水文水资源论文大全11篇

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一是常规水污染监测。通常情况下，当水体遭受污染时，其本身的颜色、透明度、密度以及温度等指标均会发生一定程度的变化，由此会直接导致水体反射率变化，这种变化在遥感图像上会呈现出形态、色调、纹理以及灰阶等特征的差别。为此，可以应用遥感图像对水体污染源、污染范围、浓度、面积等进行识别，同时借助遥感数据还能对水体污染进行跟踪监测。当水体出现热污染时，受污染区域内的水温会高于其它水体，此时，可应用热红外影像对水体温度进行反演，借此来识别污染源、范围、面积等信息，进而监测污染情况。二是突发性水污染监测。目前，很多流域的水资源常常会出现突发性水污染问题，为确保饮用水安全，可在突发性水污染出现后，利用小型飞机或是卫星等遥感影像数据，对污染过程进行追踪，为污染物拦截排放方案的制定提供依据。

1.2RS技术在水文水资源调查中的应用

（1）降水量监测。通过遥感资料能够获取降水的空间分布特征，这种方法适用于一些雨量监测站或是雷达观测站比较稀少的地区。目前，可用于估算降水量的遥感信息源主要包括雷达、气象卫星以及航空飞机等等，其中雷达常被用于短时期局部地方价降雨量的预测预报，而气象卫星则可对大范围降雨进行估算。雷达是微波遥感的重要组成部分之一，其主要是利用大气层中的降水粒子对电磁波的吸收与散射作用，再通过对回波信号的处理，从而确定出降水粒子的后向散射能量，最后借助计算机便可计算出实时降雨量。在某些特殊的情况下，雷达很难对数据进行有效数据，如云层较厚，此时可将雷达与卫星两种测量方法进行结合，由此便可对降雨量进行测定。

（2）蒸发量监测。这是一种借助物理方法对地表能量与质量转化进行勘测的手段。近年来，随着RS技术在水文水资源领域中的广泛应用，使得蒸发量的估算日趋成熟。在对蒸发量进行计算的过程中，可借助全遥感信息模型。例如，在对某水域的水资源进行调查中，可以利用ERDASIMAGINE8.7系统中的几何计算模型，确定检查点的误差，并借助野外采点数据，在地图上选点后，用数字化仪对控制点坐标进行采集。

（3）地下水观测。在水位勘测的过程中，地下水观测是一个相对比较复杂的环节，由于各种因素的影响，观测数据结果的准确性不高。而RS技术的出现使这一问题获得了有效解决，应用该技术可通过对地表植被和地形地貌等特征，间接获得地下水的勘测数据。虽然采用RS技术对地下水进行勘测时，无法直接观测到地下水，但是地下水反映在地表植被上的信息却能够借助遥感图像进行破译，由此便可获得相应的水文信息。

1.3RS技术在洪涝灾害评估中的应用

洪涝灾害是自然灾害中波及范围较广、危害性较大的灾害之一，由此造成的直接和间接损失非常巨大。应用RS技术能够对洪涝灾害进行实时动态监测，从而可以准确确定出洪水的淹没范围和面积，为灾害的控制工作提供了可靠的依据。随着RS技术的不断完善以及新数据源的出现，使该技术在洪涝灾害监测方面取得了一些进展。如有些业内人士应用RS与GIS技术，并以Radarsat影像为数据源，对我国淮河水情进行了实时监测，在较短的时间内对内涝区和淹没区的灾情进行了评估。

1.4RS技术在土壤水分及旱情监测中的应用

所谓的土壤水分具体是指土壤自身的湿度或是土体当中的含水量，它是地表水与地下水的连接纽带，一旦土壤水分大量流失，便会引起干旱。现阶段，很多专家学者都将研究的重点放在了RS技术在土壤水分与旱情监测中的应用上，并提出了多种土壤水分的监测方法，依据遥感光谱波段，可将监测方法分为两大类：

（1）光学遥感。主要是指利用可见光、近红外、热红外对土壤水分进行监测。此类监测方法的算法较多，常用且比较成熟的有热惯量法、植被指数法、作物缺水指数法等等。

（2）微波遥感。由于微波本身对云层具有较强的穿透力，并且不会受到光照条件的限制，最为重要的是长波段的微波可以穿透植被并对土壤有一定的穿透能力。所以，可利用微波遥感对土壤水分进行监测。在实际应用中，微波遥感分为两种方式，一种是被动式，即通过微波辐射计获取土壤的亮温温度，在借助相应的模型反演土壤水分；另一种是主动式，即借助土壤本身的介点特性与含水量的关系对土壤水分进行监测。

1.5RS技术在水域解译中的应用

为水域解译的具体流程。由于水资源本身具有低反射率与较强的红外波谱吸收特性，故此在遥感卫星影像当中，其特征更加明显。表物解译结果。

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二、开展全民科教认知教育，加强水资源及生态环境的保护

我市不仅水资源匮乏，水污染现象也及其严峻。在2013和2014年中国30个省份生态文明水平排名中，河北省连续排名位居最后，具体到城市，2007年度衡水市废污水排放总量为1．03亿吨。域内河流监测断面水质级别均为严重污染，没有任何利用价值;衡水湖洼内为轻污染，衡水湖冀州为中污染，衡水湖水库为重污染。地表水污染呈逐年加重趋势。衡水市、沧州市等全国6城市因水环境功能区水质达标率较低被国家环保部曝光批评。2008年度全市地表水质总体为重度污染，重污染河段是100%;衡水湖在河北省14个生活用水水源地(湖库)中，水质综合情况倒数第一。造成水质污染的主要原因有:一、工业污染。工业废水和生活污水通过渗坑、渗井渗入地下，是造成地下水中亚硝酸盐氮、氨氮、高锰酸盐指数超标的重要原因。二、农业面源污染。农业种植长期大量农药、化肥的施打使得残留物质经灌溉水或大气水的淋浇而渗入地下，造成地下水水质污染。三、工业废渣、生活垃圾等经处理堆放，降雨后有害物质带入地下;生活污水中含合成洗涤剂量大等，这些是造成水污染的重要途径。

三、水文化教育常驻学校，培养具有爱水意识的下一代

小到幼儿园的孩子，大到大学生，都应开展水文化教育。孩子是祖国未来的创造者，从娃娃抓起，教育下一代具有节水爱水意识，是保障水文化传承的关键。学生是最容易接受美好事物的，也不会受利益的影响。一旦在孩子从头脑中扎下根深蒂固的水文化，就会不自觉地从行为上惜水爱水。水文化校园教育可分为课上和课外两方面。一、课上:不同的课程都可以融入水文化教育。如:思想品德课讲节约水资源，语文课引导孩子写爱水的文章，生活与劳动课和孩子一起探讨费水再利用方法，美术课和学生用绘画语言表达爱水的情感，常识课根据水的专题进行爱水教育和行动宣传等;二、课外:开展丰富多彩的爱水活动，节水小调查、爱水标语设计、爱水自编报、黑板报评比等。大学生可开展更有深度的考察水利工程、开展水利调查、参观水利景观、采访水利名人等社会实践活动。

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1.1水资源基本情况

根据山西省吕梁市第二次水资源评价成果,汾阳市1956~2000年多年平均水资源总量为9838万m3,其中河川径流量为2890万m3,降雨入渗补给量8478万m3,河川基流量为1530万m3。地下水资源量1956~2000年多年平均9587万m3,其中平原区7404万m3,山丘区5491万m3,降雨入渗补给量8478万m3,重复量4418万m3[1]。

