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論文摘要:為了研究20個(gè)城市的分配水問(wèn)題,首先我們假定生活,工業(yè)以及綜合服務(wù)業(yè)用水的增長(zhǎng)率保持不變,然后使得每個(gè)城市個(gè)人生活用水標(biāo)準(zhǔn)都一樣,這樣可根據(jù)人口加權(quán)計(jì)算,即生活用水(r為2010年個(gè)城市的人口,Q為總的掉水量110億立方米,為第i個(gè)城市生活用水),為了讓北方的經(jīng)濟(jì)發(fā)展盡量的快,我們?cè)诖税芽偟慕?jīng)濟(jì)效益當(dāng)成目標(biāo)函數(shù),由此得第一種模型,然而考慮到污染的問(wèn)題,設(shè)每種水的污染程度不同然后減掉污染情況,我們采用單位體積污染水的凈化成本來(lái)衡量每種水的污染程度,由此三者對(duì)單位體積的水所帶來(lái)的污染程度(污染后單位體積的水的凈化費(fèi)用)分別記為
,則總的污染損失最后得到第二種模型的目標(biāo)函數(shù)
結(jié)果證明這種方法能夠有效快速的算出分配水的方案。
一.問(wèn)題的提出
水利工程建成后,預(yù)計(jì)2010年年調(diào)水量為110億立方米,主要用來(lái)解決沿線(xiàn)20個(gè)大中城市的生活用水、工業(yè)用水和綜合服務(wù)業(yè)的用水,分配分別為40%、38%和22%。這樣可以改善該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和投資環(huán)境,推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。用水指標(biāo)的分配總原則是:改善區(qū)域的缺水狀況、提高城市的生活水平、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高用水效益、改善城市環(huán)境。根據(jù)2000年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),各城市的人口數(shù)量差異大,基本狀況和經(jīng)濟(jì)情況也不相同,各城市現(xiàn)有的生活、工業(yè)和綜合服務(wù)業(yè)的用水情況不同,缺水程度也不同(如表所示)
二.問(wèn)題的分析
2.1關(guān)于背景的分析
我國(guó)是一個(gè)水資源短缺且分布很不均勻,南方地區(qū)水資源較為豐富,占到全國(guó)的80%以上,而處于干旱半干旱的北方地區(qū),水資源十分匱乏,許多學(xué)者調(diào)研提出要徹底解決中國(guó)北方水資源短缺的問(wèn)題,不需采取跨流域調(diào)水,即“南水北調(diào),南水北調(diào)工程2002年末正式動(dòng)工,此舉將極大化解北方城市的供水壓力,在為工業(yè)服務(wù)業(yè)提供水資源的同時(shí),也將大大提高居民的生活和城市環(huán)境,它不僅可以長(zhǎng)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益,而且其長(zhǎng)遠(yuǎn)的社會(huì)和生態(tài)效益更無(wú)法估量。
2.2問(wèn)題一分析
要綜合考慮各種情況,給出2010年每個(gè)城市的調(diào)水分配指標(biāo),使得各城市的總用水量情況盡量均衡,我們考慮讓每個(gè)城市都能供上足夠的水,首先假設(shè)110噸全部用來(lái)解決這20個(gè)城市的用水問(wèn)題(其中包括生活用水,工業(yè)用水及其服務(wù)業(yè)用水),“盡量均衡”的意思就是說(shuō)讓更需要水的城市多得到供水。由此為了更好的分配110噸水資源我們分別預(yù)測(cè)2010年的人口,工業(yè)情況以及服務(wù)業(yè)情況,再假設(shè)人均生活用水量,萬(wàn)元,服務(wù)業(yè)用水,萬(wàn)元工業(yè)增加值用水,均保持不變,即可預(yù)測(cè)生活用水,工業(yè)用水及其服務(wù)業(yè)用水的情況,再根據(jù)相加求和即可得到該城市總用水量,再根據(jù)求權(quán)重依次分配。
2.3問(wèn)題二分析
由于各城市的基本狀況和自然條件不同,對(duì)相同的供水量所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益不同,從經(jīng)濟(jì)效益的角度,要注意到,每個(gè)城市的工業(yè)和綜合服務(wù)業(yè)的發(fā)展受產(chǎn)業(yè)規(guī)模的限制,不可能在短時(shí)間內(nèi)無(wú)限制的增長(zhǎng)這一特點(diǎn),我們采用logstic模型進(jìn)行分析。工業(yè)產(chǎn)值及其服務(wù)業(yè)均可用灰色系統(tǒng)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。
三.模型的建立
3.1預(yù)測(cè)2010年人口的模型
3.1.1模型的假設(shè)
1)假設(shè)各個(gè)城市人口自然增長(zhǎng)率保持不變。
2)假設(shè)個(gè)個(gè)城市間人口數(shù)相對(duì)平衡,相互獨(dú)立,互不影響。
3.1.2符號(hào)說(shuō)明
1)x(t)為第t年某個(gè)城市的人口數(shù)
2)r(x)為自然增長(zhǎng)率,是自然資源和環(huán)境條件所能容納的最大人口數(shù)量。
3.1.3模型的建立
于是有:
(1)
對(duì)的一個(gè)最簡(jiǎn)單的假定是,設(shè)為的線(xiàn)性函數(shù),即
(2)
設(shè)自然資源和環(huán)境條件所能容納的最大人口數(shù)量,當(dāng)時(shí)人口不再增長(zhǎng),即增長(zhǎng)率,代入(2-2)式得,于是(2-2)式為
(3)
將(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
為了對(duì)以后一定時(shí)期內(nèi)的世界人口數(shù)做出預(yù)測(cè),我們首先根據(jù)所給的數(shù)據(jù)依次求的全部城市的人口數(shù)。記為x=x(i,t)為第i個(gè)城市在第t年的人口。
將2000年看成初始時(shí)刻即,則2001為,以次類(lèi)推,以2010年為t=10作為終時(shí)刻。用函數(shù)(5)對(duì)表3.1.1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行非線(xiàn)性擬合,運(yùn)用Matlab編程得到相關(guān)的參數(shù),可以算出可決系數(shù)(可決系數(shù)是判別曲線(xiàn)擬合效果的一個(gè)指標(biāo)):
3.2預(yù)測(cè)2010年工業(yè)總產(chǎn)值和服務(wù)業(yè)總產(chǎn)值的logstic模型
3.2.1模型假設(shè)
1)工業(yè)產(chǎn)值和服務(wù)業(yè)產(chǎn)值也按logistic模型增長(zhǎng)。(經(jīng)過(guò)大量的資料證明工業(yè)產(chǎn)值和服務(wù)業(yè)產(chǎn)值的增長(zhǎng)率在前面是逐漸的變大,后逐漸變小這符合logstic模型的增長(zhǎng)趨勢(shì)。)
3.2.3模型的建立
把上面第i個(gè)城市第t年的工業(yè)產(chǎn)值和服務(wù)業(yè)產(chǎn)值分別記為I(i,t){industry}S(i,t)[],則把第i個(gè)城市的人口增長(zhǎng)模型中的x(t)改寫(xiě)成工業(yè)總產(chǎn)值和服務(wù)業(yè)總產(chǎn)值的logstic模型。
