足规范管理的需要;存在“重建轻管”现象,注重投资新建项目, 忽视对已建工程运行、维修的投入, 农村小型水利工程管护经费更无保障, 失管失修的现象比较严重。这些弊端严重影响着水利工程的安全运行和效益的充分发挥。
3.加强水资源管理对策措施
3.1 加强水污染的防治
控制污染、保护环境是水资源可持续利用的关键。要合理布局工业,防止工业污染。在建设和发展的同时,要同步或超前防污治污。防治水污染的总原则是污染总量控制和水功能区划分。加快城市污水处理设施建设,推进污水集中处理,努力实现污水资源化。恢复和发展传统生态农业,根治农村和农业污染。要充分重视对现代农业发展带来的更大规模的非点源污染,以及农村小城镇建设带来的更大强度的生活污水污染问题,综合运用各种治理技术,切实加强农村地区特别是小城镇地区的环境规划,强化农村环境监督管理。要合理施用化肥和农药,以防止农村水环境进一步的恶化。
3.2 健全防洪防旱体系,增强抗御洪涝旱灾害的能力
加强江河的综合治理和开发利用,努力提高抵御洪、涝、旱等灾害的能力,减少灾害的损失,确保重点城市、重点地区的防洪安全。除了建立一大批防洪工程外,还要建立预警预报系统,提高防汛抗洪决策的正确度和指挥的科学性。根据水资源的承载能力及合理配置,调整广东省经济发展的规模、速度和模式,使水资源与人口、耕地、矿藏开发得到最佳配置,发挥最大效益。沿海干旱缺水地区,必须限制城市的发展规模。东、西两翼及粤北山区缺水问题突出,在搞好规划的基础上,要加快水源工程建设,并建立水资源优化配置体系。
3.3 建立健全水资源统一管理运作机制
水问题的解决,涉及自然界和人类社会的各个方面,是一个庞大的系统工程。节水与高效用水,实现水资源统一管理和优化配置,是这个系统工程的核心,是缓解水资源供需矛盾的唯一出路。建立一个公共管理机能,运用市场经济手段,调控水资源的开发利用,已经成为不少国家的共识。水资源的科学管理是一个跨领域、跨部门和跨区域的协调过程。要强化水资源统一管理,避免多“龙”管水、各自为政的现象,把有限的水资源通过合理配置,高效利用。综合性地进行流域管理,可提供一个可行的框架来规划各个区块,避免分疆而治,造成污水的无序化排放和水生态资源的无序化开发,形成村镇之间乃至省市之间的矛盾。统一的规划还有利于推动水资源的进一步利用处理,统筹制定实施可持续水环境、功能建筑群与环境的利用及保护。
3.4 提高全民节水观念
加大舆论宣传力度,强化节水观念,让公众了解水的有限性和不可替代性以及水资源紧缺的严峻现实,增强危机感和责任感。努力做到人人关心水资源问题,自觉珍惜水、保护水,形成良好的节水社会风尚。强化计划取水、节约用水。实施计划取水和节约用水,通过对取水户下达年度计划取水指标,科学合理地配置有限的水资源。造成浪费水资源现象的原因固然很多,但是,长期以来所形成的水价偏低是其中的一个重要原因。国内外实践证明,制定合理的水价,利用经济杠杆调节水资源的供需平衡是一种行之有效的做法。
3.5 发展节水农业
农业灌溉占全省总用水量的56.0%,而农业灌溉水的利用率只有40%。因此,发展节水农业是节约农业用水、缓解广东省水资源不足的有效途径,是转变农业增长方式、实现农业可持续发展的重要措施。水资源短缺是制约农业发展的首要因素,发展节水农业是带有全局性、长期性、根本性的战略问题。要以提高自然降水利用率和水分利用率为中心,围绕“开源节流”进行创新,根据各地的资源条件,合理配置水资源,实行工程措施与农艺措施相结合,传统技术和现代科技相结合,真正提高节水农业水平。
3.6 发挥森林在改善水资源环境中的作用
森林能防止土壤流失,涵养水源,净化水质。经历了无数次洪灾之后,人们逐渐认识到,单纯就治水而治水,忽视治山,忽视森林的作用,水是治理不好的。单靠水利工程设施虽可达到暂时蓄水的目的,但阻挡不住泥沙的淤积。由于广东省的区位条件,其自然和人为因素为水土流失提供了有利的因素,如果偏于治水,而忽视兴林,其结果将导致大面积的水库淤积,水资源环境将日趋恶化。因此,走兴林治水之路是实现水资源环境可持续利用的有效途径之一。