汾阳市水资源可利用量:河川径流可利用量为1439万m3,地下水可开采量为7383万m3,(其中平原区盆地孔隙水4787万m3,岩溶水2500万m3,山丘区空隙裂隙水96万m3),重复计算量为4016万m3,水资源可利用总量为4806万m3,可利用率为48.9%[1]。

1.2水资源特征

由于汾阳市所处的特定水文地质环境,水资源具有以下特点:

1.2.1水资源总量偏少,人均、亩均占有水量偏低,供需矛盾突出

山西省水资源人均、亩均占有水量分别为381m3/人、180m3/亩远远低于全国平均水平的2200m3/人、1700m3/亩。论文而汾阳市人均水资源占有量239m3,不足全省均占有量的63%,亩均占有水资源量为150m3/亩,不足全省的83%。可见该市水资源总量的不足,与用水量日益增长需求的突出矛盾。

1.2.2径流量年内年际变化显著,开发利用难度较大全市多年平均降水467.2mm。年际降水非常集中,主要在汛期7月、8月,占到年降水的50%~80%。各水系分区径流的年际变化大,丰枯年水量相差悬殊,极值比在2.3~39.3之间。各河流经常出现2~3年的连丰期和连枯期,3~5年的连枯期时有发生。这给地表水的开发利用带来了很大的困难。

1.2.3河流水质污染严重,盆地平原地区生态环境恶化全市河流山区地段水质尚好。但山区径流被水库拦蓄后,大量被引用为灌溉水源,为土壤和农作物的蒸散发所消耗。另一部分山区来水被作为工业和城市的水源,使用后成为废污水又重新排入河道。由于上游来水减少,河水稀释能力低,大部分废污水超过排放标准又未经处理直接排入河道,因此城市下游的河道水质污染较为严重。污染物质在盆地平原区集聚,致使盆地河流生态失去平衡。

1.3水资源开发利用现状

汾阳市2007年总用水量6581.5万m3,其中农业灌溉用水4343万m3,占到总用水量66.0%,工业用水1137万m3,占总用水量17.3%,城镇用水432万m3,占总用水量6.6%。农村人蓄用水581.5万m3,占总用水量8.8%,林牧渔业88万m3,占总用水量1.3%。

2水资源开发利用中存在的问题

2.1部分地区地下水过量开采

从文水县城西边山,沿边山倾斜平原,经汾阳县杏花洪积扇,至汾阳城关镇栗家庄一带,其中包括了汾阳市城区,基本沿山前地带长条形分布,总面积133.4km2。其中汾阳界内面积103km2,多年平均水位下降1.11m,极点累积水位下降53m,现状地下水位埋深1.8~117m。且呈现出水位逐年下降,水泵扬程逐年加大的趋势。

2.2特殊年份河川基流减少严重

汾阳市干旱年份较多,如遇到连续干旱年份,河川基流减少十分严重。根据汾阳市1991~2000年段的统计资料知道,汾阳市的降雨量和多年平均降水量相比偏枯,偏枯19.2%。这使汾阳市河川基流减少十分严重,严重制约经济发展和人民生活。

2.3地下水水质状况不容乐观

近年来,汾阳市工农业及城市人口发展迅猛,污染源与日俱增,未经处理的污染物直接和间接入渗地下。不同程度地污染了地下水源。

水污染加剧了水资源危机。随着经济的发展,工业也迅速发展且向环境排放大量废水、废气、废渣的污染型工业结构。其工业废水大部分未经处理就直接排入水体或用于农业灌溉渗入地下,造成河流水和地下水污染,水质状况不断恶化,并有向农村蔓延的趋势,由局部向纵深发展,加剧了当前水资源的供需矛盾,极大地影响了该地水资源的可持续利用。

3对策研究

3.1加强供水水源工程建设

由于区域内农业、工业需水量大,水资源十分紧缺,因此必须有计划地兴建蓄水、引水、调水工程,做好原有工程的配套和更新改造同时增加新的供水水源工程,确保水源工程建设与工农业发展的同步。

3.2建立节水型社会,实现水资源的高效利用

以人均500m3/天的实现现代化最低用水量标准计算,2015年汾阳需水量将达到2.17亿m3,远远超过了水资源可利用量和可供给量,因此必须采取以下措施:①发展节水灌溉,减少农业用水量。根据作物生长期按需要用水;防止大水漫灌,推广渠道防渗、使用喷灌和滴灌等节水灌溉技术;充分利用雨水资源发展雨养农业或旱作技术推广需水少的旱作农作物品种。②发展工业节水,提高工业用水的重复利用率。改变耗水型工艺,少用水或不用水;回收废水再利用;③在城市生活用水中,广泛采用各种节水设施。

3.3加强水环境保护,实现污水资源化

水环境恶化加剧了汾阳市水资源缺乏的矛盾,增强水环境的保护力度,实现污水资源化是解决汾阳水资源问题的一项重要措施,应采取:①强化控制地下水开采。通过法律、经济等措施强化人们的节水意识,限制地下水的无计划开采与超采,并通过人工补给控制超采区地下水位的下降。②防治水资源污染,实现污水资源化。必须大力加强普法教育宣传,增强广大人民法治观念和保护水环境意识,提高对水环境恶化危害的认识。对那些污染严重,又治理无效的企业坚决取缔,绝不让继续污染水资源。从供水、排水、水处理诸方面协调解决水污染问题,把处理后的污水作为工农业供水水源,缓减水资源供需矛盾。

3.4合理调整产业结构和工业布局

把逐步降低超重型工业结构比例,提高轻型工业结构份额作为发展工业的一个重要原则,严格控制耗水大、污染重的企业的发展。在调整产业结构的同时,就水建厂,调整工业布局,合理调整和控制地下水局布超采区工业的发展,使工业布局向地下水相对富足的地区转移,以减轻供水压力。

3.5水量水质同时抓,加强水资源保护

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薛城区属淮河流域湖东京杭大运河水系，区内大小河流共17条，多发源于山丘地带，均属季节性河流，自东向西，自北向南分别注入京杭大运河和微山湖。区内主要河道为薛城大沙河、周营沙河以及位于常庄、沙沟、周营等镇内的小河流。

全区面积506平方公里，辖六镇一街，361个行政村，至2002年底，总人口达44.91万人,其中薛城南部地区主要包括沙沟镇和周营镇，人口18万人，占全区总人口的40%，共有耕地20万亩，约占全区耕地面积的58%，而水资源量仅占全区水资源总量的24%，水资源的贫乏严重制约当地经济的可持续发展，水资源资源的可持续利用。2.水资源状况

南部地区河流主要有周营沙河以及位于常庄、沙沟、周营等镇内的小河流，发源于山丘地带，均属季节性河流，自东向西，自北向南分别注入京杭大运河和微山湖。该区域无大中型水库，50年代后期先后兴建了小营、南常三村、九队等5座小型水库，塘坝110座，总有效蓄水能力为300万立方米。2.1地下水

薛城南部区域地质属薛南变质岩区，总面积217平方公里，占全区总面积的43％，区域内隐伏着太古界片麻岩，花岗片麻岩，地下水赋存于风化裂隙中，岩层风化深度较浅，贮水条件较差，水量很小，单位涌水量小于10m3/d。地下水主要为附近农村生活及生产用水，对工农业取水无集中开采价值。

