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篇1
林州市的地表徑流資料較少,雨量資料較多。過境水量多年平均為5.40億m3/a,其中紅旗渠引漳河水為2.81億m3/a,其它河流為2.59億m3/a。該市地形、地質構造復雜,地貌單元多樣,因而地下水類型和地下水的補、徑、排關系復雜。全市地表水資源多年平均為8.56億m3,淺層地下水資源多年平均為0.62億m3,水資源總量為8.96億m3。淺層地下水主要分布在城關盆地及臨淇盆地。深層地下水主要分布在山丘區及盆地內的寒武系、奧陶系的石灰巖層中,地下水埋藏較深,多在200~500m之間,且地質條件復雜,開采難度大、成本高。
3取用水合理性分析
3.1取用水量合理性分析
林州市地表水多年平均來水量為8.56億m3/a;不同保證率25%、50%、75%、95%的來水量分別為12.01億m3/a、7.55億m3/a、4.75億m3/a、2.50億m3/a。可利用量多年平均為5.07億m3,保證率為50%、70%可利用水量為5.79億m3、4.07億m3。該市農村飲水安全工程現狀年和規劃年地表水年取水量分別為449萬m3、478萬m3,分別是保證率50%可利用水量的0.78%、0.83%,分別是保證率70%可利用水量的1.10%、1.17%。項目建設應有利于區域產業結構調整和節約用水,有利于水資源的合理配置和高效利用,有利于促進經濟社會可持續發展,有利于人民的身體健康和生活水平的提高。林州市地下水貯存條件復雜,除城關盆地和臨淇盆地地下水開采條件較好外,其它地區地下水開采條件較差,開采成本大。項目工程設計本著首先使用地表水,其次使用淺層水,深山區使用泉水,不得開采深層水的原則。根據2011年底人口統計,林州市農村人口為85.74萬人,現狀用水量為6.03萬m3/d,年需水2203萬m3;水源地需供水7.64萬m3/d、2787萬m3/a。規劃年用水量6.42萬m3/d,年需水2343萬m3;水源地需供水8.12萬m3/d、2964萬m3/a。按照河南省地方標準《用水定額》(DB41/T385—2009),并考慮管網漏失水量和未預見水量,取用水量合理。
3.2取用水水質分析
1996-1999年,先后采水樣108個,其中取河、渠、池、旱井、山泉等地表水樣59個,取地下水樣47個,經林州市衛生防疫結化驗分析,水質基本為好和較好,屬弱堿性和微硬生水。有害物質含量不多,污染狀況不嚴重。主要超標項目為亞硝酸鹽氮,個別硝酸鹽氮和氯化物超標。依據中華人民共和國《生活飲用水衛生標準》(GB/5749-2006),2011年8月下旬至9月上旬,對林州市區域內已建成農村飲水工程的水源(地表水、地下水)取水樣進行水質化驗,化驗的各項指標均符合《生活飲用水衛生標準》限值要求。因此已建成的農村飲水工程所取地下水水質能夠滿足要求。
4取退水影響分析
4.1取水影響分析
工程在建設期和運行期都會產生或大或小的影響,主要包括生態環境、水環境、地質環境及水資源配置等方面的影響。取水工程施工期開挖、施工活動形成的揚塵和廢水會影響水源地。開采地下水,能激發河流對本區地下水的補給,同時區域地下水容易受到污染的地表水體的影響,造成地下水水質的惡化。開采的深層水井,如果封閉不好,會受到水質較差的淺層水的污染。開采地下水后會由于當地的水文地質狀況產生不同程度的影響,在一些補給條件較差的區域會產生區域性的地下水水位下降。對于一些需要進行水源凈化的凈水廠污泥的處理,根據該污泥的性質以確定處理方案。水質凈化廠需采用液氯法消毒處理,加氯車間和液氯的鋼瓶貯運過程中存在液氯泄露事故的風險,取水在輸水沿線較易破壞植被、莊稼、道路等。
4.2退水影響分析
農村大部分村莊布局分散、規模大小不均、之間距離不等、地形條件復雜、污水不易集中收集。污水直接排放可能造成附近水體的富營養化;未組織排放的生活污水會下滲到地下,對地下水水質構成隱患。集中供水點清水池每年1次的清洗水。排放規模較大、較集中的地方建有小型污水處理廠;對于一些較分散的區域,排放量較小,排放形式多樣。生活污水集中排放的入河排污口應選在居民區下游1.50km以外,并遠離下一個居民區,在低山丘陵區和山間盆地區域,入河排污口還要考慮避開將地下水作為飲用水源地的開采區范圍,由于地下水的開采會激發河流對地下水的補給。因此,對排污口的設置進行了論證,對環境和供水不產生影響。
4.3農村飲水安全工程退水特征
農村人口較少,分布廣泛且分散,大部分沒有污水排放管網;農村生活污水濃度低,變化大。大部分農村生活污水的性質相差不大,水中基本上不含有重金屬和有毒有害物質(但隨著人們生活水平的提高,部分生活污水中可能含有重金屬和有毒有害物質),含一定量的氮、磷,水質波動大,可生化性強;不同時段的水質不同;廁所排放的污水水質較差,可進入化糞池用作肥料。
4.4退水處理方案
鄉鎮建設集中污水處理廠,較集中的污水經污水處理廠處理后滿足《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中第二類污染物一級標準要求,排入溝渠或用于農灌。較分散的生活污水排放點都分散在規模較小的自然村落,以家庭為單位,洗漱廢水一般都與廁所分開的,洗漱廢水除自然蒸發外,都與自家農家肥混合一處,既增加了肥效,又得到了自然降解;廁所一般是旱廁或有化糞池,定期清理用作耕作肥料,對農業增收起到了一定的作用。有較大量排放的地方,建設村級污水處理設施,具體設施有:厭氧池、土壤滲濾池、人工濕地、沼氣池等。集中供水點清水池每年1次的清洗水,外排廢水量很少,廢水中污染物為死亡的微生物有機體,排放水質滿足達標排放的水質要求。該工程一般是對原有供水工程的改造、完善、加強,供水廠及供水點在供水過程中無廢氣、廢渣排出。
5存在問題及建議
5.1存在問題
林州市水資源供需嚴重失衡,目前的供水能力僅能滿足需求量的78.60%,缺額為0.74億m3,地下水尤其是承壓水開采過度,地下水所必要的地質勘探缺乏,給地下水的科學測評和補給帶來很大困難。農業上采用傳統大水漫灌、區域內生態環境脆弱,現有輸水工程及水利設施年久失修,水政管理手段落后,導致大量水資源浪費。城鎮人口快速擴大,生活用水和污水排放增大,污染加劇,水質下降。
篇2
1.2氣候因素
由于虹螺峴地區屬于季風性大陸性氣候,受大氣環流影響,四季降水量分布差異很大,全年的降水量主要集中在6-8月份,冬季降水量僅占全年的3-4%。如表1所示。虹螺峴鎮的水資源補給主要以大氣降水為主,但是由于時空分布不均勻,與虹螺峴鎮的人口和經濟配置不相適應,加之水污染也在加劇,故資源性缺水、季節性缺水、污染性缺水和工程性缺水同時存在,給水資源的有效利用帶來諸多不便。
2解決方案
根據科學發展觀的要求,為解決虹螺峴鎮居民飲水安全問題,虹螺峴鎮人民政府決定實施自來水工程建設。
2.1水源工程
探測結果表明虹南南溝地下水屬于基巖裂隙水類型。地下水埋深:頂板30~50m,底板150~200m。110m處蓋層較厚,不易受污染,水質良好,滿足本地區自來水供水1000立方米每日需求。
2.2供水井
水文地質條件。該井位于虹螺峴鎮虹南村。地貌單元為低丘前緣,地表由第四系粉土地層覆蓋,覆蓋厚度較薄,一般為0.5m左右。粉土以下即為寒武系白云巖、白云質灰巖所構成。地下水類型為基巖裂隙巖溶水,地水補給來源主要為大氣降水補給及及構造裂隙側向補給。地下水具有承壓性。
2.3蓄水池
2.3.1地形地貌。場地位于虹螺峴鎮東山,屬低丘地貌,為圓頂狀類型,頂面地勢較平坦,略向東南傾斜。殘坡積層厚度約1m左右,植被不發育,部分為耕地,局部基巖。丘頂最大高程為85.5m,附近最低侵蝕基準面為56.0m,相對高差29.5m。
2.3.2地層巖性。場地地層自上而下依次分為2個工程地質層,如下:粉土(Q4al+pl):黃褐色,稍濕,松散,成份以粉粒為主,含10-15%的礫、砂,上部見有植根系。搖震反應快,干強度低,韌性低,下部局部見圓礫轉石。該層場地內普遍分布,該層層底埋深1.6-1.9m,層頂標高84.6-85.1m。角礫狀灰巖(O2):黃灰-淺灰色,新鮮面為深灰色,角礫結構,中厚層構造,角礫為同成分,夾有薄層灰巖,巖芯呈強風化狀態,破碎,節理裂隙較發育。該層場地內普遍分布,層頂埋深1.6-1.9m,層頂標高82.8-83.5m,控制深度0.9-3.2m。
2.3.3場地水文地質條件。勘察期間各鉆孔均未見地下水位。場地地下水為孔隙水裂隙水。孔隙水賦存于頂層的殘坡積土中,裂隙水賦存在基巖裂隙中,其水的主要來源為大氣降水補給、滲透,排泄方式主要為自然蒸發。在其北部有一條季節性河流(虹螺峴河)從鎮中心穿過,流向總體為由西向東,水量匱乏,枯水期河床干涸。
2.3.4經濟效益。
①提升了工農業的產量和產值。
②避免了因水質不良所造成工農業產品質量下降所造成的損失。
2.3.5社會效益。
①避免了因水質不良所引起的各種疾病,讓老百姓喝到了放心水。
②對虹螺峴鎮的水資源起到了合理科學的調配,緩解了由于水資源緊缺而產生的矛盾。
③提高了老百姓的生活質量和生活水平。
④促進了社會主義精神文明建設,農村的生態環境和社會環境得到了進一步改善。
⑤提高了老百姓省水、愛水的意識,能夠做到自覺地保護水資源和供水設施。
⑥解放了勞動力,為其家庭創造更多的價值。
⑦提高了就業率。
篇3
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。
篇4
2回用工業污水
2.1解決回用工業污水的方法現在對于城市工業污水,急需制定一個回用規劃,該規劃是結合城市的地理位置、污水排放管道、經濟現狀來制訂出來的,它將服務于城市水資源就工業、農業、市區和鄉鎮用水等方面,根據工業污水的處理不同,將所回用的污水分類利用,既達到了合理利用水資源的目的,同時也對工業污水的回用得以充分開發。根據設施位置、設施規模以及設施要求,對城市中各種水資源進行合理治理并集中處理。集中治理有利于城市污水治理管理,提高整治效率。城市工業污水處理得到的不同污水,可以根據水質的不同,供給不同的需求群體,這樣不僅節約水資源,而已可以達到靈活運用的效果。另一方面,當地的污水回收利用可以節省大量輸水成本。