4.结束语
总之,水资源问题是当今社会面临的重要问题,水资源的状况将直接影响着我们人类的生存和发展。因此我们要积极分析水资源管理面临的问题和导致这些问题的原因,认真总结长期以来在水资源管理实践中的经验和教训,合理利用先进的管理理论、方法和成功经验,加强对水资源的管理,为实现水资源的合理和长久利用而奉献出自己的一份力量。
参考文献
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1国外水资源可持续利用历史和现状
在摩洛哥举行的IAHS可持续大会对水资源开发与环境间的关系进行了探讨,并对水资源的利用和环境风险评估进行了初步分析研究。2001年国际水文可持续协会召开的区域水资源管理研讨会探讨了水资源管理的研究方法,以及水资源的可持续利用管理。2004年国际大坝委员会第70届年会期间,对水资源的可持续利用与社会发展和人类生活水平的提高的关系,对生态的影响进行了探讨,并对水库进行了经济、环境和社会的影响进行了较全面的分析研究。从水资源可持续利用提出到21世纪的发展和展望会,水资源的可持续发展观念越来越得到重视,这也很大程度上推动了水资源科学的发展。从水资源的任意使用,再到规划使用,再到水资源的利用与社会相协调,对于水资源的利用和开发也逐步走上了正轨,对于水资源的可持续利用研究也逐步成熟。
2国内水资源可持续利用历史和研究进展
我国开始逐步开展水资源可持续利用研究和管理。冯尚友等在中国较早的提出了要对水资源进行管理和规划使用,较早的将水资源利用提到中国的舞台上。夏军等通过与国际的合作和参与,在我国的水文学术界和水资源学术界较早的引入了可持续利用管理观念,并引入了水资源可持续利用管理的特点和世界研究进展。并在中国引起了水资源可持续利用管理的研究热。刘敏等在1999年对水资源可持续利用的应用和方法进行了探究,并取得了一定的进展。2000年中国工程院开展的中国可持续水资源战略研究,从战略的高度出发对水资源的可持续利用、水资源供需和评价、水资源的不同行业需求、水资源节约及其措施、水资源可持续利用生态建设的关系进行了较深入的探讨和研究,对中国水资源的可持续利用研究与实施提供了重要的支持。2001年中国工程院对中国西北地区水资源的的供需做出了评估,并对西北的城市用水、农业用水、工业用水等与生态、经济和社会的关系进行了分析和研究,对于解决西北地区水资源的可持续利用起到了相当程度的推动作用。之后科研工作者,对区域水资源可持续利用进行了研究。2002年陈晓宏建立了东江流域水资源优化配置模型和方法,分析和研究了东江的水资源可持续利用供需和平衡。2003年李景波对滕州市水资源可持续利用供需进行了规划研究,并提出了该地区水资源可持续利用的评价指标体系。之后科研工作者对水资源可持续利用的概念理解也逐步加深。2004年尹云松引入排污权和水权交易制度。魏加华引入自适应控制理论。2005年王慧敏在水资源可持续利用中引入供应链管理思想,实现水资源配置和调度的共赢。2006年王浩提出水资源的可持续利用中应该结合政府宏观调控和市场的竞争机制,实现水资源可持续利用的长期健康发展。2010年牟丽丽等通过对水资源可持续利用理论的研究,针对三江平原水资源供需,提出了该地区的水资源可持续利用的评价分析体系,为三江平原的水资源可持续利用奠定了理论基础和思想指导。
3结语
关键词:科研实践;双语教学;教学目的;教学方法
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)28-0154-02
对于水文与水资源工程专业的四年制本科生,继前两年完成了大学基础英语的学习,大三上学期完成了“专业外语”课程学习后,大三下学期开始学习“双语”专业课。同学们的学习经过了两年半的专业知识与英语学习,任课教师若在课堂上介入科研实际问题,组织他们利用所学新知识使用双语加以讨论解决,就能够使学生在获取应有的相关专业知识的同时,又提高了对专业英文资料的理解与应用能力。可以说在大三下学期开设专业双语课是非常有必要的。