参考2001年枣庄市水资源试验站提交的《枣庄市地下水资源评价报告》和1997年省水利厅科教处组织专家评审验收的《山东省枣庄市薛城区地下水规划管理研究》成果有关成果数据：薛城区多年平均地下水资源量9000万立方米，其中薛城南部地区1350万立方米，可开采量仅700万立方米。

根据枣庄市历年地下水资源量计算成果，统计为地下水资源量丰水年份有15年，平水年份有16年，枯水年份有13年(特枯年份有6年)。2.2地表水

依据1993年《薛城区水资源长期供求计划编制》以及枣庄水文水资源勘测局2001提交的《枣庄市地表水资源分析评价报告》有关成果数据：薛城南部地区多年平均降雨量803.7mm，多年平均降水总量为1.75亿立方米；薛城南部地区多年净流量4375万立方米，其中周营大沙河年净流量2160万立方米。

根据统计资料，薛城区1956～1999多年平均径流量为1.104亿立米，折合径流深230毫米，其中周营大沙河年径流深为217.1毫米，多年平均径流量为1800万立方米。2.3水资源特点

一、降水特征：薛城南部区域降水量具有以下特征。

1、降水季节变化大。年降水量的70～80％，集中在汛期6～9月，且7、8月份降水量又占全年降水量50％左右。

2、降水量年际变化大，存在着丰枯交替，连枯、连丰的现象。

二、地表径流特征：地表径流在地域时空分布的特点，总趋势同年降水量基本一致。

1、区域分布不均匀，山区为高径流区，平原区为低径流区。

2、季节变化大，径流量年内变化剧烈。汛期暴雨产生洪水，发生洪涝灾害，枯季径流量小，时常发生河道干涸，水源十分不足现象。

3、年际变化大，丰枯交替，连丰和连枯水的情况经常发生。

三、地表水资源特点：由于汛期降水集中，造成地表径流量可利用率较低，流失量大，尽管兴建了一批拦蓄工程，但拦蓄量不足地表径流量的10％，存在一定的开发潜力。

四、旱涝灾害频繁：由于降水特征季节性强，年内、年际变化大，地域分布不均，年内变化反映夏多冬少，秋多春少；年际变化反映偏旱年多于丰水年，旱多于涝。据史料记载，大面积洪涝灾害平均5年一次。干旱危害经常发生，其中春旱危害面积大，持续时间长，给农业生产、人畜用水造成困难，2002年干旱造成该区域内大面积粮食减产，严重区域出现绝产现象。2.4水资源总量

南部地区平均年径流总量为3430万立方米，其中地表水资源量为2730万立方米，地下水资源量为700万立方米。由于径流主要由降水形成，因此径流变化特征与降水相似，汛期来量集中，约占全年的58.2％，拦蓄工程少，造成径流大量流失，容易发生洪涝灾害。

随着人口增长和社会经济的发展，薛城区南部水资源短缺问题，将使工农业用水更加紧张，将严重制约南部区域经济的可持续发展。3.存在的问题

由于薛城南部所处的地理位置，降水年际、年内分布极不均匀，经常出现旱涝灾害同地持续发生。汛期面临洪涝灾害严重，旱季又面临水资源紧缺的问题。近几年连续干旱，造成薛城南部地区严重缺水，绝大部分河道断流、水库塘坝干涸，大面积粮食作物因缺水减产、甚至绝收，严重影响了南部地区群众的生产、生活。从长远的角度看，随着城市的发展，缺水问题将更为严重。为此，我们必须根据薛城南部地区的实际情况，防汛与抗旱、拦蓄与防洪相结合，正确处理经济发展与水资源的关系，在跨流域调水工程没有建设配套前，充分利用洪水资源缓解缺水问题成为可能和必要。4.利用洪水资源的措施4.1进一步扩大控制洪水的能力

薛城南部地区是我区旱灾高发地区，水资源人均占有量约占全区的24％，年降雨量的60%左右集中在汛期两三个月，洪水峰高量大，特别是较集中的几场大雨的洪水流量甚至高达40%～60%。目前所建设的拦蓄工程只能控制年总径流量的10%，洪水控制能力很低，致使大量的洪水资源得不到利用而白白流失。由于没有拦蓄，大量洪水短时间内排走，洪水过后，随之而来的便是干旱。为此，解决缺水问题，首先要对现有水库进行加固处理，在保证水库运行安全和来水量充足的前提下，进行必要的扩容，增加现有水库塘坝的拦蓄水能力，经薛城区水务局统计、分析、论证南常系列水库有较大扩容的潜力，其中小营水库扩容能力最大，可增加兴利库容46万立方米；其次，在拦蓄条件好的区域新建拦蓄洪水工程，特别是在沙沟南常山区丘陵区域内，新建一些小水库、小塘坝，进一步增强控制洪水和利用洪水资源的能力。

在进行拦蓄洪水的同时要建立健全水库、塘坝等拦蓄工程洪水调度机制。目前薛城区已建立自动化量雨系统，但是还不是全面自动化雨情雨量监控，随着经济的发展、科学的进步，薛城区防汛指挥系统的将逐步建立并完善水库、塘坝等拦蓄工程的自动监测，不断提高水利工程拦蓄洪水的能力。因此，我们要根据实际情况，进一步建设水库、塘坝洪水自动化监测调度工程，最大限度地发挥水库、塘坝的拦洪、蓄水、供水作用，科学调度，减少资源浪费。4.2充分发挥河道蓄洪作用

薛城区南部多年平均降雨量为804毫米，其中夏季占59.2％，薛城南部地区大小河流年总径流量约3430万立方米，其中汛期洪水总量约占河流总径流量的60%。区域内河流一般源短流急，河道有水期往往集中在汛期某个洪水过程，如果不抓紧拦蓄洪水，一场洪水短短几天就流走，因此，要充分发挥河道天然蓄滞洪水的作用。目前国内外许多地区对河道进行多级开发，修建多级拦河坝，一方面利用河道拦蓄洪水，减少下游防洪压力；另一方面充分利用洪水资源，改善周边环境，增长洪水与地面的接触时间，增加地下水的补给。周营大沙河是南部最大的河流，多年评价径流量1800万立方米，除上游有小型水库1座外，基本没有拦蓄工程，河水利用率不足5％，开发的潜力很大，如果拦蓄量达到20％，通过灌溉工程配套建设，可改善灌溉面积1.5万亩，有效改善沿河两岸的水利条件，缓解用水紧张的局面，减少引湖灌溉的费用。根据周营大沙河的长期规划治理方案，该河道经综合治理后拦蓄量将达到40％，可有效的改善河道沿岸水环境，缓解严重缺水的局面。山东省胶东地区连续两年严重干旱，河道拦洪工程发挥很大作用，威海、烟台两地拦河坝共拦蓄洪水约1000万立方米，使胶东地区缺水紧张局面得到缓解。这些成功拦蓄洪水的例子为薛城南部的水资源提供发展模式，使拦蓄汛期洪水资源缓解薛城南部缺水问题成为可能和趋势。4.3建立水资源价格机制

水作为重要的生产资料，与原料、工具有同等的意义，都是商品，应具有其本身的价值。在市场经济杠杆调节作用和国家宏观调控下，充分发挥水价格的配置资源的功能，合理调整产业结构，制订水资源的价格政策。