3.3綜合調(diào)水問(wèn)題
3.3.1模型的假設(shè)
1)個(gè)城市之間相互獨(dú)立互不影響。
2)假設(shè)個(gè)城市人口,工業(yè)產(chǎn)值,服務(wù)業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)率保持不變。人口用水量不隨時(shí)間變化,工業(yè)萬(wàn)元增長(zhǎng)用水不變和服務(wù)業(yè)萬(wàn)元用水不變。
3)水只能一次性利用,不考慮循環(huán)利用。
4)個(gè)城市都處于缺水狀態(tài),都從外地調(diào)水,之間并不存在互不調(diào)水的問(wèn)題。
3.3.2符號(hào)約定
3.3.3模型一的建立
為了使最大限度的使該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)達(dá)到快速發(fā)展即
已知生活用水,工業(yè)用水以及服務(wù)業(yè)用水分配時(shí)所占的比例0.4,0.38,0.22
所以得
我們將人的生活用水按個(gè)城市所占人口平均分配,即
設(shè)人均產(chǎn)值為k則
(其中x為工業(yè)產(chǎn)值,y為綜合服務(wù)業(yè)產(chǎn)值,rwei人口數(shù))
設(shè)第i個(gè)城市的人均產(chǎn)值增加為
則
令為第i個(gè)城市在第n年的人均產(chǎn)值
(式中的n不是次方,而是第n年的含義)
設(shè)c為貧富差距,(一常數(shù))為起初的貧富差距
貧富差距C定義為
為了不使貧富差距拉大我們要求
則得到一個(gè)規(guī)劃問(wèn)題
目標(biāo)函數(shù):
然而,我們考慮到居民日常生活用水,工業(yè)用水以及綜合服務(wù)業(yè)對(duì)水的污染程度有所不同,我們的出了第二個(gè)模型如下
五.模型檢驗(yàn)及其結(jié)果分析
5.1模型的檢驗(yàn)
隨著時(shí)間的增長(zhǎng)我們發(fā)現(xiàn)人均產(chǎn)值在變小,人民生活用水質(zhì)量不會(huì)差異很多,貧富差距會(huì)越來(lái)越小。
5.2模型結(jié)果分析
結(jié)果較為準(zhǔn)確,到2010年20個(gè)城市工業(yè)調(diào)水最多的是第20個(gè)城市
六.模型優(yōu)缺點(diǎn)分析
6.1模型的及其不足之處之處
模型一中按城市人口平均分配生活用水,雖然有所不足,但是能化簡(jiǎn)問(wèn)題,使問(wèn)題得到了很好的解決。
模型一可以看成模型二的特例,當(dāng)很小時(shí),可以忽略。的值要具體分析應(yīng)用,由于地域不同可能會(huì)不一樣。
模型沒(méi)有考慮增速變化的情況,而且沒(méi)有考慮水資源的循環(huán)利用問(wèn)題,在全國(guó)實(shí)行科學(xué)發(fā)展觀的今天我相信的值會(huì)越來(lái)越小。
6.2模型的優(yōu)點(diǎn)
1)用logstic模型人口,預(yù)測(cè)工業(yè)和服務(wù)業(yè)較為準(zhǔn)確,因?yàn)樵鲩L(zhǎng)率按照時(shí)間在降低,就像美國(guó)的經(jīng)濟(jì)一樣,總有一天會(huì)出現(xiàn)停滯狀態(tài),也就是說(shuō)增長(zhǎng)了最后會(huì)變成0,但是不是說(shuō)絕對(duì)的這只是一個(gè)階段的變化而已。
2)本模型考慮了環(huán)境污染的問(wèn)題,用單位體積凈化的成本來(lái)表述污染的程度,此處為本模型創(chuàng)新之處。
七.模型的改進(jìn)
7.1關(guān)于2010年個(gè)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)
可以用灰色系來(lái)預(yù)測(cè)2010年的工業(yè)產(chǎn)值及其綜合服務(wù)業(yè)總產(chǎn)值,由于計(jì)算復(fù)雜所以采用簡(jiǎn)單的logstic預(yù)測(cè)。
7.2關(guān)于線(xiàn)性規(guī)劃模型
計(jì)算過(guò)程中遇到了的的大小,可已經(jīng)一步修正。
7.3運(yùn)算運(yùn)用矩陣
可以用matlab7.0直接求出二十個(gè)城市的情況。
參考文獻(xiàn)
[1]姜啟源等,數(shù)學(xué)建模(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2003
[2]鄭錬,當(dāng)代數(shù)學(xué)若干理論和方法[M].上海:華東理工大學(xué)出版社2002
[3]中國(guó)水利資源公報(bào)2009./WaterRes/2009
1.1水資源趨勢(shì)
朝陽(yáng)縣水資源嚴(yán)重短缺。特別是近些年,受自然氣候的影響,區(qū)域年水資源總量逐漸減少,加之社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,對(duì)水的需求不斷增加,水的供需矛盾逐漸加劇,缺水已嚴(yán)重制約了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。通過(guò)第一次水資源評(píng)價(jià)與第二次水資源評(píng)價(jià)分析比較來(lái)看:1980年第一次水資源評(píng)價(jià)多年平均水資源量為45923萬(wàn)m3,2000年第二次水資源評(píng)價(jià)多年平均水資源量為38969萬(wàn)m3,多年平均水資源量減少了6954萬(wàn)m3,呈減少趨勢(shì)。2010年水資源量為29614萬(wàn)m3,比一次評(píng)價(jià)時(shí)減少了16309萬(wàn)m3,比二次評(píng)價(jià)時(shí)減少了9355萬(wàn)m3,呈減少趨勢(shì)。詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1與表2。
1.2水資源量分析
1.2.1水資源總量全縣多年平均水資源總量為35733.6萬(wàn)m3(地表水與地下水重復(fù)計(jì)算量13000.2萬(wàn)m3)。在流域分布上:大凌河流域(朝陽(yáng)縣境內(nèi))水資源總量為14662.2萬(wàn)m3,占全縣水資源總量的41%;小凌河流域(朝陽(yáng)縣境內(nèi))水資源總量為21071.4萬(wàn)m3,占59%。詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
1.2.2地表水資源量全縣多年平均地表水資源量35526.6萬(wàn)m3,可利用量為17362.2萬(wàn)m3。按流域劃分,大凌河流域(朝陽(yáng)縣境內(nèi))地表水資源量為14662.2萬(wàn)m3,占全縣地表水資源量的41.3%,地表水資源可利用率為53.1%,可利用量為7785.6萬(wàn)m3;小凌河流域(朝陽(yáng)縣境內(nèi))地表水資源量為20864.4萬(wàn)m3,占全縣地表水資源量的58.7%,地表水資源可利用率為45.9%,可利用量為9576.6萬(wàn)m3。詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
1.2.3地下水資源量全縣多年平均地下水資源量13207.2萬(wàn)m3,地下水可開(kāi)采量為6767.7萬(wàn)m3。從流域分析看,大凌河流域(朝陽(yáng)縣境內(nèi))地下水資源量為7566萬(wàn)m3,占全縣地下水資源量的57.2%,可開(kāi)采量為3938.6萬(wàn)m3,占全縣地下水可開(kāi)采量的58.2%;小凌河流域(朝陽(yáng)縣境內(nèi))地下水資源量為5641.2萬(wàn)m3,占全縣地下水資源量的42.8%,可開(kāi)采量為2829.1萬(wàn)m3,占全縣地下水可開(kāi)采量的41.8%。