2.2該工程的污水回用的特性(1)工業建筑中水系統,城市工業污水治理所得到的污水可以用在大型工業建設或是用于建筑中污水的收集,以及可以用到道路的清潔、汽車的清洗和城市的綠化工作等。(2)區域中水系統,比如像政府機關和一些建筑小區中可以利用處理后的城市污水對其的屋頂,路面和運動場清洗,綠色植物澆灌。比如,屋面上雨水的處理可以采用這種方法:收集屋面上雨水后再讓雨水經過濾網過濾得到初期雨水最后可以將雨水用于景觀使用,如果小區或是其他區域對污水水質有更高的要求,污水處理的工藝流程則會更加復雜,比如,在上述的得到初期雨水后將其倒入蓄水池后進行靜置沉淀,取其上清污水,再進行混凝和過濾,然后對其采用成本較低的,常見的氯化消毒法進行消毒處理,最后投入供水調節池中,有必要的話,也可以采用生物方法進行處理,這樣可以達到深層次凈化水源的效果[3]。對于不同情況,展開不同的水質調研,比如,路面徑流對水質的要求較低,就可以實行地面水質調研。(3)城市中水系統,城市用水主要是以生活用水為主,城市中水系統是對整個城市規劃建立的,城市污水水質不像工業污水水質那么差,城市污水可以經過污水處理和深層次處理就可以回用滿足工業所需,城市道路植被的灌溉,河水和湖水的儲備。這三種系統,前兩者方法都是先將城市工業污水分散后在回用的,最有一種方法則是將城市污水集中到一起在進行回用的。
2.3污水的集中回用由于每個污水處理廠對城市產生的不同水質污水的處理方法不盡相同,所以需要對這些污水進行集中處理,每個污水處理廠都必須結合當地特點對污水進行有效處理。有效的污水處理工藝不僅對污水回用得到的水質質量有較大影響,而且取決于處理廠的規模和處理廠產出的污水水質。因此,污水的集中回用規劃需要每個污水處理廠集中管理。
2.4污水的分散回用隨著我國工業的快速發展,我國經濟實力的快速提升,一方面給我們生活帶來了充實的物質滿足和精神滿足,另一方面,卻又在對我國的自然環境造成嚴重性的破壞。因此,合理處理好工廠產出的污水廢水是各個城市應當解決的首要問題,有效的方法就是結合科學技術,打破常規思維,運用先進設備對污水進行截流,再輸送到污水處理廠進行處理,最后在通過管網達到回用。但是,因為我國大多數城市都是老城新建的,城市的地下管道和輸水設施過于老化,不利于污水處理工作的開展,再加上,要完成這一項目需要投入大量的人力,物力和財力,可想而知,此項工程需要長久地才能完成。
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(二)人力資源管理與水利工程脫節
目前我國的水利工程在人力資源管理上仍以水利工程短期的利益為出發點,管理和配置都很難建立在水利工程長期戰略目標的出發點上,讓人遺憾的是,幾乎完全忽略了人力資源管理本身的服務性質。使得水利工程在進行人力資源管理時,如調配、獎懲、招聘、解聘等,僅僅是為了管理而管理,又站在了錯誤的出發點,仍不是為了服務水利工程的發展戰略。所以水利工程應根據自身的情況,制定符合并服務水利工程長期的發展戰略的水利工程管理制度,確保水利工程的長遠戰略目標與人才管理機制的績效一致,確保人力資源管理的配置和遠見。只有這樣才能促進水利工程的發展和個人員工的提高。
(三)薪酬體系缺乏有效性
水利工程的人才管理機制缺乏競爭性和流動性。這也主要取決于我國的政策,在傳統的集權體制下,尤其是在國有的經濟部門,人力資源的配置是一種單一不變的行政體制機制,這也使得員工一旦確定在具體的企業,具體的部門,具體的位置,就會沉淀下來,就像常說的擁有鐵飯碗,陷入“鎖定狀態”使得員工沒有機會充分體現個人的業績和貢獻,也就不能充分地調動員工的積極性和主動性。使得普通員工、科技人員、甚至是管理人員在企業的外環境下無法流通,并且在企業的內環境下也無法流通。使勞務人員安于現狀,沒有積極性。因此水利工程管理者應建立一套與績效評估相結合行之有效的薪酬體系,使得工作認真的勞務人員得到精神或物質上的獎勵,促使他們更加努力地工作,對工作懶散、做事恍惚的勞務人員以警告或懲罰,使他們有危機感,在危機感的脅迫下迫使他正視工作,認真完成應該完成的工作。
二、水利工程中人力管理問題的對策
(一)重視企業文化的建設
在一定程度上可以說,企業濃厚的企業文化氛圍,可以促進員工創造性地發揮。因此水利工程企業必須加強企業文化的建設,培養企業文化氛圍,從而使人力資源能夠轉化為人才資源,而人才資源又能轉化為水利工程企業優勢,水利工程企業優勢進一步轉化為水利工程的堅實可靠的人力基礎,最終成為能夠保證水利工程按時按質按量的無形力量,使水利工程企業平穩快速發展。
(二)與時俱進的人力開發體制
水利工程企業需建立起完善的整體的人力資源開發的機制和體制,從操作層面大步邁向戰略層面,徹底突破傳統的人才開發體制。首先,在“招人”方面,應做到建立完善的招聘體制,以人為本,打破傳統的用人體制,根據應聘者的能力、政績來擇優錄取,營造良好的競爭環境,錄取優秀人才,提高水利工程的競爭力。其次,在“育人”和“留人”方面,完善并加強企業的獎勵機制,實行競爭上崗,使得每個崗位都能為水利工程獻出一份力量。提供人才培訓,使得員工同企業共同進步,同時也根據績效對員工采取獎懲措施。創造合理的人才流動機制,創造富有生機和活力的用人環境。
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(1)地源熱泵誕生于20世紀80年代中期。據美國10年來的統計資料,地源熱泵的運行費用(采暖)比耗電空調節約22%~25%,比燃油、燃煤鍋爐運行費用節約40%~60%。
(2)地源熱泵系統(groud-source heat pump system)以巖土體、地下水或地表水為低溫熱源,由水源熱泵機組、地熱能交換系統、建筑物內系統組成的供熱空調系統。地源熱泵技術是一項值得大面積推廣的建筑供能技術。地源熱泵是一種利用淺層和深層的大地能量,包括土壤、地下水、地表水等天然能源作為冬季熱源和夏季冷源,然后再由熱泵機組向建筑物供冷供熱的系統,是一種利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空調系統,除具有中央空調合理利用能源,設備能效系數高,運行成本低和安全、可靠等優點,又具有分散空調調節靈活、方便,便于管理和收費等優點,最重要的是其屬可再生能源利用技術,不會消耗地下及地表水量,高效節能,同時環境效益顯著,機組的運行沒有任何污染,且不用遠距離輸送熱量等,被稱之為二十一世紀的“綠色空調技術”,是經濟合理的建筑供熱用能選擇。
(3)雖然其優點頗多,但適用范圍受區域自然和社會條件的制約,地源熱泵是以水為介質,有關取水的問題就會涉及到取水區域水資源環境條件的影響,須經過建設項目水資源論證和取水許可審批。水資源論證是按照國家對建設項目水資源利用的有關政策和規定,針對區域水文地質條件、地下水資源和系統擬取用水情況,對建設項目取用水方案、擬采用水源的水量、水質,取用水的合理性、可靠性,取水、回灌對其周圍環境的影響等方面進行分析論證,提出切合實際的結論意見,作為水行政主管部門審批取水許可的技術依據。實行水資源論證,可以在建設項目立項時充分分析水資源的可承載能力,論證項目立項的可行性,保證項目投資的安全性,也有利于科學選擇項目,調整產業結構,發展低耗水高效益產業,來促進水資源的優化配置。
2. 地源熱泵工程水資源論證報告的主要內容
2.1 地源熱泵系統原理。地源熱泵是一種利用淺層和深層的大地能量,包括土壤、地下水、地表水等天然能源作為冬季熱源和夏季冷源,然后再由熱泵機組向建筑物供冷供熱的系統,是一種利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空調系統。地源熱泵系統通過輸入少量的高品位能源(如電能),實現低溫位熱能向高溫位轉移。地能在冬季作為熱泵供暖的熱源,即在冬季,把地能中的熱量“取”出來,提高溫度后,供給室內采暖。通常地源熱泵系統消耗1KW的能量,用戶可以得到4KW以上的熱量或冷量。夏季,把室內的熱量取出來,釋放到水體和地層中去。其系統原理見圖1。
3. 報告編制過程中應注意的問題
3.1 對水源的要求。擬采用地源熱泵的建設項目,首先必須了解項目所在區域的水文地質條件,水源的水溫、水量、水質是否適合地源熱泵。采用地下水作為水源應用時,要保證水量充足、水溫適當、水質良好、供水穩定。要特別注意水質情況,尤其是含砂量與混濁度。若含砂量和混濁度高,將造成機組和管閥磨損,回灌時也會造成含水層堵塞。為避免出現這種現象,地下水源含砂量應控制在20萬分之一以下,回灌水的混濁度應小于20mg/L。對于井回灌式地源熱泵,除對回灌水質有要求外,井的布局也是至關重要的,應合理布設井群,同時考慮井的位置對于鄰近建筑物的影響。
3.2 對回灌的要求。由于回灌能力受當地水文地質條件、回灌工藝的限制,為達到等量回灌,回灌方式是采用真空回灌、重力(自流)回灌,還是壓力回灌,要針對不同區域水文地質條件考慮進行選擇。為保證回灌后不會引起區域性地下水污染,首先要做到地下水在封閉的系統中輸送,并定期對地下水進行化驗,如發現地下水異常,特別是水中出現化學物質超標或其它無關物質時,應及時與有關部門聯系,并采取措施。其次,系統中與地下水接觸的部件應采用耐腐蝕材料制造,取水管路和回灌管路上應裝有水表和采集水樣用的旋塞閥。
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一、概述