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二.问题的分析

2.1关于背景的分析

我国是一个水资源短缺且分布很不均匀，南方地区水资源较为丰富，占到全国的80%以上，而处于干旱半干旱的北方地区，水资源十分匮乏，许多学者调研提出要彻底解决中国北方水资源短缺的问题，不需采取跨流域调水，即“南水北调，南水北调工程2002年末正式动工，此举将极大化解北方城市的供水压力，在为工业服务业提供水资源的同时，也将大大提高居民的生活和城市环境，它不仅可以长生巨大的经济效益，而且其长远的社会和生态效益更无法估量。

2.2问题一分析

要综合考虑各种情况，给出2010年每个城市的调水分配指标，使得各城市的总用水量情况尽量均衡，我们考虑让每个城市都能供上足够的水，首先假设110吨全部用来解决这20个城市的用水问题（其中包括生活用水，工业用水及其服务业用水），“尽量均衡”的意思就是说让更需要水的城市多得到供水。由此为了更好的分配110吨水资源我们分别预测2010年的人口，工业情况以及服务业情况，再假设人均生活用水量，万元，服务业用水，万元工业增加值用水，均保持不变，即可预测生活用水，工业用水及其服务业用水的情况，再根据相加求和即可得到该城市总用水量，再根据求权重依次分配。

2.3问题二分析

由于各城市的基本状况和自然条件不同，对相同的供水量所产生的经济效益不同，从经济效益的角度，要注意到，每个城市的工业和综合服务业的发展受产业规模的限制，不可能在短时间内无限制的增长这一特点，我们采用logstic模型进行分析。工业产值及其服务业均可用灰色系统模型进行预测。

三.模型的建立

3.1预测2010年人口的模型

3.1.1模型的假设

1）假设各个城市人口自然增长率保持不变。

2）假设个个城市间人口数相对平衡，相互独立，互不影响。

3.1.2符号说明

1）x（t）为第t年某个城市的人口数

2)r（x）为自然增长率，是自然资源和环境条件所能容纳的最大人口数量。

3.1.3模型的建立

于是有：

（1）

对的一个最简单的假定是，设为的线性函数，即

（2）

设自然资源和环境条件所能容纳的最大人口数量，当时人口不再增长，即增长率，代入（2-2）式得，于是（2-2）式为

（3）

将（2-3）代入方程（2-1）得：

（4）

解方程（2-4）可得：

（5）

3.1.4模型的求解

为了对以后一定时期内的世界人口数做出预测，我们首先根据所给的数据依次求的全部城市的人口数。记为x=x（i，t）为第i个城市在第t年的人口。

将2000年看成初始时刻即，则2001为，以次类推，以2010年为t=10作为终时刻。用函数（5）对表3.1.1中的数据进行非线性拟合，运用Matlab编程得到相关的参数，可以算出可决系数（可决系数是判别曲线拟合效果的一个指标）：

3.2预测2010年工业总产值和服务业总产值的logstic模型

3.2.1模型假设

1）工业产值和服务业产值也按logistic模型增长。（经过大量的资料证明工业产值和服务业产值的增长率在前面是逐渐的变大，后逐渐变小这符合logstic模型的增长趋势。）

3.2.3模型的建立

把上面第i个城市第t年的工业产值和服务业产值分别记为I(i，t){industry}S（i，t）[],则把第i个城市的人口增长模型中的x（t）改写成工业总产值和服务业总产值的logstic模型。

3.3综合调水问题

3.3.1模型的假设

1）个城市之间相互独立互不影响。

2)假设个城市人口，工业产值，服务业产值增长率保持不变。人口用水量不随时间变化，工业万元增长用水不变和服务业万元用水不变。

3）水只能一次性利用，不考虑循环利用。

4）个城市都处于缺水状态，都从外地调水，之间并不存在互不调水的问题。

3.3.2符号约定

3.3.3模型一的建立

为了使最大限度的使该地区的经济达到快速发展即

已知生活用水，工业用水以及服务业用水分配时所占的比例0.4，0.38，0.22

所以得

我们将人的生活用水按个城市所占人口平均分配，即

设人均产值为k则

（其中x为工业产值，y为综合服务业产值，rwei人口数）

设第i个城市的人均产值增加为

则

令为第i个城市在第n年的人均产值

（式中的n不是次方，而是第n年的含义）

设c为贫富差距，（一常数）为起初的贫富差距

贫富差距C定义为

为了不使贫富差距拉大我们要求

则得到一个规划问题

目标函数：

然而，我们考虑到居民日常生活用水，工业用水以及综合服务业对水的污染程度有所不同，我们的出了第二个模型如下

3.3.4模型二的建立

三者对单位体积的水所带来的污染程度（污染后单位体积的水的净化费用）分别记为，则总的污染损失

第i个城市的总污染程度记为则

目标函数则为

即

设（其中除去污染因素损失的净经济效益）

则优化模型改写为

四.模型的求解

4.1生活用水的分配

生活用水我们按人数平均分配已知生活水的比例0.40，则

根据得出下表如下：

五.模型检验及其结果分析

5.1模型的检验

随着时间的增长我们发现人均产值在变小，人民生活用水质量不会差异很多，贫富差距会越来越小。

5.2模型结果分析

结果较为准确，到2010年20个城市工业调水最多的是第20个城市

六.模型优缺点分析

6.1模型的及其不足之处之处

模型一中按城市人口平均分配生活用水，虽然有所不足，但是能化简问题，使问题得到了很好的解决。

模型一可以看成模型二的特例，当很小时，可以忽略。的值要具体分析应用，由于地域不同可能会不一样。

模型没有考虑增速变化的情况，而且没有考虑水资源的循环利用问题，在全国实行科学发展观的今天我相信的值会越来越小。

6.2模型的优点

1）用logstic模型人口，预测工业和服务业较为准确，因为增长率按照时间在降低，就像美国的经济一样，总有一天会出现停滞状态，也就是说增长了最后会变成0，但是不是说绝对的这只是一个阶段的变化而已。

2）本模型考虑了环境污染的问题，用单位体积净化的成本来表述污染的程度，此处为本模型创新之处。

七.模型的改进

7.1关于2010年个数据的预测

可以用灰色系来预测2010年的工业产值及其综合服务业总产值，由于计算复杂所以采用简单的logstic预测。

7.2关于线性规划模型

计算过程中遇到了的的大小，可已经一步修正。

7.3运算运用矩阵

可以用matlab7.0直接求出二十个城市的情况。

参考文献

[1]姜启源等，数学建模（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2003

[2]郑錬，当代数学若干理论和方法[M].上海：华东理工大学出版社2002

[3]中国水利资源公报2009./WaterRes/2009

[4]刘昌明，21实际中国水文科学研究的新问题新技术和新方法[M]，2004

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1．2方案设定考虑三条线路的可供水覆盖范围以及上线工程的实施难度，本次规划采用两种方案组合，即方案一:当地水+上线+中线+下线;方案二:当地水+中线+下线。

2水资源配置模型建立

2．1水资源系统概化根据邯郸市西部地区水系、工程用水户供水关系、拟定调水方案等建立水资源系统网络关系图(图1)。以系统网络关系图为基础构建水资源配置模型，并对相关参数以现状数据信息资料进行校验后开展规划水平年的配置计算分析。

2．2模型构建通过建立以基本计算单元水资源供用水平衡方程、水利工程供水平衡方程以及各类约束方程，以供水系统总缺水量最小为目标函数构成数学规划模型。(1)目标函数目标函数以区域供水系统总缺水量最小为目标。