2現(xiàn)狀年供用水量
本次水資源數(shù)據(jù)分析以2010年為現(xiàn)狀水平年。
2.1現(xiàn)狀年供水量
2010年,全縣實(shí)際供水量為8291.7萬(wàn)m3,其中地表水供水量1555.5萬(wàn)m3,占總供水量的18.8%,其中,大凌河流域地表水供水量為808.5萬(wàn)m3,占地表水總供水量的52%,小凌河流域地表水供水量為747萬(wàn)m3,占地表水總供水量的48%;地下水供水量6736.2萬(wàn)m3,占總供水量的81.2%,其中,大凌河流域地下水供水量為4224.8萬(wàn)m3,占地下水總供水量的62.7%,小凌河流域地下水供水量為2511.4萬(wàn)m3,占地下水總供水量的37.3%。
2.2現(xiàn)狀年用水量
2010年全縣總用水總量8291.7萬(wàn)m3。各項(xiàng)用水量為:農(nóng)田灌溉用水量5350萬(wàn)m3,占總用水量的64.5%,其中:大凌河流域農(nóng)田灌溉用水量為3401萬(wàn)m3;小凌河流域農(nóng)田灌溉用水量為1949萬(wàn)m3。林牧漁畜業(yè)用水量889.5萬(wàn)m3,占總用水量的10.7%,其中:大凌河流域林牧漁畜業(yè)用水量407.5萬(wàn)m3;小凌河流域林牧漁畜業(yè)用水量482萬(wàn)m3。工業(yè)用水量877.7萬(wàn)m3,占總用水量10.6%;其中大凌河流域工業(yè)用水量為711.4萬(wàn)m3;小凌河流域工業(yè)用水量為166.3萬(wàn)m3。居民生活用水量1174.5萬(wàn)m3,占總用水量14.2%;其中大凌河流域居民生活用水量513.4萬(wàn)m3;小凌河流域居民生活用水量661.1萬(wàn)m3。
3水資源供需分析
3.1水資源十分匱乏
朝陽(yáng)縣水資源十分有限。全縣多年平均水資源總量35733.6萬(wàn)m3,多年平均地表水可利用水資源量?jī)H為17362.2萬(wàn)m3,地下水可開(kāi)采量6767.7萬(wàn)m3,人均水資源占有量為622m3,只占遼寧省人均占有量820m3的76%,占全國(guó)人均占有量2350m3的26%,屬于水資源極度缺乏地區(qū)。多年平均降水量487.9mm,多集中發(fā)生在夏季,占全年降水量的80%左右,多年平均蒸發(fā)量為1600~2000mm,水資源時(shí)空分布不均和現(xiàn)狀全縣缺少水利攔蓄工程造成水資源利用難度很大,此外,近幾年朝陽(yáng)縣降水量減少,十年九旱,水資源短缺形勢(shì)更加嚴(yán)峻。
3.2嚴(yán)重影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展
隨著人口和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長(zhǎng),人民生活水平的不斷提高,以及生態(tài)環(huán)境改善對(duì)水資源的需求,朝陽(yáng)縣用水量將逐年上升,預(yù)計(jì)到2020年全縣需水量將達(dá)到1.44億m3,缺水0.5億m3,供需矛盾將越來(lái)越突出,水資源不足已經(jīng)成為制約全縣經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的“瓶頸。
4水資源管理
4.1加強(qiáng)取水許可與水資源論證管理
按照《中華人民共和國(guó)水法》和省文件要求實(shí)施取水許可審批制度和水資源論證制度,嚴(yán)格取水行為。目前,全縣實(shí)現(xiàn)了取水許可網(wǎng)上審批管理。
4.2實(shí)施水資源總量控制與定額管理相結(jié)合制度
加強(qiáng)計(jì)劃用水管理,實(shí)施總量控制,2010年,根據(jù)上年取用水情況和今年經(jīng)濟(jì)發(fā)展用水預(yù)測(cè),制定全縣宏觀取用水計(jì)劃,由縣發(fā)改委行文下達(dá)全縣計(jì)劃用水0.892億m3。年實(shí)際取水量0.829億m3。節(jié)水630萬(wàn)m3。
4.3水資源監(jiān)控與管理系統(tǒng)建設(shè)
朝陽(yáng)縣水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)項(xiàng)目初設(shè)2007年省廳批復(fù)后即開(kāi)始實(shí)施。對(duì)23個(gè)用水戶(hù)安裝了53個(gè)取水遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。朝陽(yáng)縣水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)建設(shè),為朝陽(yáng)縣實(shí)施水資源與節(jié)水科學(xué)化、現(xiàn)代化管理和水資源合理調(diào)度,為政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展決策奠定了基礎(chǔ)。
4.4建立水資源費(fèi)征收情況月報(bào)制度
及時(shí)掌握水資源費(fèi)征收情況;在水資源費(fèi)征收過(guò)程中嚴(yán)格按照遼政發(fā)〔2010〕18號(hào)文件規(guī)定的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),堅(jiān)決杜絕“三亂”現(xiàn)象,嚴(yán)格執(zhí)行“收支兩條線(xiàn)”財(cái)政管理制度,依法行政,依法管理水資源,依法征收水資源費(fèi),做到應(yīng)收盡收。
4.5完善規(guī)章制度建設(shè)
朝陽(yáng)縣以文件的形式了《關(guān)于加強(qiáng)水資源管理的通知》(朝水發(fā)[2009]68號(hào))等部門(mén)規(guī)范性文件和制度。進(jìn)一步規(guī)范了取水、用水、節(jié)水行為。
5水資源保護(hù)措施
為加強(qiáng)全縣的水資源保護(hù)工作,提高全縣用水水平,科學(xué)合理調(diào)配水資源,朝陽(yáng)縣采取強(qiáng)制性和引導(dǎo)性措施,加強(qiáng)了水資源的保護(hù),建立各項(xiàng)水資源管理制度,對(duì)超計(jì)劃用水、用水不達(dá)標(biāo)、無(wú)計(jì)量取水、工業(yè)用水達(dá)不到循環(huán)利用、私自轉(zhuǎn)供水、不按期報(bào)送用水情況和浪費(fèi)水資源的行為進(jìn)行整治。
5.1高度重視水法規(guī)宣傳工作
先后利用“世界水日”、“中國(guó)水周”之機(jī),采取多種形式,開(kāi)展了廣泛深入的宣傳活動(dòng),增強(qiáng)了全民的水患意識(shí)和水法意識(shí),擴(kuò)大了水利影響。
5.2強(qiáng)化隊(duì)伍建設(shè),加大了執(zhí)法力度
成立了朝陽(yáng)縣水政監(jiān)察大隊(duì),配備專(zhuān)兼職水政監(jiān)察員。縣水政監(jiān)察大隊(duì)運(yùn)作有力,及時(shí)查處水事違法案件,調(diào)處水理糾紛。較好地解決了當(dāng)前水利執(zhí)法工作中存在的軟弱無(wú)力的問(wèn)題,使水利執(zhí)法隊(duì)伍建設(shè)步入了正規(guī)化軌道。
5.3加大宣傳工作力度,普及節(jié)水知識(shí)
1.1極度貧化的水資源狀況
北京是水資源嚴(yán)重短缺的大都市,人均水資源占有量只有300m。特別是1999年以來(lái),北京遭受連續(xù)5年干旱,水資源緊缺已成為制約北京經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要因素。