華北電力大學水文與水資源工程專業是繼水利水電工程專業之后興辦的第二個水利專業,2006年經教育部審批,于2007年招收第一屆本科生。2007級水文與水資源工程專業按照2006版人才培養方案設置專業課程,《水資源評價與管理》是這些專業課程中的一門必修課,這版培養計劃安排是56學時(3.5學分),沒有課程設計和實習等實踐教學環節,2006版培養計劃應用一年后,到2008年開始對2006版培養計劃進行修訂,制訂2008版本科人才培養方案,根據《水資源評價與管理》這門課程的時代性、實踐性和知識更新性都較強的特點,將2008版的《水資源評價與管理》的課程調整為48學時(3學分),另外增設了1周(1學分)的課程設計。依據新修訂的2008版本科人才培養方案,華北電力大學2009年開始實施433核心課程建設計劃,433核心課程包括4門公共基礎課、3門專業基礎課和3門專業課。其中,《水資源評價與管理》成為水文與水資源工程專業的433核心課程之一,經過2年的建設,該課程順利地通過了學校433核心課程的驗收,目前該課程的建設和教學改革正逐步進入優化完善階段。
《水資源評價與管理》課程是水文與水資源工程專業本科學生完成了基礎知識學習后接觸的主要專業課之一,是水文學及水資源研究領域中不可或缺的重要組成部分。
二、課程建設
《水資源評價與管理》課程建設包括教學大綱、教材、課程設計任務書、教師隊伍建設等內容。
1.教學大綱的制定。根據2008版本科人才培養方案的基本要求,以電力學科為主的“大電力”特色,水文與水資源工程專業要為“水電”做基礎性工作的宗旨,在2006版培養方案的基礎上重新編制了水資源評價與管理的教學大綱,對課程的性質、教學目的和任務、教學的基本要求和課程的內容進行了細化和規定。要求掌握水資源評價的概念、方法等,其中主要包括地表水資源量的計算和評價、地下水資源量的分析和評價、區域的水資源及水質評價等,掌握國民經濟生產、居民生活和生態環境的需水預測,以及水資源供需分析方法,初步了解水資源分配及優化配置的模型和方法,掌握現代水資源管理的相關基本理論、經驗和制度方法等。
2.教材的選擇。目前,國內正式出版的水資源評價與管理方面的教材主要有:(1)朱岐武主編,由黃河水利出版社出版的《水資源評價與管理》,該教材主要是按照國家對高職高專人才培養的要求和特點編寫完成的。(2)高桂霞主編,由中國水利水電出版社出版的教材《水資源評價與管理》,該教材適合于中等專業學校的學生。(3)李彥彬等編寫,由中國水利水電出版社出版的教材《水資源評價與管理》,該教材涵蓋了水資源評價與管理以及水資源利用方面的主要內容。
在水資源規劃與管理方面的教材中也包含水資源評價與管理方面的內容,這方面的教材主要有:(1)左其亭等編著,由中國水利水電出版社出版的《水資源規劃與管理》,該教材包含了水資源評價、社會經濟發展預測、水資源系統分析方法、水資源規劃以及水資源管理方面的內容。(2)董增川主編,由中國水利水電出版社出版的《水資源規劃與管理》,該教材包含了水資源的概念及分類、特點,水資源評價的概念及方法,水資源需水預測、供需平衡分析,水資源優化配置,水資源系統運行調度、綜合規劃、管理及水資源科持續利用等內容。(3)水利部水利水電規劃設計總院編制的《全國水資源綜合規劃技術細則》是一本很好的指導水資源評價與規劃工作的工具書[1]。這些教材涉及的面較廣,基本涵蓋了水資源評價與管理方面的相關內容,但是作為本科生的教材,內容上既要有一定的廣度,而且還要有一定的深度,更關鍵的是內容一定能反映最新的相關理論或技術方法,鑒于此,筆者主編了華北電力大學《水資源評價與管理》校內教材,該教材突出了《水資源評價與管理》這門課程的時代性和實用性,強調了《水資源評價與管理》是一門不斷豐富和發展的課程,內容方面包含了水資源的數量和質量評價、水資源開發利用對環境的影響、水資源綜合評價等,著重介紹評價的數據資料準備、評價的程序,評價的新方法中包括物元分析法、模糊綜合評判法屬性識別方法、主成分分析法、改進的灰色關聯分析法和信息熵法等6種方法;水資源管理的內容增加了目前我國最新的水資源最嚴格管理以及“三條紅線”制度等方面,而且隨著科學技術的進步、經濟社會的發展以及人們生活水平的提高,尤其是全球氣候變化及人類活動對水資源的影響,新的水資源評價方法及水資源管理的理念將不斷出現。
3.課程設計任務書。根據華北電力大學強化“重實踐,強能力”的辦學特色,依據一周5天的設計周期編制了水資源評價與管理的課程設計任務書,其內容包含課程設計的目的和意義、基本數據資料、課程設計要求以及時間安排等設計內容,具體包括水文數據資料的收集、整理及處理、不同保證率下水資源量的計算、可利用地表(地下)水資源量的計算、國民經濟各部門的需水量的計算及預測、供水需水平衡分析、水資源管理對策和措施的制定等內容。
4.教師隊伍建設。經過6年多的發展,已經形成了由3~4名副教授以上的中青年教師組成的水資源評價與管理教學的教師團隊,由水文學及水資源、水力學及河流動力學以及管理科學與工程等專業背景的具有博士學位的年輕老師投入到一線教學的工作中來,可以充分利用具有不同專業背景的教師對該課程的不同的理解方面,使課程教學能夠集思廣益,使課程設計等實踐教學效果更為顯著。
三、教學過程中存在問題
1.課程學時數較少。我國高等學校在“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的培養目標要求下,基本都壓縮了專業課的學時數[2]。一般3學分都是48學時,要想把水資源評價的基本理論、評價方法、評價程序以及水資源管理的基本理論等全面詳細地教授給學生,難度比較大,而且學生在學習過程中,還需要補充很多課外的基礎知識,比如補充經濟學方面的知識,以滿足水價理論方面的教學要求;補充優化原理與方法的知識,以滿足水資源優化配置方面的學習等;補充工程水文及水利計算方面的知識,以滿足水資源數量評價方面的學習等。
2..教學內容相對滯后。由于水資源規劃與管理方面不斷涌現出新理論、新方法、新技術、新規范等,但高校的專業課教材一旦選定就要使用幾年,難免出現教學內容相對滯后的情況發生,其教學內容還偏重于傳統的水資源評價與管理的基本原理及技術方法的講解,而對諸如水安全評價、水資源管理信息系統研發以及制度建設等新理論、新技術的介紹較少,造成學生在校所掌握的知識滯后于當前學科發展進程[1]。
3.學科交叉性較強。隨著水資源的緊缺,水資源問題的日益突出,水資源開發利用程度的不斷提高,使水資源評價與管理越來越成為一門理論內容交叉性強、應用面廣的課程,涉及到水與資源、水與環境、水與生態、水與經濟、水與社會等諸多方面,另外,隨著科學技術的發展,應用技術尤其是電子計算機技術、地理信息系統等“3S”技術的發展,水資源評價與管理的任務越來越復雜和多樣。
4.學生主動學習的愿望較低。從日常教學的過程中發現,學生在聽課中只是去記一些基本概念、基本原理、基本方程,而不是針對具體的水資源問題去尋求和思考具有針對性的對策或措施,主要是為了期末考試的試題而去聽課,這樣就使得學生沒有主動學習的愿望,而是為了考出好的成績而去學習,缺少對目前水資源、水環境、水生態出現的問題,以及如何將水資源管好、用好提出自己的、具有原創性的想法和建議。
四、教學改革
針對課程教學中出現的以上幾方面問題,筆者逐漸從教材的改革、教學手段的多樣化、考試方式的改革和鼓勵學生申報創新創業項目等幾方面進行了嘗試。
1.教材改革。如前所述,筆者編制了一本校內教材,將水資源評價與管理的新理論和新方法引入到教材中來,比如在需水預測中,對于河道內生態需水量的計算方法,加入了改進的濕周法、Tennan法、以及流量歷時曲線法等[3];對于水資源管理中的加入了水權理論以及我們國家從2011年開始實施的最嚴格水資源管理理論的“三條紅線”制度等,以盡量減少教材與實際工作的滯后性。
2.教學手段的多樣化。隨著現代計算機技術以及圖形圖像技術的發展,尤其是多媒體技術的出現使現代教學逐步擺脫了傳統的“粉筆+黑板”的教學模式。因此,在教學過程中積極開發和利用電子講義、電子課件、水資源水工程方面的錄像、圖片、以及多媒體PPT課件等,盡量將比較抽象的基本概念、基本原理、難以理解的技術方法等用形象的多媒體形式表達出來,使學生更便于理解和明白,以提高學生學習專業知識的興趣,并喚起學生的求知欲,從而使學生由被動的“聽”變為主動的“學”。多媒體教學在一定程度上,彌補了現有課時的不足[2]。
3.考試方式的改革。為了防止學生只是死記硬背一些概念、原理和公式,以應付期末考試的試題,我校改革了傳統的閉卷考試的方式,采取老師統一命題或自命題的方式撰寫課程論文,課程論文要有統一的格式和內容,內容要包括摘要、英文摘要、正文、參考文獻,其中摘要必須在200~300字之內,而且要有研究意義目的、研究方法、研究結果和結論四部分,參考文獻在20~30篇以上,而且英文文獻要占一半左右,通過這樣的訓練,可以使學生掌握撰寫學術論文的基本要求,為撰寫畢業學位論文打下扎實的基礎,也為本科生參加各種競賽、發表學術論文提供必要的支撐。
4.鼓勵學生申報創新創業項目。由于水資源問題的復雜性、多樣性和交叉性,在教學過程中,我們鼓勵學生勤于思考,多發現跟水有關的問題,先后指導10多名學生根據水與環境、水與生態等方面的知識,申請了大學生創新創業項目,其中2項獲得國家級優秀的好成績,而且以這些創新創業項目為依托發表的SCI或EI收錄學術論文3篇,增強了學生學習水資源評價與管理的興趣。
五、結語
根據華北電力大學水文與水資源工程專業《水資源評價與管理》的課程教學經驗,本文對這門433核心課程包括教學大綱的制定、教材的選擇、教學手段、考試方式以及如何鼓勵大學生申報創新創業項目等方面進行了一些改革探索。按照《水資源評價與管理》課程建設的基本要求,對教學內容進行了豐富、拓展和必要補充,逐漸培養學生對水資源專業領域的了解和把握,通過撰寫課程論文逐步實現本科生獨立完成學術文獻的總結和綜述、完成研究方法的實現、研究結果的闡述以及研究結論的得出的能力,真正培養本科生的實際能力。
參考文獻:
[1]竇明,左其亭,李桂秋.水資源規劃與管理課程建設與教學研究[J].高等建筑教育,2009,18(6):91-94.