3配置结果分析及方案选择

3．1水资源配置结果分析利用所构建的水资源配置模型及系统控制规则，对邯郸市西部山区各行政区计算单元进行长系列逐月调节计算，分别得到方案一和方案二2020年规划水平年不同保证率情况下的水资源配置结果，详见表1。丰水年(P=25%)邯郸市西部山区降水丰沛且入境水量偏多，区域整体不缺水，只在个别山势较高地区由于地下水埋藏较深、不便开发而缺水;但在枯水年(P=75%)、特枯水年(P=95%)伴随降水和入境水量的减少，区域呈现缺水，其中武安市缺水量最大，缺水率超过30%。

3．2工程布局与供水总量控制(1)方案一。上线只涉及到方案一，规划上线自山西左权建设中的泽城西安水利工程进行调水，新开挖隧洞自泽城西安水利工程水电站尾水渠出口处开始，向东南沿直线至青塔水库上游河道末端的龙洞村，再折向东至车谷水库，引水入青塔水库和车谷水库，其中青塔水库做为备用的调蓄水源。根据泽城西安水利工程下泻水量和下游用水现状，上线工程引水规模为2．5m3/s。方案一中线以漳河上拟建的贾家庄水库为水源地，采用泵站提水，经漳北渠干渠对涉县进行供水，漳北渠引水规模为1．1m3/s。下线自跃峰渠渠首进行调水，首先经过跃峰渠干渠向峰峰矿区供水，然后再经二分干和跃峰渠入大洺远水库，经水库调蓄后向武安市进行供水。跃峰渠入大洺远水库引水工程规模为3m3/s。(2)方案二。方案二中线以漳河上拟建的贾家庄水库为水源地，采用泵站提水，先经漳北渠向涉县供水，然后经十五里洞和规划供水工程，引水入固镇水库和夏庄水库，经两水库调蓄后，再向武安市进行供水，漳北渠引水规模为1．9m3/s，十五里洞引水规模为0．7m3/s。下线同方案一。

3．3工程投资估算针对受水区水资源配置方案，从蓄水工程、调水工程及配套工程等方面，根据工程现状和现场调查，并参照已建同类工程投资指标，分别估算方案一和方案二的工程总投资。经估算方案一、方案二工程总投资分别为23．99亿元、22．77亿元，投资估算详见表2、表3。

3．4方案选择对方案一、方案二水资源配置成果、工程布局与供水总量控制、工程投资估算对比分析。方案一供水范围大，其中上线引水通过两座中型水库调节，供水范围可以控制武安市主要工业用水户，但方案一投资大，工程施工难度大，同时调水牵涉到山西省、河北省、海委漳河上游管理局等单位，协调难度大;方案二较方案一供水范围偏小，可以满足西部区域部分工业用水户用水，但方案二较方案一投资省，调水全部在邯郸市内完成，协调容易，利于工程尽早开工建设。综合考虑方案一和方案二的优劣，最终选择方案二为邯郸市西部水资源配置方案(见表4)。方案二在充分利用当地水的基础上，通过中线和下线分别向邯郸市西部地区调水，共需修建蓄、引、提、调水工程多处，包括兴建贾家庄水库、新建提水泵站、漳北渠渠道整治工程、十五里洞出口至南名河管道工程、跃峰渠渠道整治工程等，工程总投资为22．77亿元。工程调水可以缓解西部缺水状况，可以保证邯郸市西部地区涉县、峰峰、磁县丰、平、枯水年不缺水，特枯水年缺水程度低于20%。但对于武安市，由于区域现状用水缺口过大，方案二调水只是起到了缓解缺水的作用，武安市除了丰水年缺水率为9．2%，平、枯、特枯水年缺水率均超过20%。

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2完善水资源管理制度创新的法制建设

在进行水资源管理制度创新的过程中，必须加强对相关法律体系的建设，加快水资源管理制度的法制化进程。提高政府和水利部门管理人员的法律意识，增强其法律意识和法治思维能力，使水资源管理制度创新能够有法可依，使创新制度的执行力得到大幅度的提升。水资源管理制度创新需要提高社会参与度，在市场经济的调节作用之下，对水资源进行优化配置，提高水资源的利用效率，使水资源管理朝着市场经济方向发展。广泛的社会参与可以使水资源管理制度的创新得到更加全面的落实，提高全民的节水意识和水资源保护意识，使水资源管理成为全民的责任。

3对监督体系和考核制度进行创新

水资源管理制度的创新需要建立全新的监督体系和考核制度，全面、科学、系统地对水资源管理工作进行监督和考核，并制定相应的奖惩制度，有效激励水资源管理工作的实施和节水工作的开展。创新的监督体系需要对水资源管理的各项管理制度进行监督，通过不同的监督形式，对不同领域的水资源管理工作进行监督。对水资源管理成果和管理的决策者进行考核，通过制度创新对水资源环境代价进行严格的控制，将决策者的政绩加入到考核体系之中。水资源管理制度创新需要对管理责任进行明确的划分，并建立相应的奖惩制度，对制度实施起到十分关键的激励作用。

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随着人类的进步和工农业生产的发展，人们逐渐认识到，水并不是取之不尽用之不竭的资源，而是人类社会正面临的紧缺资源。日益严重的水资源短缺和严重的水环境污染困扰着国计民生，而且也已成为制约社会经济可持续发展的主要因素。据不完全统计，目前全世界有一百多个国家缺水，其中严重缺水的国家已达四十多个。我国同样面临水资源紧缺的现实。我国人均占有水资源2700m3，仅相当于世界平均值的1/4。近年来，生产和生活用水需要量不断增加，因此甚感水资源之不足。

一、我国水污染的状况

1.1地表水体污染。我国污水的年排放总量已达600多亿吨，其中80％以上是没有经过任何处理就直接排入水域的污水。污水排放量的加快，使地表水体环境质量急剧恶化，江河湖海普遍受到污染，全国7大河流经过的主要大城市的河段，大部分水质污染严重，75%的湖泊出现了不同程度的富营养化，有的已经不适宜作为饮用水源。

1.2地下水体污染。地下水污染的特点“三氮”污染，硬度升高，酚、氰化物、砷、汞、铬、氟等有毒有害物质含量升高。这类物质不易分解，不易沉淀，并且容易被生物体富集转化成毒性更强的有机化合物，对人体健康有严重危害。

1.3降水酸化日趋突出。全国已有不少地区降落酸雨，并呈由北向南扩展之势。近年来，全国降水年平均PH值低于5.6，导致酸雨地区城市地下水的PH值也明显下降。水质酸化造成地下水总硬度增加、重金属污染和有机物污染加剧。

1.4饮用水安全问题日益凸显。按照国家卫生部颁布的《生活饮用水水质规范》和国家建设部颁布的行业标准《城市供水水质标准》，我国有近一半的城市居民在使用不合格的饮用水。饮用水安全问题严重威胁到居民身体健康，成为急需解决的重大问题。

二、造成我国水资源破坏和水污染的原因

2.1工业废水污染水在工业上主要是用于洗涤产品、冷却设备、产生蒸气、输送废物和作为生产原料以有稀释等方面，几乎没有一种工业能够离开水。而且工业的用水量非常大，要占人类整个用水量的80%左右，这么大量的工业用水，相应也有大量的废水产生，工业废水排放量约占总废水量的三分之二左右。