它可以促进学生强化使用英语学习和实际运用专业知识,帮助学生掌握许多学科研究前沿的专业知识以及以往英语学习中不常接触到的专业术语,进而拓宽学生专业学习和交流的界面,使他们能用英语进行学术方面的交流,满足社会对专业双语人才的急需。
一、双语课程“城市水管理”的特点
针对水文与水资源工程专业(卓越工程师)人才培养目标中培养德、智、体、美全面发展,具备人文素质与科学素养,基础扎实、实践能力强、具有创新精神的高素质应用型专门人才,以及培养计划中了解水利工程的理论前沿和发展动态,掌握一门外国语,能够熟练阅读和翻译本专业外文文献资料的要求,开设“城市水管理”双语课。“城市水管理”是一门与当前实践结合非常密切的课程,引进德国城市水管理的新思维以城市住宅区雨水管理为重点,让学生熟悉和掌握城市水管理的工程和非工程技术,包括生活节水(节水器具)、多水源利用(雨水收集处理回用和灰水处理回用)、排水(污水和雨水)、水生态小区、可管理的含水层补给工程措施,制定有关用水节水的法律、法规,培养公众节水意识以及调整供排水水价等非工程措施。培养学生将各种学科知识融会贯通并运用到水管理中,最终理解水资源可持续发展的理念。
由于大学生视野局限在学校,ι缁峁芾砣狈Ω行匀鲜叮尤其是对水资源的认识太不清晰。因此,我们选择国际上在城市水管理方面最为先进的德国研究成果为学习教材。
课堂上老师熟练运用课堂用语组织教学,讲解专业知识和重点部分时,尽量选择用学生们已学过的英语进行解析,同时使用浅显易懂的语言加以分析,并不时地穿插相关提问,使学生领悟其意并用英语进行思维和回答问题,使学生了解并掌握国外在城市水管理方面的最新思想、技术和方法。学习完成后,学生可正确理解并初步掌握水管理的基本理论,初步具有一定的城市水管理的知识;具备最基本的分析水管理问题、解决难题的能力,为从事专业工作和进行科学研究打下基础。
二、改进教学方法提升教学内容
1.利用形象生动的多媒体课件,增强教学效果。课堂采用多媒体教学,课件做成中英文对照,大量使用形象化的图片帮助学生理解水管理的基本理论知识、基本原理和掌握知识要点。制作的每张幻灯片都凸现英文,以中文辅助,这样既考虑到英语好的同学又照顾到英语差的同学。授课内容通过各种图形、表格形象地表达出来,吸引同学们的注意力,提高同学们学习专业知识的兴趣,更重要的是将复杂的原理用简单的图形表达,易于学生理解和掌握,考试成绩显示大部分同学集中在良好水平以上。
2.广泛搜索当前国际学科研究的动态与趋势,选取恰当的知识材料作教材。采用德国成熟的城市水管理研究成果作教材,内容涉及到城市水资源管理体制、全社会各层次公民节水意识、生活节水器具技术、城市污水处理及回用、供水和排水水价体系、城市雨水利用等。课堂授课既有理论又有实际案例,课下结合我们教师开展的课题研究,提出几个专题让学生们讨论,要求学生用先进的城市水管理理念解决城市建设中出现的实际问题。通过国际先进理论与实际案例的结合,学生们从这些专业实践活动中掌握了德国城市雨水可持续管理的先进理念与技术内容。
3.丰富教学手段。双语教学应用的是国外最新水文学及水资源方面的研究资料,在使用多媒体教学的同时,适时插入相关专业视频,用以提高学生的学习兴趣,帮助学生透彻理解,有效地促进了教学内容的更新,增加了授课的信息量,随之教学质量也得到大幅度提高。
三、提高教师队伍的素质
1.积极参加国际学术会议,加强与国外科研合作。为更好地完成教学任务,课程组成员多次参加国内外举办的国际研讨会,时常关注国际研究动态。每位成员均有出国访学经历,与德国、澳大利亚、美国、南非等国家有科研合作,交流频繁,期间不断收集并掌握部分国外水文学及水资源领域的最新研究成果。
2.申请国外访学或研究,不断提高双语教学质量。课程组成员均有半年到一年时间的国外访学或研究经历,英语听、说、表达水平都较高,同时又有扎实的专业知识,能够在课堂中自如地运用两种语言把学科的基本概念、相关理论和学习重点讲解透彻,使学生能够较容易地接受、理解并运用所学内容。