(1)水量匱乏。①地表水不足。作為北京主要地表水源的密云、官?gòu)d兩大水庫(kù)的來(lái)水和蓄水呈逐年衰減趨勢(shì),入庫(kù)水量由60年代的20多億m3銳減到90年代的不到4億m3,1999年以來(lái),密云水庫(kù)5年年均入庫(kù)水量1.64億m,官?gòu)d水庫(kù)年均入庫(kù)水量1.78億m。。②地下水超采:地下水是北京的最重要的水源之一,由于常年超采地下水,地下水已累計(jì)虧損59億m。。1999年以來(lái)的5年間平原區(qū)地下水超采34,4億m3。
(2)水污染嚴(yán)重。水系污染由城區(qū)逐步向郊區(qū)擴(kuò)展,符合Ⅱ類(lèi)和Ⅲ類(lèi)的水域不斷減少。通惠河、涼水河、清河、沙河、溫榆河等均變成了排污河道,水質(zhì)還達(dá)不到V類(lèi)水體要求。官?gòu)d水庫(kù)由于水質(zhì)惡化,從1996年開(kāi)始停止向北京市供水。
1.2水資源短缺帶來(lái)嚴(yán)重和潛在的生態(tài)問(wèn)題
(1)地表水短缺引起的生態(tài)問(wèn)題。由于地表水得不到徑流補(bǔ)給,造成河流干涸,河床沙化,水質(zhì)惡化,魚(yú)蝦絕跡,喪失補(bǔ)給地下水功能;排污還造成地下水污染。即使靠引水維持的城市河湖,也因水質(zhì)惡化,時(shí)有水華發(fā)生,嚴(yán)重影響城市環(huán)境和生態(tài)安全。
(2)地下水超采引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題。由于過(guò)量開(kāi)采,平原區(qū)以朝陽(yáng)區(qū)紅廟至將臺(tái)路為中心形成2272km范圍的地質(zhì)沉降區(qū),最大沉降量達(dá)619mm。由于地下水污染和超量開(kāi)采,地下水質(zhì)不斷惡化,主要表現(xiàn)在總硬度和硝酸鹽氮超標(biāo)。污染來(lái)自滲井滲坑、污灌、化肥、農(nóng)藥、固廢和垃圾,由于超采形成區(qū)域性地下水位下降漏斗區(qū),改變了地下水的水動(dòng)力和化學(xué)條件,引起水質(zhì)變化。長(zhǎng)期的超采缺補(bǔ),給北京市帶來(lái)了相當(dāng)?shù)纳鷳B(tài)赤字和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。
1.3由污水處理向污水資源化轉(zhuǎn)變的迫切性
尋求新水源,改善水環(huán)境,解決北京極度貧化的水資源現(xiàn)狀,已迫在眉睫。把污水變成新的水源是解決北京水資源問(wèn)題根本性和戰(zhàn)略性的措施。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)就必須實(shí)現(xiàn)污水處理廠向污水資源化工廠的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。這意味著:把新建污水處理工程改變?yōu)樾陆ㄎ鬯Y源化工程;把以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)改變?yōu)橐栽偕盟|(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo);以利用和消耗天然水體的環(huán)境容量(實(shí)際已喪失環(huán)境容量)稀釋凈化受納的排放污水功能改變?yōu)樘峁┥鷳B(tài)用水為目標(biāo),提供優(yōu)質(zhì)再生水補(bǔ)給地表水體和地下水體,恢復(fù)地表水和地下水的生態(tài)功能。這一戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變是解決北京市水資源貧乏和逐步償還超采赤字的根本途徑。
2污水資源化技術(shù)淺析
2.1傳統(tǒng)再生水處理的技術(shù)
根據(jù)國(guó)內(nèi)外最新研究成果和工程實(shí)踐,城鎮(zhèn)污水處理廠二級(jí)出水為水源的再生水處理工藝主要有3種。
(1)化學(xué)沉淀一過(guò)濾一消毒工藝。該工藝采用化學(xué)法和機(jī)械過(guò)濾相結(jié)合的方法,是中小型中水廠采用的后處理工藝。
(2)化學(xué)沉淀一過(guò)濾一活性炭一消毒工藝。該工藝是在工藝(1)的基礎(chǔ)上,為了提高水質(zhì),加強(qiáng)對(duì)有機(jī)物、微污染物、色度、嗅味的去除而采取的強(qiáng)化處理措施。
(3)曝氣生物濾池一過(guò)濾一消毒工藝。曝氣生物濾池是利用好氧生物膜技術(shù)凈化污水的工藝。該工藝已廣泛用于污水深度處理和微污染水源水處理。
此外,還有一些適合小型中水處理的工藝,如生物接觸氧化法,氣浮+過(guò)濾處理等,這些工藝一般應(yīng)用于建筑小區(qū)中水處理與回用或小規(guī)模污水場(chǎng)的深度處理。
上述傳統(tǒng)中水處理工藝在污水資源化工作的起步階段起到了一定的作用。但隨著污水資源化工程的深入和對(duì)回用水水質(zhì)和水量要求的不斷提高,這些處理工藝在技術(shù)層面上的缺陷也日益明顯。如出水水質(zhì)不合格,運(yùn)行不穩(wěn)定,管理復(fù)雜,運(yùn)行費(fèi)用高以及占地面積大等問(wèn)題,都影響了其在污水資源化領(lǐng)域的應(yīng)用。
2,2膜處理技術(shù)
膜處理技術(shù)是利用膜的高效分離性能,去除水體中的顆粒物、大分子有機(jī)物、細(xì)菌乃至小分子和鹽類(lèi)等污染物,從而達(dá)到凈化水質(zhì)效果的新型處理技術(shù)。根據(jù)膜的過(guò)濾孔徑和分離效果,可將膜處理技術(shù)分為微濾、超濾和反滲透等幾種。
(1)微濾/超濾+消毒工藝。該工藝主要采用微濾或超濾膜分離技術(shù),膜孔徑為0.1~0,5gm,二級(jí)出水通過(guò)膜分離,可以去除全部懸浮物(SS),但對(duì)小分子有機(jī)物如氨氮等無(wú)效。同時(shí)該工藝投資運(yùn)行費(fèi)用較高,膜沖洗頻繁,出水水質(zhì)還難以達(dá)到中水標(biāo)準(zhǔn)。不宜規(guī)?;捎?。
(2)連續(xù)微濾cMF+R0。該工藝采用了連續(xù)微濾CMF+RO的雙膜系統(tǒng),連續(xù)微濾(CMF)解決了微濾膜組件的清洗和連續(xù)運(yùn)行操作問(wèn)題,但不能實(shí)質(zhì)性提高水質(zhì),其污染物的去除依靠RO系統(tǒng)。該工藝可以去除大部分有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物,對(duì)總氮和磷也有較好的去除效果,能夠達(dá)到很高的水質(zhì)要求。但該工藝投資和運(yùn)行費(fèi)用過(guò)高,不適用于大規(guī)模采用。(3)浸沒(méi)式一體化膜生物反應(yīng)器(SubmergeMembraneBio—Reactor,簡(jiǎn)稱(chēng)SMBR)+消毒工藝。浸沒(méi)式一體化膜生物反應(yīng)器(SMBR)是一種將生物處理技術(shù)和膜分離技術(shù)相結(jié)合的高效污水處理系統(tǒng)。SMBR通過(guò)膜組件實(shí)現(xiàn)固液分離,提高了生物反應(yīng)器中活性污泥濃度和處理效率,可以實(shí)現(xiàn)較高的回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。SMBR不僅可以以二沉池出水作為原水,對(duì)其進(jìn)行深度處理,還可以直接以城市污水為原水,處理后直接達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)。
2.3不同處理工藝處理后的出水水質(zhì)