2.2城市污水污染随着工业的发展又带来了城市化，大量人口和工业高度集中于一些很小的地区，人们日常生活所产生的生活污水，据统计每人每天约有数百升左右，污浊负荷量为几十克BOD。这些污水除含有碳水化合物、蛋白质和氨基酸、动植物脂肪、尿素和氨、肥皂及合成洗涤剂等物质外，还含有细菌、病毒等使人致病的微生物。

2.3农业回流水污染农业上最大用水是灌溉，其中60%-90%蒸发损失，其余10%-40%渗入地下或从地表流走。由于耕种、喷洒农药、施肥等工作，使这种灌溉回流水中含有较高尝试的矿物质、富养肥料的有毒农药，也会使水体污染。

2.4固体废物污染及其它污染农业废物、工业废物和城市垃圾的数量和种类都非常多，如果转入水中，也会污染水质，这类污染情况相当复杂。

三、针对原因采取的对策

3.1减少耗水量当前我国的水资源的利用，一方面感到水资源紧张，另一方面浪费又很严重。同工业发达国家相比，我国许多单位产品耗水量要高得多。耗水量大，不仅造成了水资源的浪费，而且是造成水环境污染的重要原因。

3.2建立城市污水处理系统为了控制水污染的发展，工业企业还必须积极治理水污染，尤其是有毒污染物的拜谢必须单独处理或预处理。随着工业布局、城市布局的调整和城市下水道管网的建设与完善，可逐步实现城市污水的集中处理，使城市污水处理与工业永治理结合起来。

3.3产业结构调整水体的自然净化能力是有限的，合理的工业布局可以充分利用自然环境的自然能力，变恶性循环为良性循环，起到发展经济，控制污染的作用。关、停、并、转那些耗水量大、污染重、治污代价高的企业。也要对耗水大的农业结构进行调整，特别是干旱、半干旱地区要走节水农业与可持续发展的道路。

3.4控制农业面源污染农业面源污染包括农村生活源、农业面源、畜禽养殖业、水产养殖的污染。要解决面源污染比工业污染和大中城市生活污水难度更大，需要通过综合防治和开展生态农业示范工程等措施进行控制。

3.5开发新水源我国的工农业和生活用水的节约潜力不小，需要抓好节水工作，减少浪费，达到降低单位国民生产总值的用水量。南水北调工程的实施，对于缓解山东华北地区严重缺水有重要作用。修建水库、开采地下水、净化海水等可缓解日益紧张的用水压力，但修建水库、开采地下水时要充分考虑对生态环境和社会环境的影响。

3.6加强水资源的规划管理水资源规划是区域规划、城市规划、工农业发展规划的主要组成部分，应与其他规划同时进行。

四、结束语

水是一种资源，取之于自然，用之于社会。过去由于人类活动的规模小，因而水资源相对较丰富，使人们认为水是取之不尽，用之不竭的。但是，由于经济建设的发展，人类活动的规模的范围扩大，水资源短缺与需求日益增长之间的矛盾日趋突出，无偿采取，用之弃之，既是一种落后的社会观念，也是对资源的一种浪费。人类依赖水而生存，水环境亦需要人类的保护而完成循环，两个方面相互依存。保护水环境、珍惜水资源就是保护人类自己。

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北西向构造从虹螺岘镇穿过，形成纵跨虹螺岘镇的冲断裂褶皱层，以致形成虹螺岘西高东低的地势，如图1所示。从图2可看出，由于地壳运动形成的这种特殊的地质，对地下水及地表水的储量有很大的影响，所以虹螺岘镇是一个水资源相对缺乏的地区，老百姓一直过着靠天吃饭的日子。

1.2气候因素

由于虹螺岘地区属于季风性大陆性气候，受大气环流影响，四季降水量分布差异很大，全年的降水量主要集中在6-8月份，冬季降水量仅占全年的3-4%。如表1所示。虹螺岘镇的水资源补给主要以大气降水为主，但是由于时空分布不均匀，与虹螺岘镇的人口和经济配置不相适应，加之水污染也在加剧，故资源性缺水、季节性缺水、污染性缺水和工程性缺水同时存在，给水资源的有效利用带来诸多不便。

2解决方案

根据科学发展观的要求，为解决虹螺岘镇居民饮水安全问题，虹螺岘镇人民政府决定实施自来水工程建设。

2.1水源工程

探测结果表明虹南南沟地下水属于基岩裂隙水类型。地下水埋深：顶板30～50m，底板150～200m。110m处盖层较厚，不易受污染，水质良好，满足本地区自来水供水1000立方米每日需求。

2.2供水井

水文地质条件。该井位于虹螺岘镇虹南村。地貌单元为低丘前缘，地表由第四系粉土地层覆盖，覆盖厚度较薄，一般为0.5m左右。粉土以下即为寒武系白云岩、白云质灰岩所构成。地下水类型为基岩裂隙岩溶水，地水补给来源主要为大气降水补给及及构造裂隙侧向补给。地下水具有承压性。

2.3蓄水池

2.3.1地形地貌。场地位于虹螺岘镇东山，属低丘地貌，为圆顶状类型，顶面地势较平坦，略向东南倾斜。残坡积层厚度约1m左右，植被不发育，部分为耕地，局部基岩。丘顶最大高程为85.5m，附近最低侵蚀基准面为56.0m，相对高差29.5m。

2.3.2地层岩性。场地地层自上而下依次分为2个工程地质层，如下：粉土（Q4al+pl):黄褐色，稍湿，松散，成份以粉粒为主，含10-15%的砾、砂，上部见有植根系。摇震反应快，干强度低，韧性低，下部局部见圆砾转石。该层场地内普遍分布，该层层底埋深1.6-1.9m，层顶标高84.6-85.1m。角砾状灰岩（O2）：黄灰-浅灰色，新鲜面为深灰色，角砾结构，中厚层构造，角砾为同成分，夹有薄层灰岩，岩芯呈强风化状态，破碎，节理裂隙较发育。该层场地内普遍分布，层顶埋深1.6-1.9m，层顶标高82.8-83.5m，控制深度0.9-3.2m。

2.3.3场地水文地质条件。勘察期间各钻孔均未见地下水位。场地地下水为孔隙水裂隙水。孔隙水赋存于顶层的残坡积土中，裂隙水赋存在基岩裂隙中，其水的主要来源为大气降水补给、渗透，排泄方式主要为自然蒸发。在其北部有一条季节性河流（虹螺岘河）从镇中心穿过，流向总体为由西向东，水量匮乏，枯水期河床干涸。

2.3.4经济效益。

①提升了工农业的产量和产值。

②避免了因水质不良所造成工农业产品质量下降所造成的损失。

2.3.5社会效益。

①避免了因水质不良所引起的各种疾病，让老百姓喝到了放心水。

②对虹螺岘镇的水资源起到了合理科学的调配，缓解了由于水资源紧缺而产生的矛盾。

③提高了老百姓的生活质量和生活水平。

④促进了社会主义精神文明建设，农村的生态环境和社会环境得到了进一步改善。

⑤提高了老百姓省水、爱水的意识，能够做到自觉地保护水资源和供水设施。

⑥解放了劳动力，为其家庭创造更多的价值。

⑦提高了就业率。

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在约翰内斯堡的可持续发展世界首脑会议上，在水资源管理问题上有两个坚持、一个反对之说。即坚持水资源统一（综合）管理（以下统称为水资源统一管理），坚持权利下放的用水管理，反对水资源的分割管理。