3.采取“走出去”同时,更注重“引进来”。在学校和学院的支持下,连续三年聘请德国艾森大学的教授来校讲授住宅小区雨水收集利用课程内容,交流城市水管理的资料和经验,学习德国教授的课程设计和授课方法,通过同德国教授在课程教学与教材选编的交流与探讨,极大地提高了课程组教师的教学水平与教学效果。
四、科研课题与课程密切结合、相互促进
教学中,结合完成的“济南市地下水行动计划”课题以及国家自然基金项目“城市屋面雨水处理后回灌裂隙岩溶含水层试验研究”,以济南市为例,对城市水管理进行了多方面的深入拓展,为城市水管理课程的讲授增添了生动翔实的案例,使学生对课程的学习和理解更加容易,学习层次也进一步提高。结合我们科研实践活动,组织学生重点进行了以下两个方面的探讨。
1.水资源管理体制。水资源管理体制的合理与否直接影响到水资源管理的成效,我们国家的水资源管理体制在不断适应形势,及时做出调整。学生缺乏对社会的了解,对国内相关部门之间在管理上的利益争抢、问题扯皮和推委不理解。授课中,结合德国的城市水管理经验,以济南市为例,说明济南市也由过去“多龙治水”逐渐向水资源统一管理发展。城市水资源管理涉及水源、供水、输水、用水、排水过程。仅水源而言,济南市就有地下水、当地地表水和客水黄河水。地下水由自来水公司负责,企业自备井和人防坑道水、地表水由水利局管理;用水分为工业、农业、生活。过去城建、水利之间各管一块,无法实施统一管理,保泉供水目标很难达到。经过长期的整合,济南市已形成了合理的水资源管理运行体制。水源由水利局统管,成立了相应的公司:水源公司、水厂公司、用户公司,从体制上保证了多水源优化调度。学生的不解与困惑在讨论的不断深入中迎刃而解,培养了学生解决实际问题、开展创新与实践的能力。
2.供水排水水价体系。授课时结合科研中对济南市水价的调整研究,说明水价作为经济杠杆对节水的促进作用。济南市为了维持泉水喷涌,相继建设了两座引黄供水平原水库,投资巨大,由于当时所定的水价过低,导致工程长期欠债,影响了工程的运行。调整水价后,对企业用水和居民用水起到了较好的引导作用,同时供水工程正逐步走向良性循环。城市水管理课程紧密跟随新时期水价的巨大变化,理论与生产案例相结合,采用问题式教学方法,培养解决新时期工作中急需的水文及水资源工程专业工程师。
除此之外,授课中将研究成果的很多创新点,结合课程讲授给学生,学生愿意听,能感觉到自己所居住城市实际发生的水资源管理现状和问题,充分调动了同学们的兴趣和积极性,达到了非常好的教学效果。
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[关键词]城市道路,景观设计,雨水资源管理,发展实践
中图分类号:U41文献标识码: A
在快速的城镇化进程中,如果片面地追求城市建设的速度和效率,忽略对自然环境资源及其生态承载力的关注,就会导致一系列的城市生态环境问题。其中,水资源问题尤为敏感,如若处理不当就会导致水资源短缺,水环境污染,城市洪涝和地下水水位下降等问题,严重影响城市的健康发展。目前,城市水资源问题解决方案中最为生态、可持续以及易实施的手段是对城市雨水径流进行有效的管理,其针对的是不合理的城市开发形成的大量不渗透的硬化地面,因为这些硬化地面会在雨季产生大量携带污染物质的城市雨水径流,是带来种种水资源严重问题的根本元凶。
一、城市道路是城市雨水径流的重要载体
屋面、路面和绿地是城市主要的下垫面类型,其中,城市道路雨水径流量大,污染严重,是大多数流域径流增加,水环境污染的主要原因。城市道路渗透率低,直接与沟道系统链接,导致失去了天然的缓洪和净化能力,雨水携带着路面上的污染物质以最快速度流进城市道路边上的雨水管道,最后直接排入城市河流流向大海,造成严重的水资源损耗。对于水资源缺乏的城市,城市道路造成的雨水缺损问题更加严峻:大量通过道路流入下水管道的雨水白白流走,地下水无法进行补充,水循环系统失衡,造成生态系统紊乱,从而使得水资源缺乏的问题形成一个无法破解的恶性循环。因此,在城市道路这个城市雨水径流的重要载体的景观设计中融入生态和可持续的雨水资源管理策略具有重要的意义,不仅提供优美的道路绿化,提升城市的整体环境品质,更重要的是可以缓解雨水对城市的防洪排涝压力和对城市河流水环境质量的影响,同时补充地下水和增加水资源,形成健康的生态水循环系统。