上述幾種常用中水處理工藝在處理效果方面的綜合比較,見(jiàn)表1。
通過(guò)以上國(guó)內(nèi)外各種廢水資源化技術(shù)的分析表明:“浸沒(méi)式一體化膜生物反應(yīng)器(SMBR)”技術(shù),將生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)高效結(jié)合,為實(shí)現(xiàn)城市污水大規(guī)模直接資源化提供了新的技術(shù)保障。
3SMBR技術(shù)在資源化領(lǐng)域的應(yīng)用分析
1969年,美國(guó)的Smith等人首次提出了把活性污泥法和超濾工藝結(jié)合處理城市污水的方法,證明膜分離技術(shù)與普通活性污泥法相結(jié)合可以顯著提高系統(tǒng)的處理效率。
1989年,日本政府聯(lián)合一些大公司共同資助,進(jìn)行了為期6年的“90年代水復(fù)興計(jì)劃”科研項(xiàng)目,研究>重點(diǎn)集中在SMBR的處理效果與運(yùn)行穩(wěn)定性方面,這大大促進(jìn)了膜生物反應(yīng)器的開(kāi)發(fā),使膜生物反應(yīng)器開(kāi)始走向?qū)嶋H應(yīng)用。
同年日本學(xué)者Yamamoto等將膜組件直接置入反應(yīng)器內(nèi),通過(guò)泵的抽吸,得到過(guò)濾液,這樣一體化膜生物反應(yīng)器誕生。在我國(guó),科技部在“八五”、“九五”、“十五”連續(xù)15年將膜生物反應(yīng)器的研制列入科技攻關(guān)計(jì)劃。在膜的選擇、處理效率、抗污染以及反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)、降低能耗等方面進(jìn)行了深入的研究和開(kāi)發(fā)。2000年開(kāi)始步入規(guī)模化推廣應(yīng)用。目前,在北京市SMBR工程累計(jì)達(dá)50個(gè),總處理量達(dá)1.5萬(wàn)t/d,年節(jié)約水資源182.5萬(wàn)t,在解決北京水資源缺乏難題中顯示出巨大的生命力。
3.1SMBR技術(shù)的特點(diǎn)
實(shí)際工程應(yīng)用表明,SMBR技術(shù)具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)。
(1)出水水質(zhì)優(yōu)良。SMBR由于將生物處理與膜分離技術(shù)有機(jī)結(jié)合,在具有傳統(tǒng)膜分離功能(如去除有機(jī)大分子、細(xì)菌等)的同時(shí),還可通過(guò)其獨(dú)特的生物功能有效去除進(jìn)水中的BOD和NH4-N等污染物,特別是NH4-N的去除率可達(dá)90%以上,可以實(shí)現(xiàn)較高的回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
(2)系統(tǒng)抗沖擊力強(qiáng),運(yùn)行更穩(wěn)定。SMBR采用外壓式中空纖維膜處理組件,是一種耐沖擊負(fù)荷的處理工藝,進(jìn)水水質(zhì)的波動(dòng)不會(huì)影響出水水質(zhì)。
(3)控制智能化,管理操作簡(jiǎn)單。SMBR技術(shù),省去了繁瑣的預(yù)處理過(guò)程,顯著減少了控制環(huán)節(jié),使系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)智能化,使運(yùn)行管理簡(jiǎn)化。
(4)占地面積省。SMBR技術(shù)由于水力停留時(shí)間減少和緊湊的設(shè)備化設(shè)計(jì),系統(tǒng)占地面積較傳統(tǒng)工藝可節(jié)省20%~40%。
(5)運(yùn)行成本低。SMBR技術(shù)不需要任何前處理,不需要向系統(tǒng)中投加任何化學(xué)藥劑,不需要傳統(tǒng)工藝過(guò)程中的多次輸送和反沖洗,因此在運(yùn)行能耗和管理費(fèi)用上也顯著低于傳統(tǒng)污水二級(jí)處理+深度處理的工藝模式。
(6)二次污染較少。SMBR可實(shí)現(xiàn)污泥齡與水力停留時(shí)間的徹底分離,污泥齡較長(zhǎng),從而顯著減少了系統(tǒng)剩余污泥的產(chǎn)量,在減少二次污染的同時(shí),大大降低污泥處置費(fèi)用。
(7)模塊化設(shè)計(jì)。易于實(shí)現(xiàn)整體規(guī)劃、分步投資、逐量運(yùn)行。使實(shí)際工程應(yīng)用具有更好的靈活性,減少投資浪費(fèi)。
3.2SMBR技術(shù)的經(jīng)濟(jì)分析
(1)建設(shè)投資。SMBR工程投資可分為2個(gè)層次:①較小規(guī)模的SMBR工程(日處理量小于500m),其設(shè)備化比較強(qiáng),從設(shè)計(jì)、土建、設(shè)備安裝到調(diào)試正常運(yùn)行,通常每立方米水投資規(guī)模約在2000元。②對(duì)于有一定規(guī)模的污水處理廠(日處理量超過(guò)1萬(wàn)m),其投資將會(huì)更省,一般每立方米水1800元左右。
(2)運(yùn)行費(fèi)用。運(yùn)行費(fèi)用包括能耗、人工、藥劑以及維修等費(fèi)用。SMBR的運(yùn)行費(fèi)用每立方米水約在0.5~0.7元之間,其中每立方米水電耗約為0.5kw·h。
(3)折舊與日常維護(hù)。SUR聚乙烯中空纖維膜的壽命在5年左右,而PVDF材質(zhì)的中空纖維膜壽命在8年左右,因此其折舊費(fèi)用一般也只不過(guò)是每立方米水0.4~0.5元,而且隨著SMBR的普遍推廣,膜的價(jià)格在不斷下降,近3年來(lái),膜的降價(jià)幅度平均約在20%。
4結(jié)論
論文摘要:對(duì)水資源行政管理問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)分析,同時(shí)對(duì)水資源行政管理改革的目標(biāo)、利益結(jié)構(gòu)、動(dòng)力和阻力進(jìn)行了分析,以此深化對(duì)水資源行政管理改革及其進(jìn)程的認(rèn)識(shí)。
水資源問(wèn)題用系統(tǒng)的觀點(diǎn)來(lái)看,可以分為工程體系問(wèn)題和行政管理體系問(wèn)題。水資源的工程體系問(wèn)題包括水源、水調(diào)度、水土保持、水污染治理、防洪排澇等工程的規(guī)模是否適度、布局是否合理、利用效率是否高效等;水資源的行政管理體系問(wèn)題包括行政管理體制是否適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要、管理職能的確定是否符合科學(xué)合理和適應(yīng)性的要求、管理手段是否先進(jìn)有效、管理效果是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)等。本文將著重對(duì)水資源行政管理問(wèn)題進(jìn)行討論。
1問(wèn)題的分析
1.1管理觀念問(wèn)題首先對(duì)管理落后的認(rèn)識(shí)不足。嚴(yán)格來(lái)講,我國(guó)目前仍然處于從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的轉(zhuǎn)型時(shí)期,尤其在水資源管理方面。其次對(duì)人與自然的辨證關(guān)系認(rèn)識(shí)不足。我們一直把人放在自然的對(duì)立面,對(duì)自然無(wú)休止地索取,人也就必然受到自然的懲罰。如為解決糧食問(wèn)題,不加控制地超采地下水而出現(xiàn)地下漏斗;為防洪排澇,一味加高堤防。
