干旱區(qū)的水利生態(tài)觀水資源安全對策

水利生態(tài)投資項目是為了改善生態(tài)環(huán)境的投資行為,這種項目的效益評價不僅要考察內(nèi)部效應(yīng)而且應(yīng)該考慮項目的外部效益,否則將失去評價結(jié)果的客觀與公平性。文中建立了水利生態(tài)投資項目外部效益的評價指標(biāo)體系及評價方法,提出用綜合效益水平指數(shù)反映其外部效益水平,具有可操作性。基于外部效益具有的滯后性,建議對水利生態(tài)投資項目的評價采取即時評價與長期評價相結(jié)合的方法,保證評價結(jié)論的科學(xué)與完整。

水利生態(tài)投資是以保護(hù)生態(tài)環(huán)境為目的的對公共項目進(jìn)行的投資，它所引發(fā)的效益包括生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會效益、景觀效益等方面，主要體現(xiàn)了外部性，因此，本文對水利生態(tài)投資項目外部效益定義為：水利生態(tài)投資項目的經(jīng)濟(jì)行為主體在投資生態(tài)建設(shè)時，其他經(jīng)濟(jì)行為主體所獲得的并沒有為之付出代價的正外部性。主要由以下幾個方面構(gòu)成。

水利工程對生態(tài)的影響越來越在世界范圍內(nèi)受到廣泛的關(guān)注。人水和諧已成為現(xiàn)代水利工程設(shè)計的原則之一，“生態(tài)水工學(xué)”應(yīng)運(yùn)而生。以下本文結(jié)合筆者工作經(jīng)驗從四個方面對水利生態(tài)工程設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)分析，希望能為同行工程設(shè)計人員提供參考。

本文結(jié)合水足跡模型和區(qū)域水資源承載力評價指標(biāo),通過計算中國西北干旱區(qū)2001-2011年的水足跡,實現(xiàn)了該區(qū)域水資源承載力的評價。研究結(jié)果表明：西北干旱區(qū)水足跡從2001年的405.98×108m3增加至2011年的575.94×108m3,呈現(xiàn)逐年增加的趨勢。從總量和消費(fèi)的角度分析得出,主要原因是該區(qū)域農(nóng)畜產(chǎn)品虛擬水量的不斷增加。結(jié)合2011年西北干旱區(qū)水資源承載力指標(biāo)空間分布,得出其大部分地區(qū)水資源的用水量仍可承載,但部分地區(qū)的水資源系統(tǒng)已處于超載狀態(tài)。因此,為改善以及避免區(qū)域水資源系統(tǒng)超載問題,應(yīng)采取調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、改變消費(fèi)模式等措施緩解供需矛盾。本研究可為地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及消費(fèi)模式調(diào)整提供依據(jù)。

本文結(jié)合水足跡模型和區(qū)域水資源承載力評價指標(biāo),通過計算中國西北干旱區(qū)2001-2011年的水足跡,實現(xiàn)了該區(qū)域水資源承載力的評價。研究結(jié)果表明：西北干旱區(qū)水足跡從2001年的405.98×108m3增加至2011年的575.94×108m3,呈現(xiàn)逐年增加的趨勢。從總量和消費(fèi)的角度分析得出,主要原因是該區(qū)域農(nóng)畜產(chǎn)品虛擬水量的不斷增加。結(jié)合2011年西北干旱區(qū)水資源承載力指標(biāo)空間分布,得出其大部分地區(qū)水資源的用水量仍可承載,但部分地區(qū)的水資源系統(tǒng)已處于超載狀態(tài)。因此,為改善以及避免區(qū)域水資源系統(tǒng)超載問題,應(yīng)采取調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、改變消費(fèi)模式等措施緩解供需矛盾。本研究可為地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及消費(fèi)模式調(diào)整提供依據(jù)。

中國西北干旱區(qū)水資源供需矛盾突出,屋面降水作為一種較為清潔的水資源,對緩解目前西北地區(qū)用水緊張很有幫助。以西北地區(qū)新疆石河子市天富名城小區(qū)為例,利用gf-2號衛(wèi)星數(shù)據(jù),通過圖像分類獲取研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖,在所得現(xiàn)狀圖的基礎(chǔ)上,利用sketchup三維建模軟件設(shè)計出了一個符合中國西北地區(qū)氣候特點(diǎn)的屋面降水利用生態(tài)工程案例。通過對構(gòu)建的屋面降水利用模型的運(yùn)行過程進(jìn)行推演,得出研究小區(qū)95164.21m~2的屋面面積年平均可收集15441.76m~3凈降水。若收集的降水按2.1元/m~3計算,則每年小區(qū)可節(jié)約3.24萬元的水費(fèi)開支。若將這些降水用于小區(qū)景觀和綠化,該水量除了可維持一個半徑44m、水深1.5m的景觀水池從4月到10月的全部用水外,還可為小區(qū)所有喬木和26%灌草綠化提供免費(fèi)用水。研究結(jié)果可為中國西北小區(qū)屋面降水利用系統(tǒng)的推廣提供可行性方案和參考。