二、传统城市道路景观设计的缺失――仅以美化环境为目的
传统的城市道路景观设计基本上是在市政道路与管网建设结束以后,进行植物绿化、功能布置和艺术装饰等设计工作,景观设计学科中的生态和可持续理念只能体现在树种的搭配与选择上。由于学科知识的差别,市政道路设计仅以标准、安全等有法可依的原则,着重以工程化方式解决雨水排放的问题;在雨水径流的处理上,利用道路坡度直接将道路上的雨水快速引导到就近的雨水口,汇入排水管道,以此方式完成基础设施的建设,忽略地面与地下土壤之间的联系。这样的工程操作程序使得景观设计工作没有机会去早期介入,只能在一个与自然过程割裂的场地上进行相应的绿化工作,难以做到和自然系统形成有机的联系。
因而,传统的道路景观设计未能够建立与市政建设的有效联系,未能将可以模拟自然过程的景观设计融入市政建设的考虑中,在城市道路均是标准的工程做法的大背景下,景观均是以美化环境,提供公共空间品质为目的。
三、可持续城市道路景观设计――雨水资源综合管理
上世纪九十年代末由美国马里兰州的乔治王子郡和西北地区的西雅图市、波特兰市共同提出了基于低影响开发( low impact development )设计理念的一种暴雨管理技术。其基本原理是在人工系统的开发建设活动中,尽最大可能减少对自然生态系统的冲击和破坏。正如前文提到的,道路是城市径流量最大的区域,将此理念运用到道路的系统设计上,从而得到了一个“绿色街道“的概念。其主要原理是模仿自然的方式管理和解决因为土里利用开发造成的雨水径流对环境的影响:使降水就地入渗,尽量多地进入自然水循环,以维持区域水文生态过程平衡。主要策略包括:绿色屋顶,可渗透铺装,种植边沟,种植槽和雨水花园等。
绿色街道雨水管理主要策略
类型 应用 原理
绿色屋顶 道路边上的结构的最上层部分 由多层结构组成,最上层低矮的植物利用叶子和根吸收最多70%以上落在屋顶上的雨水
雨水花园 吸收和回用雨水用于景观灌溉 在雨季引导并收集在雨水手机设施中用于旱季时的雨水灌溉,或者建筑内非饮用水的使用
可渗透铺地 在人行道和停车区域运用可渗透的混凝土,铺地或沥青 利用铺地里的空隙将雨水渗透进土壤
生物滞留池 不同类型的容纳雨水的空间,包括种植槽、树池和隔离带等 运用工程的或者改良后的土壤,增加雨水的渗透以及利用植物产生蒸发。在土壤条件不好的地方设置溢流系统
生态草沟 引导过滤和渗透雨水 通过边沟的植物减缓水流速度和过滤污染物质
雨水花园 可渗透铺地生态草沟
这些策略最后都将结合到景观设计当中,由景观设计师进行更加具体的工程处理和植物配置,通过不同类型的组合来实现对于雨水径流的有效管理。
四、可持续城市道路雨水资源管理实践情况:
4.1 美国的发展情况
美国第一条“真正”的绿色街道位于1990年马里兰州乔治王子县萨默塞特居住区,然后,美国特拉华州萨塞克斯县(Sussex County, Delaware)的精明增长与自然雨水管理行动计划
、加利福尼亚州圣马特奥县(San Mateo County, California)的绿色街道与停车场计划、北肯塔基州(Northern Kentucky)的社区绿色基础设施实施计划、明尼苏达州伯恩斯维尔市(Burnsville, Minnesota)的社区绿色街道项、洛杉矶奥若斯(Oros, Los Angeles
)的绿色街道项、俄勒冈州波特兰市(Portland, Oregon)的可持续性暴雨水管理计划等都涉及包括大量绿色街道设计建设的内容,其中尤其以俄勒冈州波特兰市的可持续性暴雨水管理计划的实施取得了杰出的成就,其西南12号大街(SW 12th Avenue)和东北锡斯基尤街(NE Siskiyou)绿色街道项目更是成为“以自然方法管理街道暴雨水”的示范性工程.