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市政給排水工程規劃與設計是一個系統工程,分為給水系統、排水系統和循環水系統3個子系統。免費論文,給水系統。市政給排水規劃與設計是城市基礎規劃與設計的重要組成部分,關系著城市給水管網新建、擴建、改建工程管網優化;關系著城市地面水的排除,而城市污水的處理是使水資源得以良性循環的基礎,對居民居住環境有十分重要的意義,排水系統是水循環中水質和水量的連接點,再生水利用是水循環中質與量的橋梁,污水資源化,污水的再生和利用既提高了水的利用率,又有效的保護了水環境,有利于城市水資源系統健康、良性的循環。通過先進的計算機輔助系統平臺,解決城市給排水系統的規劃與設計勢在必行。
一、城市給排水系統規劃與設計的主要內容
城市給水規劃的主要內容有:市政給水范圍的劃定,市政給水量的預測等規劃內容;而城市給水設計的主要內容有:給水廠,給水泵房,給水管網及閥門井,計量設備等設計內容。
城市排水規劃的主要摘要的設備等設計內容。
二、城市給排水系統規劃與設計存在的問題
城市給排水系統規劃與設計存在的問題有:
①市政給水工程規劃科學依據不足,城市水系統規劃的基礎性工作主要包括各類指標、標準、基礎數據和分析工具,其中水量預測和水平衡分析是核心工作。目前,我國的水量預測工作主要是參照《城市給水工程規劃規范》(GB50282-98)中有關規定,但我國不論在國家還是在區域層次上都缺乏對用水工藝、各種用水器具和用水行為的詳實系統監測,缺乏對新型用水技術替代規律和擴散規律的基礎研究,缺乏對多種信息的綜合性和結構性分析。
②排水體制規劃還比較混亂,雖然目前絕大部分城市的排水體制分別由環保局、市政工程管理處、水利局等不同部門管理,由于部門間溝通不夠,加之相關的法律法規不夠健全,對排水設施存在的問題和發生的新問題都不能及時解決。另外傳統的防洪和排水設施設計中,強調采用分流體制將雨水、污水盡快排出城市,而忽視了城市徑流面源污染的控制和雨水資源的利用。隨著流域整體水質的改善,城市隨機性的暴雨徑流和突發事件引起的對水體生態系統的沖擊,也成為流域污染控制的主要內容。免費論文,給水系統。
③傳統的給排水專業不能滿足市場需要,由于城市給排水規劃與設計技術參數多,不定因素多,且由于城市發展新增交叉學科的特點,這使城市排水規劃難度大大增加,而從傳統的給排水專業畢業學生,因為受知識的限制,而不能從宏觀的分析論證,不適應城市發展新增加規劃多學科、多層次的分析論證要求,不能滿足城市給排水規劃與設計的需要。
④市政排水工程規劃滯后,而市政道路給排水設計過程中,給排水處于配合地位,影響了城市給排水規劃科學化發展。往往出現道路要求快速建設,造成排水工程規劃沒有編制,一些排水工程不能與道路工程同期施工,有的雖然設計完成,而排水規劃由于相關原因需要修改,許多工程項目未能按照規劃建設,規劃的指導意義也沒有得到真正的體現,造成工程需要再次改造。
三、城市給排水系統規劃與設計解決的措施
城市給排水系統規劃與設計解決的措施有:
①城市水系統需要與城市規劃相協調,城市水系統規劃是針對一定時期內城市的水源、給水、排水、污水處理等子系及各個要素的綜合布置。城市用水規劃的總量平衡非常重要,必須優化組合各種可行的節水、回用水等方案。免費論文,給水系統。要做到這些,首先要了解城市水利用規劃,內容應包括:地面水、地下水、雨水和海水等水資源平衡;給水、排水和污水再生利用等總量的平衡;給水節水規劃和污水處理與再生利用規劃;水的生態循環規劃;各類水工程設施的規模和布局等。免費論文,給水系統。對于當前我國的城市水系統建設中的普遍出現的規劃不協調、建設不配套、管理不統一等問題,規劃別要注意管網配套和給水、排水和污水處理能力的協調增長,確定規劃期內水系統及網絡設施建設的規模、詳細布局和運行管理方案。
②水量規測是給排水規劃的基礎,水量規模預測是否符合發展趨勢和實際需要,對水資源的工程總體布局、合理利用、實施步驟和工程費用產生重大影響。國家標準《城市給水工程規劃規范》是測算城市總用水量規模的主要依據,預測包括:總體規劃階段給水水量預測;總體規劃階段污水水量預測;分區規劃階段及專業規劃給水量預測;分區規劃階段及專業規劃污水量預測;總體規劃階段污水水量預測;詳細規劃階段給水量預測;詳細規劃階段污水量預測。改革以來,工業生產、城市建設、住宅建設、第三產業迅速發展,使給水量不斷增長。作為城市基礎設施之一的給水量的增長規律也將與過去不同,水量預測就不能僅按歷史的發展計算,還要根據具體的城市規劃對不同類型用水量分別預測分析。
③在城市水系統中增加節水子系統,加強節水力度,促進城市給排水系統的良性循環。免費論文,給水系統。在城市水系統中增加治污子系統,加強治污和再生水會同力度,重視再生水、中水等非傳統水資源利用,促進城市給排水系統的良性循環,是城市水資源可持續發展的關鍵。免費論文,給水系統。
結束語
編制城市給排水規劃時要善于處理好城市發展中可能面臨的水資源,水環境,水災害等問題,綠色環保節能已成為未來城市發展的方向,充分利用有利的地形合理地布置管網,充分做好系統安排,遠近期結合,使管網設計具有現實性和超前性;而在設計中可以充分利用計算機道路輔助設計系統,道路資料可直接提取到給排水設計人員,使城市道路與給排水工程設計實現科學化。
參考文獻
【1】中華人民共和國建設部.GB50282-98城市給水工程規劃規范.北京:中華人民共和國建設部,1998.
【2】中華人民共和國建設部.GB50318-2000城市排水工程規劃規范.北京:中華人民共和國建設部,1998.
【3】上海市市政工程設計研究院.GB50013-2006室外給水設計規范.北京:中國計劃出版社,2006.
【4】上海市市政工程設計研究院.GB50014-2006室外排水水設計規范.北京:中國計劃出版社,2006.
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以色列是個干旱缺水的中東小國。位于地中海東岸,人口近600萬,絕大多數是猶太人農業人口占4%左右。以色列自然生態條件很差,屬于典型干旱和半干旱地區。國土50%以上被丘陵和沙漠所覆蓋森林覆蓋率僅為5.7%,人均每年可用水資源300立方米,不到全球平均量的33%約為我國的12.5%,面對如此的自然環境,以色列自1948年建國以來僅用50多年時間就建成了現代農業,解決了自身糧食需要,并有大量的蔬菜,水果,鮮花出口,被譽為[歐洲的菜藍子]創造了令人驚嘆的農業奇跡。
以色列是如何在干旱缺水的惡劣條件下實現了農業奇跡的呢?