研究針對臺灣地區(qū)水利生態(tài)工程地區(qū)之適用植物,進(jìn)行調(diào)查研究。研究范圍主要包括后龍溪、筏子溪、大里溪、清水溪及高屏溪等臺灣之主要河川。調(diào)查結(jié)果,后龍溪河川植物有44科109種,筏子溪植物25科54種植物,大里溪植物12科31種植物,清水溪55科138種,高屏溪植物39科82種植物。并將筏子溪、大里溪、清水溪、后龍溪及高屏溪等調(diào)查地區(qū)優(yōu)勢植物之種類及其相對豐多度,植物群落之群團(tuán)分析。歸納臺灣地區(qū)不同河川之植物群落對生態(tài)復(fù)育工程之效益,并初步建立河川植物信息化之架構(gòu)。

該文以庫塔干渠東干渠混凝土襯砌渠道5＋000~10＋475渠段的變水位靜水法和流量觀測為實據(jù),展示了襯砌渠道水利用系數(shù)的計算過程,計算水深介于0.56~1m之間,渠道水利用系數(shù)為0.988~0.991之間。實例分析結(jié)果表明：隨著渠道水深的增加,雖然流量和滲漏強(qiáng)度均增加,但渠道水利用系數(shù)隨水深呈增加趨勢,該實例在水深大于0.7m時,渠道水利用系數(shù)變化趨勢漸趨平緩?？梢?當(dāng)渠道流量不穩(wěn)定時,渠道水利用系數(shù)宜采用變水位靜水法結(jié)合流量進(jìn)行計算。

水資源是人類賴以生存和發(fā)展的一個極其重要的因素。水資源的可持續(xù)利用是實現(xiàn)人類社會經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的基本前提。筆者針對西北干旱區(qū)獨(dú)有的氣候水文特征,從區(qū)域水資源與區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會的相互關(guān)系出發(fā),從區(qū)域水資源承載力的本質(zhì)概念進(jìn)行分析,拓展認(rèn)識和界定區(qū)域水資源儲備量和區(qū)域水資源承載能力的內(nèi)涵意義。基于區(qū)域水資源的儲備、消耗、再生的3大功能過程,考慮區(qū)域社會調(diào)節(jié)活動對區(qū)域水資源功能過程的影響,構(gòu)建了一個以指標(biāo)層變量、分類層指標(biāo)和目標(biāo)層指數(shù)3個等級層次體系,并適用性較強(qiáng)的西北干旱區(qū)域水資源可持續(xù)利用評價指標(biāo)體系。

提出了水資源可持續(xù)利用的管理內(nèi)容及西北干旱區(qū)水資源流域管理原則,并闡述了西北干旱區(qū)水資源可持續(xù)利用對策。

地下水資源是流域水資源的重要組成部分,是干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境的命脈。塔里木河流域地下水資源具有典型的\"公共池塘資源悲劇\"特征,存在地表水與地下水管理分割、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)不足等問題。流域地下水資源開發(fā)利用處于相對失控狀態(tài),地下水資源的過度開發(fā)利用,造成部分地區(qū)河道斷流、湖泊水位下降,產(chǎn)生了一系列生態(tài)環(huán)境問題。根據(jù)存在的問題,文章分別從完善流域與區(qū)域的地下水資源管理法規(guī)體系,完善源流與干流地下水資源管理體制,建立地下水庫與地表水統(tǒng)籌調(diào)度模式,建立流域地下水與地表水資源統(tǒng)籌管理模式等方面提出了管理對策,以期促進(jìn)塔里木河流域可持續(xù)發(fā)展。

南水北調(diào)是作為一項民生工程,在解決北方用水,促進(jìn)南方和北方經(jīng)濟(jì)平衡發(fā)展方面具有重要意義。但是在建設(shè)過程中,工程施工對生態(tài)環(huán)境也造成了一定的不利影響?；诖?文中對南水北調(diào)工程對北方水利生態(tài)的影響進(jìn)行探討。

本文在參考旅游資源開發(fā)評價體系模型的基礎(chǔ)上,采用德爾菲專家法構(gòu)筑了水利風(fēng)景區(qū)旅游開發(fā)潛力的評價體系,運(yùn)用ahp層次分析法對該層次評價體系進(jìn)行驗證,明確了各層次指標(biāo)的權(quán)重,構(gòu)建開發(fā)潛力的評價指標(biāo)體系,并參考國家標(biāo)準(zhǔn)和部委標(biāo)準(zhǔn)建立總體評價等級。