1．水资源统一管理模式

水资源统一管理目前正在成为世界各国广泛认同的科学管理的模式。联合国水行动框架[1]中论述了水资源统一管理的六个方面的内容：可持续发展的国家水资源政策、战略和相关法律法规；国家水资源信息系统；国家层次和流域层次的水资源配置框架和实施方案；水资源管理和开发利用中的投资机制和执行效果的监测和监督机制；一种“良政”机制确保水资源管理的透明性、公共参与和落实责任；一个统一的机构对如上所述的各项内容负总责。从上述的水资源统一管理的内涵可以看出，水资源统一管理的落脚点在于对水的资源管理。重点要求政府，尤其是中央政府，要从以往注重提供工程和水服务为主的管理模式，向资源管理的模式转变。核心问题是让社会充分认识水在生活、生产和生态等各个领域的综合资源价值，统筹规划，实现水资源在区域间和生活、生产、生态等各用水领域的优化配置，通过资源管理提高水资源的利用效率。

2．权限下放的用水管理模式

坚持权限下放的用水管理模式，主要指在水资源统一管理的基础上，在实现了国家和流域水资源配置的基础上，用水管理的权限要尽可能下放到地方政府。根据区域的不同特点，这种用水管理权限下放的管理既包含了资源管理，又包含了用水服务管理。地方政府对水资源的管理，主要是在国家和流域配置的水资源基础上，建立区域的水资源利用宏观指标体系[2]，实现水资源在不同用水行业之间的合理配置，维系良性生态必需的水量和水质，实现水资源的最大综合效益。水管理权限下放的另一个重要领域是地方政府对用水服务的管理，主要包括三个方面：一是保障全体居民，尤其是贫困群体的基本用水权利；二是运用价格原理和需求管理，通过市场机制协调用水供需矛盾，充分发挥水的利用效率；三是创造条件，鼓励社会力量参与用水服务和用水管理，提高用水服务的质量。总之，用水服务管理权限下放，一要进一步细化水的资源管理，二要通过政府的、市场的和社会的合力，在提供水服务和用水过程中实现水资源的高效利用。

3．水资源的分割管理

水资源的分割管理是水资源统一管理的反面，即片面地强调生活、生产、生态各自的用水利益，片面地强调各行业本身的用水利益和各行业本身的水的管理权限，片面地强调各个区域本身的用水利益和各区域自身的水的管理权限，激化各地区、各行业用水之间的竞争矛盾。其结果是水资源短缺、水资源浪费和生态系统恶化在一个国家、一个地区、一个时期同时产生。因此，水资源的分割管理模式已被世界上越来越多的国家所摈弃。

二、水资源配置与提高水的利用效率

汪恕诚部长曾经指出，水利工作的核心是提高水的利用效率，以水资源的可持续利用保障经济社会的可持续发展[3]。如何提高水的利用效率？必须抓住两个环节[4]：一是从资源的统一管理中提高水资源的利用效率，二是从提供用水服务和用水过程中提高水资源的利用效率。以往我们主要是从供水和用水的环节提高水的利用效率。如农业节水，主要进行灌区改造，提高渠系水的利用系数；工业节水主要是提高水的重复利用率；城市节水主要是提高水价，对管网系统的跑冒滴漏进行处理，提倡使用节水器具等。但是对实行水资源统一管理对提高水的利用效率的贡献和影响研究的不够。事实上，水资源管理对提高水的利用效率作用巨大，应受到高度重视。

从水资源的管理中提高水的利用效率必须实行水资源的统一管理，反对水资源的分割式管理，核心内容是实施水资源优化配置，即根据流域水资源的可利用量，在保障人的生活基本用水需求和维系生态系统平衡的基本用水需求的前提下，在区域间和不同用水行业间进行公共河流水资源使用权的合理分配，明晰初始水权。水资源优化配置对提高水的利用效率的主要功能在于通过初始水权的确定，界定区域及行业的用水上限，抑制用水需求的无限制膨胀，防止区域间对水资源的争夺而造成无序开发，平抑各行业对用水的无序竞争，保障所有人的基本用水权益，保护生态环境，促进水资源市场机制的建立，充分发挥水资源在生活、生产和生态最大的综合资源价值，从资源管理的过程提高水的利用效率。

我国水资源配置工作目前还处于起步阶段。在全国的诸多河流中，只有黄河和黑河流域具有国务院批复的水量分配方案。黑河流域的张掖地区作为全国节水试点单位，在流域分配的水量的基础上，按照制定行业宏观用水指标体系的方法，正在试行用水行业间的水资源配置。

水资源配置工作的落后状况，往往是造成水资源不可持续利用和生态灾害的主要原因之一。20世纪70年代起的塔里木河下游断流、河道湖泊干枯、绿色通道逐渐消亡、沙漠入侵的生态灾害，黄河在20世纪90年代的持续断流，海河流域由于水资源过度开发造成的“有水皆干、有河皆污”的生态灾害，以及2002年山东南四湖在几个月内无序引水7亿m3，造成湖泊干枯，都是水资源管理中没有配置或配置失败的实例。同样是黄河、黑河和塔里木河，近几年由于实施水资源优化配置，强化水量统一调度，在持续大旱之年实现了黄河不断流，塔里木河下游的台特马湖、黑河下游的居盐海在干枯多年后重新恢复了湖面，恢复了绿色生机，又是通过水资源统一管理实现水的综合资源价值的有力证据。

三、把握水资源的基本特征，实现水资源的科学配置

1．水资源的基本特征要求科学配置水资源

资源的配置方式要考虑资源自身的特点。一般性的生产要素资源，往往通过市场机制达到资源优化配置的目的。水资源是基础性的自然资源，属于自然资源中的生态资源，与生态系统与荣共荣，与损俱损。水资源又是战略性的经济资源，与人民生活、经济生产息息相关。对这样的资源进行配置，应该首先了解我国水资源的基本特征，具体体现在它的自然特征和经济社会特征。

从自然特征上讲，主要表现在以下两个方面：一是以流域为基本单元。无论是地表水还是地下水，均以流域的地形地貌和地质条件为依托，形成自然水系。如果不是人为的调水，流域之间的水资源是独立的。二是时空分布不均匀。如果地球上的淡水资源在时空上均匀分布，水资源可以满足人类的全部需求。但是水资源时空分布是不均匀的，这就造成了世界上有的地方、有的时间出现水资源短缺和洪水问题，同时也增加了资源配置的成本。我国的水资源时空分布尤其不均匀，这是我国洪涝灾害严重、水资源短缺和水生态环境易遭破坏的主要自然原因。

从经济特征上讲，水资源除了反映出一般的生产要素资源的经济特征外，又反映出以下特有的三个基本特征：一是水资源是公益性突出的经济资源。水资源不仅要与其他生产要素合理配置，促进国民经济健康持续发展，更要首先从量与质上满足人类生活的基本需求，保障社会稳定，尤其是大型城市在特枯年份的供水保障，同时政府对农业、公益环境等行业用水还要采取保护措施，防止和减少市场竞争对其产生的破坏作用。二是水资源是与生态系统关系密切的经济资源。与人力、资金、技术和信息等经济资源不同，甚至与矿产等自然资源不同，水与生态系统密切相关。没有任何一种资源像水那样处于生态系统与人类经济活动之间的激烈竞争之中，而截止到目前，生态系统往往是竞争中的失败者。此外，水资源还是极易受到破坏的经济资源，几乎各种行业的经济活动，都会直接或间接地对水体造成污染，从而加大水资源开发利用的成本。因此，满足维系生态平衡对水的基本需求，要防止经济竞争中对水资源的无序开发利用；对水资源开发利用的同时，要更注重对水资源的节约和保护。三是水资源是各类经济社会活动中基础性的要素资源，并且是难以替代的要素资源。对能源的依赖可以是多样的，比如石油、煤炭、水电、风能、太阳能、生物能源等，可以相互替代，缓解竞争的紧张局面。但对水资源的依赖往往是惟一的，我们可以节水，但是不能不用水。因此，水资源这种不可替代的特征加上区域的经济发展对流域水资源的依赖关系，往往是造成国与国、区域与区域对公共河流水资源的争夺非常激烈的主要原因。因此水资源的合理配置变得尤其重要。