一摸清國情家底,樹立農業以治水為本的國策
以色列屬干旱半干旱的氣候類型,降水稀少,水資源匱乏。北部地區年降水量為700-800毫米,中部為400-600毫米,南部僅為25-40毫米。全國每年可資利用的水資源僅為20億立方米為了解決中南部地區農業生產缺水的問題,以色列從1953年開始,利用世界銀行的貸款,動工修建[國家輸水工程]即把北部海拔208米的加利利湖的淡水向南一直輸送到內格夫沙漠地區該工程歷時14年農業論文,投資17億美元于1967年完工這個[北水南調]的巨大工程為平衡用水發展農業奠定了初步基礎。在輸水管理方面由國家專門成立了MEKOROT國家輸水公司來管理。該公司除了管理輸水工程外還從事打井找水,淡化海水,,治理污水等有關工作論文提綱格式。
二以法治水管水
以色列議會于1955年制定了[水法]對全國有限的水資源進行合理開發和有效管理,為經濟發展提供保障。以色列[水法,規定全國境內所有水資源為國家所有,必須專門用于國家經濟建設需要和居民生活需求并設立水利委員會為全國水資源專門管理機構,負責水政策,發展規劃,用水計劃和供水份額。以及水土保護,防止污染,廢水凈化,海水淡化等有關水資源開發和管理的具體工作。委員會內設有一個理事會,成員中的1/3位政府指派,2/3為各行業的水用戶代表,每年水利委員會要把75%的用水份額分配給農業經營著,用于農業灌溉,然后由委員會的理事會根據農業生產中各種農作物,如蔬菜,水果,花卉的不同用水量,制定不同的用水分額
三利用高科技手段,發展節水農業
長期以來水資源問題始終是制約以色列農業發展的主要因素。20世紀60年代以來隨著工業的發展和科學的進步,以色列在積極挖掘水資源的同時,也不斷開發出新的節水灌溉技術與方法,并及時推廣到農業生產中去,力爭以少量的水生產出更多的農產品主要采取了以下農業節水技術;
1加大使用循環水力度。把工業與城市生產生活產生的廢水,集中進行凈化處理后二次使用,于農業生產灌溉。對海水談化后的生活廢水也同樣如此如位于特拉維夫附近的沙夫丹污水凈化廠最初由國家水公司于1987年投資建設的,主要用于處理特拉維夫市排出的工業和生活的污水,現已發展成為全國最大的污水處理中心,處理方式也由當初的大面積水池集水日曬分解污水中的化合物,發展到現在的的新型現代化處理凈化方法,不僅大大減少污水處理裝置的占的面積,,而且處理能力和生產效率也大為提高。1996年,采用現代化處理技術后,該場的處理設備和裝置每天24小時運營,收集和處理各大城市產生的各種污水。日處理污水34萬立方米生產過濾后的清水再注入地下宮農業灌溉時抽取用水。原來工廠是有國家水公司投資興建,工廠只生產而不經營,現在規模擴大后工廠出資購買了股份產權農業論文,所以能夠自主經營銷售凈化水,為鼓勵農業經營者多使用二次凈化水,凈化水價格低廉現在以色列每年把2.3億立方米的凈化水用于農業生產,占農業用水總量12億立方米的19%2010年農業用水的1/3使用的是凈化污水這不僅節約了水資源同時也避免了各種廢水的大量排入對有限的土地地資源和環境造成的污染與侵蝕因而大大有利于土地和生態環境的保護
2,不斷增建節水設施,以最大限度地收集和儲存在雨季的天然降水資源,在農耕時用于生產。
3灌溉時,農民不必守在田間,可以同時從事其他的施肥,剪枝,收割等工作。
4可減少農藥的用量,從而節約了資金和勞力的投入,最終降低了耕種的生產成本。
滴灌技術的發明及其發展,是以色列最近幾十年農業生產技術發展史上的一個里程碑,更是以色列對世界農業節水灌溉技術方法最大貢獻。現在以色列全國灌溉土地都是用了這種壓力灌溉技術和方法,是單位面積土地的耗水量下降了50%,而水的使用效率大大提高,農業用水量大量減少以色列的耕地面積為34.7萬hm2灌溉面積為18.7萬hm2灌溉率為52%單位灌溉量390m3用水量很低。同時以色列80%的灌溉土地都在滴灌時使用水肥灌溉法,即將灌溉與施肥同時進行,一次完成,以色列每年都推出新的滴灌及設備,現在從滴灌技術中又派生出埋藏式灌溉,噴灑式灌溉,散布式灌溉方式,以色列在農業灌溉領域具有良好的經驗,以此為基礎還開發出了一系列新的灌溉技術并使這些技術成功的走入國際市場。如位于南部內格夫地區的哈采里姆的‘基布茲’農場內的netafim滴灌技術公司有員工1400名,現已發展成為以色列和國際上著名的滴灌設備的大型企業,除了在以色列本土設有4家設備工廠外還在,美國,法國,澳洲,中國,南非,,巴西,印度等20多個國家設立了辦事處事處,擁有顧員4100多人,產品銷售服務遍及70多個國家和地區年產滴灌用滴頭300多億只,年銷售額超過2億美元,占全球灌溉設備市場總銷售額70%現在以色列的滴灌設備生產者NE,FIN公司和污水過濾裝置生產者ARKAL公司每年都要推出多種新產品,所生產的灌溉設備80%用于出口農業論文,1995年以色列農用物資出口額為12.18億美元其中灌溉設備出口額為2.23億美元占總出口額的18.4%,僅次于化肥(出口額5.56億美元)居第二位,以色列正是依靠這一整套節水制度和措施,建成了發達的農業,在沙漠中建起了片片綠州使以色列躋身于發達國家之列。
我國人多地少。耕地的后備資源不足,要想解決本世紀中葉16億人口的吃飯問題,只有轉向提高糧食單位面積產量,而灌溉則是提高單產的重要途徑,因為灌溉農田糧食產量要比非灌溉農田的產量高1-3倍論文提綱格式。例如我國灌溉面積占耕地面積的一半左右,但生產了70%的農產品,可是我國是水資源相對貧乏的國家,人均水資源占有量只有2220立方米,是世界人均占有量的25%,每公頃耕地平均占水量28320立方米為世界平均數的80%
和以色列相似,我國水資源在時間和空間上分布不均,81%的水資源集中在長江流域及其以南地區;長江以北地區人口和耕地分別占我國的45.3%和64.1%,而水資源僅占全國的19%,農業的季節性區域性干旱缺水問題十分突出。,地表水地下水的嚴重污染也加劇了水資源短缺狀況。目前全國農田的灌溉供水不足,使灌區每年缺水300多億立方米20世紀90年代以來,農業年均受旱擴大到2667萬公頃,比50年代增加了1.5倍以上,我國每年因干旱缺水少產糧食1000億千克,水資源短缺已威脅了生態環境和農業的可持續發展。我國是農業大國,農業節水有重大意義。目前,農業用水量占總用水量的73%,約為6000多億立方米,為全國第一用水大戶,但我國農業用水中浪費很大。
我國目前灌溉還存在以下問題;許多灌區只修了干,支渠道骨干工程。田間灌排工程不配套,土地不平整,灌溉技術落后,噴,微灌面積不足全國有效面積的5%,打水漫灌水利用效率很低,城市生活,工業生產污水排放無序,許多地方水資源受到污染,管理落后,法規不健全,缺乏鼓勵農業合理農業論文,高效用水機制和調控手段,農民經濟實力差,節水投入少例如1997年我國有效灌溉面積為5123.9萬公頃占耕地面積54%這個比例與以色列相當,但節水灌溉面積只有150萬公頃占灌溉面積30%而且標準比較低這與以色列有較大差距。全國灌溉水的有效利用率為40%還不到以色列的50%也就是說每年經過水利工程引灌得4000億立方米的水在輸水,配水和田間灌水過程中有60%的水浪費了。
例如我國80%以上的輸水渠道沒有防滲處理,從渠首到田間的引水有一半再輸水過程中損失了,僅此一項每年損失高達1735億元,難怪有‘先節水后調水’的呼聲了。我國每方水的糧食生產能力只有0.87千克遠低于以色列的2.32千克的水平,我國許多灌區的灌溉定額為10000-15000立方米/每公頃,高出農作物實際需要的2-5倍我國東部每公頃灌溉用水9000立米,西北地區為13500立米,個別地區高達22500-30000立米而以色列僅為每公頃用水5500立米,可見我國很多地區出現的水資源短缺現象不是資源型缺水而是工程型和管理型缺水,所以只要采取行之有效技術措施,農業灌溉節水的潛力是很大的。
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黃壁莊水庫位于海河流域子牙河水系滹沱河干流上,是一座以防洪為主,兼有灌溉、發電、工業和城市生活、環境供水為一體的大(1)型控制性水利樞紐工程,總庫容12.1億m3。免費論文,洪水資源化。
1黃壁莊水庫調度存在的主要問題
1.1 水庫預測預報能力不足
自20世紀五六十年代以來,受人類活動的影響,流域下墊面情況發生重大改變,給水文預報帶來很大難度。免費論文,洪水資源化。目前水庫常用的常規預報和河北雨洪兩種預報模型在實際應用中,預報的精度仍不夠高。洪水遇見期短,水庫防汛決策支持手段落后,基本沒有實現實時制定和比選洪水調度方案的目標,仍停留在基于事先制定的洪水調度方案開展洪水調度的階段。
1.2水庫洪水資源利用低,防洪興利矛盾突出