1.2行政體制問(wèn)題由于水資源的開(kāi)發(fā)、利用和保護(hù),縱向涉及中央和地方的權(quán)益,橫向涉及水利、農(nóng)業(yè)、建設(shè)和環(huán)保等部門(mén)的權(quán)益,重復(fù)管理現(xiàn)象嚴(yán)重,責(zé)任不明,“政出多門(mén)”,不但增加了政府的管理成本,減弱了財(cái)政資金的使用效果,而且不利于水資源的統(tǒng)一管理、統(tǒng)籌兼顧、優(yōu)化配置、節(jié)約保護(hù)和高效利用,違背了水的自然規(guī)律,尤其在流域管理和城市水務(wù)管理問(wèn)題上矛盾更為突出。
1.3管理職能問(wèn)題管理上仍然存在嚴(yán)重的“越位”和“缺位”現(xiàn)象。“越位”主要指該由市場(chǎng)來(lái)解決的問(wèn)題仍由政府來(lái)承擔(dān)。如水資源合理配置問(wèn)題,其中最典型的是我國(guó)北方缺水地區(qū)水資源分配問(wèn)題。“缺位”主要指宏觀調(diào)控不到位。如政策、法規(guī)的透明度、統(tǒng)一性和預(yù)見(jiàn)性較差;水資源監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)水平偏低;政策引導(dǎo)、信息服務(wù)跟不上等。
2改革的分析
2.1改革目標(biāo)的分析水資源行政管理改革必須以適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展為基本原則,以建立水市場(chǎng)為中心,把行政管理體制及其運(yùn)行機(jī)制的改革作為重點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)水資源的合理配置,提高水的利用效率,最終實(shí)現(xiàn)以水資源的可持續(xù)利用支持我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
主要包括:①加快水法、節(jié)水法等水法規(guī)體系的建設(shè);②在明確水權(quán)的基礎(chǔ)上,建立流域水資源統(tǒng)一管理機(jī)構(gòu);結(jié)合城市供水及水處理市場(chǎng)的對(duì)外開(kāi)放形勢(shì),積極推行城市水務(wù)一體化管理;③以水價(jià)政策改革為契機(jī),建立和完善水市場(chǎng)規(guī)制體系;④啟動(dòng)水利資產(chǎn)管理運(yùn)行機(jī)制,提高水利建設(shè)融資和水利國(guó)有資產(chǎn)增值保值能力。
2.2改革動(dòng)力與阻力的分析
2.2.1改革的動(dòng)力。改革的動(dòng)力一方面是利益的驅(qū)動(dòng),另一方面是現(xiàn)實(shí)的需要。
①客觀形式的需要。所謂客觀形勢(shì)主要是指:我國(guó)水資源所面臨的危機(jī)已經(jīng)嚴(yán)重制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展,水利部門(mén)的改革顯然已經(jīng)到了“不改不行”的地步,需要進(jìn)一步開(kāi)放水務(wù)市場(chǎng)等。
②履行職責(zé)的需要。供水價(jià)格偏低,造成水資源浪費(fèi)嚴(yán)重;眾多供水企業(yè)以及相關(guān)水管單位經(jīng)營(yíng)失敗、普遍虧損等等。問(wèn)題的解決取決于水資源行政管理改革的深度和進(jìn)程,因此,履行職責(zé)的需要也是改革的推動(dòng)力之一。
2.2.2改革的阻力。水資源行政管理改革的阻力,一方面來(lái)自既得利益者,另一方面來(lái)自傳統(tǒng)觀念的束縛和習(xí)慣勢(shì)力的制約。
只注重了水資源的開(kāi)發(fā)利用,而忽視了水資源的合理配置、水資源的節(jié)約和保護(hù)。由于人們對(duì)水資源危機(jī)的認(rèn)識(shí)不足,同時(shí)又由于改革的道路是艱難而曲折的,需要社會(huì)以及個(gè)人付出一定代價(jià),因此,舊觀念的束縛對(duì)改革是一種無(wú)形障礙。同時(shí),習(xí)慣勢(shì)力的影響也對(duì)改革形成阻礙。在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)條件下,人們通常認(rèn)為水利是福利事業(yè),理應(yīng)由國(guó)家投資和無(wú)償用水和排污。在這樣一種思維定式下,要想確立新的水資源觀念、水市場(chǎng)觀念,其難度是顯而易見(jiàn)的。
3改革的構(gòu)想
3.1行政體制改革水資源行政管理體制改革的總體思路是:以加強(qiáng)流域水資源統(tǒng)一和城市水務(wù)一體化管理為突破口,構(gòu)建現(xiàn)代水資源行政管理體制,以保證政府職能系統(tǒng)效益最佳,保證中央、地方以及社會(huì)組織對(duì)科學(xué)合理開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)水資源的積極性的發(fā)揮。
3.1.1流域水資源實(shí)行統(tǒng)一管理。設(shè)立流域管理委員會(huì),其成員由中央政府代表、地方政府代表、用水戶(hù)代表、專(zhuān)家代表;委員會(huì)主席由選舉產(chǎn)生;流域委員會(huì)依法擁有對(duì)流域水資源的分配權(quán),依法對(duì)流域水資源進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理,實(shí)現(xiàn)流域水資源的優(yōu)化配置。
3.1.2城市水務(wù)實(shí)行一體化管理。對(duì)供水企業(yè)、水處理企業(yè)實(shí)行出租或轉(zhuǎn)讓?zhuān)粚?duì)經(jīng)營(yíng)性水務(wù)工程實(shí)行資產(chǎn)管理;將用水許可與排污許可有機(jī)結(jié)合起來(lái),推進(jìn)城市節(jié)水。
3.2建立水市場(chǎng)
3.2.1水權(quán)管理改革。水權(quán)管理的核心是產(chǎn)權(quán)的明晰和確定。將水資源的所有權(quán)和使用權(quán)分離開(kāi),是促進(jìn)水資源優(yōu)化配置的前提,是建立水市場(chǎng)的基礎(chǔ)。
建議通過(guò)法律的形式,首先確定以占有優(yōu)先權(quán)原則為主、河岸優(yōu)先權(quán)及慣例水權(quán)原則為輔的優(yōu)先權(quán)原則,再結(jié)合水資源現(xiàn)狀,因地制宜,制定相關(guān)法律法規(guī)及實(shí)施細(xì)則。第二,設(shè)定總量控制、保障生活用水和環(huán)境用水,旱情調(diào)度預(yù)案、水污染防治的事權(quán)劃分等限制條件。第三,實(shí)行以水資源規(guī)劃為先導(dǎo),有計(jì)劃、分類(lèi)分批地進(jìn)行水資源使用權(quán)登記并公告社會(huì)。第四,建立水資源使用權(quán)招投標(biāo)、使用權(quán)拍賣(mài)等管理機(jī)制。通過(guò)以上努力,逐步建立起適應(yīng)我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水權(quán)制度。
3.2.2水價(jià)政策改革。改革現(xiàn)行的水價(jià)制定方法,按提高公眾參與程度,即由政府代表、用水戶(hù)代表、供水企業(yè)以及有資質(zhì)的獨(dú)立審計(jì)事務(wù)所共同協(xié)商確定水價(jià);水價(jià)應(yīng)計(jì)入資源水價(jià)、工程成本、利潤(rùn);資源水價(jià)應(yīng)在政府統(tǒng)一評(píng)估基礎(chǔ)上允許在合理的范圍內(nèi)浮動(dòng);利潤(rùn)不再以工程成本及運(yùn)行成本加成的方式計(jì)算,而是以國(guó)家的社會(huì)平均利潤(rùn)率和資本金來(lái)計(jì)算;水價(jià)的確定要兼顧公眾承受能力和政府的財(cái)政能力。