對干旱區(qū)流域水資源管理與流域生態(tài)環(huán)境建設(shè)的關(guān)系等問題進(jìn)行了論證。對如何加強(qiáng)干旱區(qū)流域水資源管理,促進(jìn)流域生態(tài)環(huán)境建設(shè)的整體優(yōu)化,提出了設(shè)想和建議:(1)完善流域水法規(guī)建設(shè),加強(qiáng)水行政執(zhí)法;(2)加強(qiáng)流域域情的綜合研究和規(guī)劃工作,編制《流域綜合治理規(guī)劃》;(3)對流域水資源的開發(fā)利用進(jìn)行宏觀調(diào)控,以統(tǒng)籌各地區(qū)的利益;(4)強(qiáng)化流域水規(guī)劃管理;(5)加強(qiáng)流域水量統(tǒng)一調(diào)度管理;(6)突出節(jié)水措施,促進(jìn)流域經(jīng)濟(jì)向高效用水、高產(chǎn)出、高效益方向發(fā)展;(7)實施生態(tài)環(huán)境綜合治理措施。

針對目前我國農(nóng)田水利工程項目投資決策中無法全面定量評估投資和效益的不足,文中運(yùn)用能值理論生態(tài)經(jīng)濟(jì)評價的研究方法,對額濟(jì)納旗小型農(nóng)田水利工程進(jìn)行評價,分析了工程建設(shè)項目社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)三方面的成本和效益,并根據(jù)工程建設(shè)產(chǎn)投比比值,從生態(tài)經(jīng)濟(jì)評價的角度綜合分析工程建設(shè)可行性。結(jié)果表明工程生態(tài)環(huán)境能值效益成本比為31.12,經(jīng)濟(jì)效益成本比為5.26,社會效益成本比為2.67,工程生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益成本比為5.72,均遠(yuǎn)大于1,工程具有建設(shè)可行性。評價結(jié)果對人們?nèi)娴亩ㄐ远空J(rèn)識工程效益具有一定的現(xiàn)實意義。

本文著重介紹了引水樞紐各主要建筑物設(shè)計原理以及主要的設(shè)計內(nèi)容,希望能為讀者提供啟示和幫助。

我國北方干旱區(qū)城市景觀設(shè)計受水資源嚴(yán)重短缺的制約,本文從運(yùn)用鄉(xiāng)土耐寒植物、優(yōu)化景觀植物配置、恢復(fù)自然草地景觀、水景用水循環(huán)使用、適當(dāng)增加硬化面積和模擬水景等方面進(jìn)行了探討。

以寧夏西海固地區(qū)為例,在區(qū)域尺度水資源超載狀態(tài)分析基礎(chǔ)上,構(gòu)建了柵格尺度水資源承載力評價指標(biāo)體系和計算方法,闡釋了水資源承載力空間格局、特征及其與人口經(jīng)濟(jì)要素的空間關(guān)系,并提出空間規(guī)劃與發(fā)展路徑指引。干旱半干旱區(qū)柵格尺度的水資源承載力評估指標(biāo)體系包括5項一級指標(biāo)和12項二級指標(biāo),案例實證研究與校驗表明:指標(biāo)體系與評估模型具有可操作性,可為空間規(guī)劃與管制提供更有效的決策支撐；西海固地區(qū)柵格尺度的水資源承載力劃分為強(qiáng)、較強(qiáng)、中等、較弱以及弱5個等級,強(qiáng)和較強(qiáng)等級區(qū)主要位于清水河河谷平原,是黃河揚(yáng)水灌區(qū)與地下水資源富集區(qū)的疊加區(qū)域,較弱和弱等級區(qū)集中分布于黃土丘陵區(qū)、六盤山及其余脈山地區(qū)。在水資源承載力空間差異分析的基礎(chǔ)上,因地制宜地制定空間開發(fā)指引,建立\"節(jié)流為主、開源為輔\"的水資源保障體系,有助于構(gòu)建與區(qū)域水資源條件相適應(yīng)的人口產(chǎn)業(yè)布局模式。