水庫承擔的防洪任務越來越重,興利要求也越來越高,防洪與興利的矛盾非常突出。目前水庫汛期調度采用分期汛限水位,但主汛期調度仍采用汛限水位“靜態控制法”,嚴格按照設計的汛限水位進行控制,不考慮實時降雨預報和洪水預報成果,只要水庫超過汛限水位,洪水過后必須降到汛限水位,許多地區多數年份僅在主汛期來一次洪水,往往庫水位降至汛限水位后,再無洪水可蓄,造成水資源的極大浪費。免費論文,洪水資源化。免費論文,洪水資源化。
1.3 崗黃水庫調度方式嚴重影響了下游的生態環境
20世紀60年代以后,滹沱河下游逐漸成為一條泄洪河道,流域生態環境發生了顯著變化。一是河道常年斷流。滹沱河河道常年干涸,河灘裸露,植被稀少,生態環境脆弱。二是石家莊市地下水位下降,形成地下水降落漏斗。三是流域內大量洼淀、濕地逐漸消失。調蓄流域洪水的主要場所從平原洼淀轉移到了山區,由于洼淀干涸多年,大都被開辟為農田。
1.4 水庫水污染形勢嚴峻, 威脅供水安全
水庫水質保持在Ⅱ類和Ⅲ類水質,水庫水質明顯改善,達到了國家地表水飲用水標準。但是由于上游沿河兩岸分布著許多技術含量低、能耗高、污染重的鄉鎮企業,這些小企業產生的污水大多未經處理直接排入水體,對水環境的破壞尤為嚴重。庫區農民在征地線以下種地,大量使用化肥、農藥,高水位時淹沒耕地,水體富營養化程度偏高,造成夏季水庫藻類大量繁殖,水體透明度降低,水質、色度等指標超出國家地表水飲用標準。
2 加強水庫科學調度管理的基本思路
目前黃壁莊水庫調度現狀還滿足不了新時期對水利的需求,還存在一些問題影響著水庫綜合效益的充分發揮。根據治水新理念,水庫科學調度管理要實現以下四個目標:一是不斷提高水庫預測預報水平,實現防汛調度指揮科學化,確保流域防洪安全。二是水庫防洪調度要承擔適度風險,實現洪水資源化。免費論文,洪水資源化。三是把生態調度納入水庫調度統一考慮,建立防洪、興利與生態協調統一的水庫綜合調度運用方式,不斷改善下游生態環境,確保流域生態安全。四改善庫區水生態環境,確保水庫供水安全。
3 水庫實現科學調度的對策與措施
3.1加強預報預測能力建設,實現防汛調度科學化
解決水庫預報預測能力不足的途徑有以下幾個方面:一是加強水文遙測站網的建設,還需增加一倍才能滿足預報的需要。二是加快遙測、遙感等新技術的應用,以獲取更多更精確的水文氣象信息和森林植被、土地利用、水庫塘堰等下墊面信息。三是研制高精度水文預報模型。人類活動對流域下墊面的影響很大,用過去的觀測資料率定的集總式模型參數,顯然難以正確模擬當前的水文過程了。可以借鑒模擬在降水空間分布不均和下墊面及土壤含水量存在空間差異條件下的水文過程。四提高降水預報的精度,提高水文預報預見期,建議在崗黃流域采用新一代雷達測雨技術提高中小尺度天氣系統的監視能力。此外還要不斷完善防汛決策支持系統,建立洪水調度方案實時制定和比較分析系統,改善防洪調度分析手段,建成先進實用、高效可靠的防汛決策指揮系統,實現防汛調度指揮科學化。
3.2開展汛限水位動態控制研究工作,探索水庫洪水風險管理模式,實現洪水資源化
水庫汛限水位動態控制課題在2006年正式立項研究,2008年初提交初步研究成果。應根據研究成果編制水庫調度規程,進一步明確水庫汛限水位動態控制的時間與條件,使其具有可操作性,在實際應用中發揮作用。并從中不斷總結經驗,提高水庫洪水風險管理水平,實現對雨洪資源的現代化管理,大大提高水庫蓄水能力和雨洪利用率,使水庫更好地為下游經濟發展服務。
3.3 結合下游河道的綜合整治,適時開展水庫生態調度,逐步修復下游生態環境
黃壁莊水庫應結合滹沱河的綜合整治工程在近期重點解決城市河道斷流問題,在流域生態系統的恢復、水體水質改善、濕地保護、城市環境美化等方面發揮作用。在南水北調通水后水庫要考慮進行維持下游河道生態流量的調度,改變幾十年來下游河道斷流的局面,恢復河流基本生命。
水庫可充分利用雨洪資源和水庫棄水,向下游河道、濕地進行生態補水。在適宜地進行地下水回灌,有效遏制地下水位持續下降趨勢,不斷涵養地下水源,明顯改善石家莊市地下水生態環境。
3.4加大水資源保護和水污染防治力度,改善水質,確保水庫供水安全
篇11
1 水利工程向資源水利側重的必然性
人類的生存和社會發展離不開水資源的開發和利用,沒有了水也就無所謂人類社會。二十世紀以后,由于人口數量的不斷增加和城市化水平的快速發展,從而引起水利工程事業發生了巨大的變化。第一,隨著社會經濟的快速發展,人們的生活質量不斷得到改善,因此人們對水資源質量的要求也在不斷的提高;第二,隨著大批農民工進入城市高峰期的到來,使得城市生產生活用水急劇增加,超出了地區供水的能力范圍;第三,隨著經濟水平的提高,生活和工業生產排出的廢水也在不斷增加,有些水資源是因為工業生產排出的廢氣、廢物被污染,從而使人們可以利用的水資源在不斷減少,生態環境也遭到了嚴重破壞。由于上述原因的出現,水資源短缺的形勢也越來越嚴峻。在這種局勢下,我們就算大力修建水利工程也不能解決缺水問題,水庫再好也沒有水,這就要求水利工作者必須要向資源水利側重,重視研究和科學開發利用水資源,從而滿足工業生產和人們生活的用水需求,這也順應自然和社會發展規律,同時也有利于實現水利事業的可持續發展。
2 水利工程向資源水利側重的具體內容
水利工程向資源水利側重并不是說水利工作不再重視修建水利工程而專門去管理水資源,我們主要是通過水利工程來合理開發利用水資源。我們要想做好水利工程向水資源側重工作,就必須做好水資源的開發利用和水資源的保護等方面的工作,下面我們來具體了解一下水利工程向資源水利側重的具體內容:
2.1 大力扭轉人們以前對傳統水利工程的看法,宣傳資源水利的優勢
傳統的水利工程觀念就是大力修建水利工程,從自然中獲取人類所需的水資源,同時也為了解決和預防洪澇災害問題,在處理洪澇災害問題時我們沒有考慮到把水位定的低而造成水資源的浪費。我們現在向資源水利側重,就是為了彌補在解決洪澇災害中造成水資源浪費的失誤,從而實現人與自然和諧相處,維護水資源生態平衡的目標。
2.2 大力推進資源水利的發展進程,使得水利工程的工作對象和內容更加的詳細、具體
傳統的水利工程主要是解決洪澇災害所造成的損失,而資源水利主要是通過研究社會經濟和水資源的關系來實現水資源的優化配置,從而為水利事業制定一個經濟合理的水利工程方案,在節約和保護水資源的同時,提高社會經濟的發展水平。資源水利主要側重于水資源的調查分析、科學開發、節約和保護來解決水資源的污染和分配不均的問題。水利工程的建設和管理只是資源水利工作的一部分,而且在資源水利的工作中,對它們的要求層次更多,更加注重各個工程的科學合理性,從而使水利工程發揮更大的經濟效益和環境效益。
2.3 是資源水利完善了傳統水利工程中的不足,對社會各部門的水資源的利用和排放進行科學的管理
相關的水利部門應該對于社會各部門的用水要進行合理計劃,以解決城市用水的供不應求和無限制使用等問題。另一方面要注重水資源的開發利用和適當保護,實現水資源的可持續利用。
3 如何推動水利工程向資源水利側重的進程發展
資源水利是一種新觀念,是在傳統水利工程的基礎上進行發展和深入,不斷完善水利工程體制。為了實現水資源的可持續利用,我們主要從以下幾個方面進行分析如何推動水利工程向資源水利側重的發展進程。第一,對廣大的水利工作者進行宣傳教育,強化他們對資源水利的認識和了解,讓他們樹立節約和保護水資源的意識,以方面推動資源水利的發展進程;第二,加強對水資源的科學管理,以促進水利工程向資源水利側重工作的全面進行。對于水資源的凈化要嚴把質量關,實行統一的管理,并且不斷的完善水利工程的法律法規,實現水利事業的可持續發展;第三,政府應該做好節約和保護水資源的宣傳工作,轉變市民用水觀念。如在農業發面大力推廣滴灌技術,以節約水資源。在工業方面把那些高耗水產業安排在河流下游以減少對水資源的污染;第四,政府要不斷壯大自己的隊伍,培養一批高素質水利技術人員,不斷建立健全相應的水資源管理機構,從而提高水利工作人員的工作效率,加強對水資源統一管理,推動水利工程向資源水利側重的發展進程。
綜上所述,我們只有合理開發和利用水資源,大力倡導節約水資源,才能實現水資源的可持續利用,加快水利工程向資源水利側重的發展步伐,促進水利事業的快速發展,更好地為社會經濟發展服務。
參考文獻
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地理水文學的提出是一種發展,而不是對水文地理學的否定。兩者既屬于地理科學也屬于水文科學。為了簡化敘述,它們的關系可以用圖1來表示:
圖1地理水文學與水文地理學示意
Fig.Relationshipbetweengeographicalhydrologyandhydrogeography
顯然,地理水文學與水文地理學均是地理科學(G)與水文科學(H)的公共部分,即集合G與H的交,有共同的元素為X,則:
G∩B={X/X∈G,X∈H}