3.3改革管理模式
3.3.1資產(chǎn)管理。要盡快調(diào)整政府及水利部門(mén)在水利工程建設(shè)及管理中的定位。水務(wù)企業(yè)完成企業(yè)自我發(fā)展的公司制經(jīng)營(yíng)實(shí)體,經(jīng)營(yíng)性、科研性、開(kāi)發(fā)性的事業(yè)單位要逐步轉(zhuǎn)制為企業(yè)。依據(jù)不同的情況和條件,對(duì)原有的水利工程要逐步實(shí)行企業(yè)化管理。
3.3.2節(jié)約用水。在國(guó)家宏觀調(diào)控與市場(chǎng)機(jī)制下,水價(jià)是調(diào)節(jié)供需方矛盾最敏感的經(jīng)濟(jì)杠桿。國(guó)外研究表明,水價(jià)提高10%,將使家庭用水減少3%~7%,同時(shí)如果水費(fèi)沒(méi)有占到市民收入的1%以上,人們就不會(huì)注意節(jié)水問(wèn)題。
因此,政府應(yīng)在建立和完善相關(guān)法律法規(guī)、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、制定相關(guān)用水標(biāo)準(zhǔn)及定額、推進(jìn)節(jié)水技術(shù)發(fā)展的同時(shí),以改革水價(jià)政策、提高全社會(huì)節(jié)水意識(shí)為重點(diǎn),運(yùn)用信息技術(shù)等現(xiàn)代管理手段,在建立節(jié)水型社會(huì)過(guò)程中充分發(fā)揮政府的宏觀調(diào)控作用。
棗莊市薛城區(qū)位于山東省南部、微山湖東岸,地處魯中南低山丘陵邊緣,銜接黃淮海洪泛區(qū),京滬鐵路、京福高速公路城東穿過(guò),交通便利,有山東南大門(mén)之稱(chēng)。薛城區(qū)屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)型大陸性氣候,在一定程度上受海洋調(diào)節(jié)的影響,有顯著的大陸性氣候特征,四季分明,氣候溫和,雨熱同季,降水集中。春季回暖快,降雨量少,多風(fēng),蒸發(fā)量大,易干旱;夏季炎熱、多雨,潮濕,易澇;秋季降溫快,雨量驟減,多晴朗天氣,晚秋易旱;冬季雨量稀少,寒冷干燥。全區(qū)全年日照時(shí)數(shù)為2532.1小時(shí),整個(gè)作物生長(zhǎng)期3月至10月份總?cè)照諘r(shí)數(shù)為1826.9小時(shí),占全年日照時(shí)數(shù)的72%,光照條件優(yōu)越。全區(qū)多年年平均氣溫14℃,最高氣溫極值40.5℃,最低氣溫極值-22.3℃。多年平均降雨量為804毫米,季節(jié)降水明顯不均,春季占年降水量的16.3%,夏季占59.2%,秋季占19.2%,冬季占5.3%。本區(qū)多年平均蒸發(fā)量757.5毫米,夏季是全年蒸發(fā)量最大的季節(jié),月平均蒸發(fā)量166.4毫米。
薛城區(qū)屬淮河流域湖東京杭大運(yùn)河水系,區(qū)內(nèi)大小河流共17條,多發(fā)源于山丘地帶,均屬季節(jié)性河流,自東向西,自北向南分別注入京杭大運(yùn)河和微山湖。區(qū)內(nèi)主要河道為薛城大沙河、周營(yíng)沙河以及位于常莊、沙溝、周營(yíng)等鎮(zhèn)內(nèi)的小河流。
全區(qū)面積506平方公里,轄六鎮(zhèn)一街,361個(gè)行政村,至2002年底,總?cè)丝谶_(dá)44.91萬(wàn)人,其中薛城南部地區(qū)主要包括沙溝鎮(zhèn)和周營(yíng)鎮(zhèn),人口18萬(wàn)人,占全區(qū)總?cè)丝诘?0%,共有耕地20萬(wàn)畝,約占全區(qū)耕地面積的58%,而水資源量?jī)H占全區(qū)水資源總量的24%,水資源的貧乏嚴(yán)重制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,水資源資源的可持續(xù)利用。2.水資源狀況
南部地區(qū)河流主要有周營(yíng)沙河以及位于常莊、沙溝、周營(yíng)等鎮(zhèn)內(nèi)的小河流,發(fā)源于山丘地帶,均屬季節(jié)性河流,自東向西,自北向南分別注入京杭大運(yùn)河和微山湖。該區(qū)域無(wú)大中型水庫(kù),50年代后期先后興建了小營(yíng)、南常三村、九隊(duì)等5座小型水庫(kù),塘壩110座,總有效蓄水能力為300萬(wàn)立方米。2.1地下水
薛城南部區(qū)域地質(zhì)屬薛南變質(zhì)巖區(qū),總面積217平方公里,占全區(qū)總面積的43%,區(qū)域內(nèi)隱伏著太古界片麻巖,花崗片麻巖,地下水賦存于風(fēng)化裂隙中,巖層風(fēng)化深度較淺,貯水條件較差,水量很小,單位涌水量小于10m3/d。地下水主要為附近農(nóng)村生活及生產(chǎn)用水,對(duì)工農(nóng)業(yè)取水無(wú)集中開(kāi)采價(jià)值。
參考2001年棗莊市水資源試驗(yàn)站提交的《棗莊市地下水資源評(píng)價(jià)報(bào)告》和1997年省水利廳科教處組織專(zhuān)家評(píng)審驗(yàn)收的《山東省棗莊市薛城區(qū)地下水規(guī)劃管理研究》成果有關(guān)成果數(shù)據(jù):薛城區(qū)多年平均地下水資源量9000萬(wàn)立方米,其中薛城南部地區(qū)1350萬(wàn)立方米,可開(kāi)采量?jī)H700萬(wàn)立方米。
根據(jù)棗莊市歷年地下水資源量計(jì)算成果,統(tǒng)計(jì)為地下水資源量豐水年份有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
依據(jù)1993年《薛城區(qū)水資源長(zhǎng)期供求計(jì)劃編制》以及棗莊水文水資源勘測(cè)局2001提交的《棗莊市地表水資源分析評(píng)價(jià)報(bào)告》有關(guān)成果數(shù)據(jù):薛城南部地區(qū)多年平均降雨量803.7mm,多年平均降水總量為1.75億立方米;薛城南部地區(qū)多年凈流量4375萬(wàn)立方米,其中周營(yíng)大沙河年凈流量2160萬(wàn)立方米。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料,薛城區(qū)1956~1999多年平均徑流量為1.104億立米,折合徑流深230毫米,其中周營(yíng)大沙河年徑流深為217.1毫米,多年平均徑流量為1800萬(wàn)立方米。2.3水資源特點(diǎn)
一、降水特征:薛城南部區(qū)域降水量具有以下特征。
1、降水季節(jié)變化大。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、降水量年際變化大,存在著豐枯交替,連枯、連豐的現(xiàn)象。
二、地表徑流特征:地表徑流在地域時(shí)空分布的特點(diǎn),總趨勢(shì)同年降水量基本一致。
1、區(qū)域分布不均勻,山區(qū)為高徑流區(qū),平原區(qū)為低徑流區(qū)。
2、季節(jié)變化大,徑流量年內(nèi)變化劇烈。汛期暴雨產(chǎn)生洪水,發(fā)生洪澇災(zāi)害,枯季徑流量小,時(shí)常發(fā)生河道干涸,水源十分不足現(xiàn)象。
3、年際變化大,豐枯交替,連豐和連枯水的情況經(jīng)常發(fā)生。
三、地表水資源特點(diǎn):由于汛期降水集中,造成地表徑流量可利用率較低,流失量大,盡管興建了一批攔蓄工程,但攔蓄量不足地表徑流量的10%,存在一定的開(kāi)發(fā)潛力。