4.2 国内的发展情况:
在国内,雨水收集再利用的概念很早就被提出来,但更多处于概念介绍及推广阶段,而且更多基于绿色建筑层面上的考虑,而缺少在区域层面上系统管理这些雨水资源。比较能代表国内发展情况主要有两个项目:上海世博上南路和深圳光明新区低影响开发的市政道路。
(一)上海世博上南路整个项目规模较小,而且收集,过滤的是人行道及其周边广场的雨水,而对于主要机动车道上携带更多污染物的径流却不在设计的范围呢,因此可以看出在目前道路绿化的更新项目上,仍然无法突破传统种植池高于路面的局面。
(二)深圳光明新区的低影响开发实践,是从2004年提出概念到2011年政府批复其作为全国低冲击开发与水综合利用示范区,才开始了在市政道路上运用低冲击开发的理念。但是仍然比较保守,保留了传统的雨水排水管道,更多的原因是没有足够的信心预判是否安全可靠。
这两个项目分别只是上海和深圳的示范型项目,大部分新建项目依然是根据传统的设计分工由市政和景观分别完成,主要原因是国家尚未出台相应的设计要求。
4.3 国内的未来发展趋势
虽然在现行规划设计中并没有对城市地块雨水滞留,雨水净化等提出相应的要求,但是作为传统规划设计的补充,政府正在政策和经济等方面大力推广规划的低炭生态性。在低碳生态规划里的指标要求里,地块的雨水渗透率被要求达到一定的水平,并且落实到城市设计导则以及下一步的控规当中。因此,未来的城市开发建设就有了相应的法律依据来保证雨水资源的管理。另外,在较大尺度上,由于与市政管网协作的复杂性,政府已经开始考虑优先要求在独立的环境,洪涝较为严重的区域,例如学校等公共机构进一步推广雨水资源管理措施,然后逐步全市推广,使雨水资源管理成为今后规划的常规要求。到那时,城市道路景观设计将会全部与雨水资源管理结合,来保证城市建设以更加生态和可持续的方式发展。
五、结语
因此,在中国未来的旧城更新以及新城建设中,城市道路景观设计如何更好地服务于雨水资源的综合管理,从过去被动地将雨水快速导入防洪排涝设施当中转化为积极主动地科学合理利用,将会得到充分的实现。希望行政主管部门可以尽快运用法律、行政、经济、技术等手段,鼓励对雨水资源的开发、利用和保护等进行管理,可持续地满足社会经济发展和改善环境对水的需求。
参考文献:
[1]丁年,胡爱兵,任心欣.深圳市光明新区低影响开发市政道路解析[J].上海城市规划,2012年第06期.
[2]林选泉,刘月琴. 上海世博上南路之绿色街道[J].景观设计,2011.02.