只是水文地理學靠近地理學,而地理水文學靠近水文學。從我國地理部門的水文研究來看,針對區域和流域的單純水文地理研究已相對減少,而水文水資源本身的研究相對發展。地理水文學在研究領域、深度層次、實際應用等方面均領先于水文地理學。
2回顧與研究現狀
從30年代后期到80年代中期的研究回顧,見參考文獻[1-3。結合當前,簡要概括如下:我國地理學中現代水文學研究始于30年代末,從吳尚時先生的譯著“江河之水文”為起始。50年代初,謝家澤、郭敬輝、施成熙、羅開富等為推動我國水文研究作出巨大貢獻,50年代中期以后,以河流水文為主的水文研究迅速發展,包括邊遠地區河流水文調查與全國水文區劃的研究。60年以后,從河流水文(包括河口水文)逐漸擴大到其它陸地水體,包括冰川、湖泊與沼澤水文及水文過程(如泥石流、洪水與森林水文影響等)的研究。同時,水文實驗,包括定位半定位試驗相繼發展。70年代,特別是80年代以來,水資源問題與環境水文研究得以迅速發展。80年代中期以后,“人與水”和涉及全球變化的水文研究開始興起,方興未艾。
至于研究現狀的歸納,擇其主要方面分述如下:
2.1水循環與水平衡
作為水文基本理論的水循環與水平衡研究,正在宏觀與微觀尺度上不斷擴展與深化。在宏觀上面向全球。國際地圈生物圈計劃(IGBP)強調的界面過程研究,正力圖把描述全球物理氣候系統的總循環模型(GCMS)與全球水循環模型相耦合。這一研究將提供量化與描述全球水文過程與未來變化的可能,其中包含自然變化與人類活動的影響。IGBP計劃特別注重植被變化的作用,以便把人與生物圈(MAB)計劃的研究緊密聯系起來,這是目前國際上正在開展的一項巨系統研究。在我國結合IHP-IV計劃(大氣、陸地和水系統間的界面過程,氣候變化和水文系統的關系,濕潤熱帶、干旱半干旱區水文研究與水資源管理戰略等)已有初步研究,目前正加強我國地理水文學與地學及生物學各分支學科的跨學科研究。
水循環研究除在國內已發展的各類流域水文模型外,正深入到單元尺度的細微觀測與計算模擬,尤其是田間水分運動與交換過程的實驗與計算研究。相對于宏觀尺度的研究,我國在這方面已有一定的工作基礎,如土壤-植物-大氣連續系統的研究,發展了多種水體之間多種形式耦合系統的探討;結合中國科學院生態臺站網絡的建立,開展不同地理帶的水循環過程的實驗,致力于揭示界面過程中水分、熱量交換規律,例如,地下/土壤水、植物根系吸收、植物冠層輻射平衡、溫度、總氣孔阻力、邊界層阻力、土面蒸發、土壤熱通量等等。水循環或水量平衡研究,既是發展水資源確切評價方法的基礎,也是農田節水調控、農業合理用水的依據,具有重要的意義和廣闊的應用前景[7]。水循環的微觀與宏觀的結合表征水文科學理論的逐步完善化和系統化。
2.2區域水文與水資源
2.2.1區域水文近年來的主要進展表現在:
①定量分析技術手段有所加強,如應用模糊數學進行區域水文類型的研究,已有黃河流域的水文區劃工作;應用有序量最優分割法,進行河川徑流變化的研究;利用遙感技術進行地區水文條件的判讀,包括對多時相衛星遙感圖像分析區域水文動態等。
②區域水平衡研究進一步深入,如:中國科學院地理研究所進行的全國水量平衡與華北水量平衡的研究;長江流域辦公室與黃河水利委員會提出的長江流域水平衡三要素分布和黃河流域水文要素時空分布及水平衡分析;各省區的水平衡研究,全國已有一半的省市提出研究報告[5]。在這些研究水平衡的工作中,多采用六要素的平衡計算方法。
③全國水文區劃已完成初稿,這項工作開始于1984年,成果即將發表。
④特殊區域的水文研究也取得許多成果。如喀斯特地區、干旱區與半干旱地區、山區、平原地區、高寒地區與小島的水文研究均有相當的研究成果發表。
2.2.2水資源從70年代后期開始,我國的水資源問題一直對水文研究起著導向的作用,而且經久不衰。有人甚至認為一門新的學科——水資源水文學正在興起。這說明水文與水資源不可分割的關系。作者認為水資源的研究可以作為水文學延伸與拓廣。但水資源學并不與水文學等同。水資源學與社會、經濟有更直接的密切關系。1986年在南寧召開的第4次全國水文學術會議以來,水資源的研討非常熱烈:
①針對水資源的涵義,楊戊與劉昌明等分別提出了水資源的定義[8,9]。
②在區域水資源的研究方面,提出了對農業生產至關重要的土壤水的資源評價與利用[10-12]及農業節水的途徑。這方面的研究與原蘇聯學者李沃維奇曾經展望的“水文學的土壤趨勢”相呼應。
③在區域水資源研究方面發表了大量的論著,特別是對邊遠地區(如新疆、等地區)的水資源提出了比較系統的研究成果[13]。
④結合城市水文研究的開展,南京大學與華東師范大學對城市水資源做了一系列的工作,水資源規劃與管理的研究比較突出。
⑤南水北調工程是我國水資源重大戰略性工程,對緩解我國地方水危機有重大作用。由于引水線橫跨江、淮、河、海4大流域,水資源的配置與聯合利用是亟待研究的問題。針對這一問題,應用水文地理的系統分析取得了進展[14]。
2.3冰川、湖沼水文
全國第一次水資源評價中的冰川與湖泊水量均由地理部門完成[15]。中科院冰川凍土研究所計算分析得出全國冰川間積為58651km2,冰川儲量為51322×108m3,冰川融水年徑流量為563×108m3。這部分水量構成了我國西部地區水源的重要成分;中科院地理與湖泊研究所估算了全國湖泊總面積為71787km2,年貯水量為7088×108m3。中國科學院長春地理研究所估算出我國沼澤的面積約為10×104km2。
冰川與湖沼水文的研究,在我國主要集中在地理研究單位。在學術上有舉足輕重的地位。在施雅風先生的倡導下,我國冰川的研究,取得迅速的發展。除水文調查外,冰川水的研究已深入到冰川的水量平衡與融水徑流形成過程的機制方面,并提出了我國冰川水文學的研究專著[16]。
我國湖泊水文研究,在西北與東南地區都取得了重大進展。中國科學院新疆地理研究所,提出了亞洲中部湖泊的近期變化[17]的研究成果,為中亞湖泊水資源利用提供了科學依據。中國科學院南京地理與湖泊研究所毛銳,在太湖蒸發的長期研究基礎上,針對1991年太湖水災時期湖水位日變化分析得出排淺阻礙論據,對于世界銀行為治災投入資金的決策起了很大作用,顯示了研究論文的價值。此外,1992年中國科學院地理研究所在南四湖蒸發的系統研究成果也通過了科學鑒定,發展了水面蒸發的計算模型[18]。
沼澤水的研究以東北三江平原的沼澤水文研究為代表,已獲得了多年的科學積累[19]。
2.4水文過程與環境水文
水文過程在自然地理過程與環境變化的研究中具有極其重要的意義與應用價值。在水文過程的驅動下,導致地貌演化,流水造成侵蝕、搬運與沉積,起著地形的塑造作用;攜帶地表層化學元素的遷移、沉淀,對化學地理景觀起著重要作用;對于地球表面的主要熱量(太陽能)進行調節與傳輸,影響到氣候的形成與變化;蒸發過程包含著生物界的一個基本生理過程——蒸騰作用,涉及到植物生長發育。在這個過程中,水與二氧化碳一起是構成植物碳水化合物的主要物質;另一方面,水文地理或環境條件又對水文過程發生影響,成為環境變化研究的命題。水文過程的研究近年來非常活躍。
2.4.1水文過程模型結合各地水文計算的需要,對產流與匯流發展了不同的模型。中山大學、南京大學、貴陽師大與成都科技大學等單位分別研制了巖溶地區水文模型[20,21]。結合流域地貌水系結構,中科院地理研究所等單位發展了地貌單位線方法,用于徑流過程的計算。考慮土地利用對水文過程的影響,劉昌明、于靜潔提出了森林攔蓄降雨極限量模型①,用于森林攔蓄降雨的計算問題。
①北京林業大學,國際森林水文模型班講義,81-87,1990。
2.4.2水量轉化近期,在我國平原地區,開展了“三水”(降雨、地表水與地下水)轉化的研究,考慮到土壤水,稱為“四水轉化”,再進一步聯系到植物水分,稱為“五水轉化”,這是研究工作的一種循回漸進,從簡單到復雜的過程。這方面的研究由于采用了系統的觀點和演繹方法[22],使水量轉化過程的理論得到了進一步的發展。這些進展表現出對水文過程研究的全面概括和預見性,揭示出界面水文研究的前景,同時,也豐富了自然地理過程的理論。
2.4.3環境水文主要探討環境變化(包括自然與人為變化)造成水量與水質過程的變化,這一研究是以水文過程的理論為基礎,計算分析各種水文要素對環境條件改變的響應。在研究方法上,目前主要采用鑒定評價法、模擬法以及外推法等[23]。近幾年,國內環境水文的研究大多結合各地的環境保護規劃與實施進行,如華北地區的水環境與上海市的水環境[24]。在一些薄弱的領域,如:地下水的污染,也開展了研究[25]。1990年國際地理聯合會(IGU)在北京舉行區域大會后,IGU執委會批準在中國建立了區域水文對氣候變化和全球變暖響應的二級學術研究組織并推選劉昌明為主席,使環境水文的研究由較小尺度的研究轉向更加宏觀的大尺度環境水文研究。1992與1993年分別在美國華盛頓與中國拉薩舉行了國際會議,研討了全球變暖對水文與水資源的影響和高寒地區水文水資源對氣候與全球變暖的響應[26]。這些學術活動推動了我國大環境水文的研究。