四、旱澇災(zāi)害頻繁:由于降水特征季節(jié)性強(qiáng),年內(nèi)、年際變化大,地域分布不均,年內(nèi)變化反映夏多冬少,秋多春少;年際變化反映偏旱年多于豐水年,旱多于澇。據(jù)史料記載,大面積洪澇災(zāi)害平均5年一次。干旱危害經(jīng)常發(fā)生,其中春旱危害面積大,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人畜用水造成困難,2002年干旱造成該區(qū)域內(nèi)大面積糧食減產(chǎn),嚴(yán)重區(qū)域出現(xiàn)絕產(chǎn)現(xiàn)象。2.4水資源總量
南部地區(qū)平均年徑流總量為3430萬(wàn)立方米,其中地表水資源量為2730萬(wàn)立方米,地下水資源量為700萬(wàn)立方米。由于徑流主要由降水形成,因此徑流變化特征與降水相似,汛期來(lái)量集中,約占全年的58.2%,攔蓄工程少,造成徑流大量流失,容易發(fā)生洪澇災(zāi)害。
隨著人口增長(zhǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,薛城區(qū)南部水資源短缺問(wèn)題,將使工農(nóng)業(yè)用水更加緊張,將嚴(yán)重制約南部區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。3.存在的問(wèn)題
由于薛城南部所處的地理位置,降水年際、年內(nèi)分布極不均勻,經(jīng)常出現(xiàn)旱澇災(zāi)害同地持續(xù)發(fā)生。汛期面臨洪澇災(zāi)害嚴(yán)重,旱季又面臨水資源緊缺的問(wèn)題。近幾年連續(xù)干旱,造成薛城南部地區(qū)嚴(yán)重缺水,絕大部分河道斷流、水庫(kù)塘壩干涸,大面積糧食作物因缺水減產(chǎn)、甚至絕收,嚴(yán)重影響了南部地區(qū)群眾的生產(chǎn)、生活。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看,隨著城市的發(fā)展,缺水問(wèn)題將更為嚴(yán)重。為此,我們必須根據(jù)薛城南部地區(qū)的實(shí)際情況,防汛與抗旱、攔蓄與防洪相結(jié)合,正確處理經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源的關(guān)系,在跨流域調(diào)水工程沒(méi)有建設(shè)配套前,充分利用洪水資源緩解缺水問(wèn)題成為可能和必要。4.利用洪水資源的措施4.1進(jìn)一步擴(kuò)大控制洪水的能力
薛城南部地區(qū)是我區(qū)旱災(zāi)高發(fā)地區(qū),水資源人均占有量約占全區(qū)的24%,年降雨量的60%左右集中在汛期兩三個(gè)月,洪水峰高量大,特別是較集中的幾場(chǎng)大雨的洪水流量甚至高達(dá)40%~60%。目前所建設(shè)的攔蓄工程只能控制年總徑流量的10%,洪水控制能力很低,致使大量的洪水資源得不到利用而白白流失。由于沒(méi)有攔蓄,大量洪水短時(shí)間內(nèi)排走,洪水過(guò)后,隨之而來(lái)的便是干旱。為此,解決缺水問(wèn)題,首先要對(duì)現(xiàn)有水庫(kù)進(jìn)行加固處理,在保證水庫(kù)運(yùn)行安全和來(lái)水量充足的前提下,進(jìn)行必要的擴(kuò)容,增加現(xiàn)有水庫(kù)塘壩的攔蓄水能力,經(jīng)薛城區(qū)水務(wù)局統(tǒng)計(jì)、分析、論證南常系列水庫(kù)有較大擴(kuò)容的潛力,其中小營(yíng)水庫(kù)擴(kuò)容能力最大,可增加興利庫(kù)容46萬(wàn)立方米;其次,在攔蓄條件好的區(qū)域新建攔蓄洪水工程,特別是在沙溝南常山區(qū)丘陵區(qū)域內(nèi),新建一些小水庫(kù)、小塘壩,進(jìn)一步增強(qiáng)控制洪水和利用洪水資源的能力。
在進(jìn)行攔蓄洪水的同時(shí)要建立健全水庫(kù)、塘壩等攔蓄工程洪水調(diào)度機(jī)制。目前薛城區(qū)已建立自動(dòng)化量雨系統(tǒng),但是還不是全面自動(dòng)化雨情雨量監(jiān)控,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科學(xué)的進(jìn)步,薛城區(qū)防汛指揮系統(tǒng)的將逐步建立并完善水庫(kù)、塘壩等攔蓄工程的自動(dòng)監(jiān)測(cè),不斷提高水利工程攔蓄洪水的能力。因此,我們要根據(jù)實(shí)際情況,進(jìn)一步建設(shè)水庫(kù)、塘壩洪水自動(dòng)化監(jiān)測(cè)調(diào)度工程,最大限度地發(fā)揮水庫(kù)、塘壩的攔洪、蓄水、供水作用,科學(xué)調(diào)度,減少資源浪費(fèi)。4.2充分發(fā)揮河道蓄洪作用
薛城區(qū)南部多年平均降雨量為804毫米,其中夏季占59.2%,薛城南部地區(qū)大小河流年總徑流量約3430萬(wàn)立方米,其中汛期洪水總量約占河流總徑流量的60%。區(qū)域內(nèi)河流一般源短流急,河道有水期往往集中在汛期某個(gè)洪水過(guò)程,如果不抓緊攔蓄洪水,一場(chǎng)洪水短短幾天就流走,因此,要充分發(fā)揮河道天然蓄滯洪水的作用。目前國(guó)內(nèi)外許多地區(qū)對(duì)河道進(jìn)行多級(jí)開(kāi)發(fā),修建多級(jí)攔河壩,一方面利用河道攔蓄洪水,減少下游防洪壓力;另一方面充分利用洪水資源,改善周邊環(huán)境,增長(zhǎng)洪水與地面的接觸時(shí)間,增加地下水的補(bǔ)給。周營(yíng)大沙河是南部最大的河流,多年評(píng)價(jià)徑流量1800萬(wàn)立方米,除上游有小型水庫(kù)1座外,基本沒(méi)有攔蓄工程,河水利用率不足5%,開(kāi)發(fā)的潛力很大,如果攔蓄量達(dá)到20%,通過(guò)灌溉工程配套建設(shè),可改善灌溉面積1.5萬(wàn)畝,有效改善沿河兩岸的水利條件,緩解用水緊張的局面,減少引湖灌溉的費(fèi)用。根據(jù)周營(yíng)大沙河的長(zhǎng)期規(guī)劃治理方案,該河道經(jīng)綜合治理后攔蓄量將達(dá)到40%,可有效的改善河道沿岸水環(huán)境,緩解嚴(yán)重缺水的局面。山東省膠東地區(qū)連續(xù)兩年嚴(yán)重干旱,河道攔洪工程發(fā)揮很大作用,威海、煙臺(tái)兩地?cái)r河壩共攔蓄洪水約1000萬(wàn)立方米,使膠東地區(qū)缺水緊張局面得到緩解。這些成功攔蓄洪水的例子為薛城南部的水資源提供發(fā)展模式,使攔蓄汛期洪水資源緩解薛城南部缺水問(wèn)題成為可能和趨勢(shì)。4.3建立水資源價(jià)格機(jī)制
水作為重要的生產(chǎn)資料,與原料、工具有同等的意義,都是商品,應(yīng)具有其本身的價(jià)值。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)杠桿調(diào)節(jié)作用和國(guó)家宏觀調(diào)控下,充分發(fā)揮水價(jià)格的配置資源的功能,合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),制訂水資源的價(jià)格政策。
攔蓄的洪水資源必須有償供給工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各行業(yè)利用,收取的水費(fèi),進(jìn)行工程維修資金的積累,保證攔蓄工程的正常、安全運(yùn)行,保證水資源的可持續(xù)發(fā)展,以水資源的可持續(xù)利用促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。4.4加強(qiáng)水資源統(tǒng)一管理,建立高效、有力的水資源管理體制。