2．应充分发挥政府配置和市场配置双重作用，建立以两级政府为主、市场调节的水资源配置机制

正是水资源这种公益性特征、生态特征和不可替代的特征，使得水资源配置是一个复杂的过程，不仅要满足人民生活、社会稳定和维系生态系统平衡的基本需求，还要协调各用水竞争领域的利益和目标，发挥水资源最大的综合效益。因此要充分发挥政府配置和市场配置的双重作用，保障水资源配置的合理性。根据《水法》，水资源属于国家所有。因此首先要由中央政府组织对全国水资源进行科学评价，计算我国水资源总量、最大可利用量和分析我国水资源开发利用现状，建立起我国水资源真实的、准确的和权威的数据平台；在水资源科学评价的基础上，实行以两级政府（既中央和地方政府）为主、市场调节的水资源配置机制。

首先由中央政府组织进行跨省、直辖市、自治区（简称省市区）河流的可利用水资源量分配，或称为初始水权（使用权）的确定。关于水资源配置的原则，一些文章上已有介绍，比如民众基本生活用水原则、保障社会稳定和粮食安全原则、地域优先原则等[5]、[6]。但是从国家级的水资源配置来讲，应该突出的是公益用水领域优先原则和竞争用水领域的公平原则。公益用水领域优先原则是指在水资源配置中要优先考虑满足人民生活、维系生态系统、保障社会稳定、保证粮食安全等公益性的基本用水需求。竞争用水领域的公平原则就是在满足公益性用水领域基本需求的基础上，要转变以往采用的需求预测加供给的水量分配模式，对竞争用水领域实行公平配置水资源。竞争用水领域的公平原则是水资源配置中的一条重要原则。对于许多国家和地区，水资源属于稀有资源。面对水资源这种稀有资源，需求预测往往是放大的，我国一些地区目前编制的一些水利发展规划，一些供水项目，对水资源的需求预测往往高于实际需求，这就加剧了对本已稀缺的水资源的竞争状况。因此，对于竞争用水领域的水资源配置不能简单的以需求预测为依据，而应以公平原则为依据。在公平配置的基础上，鼓励提高水的利用效率，并在此基础上，对于省市区竞争用水领域出现的供需中短缺现象，通过开辟节水、污水处理再利用等非常规水源或通过省市区之间的水权交易市场解决。中央政府对竞争用水领域的水资源配置不是直接配置到用水行业，而是配置到省市区。

在跨省市区的流域水资源配置的基础上，地方政府根据公共河流分配的水资源和自产的水资源，对水资源进行二次配置，不仅进行地区间的水量配置，还要通过建立宏观水量分配指标体系和微观用水定额指标体系，实施用水行业间的水量分配[3]。二次配置除了遵循公益用水领域优先原则外，对于竞争用水领域还要坚持效益原则，鼓励用水行业不断提高水的利用效率。针对用水行业的水资源的配置并不等于用水行业就此获得初始水权，还要依法获取取水许可证。

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二、城市雨水利用工程的设计应用与方法

城市雨水利用设计可以广泛地应用于很多方面，如机关企业、住宅小区、道路两边、停车场、城市广场和现有坑塘都可以进行这种设计。

（一）以机关企业、住宅小区为例

（二）在停车场、城市广场内

（三）在道路两侧绿化带内

（四）在现有坑塘周边修建多个过滤池，以收集不同方向的雨水。以人民公园人工湖和西营坑为例。

（五）在老城改造、新区建设时，把大型雨水控制系统工程列入规划内。

（六）以长藤结瓜的形式做好系统工程。把机关企业、住宅小区、道路两边、停车场、城市广场和现有坑塘的节水工程作为单元工程，用现有的排水主管道尽可能的把各单元工程都串联起来。这样，如果遇到特大暴雨，各单元工程不能消化的多余雨水也能及时排出。

三、城市雨水利用工程的社会经济效益

相关实验资料表明：通过城市雨水利用设计，一般可以节约用水30%，有望达到45%，同时还可以相应地减少每户供水开发成本约900元左右。安阳市区人口70万左右，约20万户，以此推算，可相应减少供水开发成本1.8亿元；以2007年来说，安阳市生活用水1.3032亿立方米，可节约用水0.39亿立方米左右，按市价2.25元计算，用水户最少节约水费0.87亿元。

四、对雨水利用观念内涵的延伸

（一）城乡供水一体化是雨水利用的另一途径

水库的蓄水主要来自泉水和雨水两部分。目前，据有关资料统计：安阳市境内的彰武水库年平均供水量为2.5亿m3，工农业用水为1.15亿m3；河南、河北交界处的岳城水库每年分水量为2.54亿m3，实际供水量为0.12亿m3。资料显示：两库尚有3.7亿m3的水得不到充分利用，这里面当然也包括相当量的雨水。

促进城乡供水一体化进程的建设发展，是缓解城市供水压力、解决城市地下水持续下降问题最行之有效的办法。其主要因素有以下几点：

1.随着地下水的持续下降、水价上调以及生活、生产节约用水带来用水量的减少，在一定时期内必将加大城市供水企业的开采成本和净化成本，最终导致企业亏损。

2.更主要的是随着地下水的持续下降，必将带来地面沉降的问题，造成社会公众财产难以估量的重大损失，导致社会的不稳定。

3.跨区域调水的职责以及地表水管理（水库）属于水利部门，当问题产生时，且到了非解决不可的地步时，城建部门与水利部门最终会坐到一起，协调解决。

如果实现城乡供水一体化，使两库的供水潜力得到充分发挥，那么安阳市的地下水开采将每年减少3.7亿m3，是安阳市年取水总量的1.4倍；节水效果十分明显。

（二）现有的引水工程不能充分发挥其供水能力

目前，安阳市已建成的引水工程有两项，一是以岳城水库为水源的五水厂引水工程，一是以彰武水库为水源的环城河引水工程，归口单位属于安阳市水利部门。市区现有的五个水厂，归口单位属于安阳市城建部门。除第五水厂外，其它四个水厂都是以地下水为水源，进行着无节制的开采。第五水厂的供水水源由两部分组成，一是岳城水库，一是地下水。虽然如此，五水厂引水工程仍不能达到满负荷运行。因为五水厂如引用岳城水库的水，会加大购水成本和净化成本，企业利润也会相应地减少；为了降低供水成本，五水厂并未完全利用这部分水源，而是采用开采供水成本低的地下水。这样虽然降低了部分供水成本，但是却对地下水资源造成了巨大的浪费。目前，五水厂引水工程供水量仅占五水厂供水量的25%，其供水能力不能充分发挥，是设计能力的三分之一。

（三）治水思路应提升到法制层面