关键词:用水管理;节约用水;水资源;概念;意义
中图分类号:S274 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2012)-09-0257-1
用水管理,是对用水活动的管理,用水管理的作用是有效地控制用水,实现合理用水,使有限的水资源尽可能最大限度地发挥综合效益。
1 用水管理的概念
我们所说的用水管理,是指国家通过法律所规定的各种措施和手段对使用水资源的活动进行管理。这些措施和手段一般包括厉行节约用水,实行计划用水,水量宏观调配,取水许可和有偿使用水的制度,以及妥善处理水事纠纷等。通过用水管理活动,保护公共的用水利益和用水者的合法权益,从而达到有效地控制用水,实现合理用水,使有限的水资源尽可能地满足社会各部门、各地区生活和经济发展的需要,最大限度地发挥水的综合效益。
用水管理与用水组成是密切相关的。按照不同的用水部门或主体来划分,用水组成包括工业用水、农业用水、城乡居民用水、水力发电用水、航运用水、渔业用水、防洪调节用水、以及水质净化、水上娱乐、冲淤排沙等等,这些用水部门在整个用水活动中的地位和作用是不一样的。根据最终使用水的地点不同,又可分为河内用水和河外用水。另外,按照是否消耗水资源还可分为消耗性用水和非消耗性用水。所谓消耗性用水是指在使用水资源的过程中需要消耗一定数量或质量的水的用水活动,如生活用水、农业用水、工业用水等,这些用水活动一般都需要通过修建工程设施,将水送到水域之外来完成,所以都属于河外用水。通常在开发利用水资源中所指的已开发利用的水量主要就是指河外用水的水量。消耗性用水一旦某部分水被某个部门用作消耗性用水,其他部门对这部分水就不能同时占有和使用。非消耗性用水是指那些在使用水资源的过程中,只利用水资源的某种特性或功能并不消耗水的数量和质量的用水活动,如航运、水力发电、竹木流放、渔业、冲淤排沙、水质净化及水上娱乐、体育用水等。这些用水活动一般都是直接在水域内进行(其中有些用水当然需要通过修建和使用水工程设施来完成),所以基本上属于河内用水。非消耗性用水一般没有在水量上的非同时占有和使用的问题,但是在水域面积的安排等方面也存在着合理调节使用的问题。一般说来,消耗性用水和河外用水是用水管理的重点,控制这些用水活动对节约用水,提高水资源的有效利用程度,缓解可利用水资源严重不足问题具有非常显著的作用。对河内用水的管理也是用水管理实行统一计划,全面管理的一个重要方面。
2 用水管理的意义
用水管理是水利工程管理活动的重要的内容之一。首先,可以缓解水资源的供需矛盾,使有限的可利用水资源发挥出最大效益。随着人口的增加,生活水平的提高,工农业生产的发展和各项建设规模的扩大,对水的需求量也在迅速地增长,而水作为动态资源是有限的,供水不足、缺水严重已深刻地影响着我国社会和经济的发展,用水不加以管理和制约,随意浪费,就会出现水源枯竭、湖泊干涸、下游断流、生态破坏等严重后果。其次,可以改善用水状况,提高我国的用水水平。同经济发达国家相比,我国水资源的利用水平比较低,用水定额高,用水效率低,水量浪费情况严重。在我国北方缺水地区,由于盲目地严重超采地下水,造成地下水位大幅度下降,其中很多地方即使在丰水年,地下水资源的贮藏量也难以恢复。另外,随着工农业生产的发展,人口的增加及城镇规模的扩大,水污染情况相当严重。要解决这些问题,就必须加强用水管理,提高用水水平。再者,可以协调各用水部门之间及种用水活动之间的矛盾,合理安排水量的分配、径流的调蓄等。总之,通过用水管理,使用水活动法制化、科学化和合理化,对满足人民生活用水的需求和可持续发展具有现实和深远的意义。
3 节约用水管理
节约用水的核心是经济合理地提高水的利用率。包含节省用水和合理用水两层意思。
在农业用水方面,应当视各地的不同情况,采取诸如加强水土保持和水源林的建设,涵养水分,减少水量蒸发和渗漏流失,增加耕地的保墒能力;调整种植业的结构,有效利用降水发展旱作农业;加强现有灌区的技术改造,采取改进灌溉制度,减少灌溉次数,改革灌水技术,推行喷灌、滴灌等节水灌溉方法来节约用水。农业用水在我国占据着最大的用水比重,农业节水是全面节水的重点。
在工业用水方面,应当视本地区、本单位的具体情况,根据水资源条件逐步调整工业布局,就水建厂;新建、扩建和改建的工程项目,应当配套建设节约用水设施,建立健全用水单耗考核制度,控制用水标准;改进生产工艺,改造耗水多的设备,实行一水多用和循环使用,提高水的重复利用率。工业用水的比重居第二位,而且用水比较集中、稳定,易于控制和监督,尤其是在目前用水水平较低的情况下,随着节水新技术的推广应用,工业节水大有可为。
在生活用水方面,随着城市规模的不断扩大,人民生活水平的日益提高,尤其是大量农村人口进入城镇,以及随着供水设施的不断完善,大量的农村生活用水城市化,生活用水的比重将有较大增加,所以必须大力提倡节约用水。在生活用水方面,可以采取诸如按户安装水表,并推行定量供水,超标准累时计征消费的制度;改进生活用水设备,研制新的节水器具,在有条件的地方推广中水道系统等节水措施。