水資源是干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境最主要的限制性因子和重要組成部分。干旱區(qū)人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模的膨脹,導(dǎo)致生產(chǎn)、生活用水不斷擠占生態(tài)環(huán)境用水,部分地區(qū)水資源開發(fā)利用甚至嚴(yán)重超過了最大極限,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)不斷惡化甚至難以恢復(fù)。干旱區(qū)水資源開發(fā)利用對生態(tài)環(huán)境影響的研究越來越受到重視。當(dāng)前,國內(nèi)外按照\"發(fā)生的問題—產(chǎn)生的機(jī)理—調(diào)控的標(biāo)準(zhǔn)—過程模擬—情景預(yù)測—響應(yīng)對策\(yùn)"這一邏輯思路,圍繞干旱區(qū)水資源開發(fā)利用對生態(tài)環(huán)境的影響進(jìn)行了大量研究,并取得了明顯進(jìn)展。但干旱區(qū)水資源開發(fā)利用對生態(tài)環(huán)境的影響機(jī)理研究相對薄弱,仍難以精確刻畫水資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境之間的定量關(guān)系,難以動態(tài)模擬和有效預(yù)測水資源開發(fā)利用對生態(tài)環(huán)境的影響,面向干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境的水資源開發(fā)利用對策研究在實踐中仍面臨著較多障礙。因此,未來應(yīng)以機(jī)理研究為基礎(chǔ),以過程模擬和情景預(yù)測為突破口,以綜合集成的對策體系建設(shè)為落腳點(diǎn),不斷加強(qiáng)干旱區(qū)水資源開發(fā)利用對生態(tài)環(huán)境影響的研究。

土地資源面積的有限性,位置固定性和區(qū)域差異性,造成了其供給稀缺性;而土地資源具有養(yǎng)育、支撐、資源和資產(chǎn)等功能,其需求旺盛;土地資源供給的稀缺性與社會需求的無限性之間存在矛盾.筆者運(yùn)用經(jīng)濟(jì)學(xué)的總需求-總供給模型(ad-as模型),立足生態(tài)文明角度,從供求方面對區(qū)域土地資源承載力進(jìn)行探討,以山西省大同市為案例區(qū).研究結(jié)果表明:(1)由耕地需求量、建設(shè)用地需求量和生態(tài)用地需求量構(gòu)成的土地資源綜合承栽力總需求,2011--2015年大同市土地綜合承載力總需求分別為0.5309、0.5542、0.5770、0.5797和0.6030;其總體趨勢增加;(2)由耕地支撐能力、建設(shè)用地支撐能力和生態(tài)支撐能力構(gòu)成的土地綜合承載力總供給,2011--2015年大同市土地綜合承載力總供給分別為1.423、1.466、2.104、1.531和1.509;(3)2011--2015年大同市土地綜合承載力處于超載,2013年超載最大,2015年超載最小,說明大同市的土地資源承載力超載現(xiàn)象在改善.運(yùn)用此方法進(jìn)行土地資源綜合承載力評價,在土地資源承載力研究中更為科學(xué)和合理,使得人們更為關(guān)注生態(tài)文明,為建立社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和諧的人地關(guān)系提供了新的依據(jù).

為確定克拉瑪依市水資源系統(tǒng)存在的問題,實行嚴(yán)格的水資源管理制度,落實“三條紅線”控制指標(biāo),利用系統(tǒng)動力學(xué)模型對克拉瑪依市水資源供需狀況進(jìn)行定量模擬,并在對水資源供需平衡的敏感性影響因子進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,提出了傳統(tǒng)型、一般治污型、強(qiáng)化治污型、一般節(jié)水型、強(qiáng)化節(jié)水型和綜合型等6種模擬方案。幾個方案的模擬結(jié)果表明:①傳統(tǒng)型方案的水資源供需缺口年均增加0.173×108m3,2030年供需缺口將達(dá)到2.59×108m3;②強(qiáng)化治污型方案的水資源供需缺口年均增加0.171×108m3,2030年供需缺口將達(dá)到2.57×108m3;③只依靠治污不能滿足水資源的需求量,而節(jié)水能夠有效地改善水資源供需狀況;④2030年,一般節(jié)水型和強(qiáng)化節(jié)水型方案的供需缺口分別為1.89×108m3和1.2×108m3,綜合型方案的供需缺口會進(jìn)一步降低為1.18×108m3。根據(jù)上述結(jié)果,提出了將治污與節(jié)水相結(jié)合的管理措施,這將對改善克拉瑪依市水資源的供需狀況,維持水資源的可持續(xù)發(fā)展提供支撐。

新疆地處亞歐大陸腹地,我國西北干旱地區(qū),隨著社會、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人口增長,水資源供給越發(fā)緊張,通過大力發(fā)展膜下滴灌系統(tǒng)工程,可以改善灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。本文從3個方面對該區(qū)域膜下滴灌系統(tǒng)工程設(shè)計進(jìn)行介紹,包括建設(shè)滴灌系統(tǒng)工程的必要性分析,滴灌系統(tǒng)工程設(shè)計的主要內(nèi)容,滴灌系統(tǒng)工程水土流失預(yù)防及治理措施,結(jié)合生態(tài)文明建設(shè)著重介紹了3種防治水土流失的措施,希望能給讀者啟示和幫助。