2.5實驗水文
水文學理論的深入發展必須借助于實驗研究。目前,水文的定位觀測遍及我國的主要陸地水體,包括冰川、湖泊、沼澤與小河流的降雨徑流、土壤水與地下水。比較著名的臺站可以山東禹城水循環與水平衡試驗站、太湖試驗站、東北三江平原沼澤試驗站與西北天山冰川試驗站為代表,這些實驗站納入了中國科學院生態系統網絡,覆蓋了我國主要的生態類型區,為我國地理水文的理論與應用研究提供了最有力的支撐。實驗的內容不僅包含了所有的水文要素的試驗觀測,而且結合了能量與溶質等不同地理地帶的生態與環境條件的研究。在實驗技術與手段方面,除了引進國外的先進儀器(如普遍配置土壤水分中子儀,太陽輻射儀等)外,根據實驗與模擬的需要還自行研制了室內與野外實驗裝置[27]。配合對土壤-植物-大氣系統(SPAC)的觀測,設計了多種儀器的綜合裝置,發展了新的研究課題。
2.6應用性研究
結合國家與地方的任務,適應市場經濟與生產需要,在國土整治、區域發展、城鄉規劃、工礦交通建設、大型水利工程生態與環境保護等許多方面,進行了大量的研究工作。在缺水的華北與西北地區的工作如節水農業[29]等。有些研究突出地理學的特色,如在華北平原進行的古河道調查[30],為區域的水量調蓄工作,提供了重要參考。
3、21世紀地理水文研究若干問題
展望未來,地理水文的研究,將有廣闊的發展前景。密切結合社會各方面對水日益增長的需求,適應市場經濟的發展,考慮國際學術的發展趨勢,面臨著嚴竣的挑戰和眾多的機遇,研究工作任重而道遠。下面提出的若干方面僅供商榷。
3.1水資源仍為研究主題
隨著社會經濟的發展和人口的增長,今后應以地理水文與工程水文相結合,為水資源評價、開發、利用、管理和保護提供水資源水文的科學依據,深入水文規律的研究,創造新的水文分析方法。由于供水量的不斷增長引起廢棄水的增加,水質的研究和地下水及一些新水源利用,將會更加迅速地發展,不斷擴大規模或尺度的人類活動對水資源的影響,包括三峽大壩與南水北調等超大型水資源工程的影響,將為地理水文研究提出新課題。
3.2全球變化與地理水文
埃里克·巴倫提出的通用循環模式(GENESIS)進一步發展了全球增暖的認識。對全球變暖引起的水文水資源變化的研究,是我們責無旁貸的任務。中國是世界大國,幅員遼闊,大約跨4°-53°N之間,水資源對氣候變化的響應是非常復雜的。主要特點是:
①因緯度帶而異;
②水文水資源量的響應屬非線性(見圖2);
③水文的變異,包括極值,有隨溫度升高而俱增的特點。這些特點會影響到水資源開發利用的規劃與管理。因此,必須開展全國不同地理區或緯度帶的水文水資源對全球氣候變化響應的研究,并為水資源未來情景作出預測。
圖2年徑流(R)對氣溫(T)與降水(P)的響應
Fig2AnnualRunoffResponsetoAnnualTemperatureandPrecipitation
3.3全球能量與水循環實驗(GEWEX)
GEWEX是一個跨世紀的國際研究計劃,它屬于世界氣象計劃(WCP)的內容,橫向與水文學的研究相結合。研究計劃在1990年制定,1995年以前屬準備階段。我國早在50-60年代已由黃秉維先生提出了與其基本相同的課題,即“熱水平衡”的研究。因此,在我國開展這一工作已具備了一定的基礎。特別是目前正在建立的中國科學院生態臺站網絡,將為開展GEWEX的研究和國際間的合作提供良好的條件。由于GEWEX的研究需要解決大小尺度空間系統的耦合問題,今后的研究從我國的實驗觀測臺站來看,存在著小尺度能量與水分運動的計算,如何在尺度上延伸或升級(Upscale),當然,全球大尺度的模型,也需要考慮尺度的降級(Downscale)。隨著GEWEX研究向21世紀的邁進,水文與氣候學在大尺度上的結合,將會產生出嶄新的成果,發展新的前沿。
3.4水文循環的生物圈方面(BAHC)
在國際地圈、生物圈計劃(IGBP)中,BAHC是核心計劃之一。這與1966年澳大利亞著名土壤-水文學家菲利浦提出了土壤-植物-大氣連續系統的研究一脈相承。1992年已在法國召開了國際學術討論會,歐洲與北美及澳洲均在開展研究,加拿大國家氣候中心立項作為專題項目。
BAHC作為IGBP的核心研究項目,將密切配合國際地圈、生物圈計劃的研究,旨在通過植被對水循環實現調控。在我國地球與生命科學的一些研究單位也正從實驗的途徑開始工作。由于水循環控制關系到水資源調蓄利用,這項研究不僅具有重要的應用前景,而且結合IGBP計劃將促進一門新的水文學科——宏觀生態水文學的發展。
3.5過度或交錯帶(Ecotones)的水文問題
Ecotones原意為群落交錯帶。隨著環境變化的深入研究,提出了生物多樣性的問題,Ecotones是環境水文問題研究的延伸。根據人與生物圈(MAB)的活動計劃,1993年7月,在法國里昂召開國際地下水與地表水交錯帶的國際學術研討會,主要有以下三方面的議題:
①地下水與地表水界面的作用。
②地下水與地表水界面的障礙:原因與評價方法。
③地下水與地表水界面的管理與恢復。在我國Ecotones尚屬一個新的研究領域,目前國內水文地理與化學地理工作者正在著手開展Ecotones的研究,除了地表水與地下水交錯帶外,河湖與陸地過渡帶Ecotones也開始研究,預計未來其它交錯帶的研究也會逐漸發展,這一研究作為水文學與環境學的交叉研究課題需于重視。
3.6雨水資源化
雨水資源化顧名思義是雨水利用的問題,80年代以來熱衷于這一研究的各國學者已舉行了六屆大會和多次區域性會議,1992年10月在日本東京都召開了國際雨水資源化區域會議。1993年8月初在肯尼亞內羅畢召開了第六屆會議,說明雨水利用問題深受各國學術界的重視。
1989年8月初在菲律賓召開的第四屆國際大會上,醞釀成立了“國際雨水收集系統協會”(IRCSA)并推選了美國夏威夷大學水文學家,美籍華人霍雨時為該協會的第一任主席,該協會的成立進一步推動著雨水利用的研究。
雨水利用的研究應用前景廣闊,其內容也甚為廣泛,特別是對我國廣大農村農戶的供水、對缺乏河川的漁島、遠離地表水源的山村等有很重要的意義,拓寬的雨水利用還包括雨云的研究(和人工增雨),屋頂雨水的收集技術以及水質保存的方法、雨洪的調蓄等等。對于我國缺水的北方與南方石灰巖山區。地表水缺乏的地區,雨水利用的研究可望緩解局部地區的缺水問題。在我國降雨分配不均的情況下,這一研究的意義不言而喻。1985年6月將由中國地理學會水文專業委員會與組織在我國召開第七屆IRCSA大會,可望推動我國的雨水資源化研究。
參考文獻
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10由懋正,袁小良.土壤水資源評述.見:沈燦燊主編.中國地理學會水文專業委員會第五次全國水文學術會議論文集.北京:科學出版社,1992.19-23.
11李寶慶.土壤水資源及其評價方法的探討.見:楊戍,劉昌明,沈燦燊主編.中國地理學會水文專業委員會第四次全國水文學術會議文集.北京:測繪出版社,1989.167-170
12劉昌明.土壤水資源評價.見:水量轉換實驗與計算分析,北京:科學出版社,1987.
13湯奇成,周成虎.中國干旱地區水資源主要特點及其開發利用.見:楊戍,劉昌明,沈燦燊主編.中國地理學會水文專業委員會第四次全國水文學術會議文集.北京:測繪出版社,1989.124-127.
14劉昌明,杜偉.系統分析在東線引江水量平衡中的應用.地理研究,1985,4(4).
15水利部.中國水資源評價.北京:水利電力出版社,1987.
16楊針良.中國冰川水文,北京:科學出版社,1992.
17楊川德,邵新媛編著.亞洲中部湖泊近期變化.北京:氣象出版社,1993.
18洪嘉璉.水面蒸發的計算.見:沈燦燊主編.中國地理學會水文專業委員會第五次全國水文學術會議論文集.北京:科學出版社,1992.199-202.
19陳剛起,劉興士.我國三江平原沼澤的水文氣候效應.見:沈燦燊主編.中國地理學會水文專業委員會第五次全國水文學術會議論文集.北京:科學出版社,1992.106-111.
20鄭億華,沈桑燦.巖溶水文模型.見:楊戍,劉昌明,沈燦燊主編.中國地理學會水文專業委員會第四次全國水文學術會議文集.北京:測繪出版社,1989.151-157.
21林三益,黃慶巖.黔南安順地區巖溶水運動與徑流形成規律的初探.見:沈燦燊主編.中國地理學會水文專業委員會第五次全國水文學術會議論文集.北京:科學出版社,1992.83-89.
22劉昌明.自然地理界面過程與水文界面分析.見:中國科學院地理所編.自然地理綜合研究——黃秉維學術思想探討.北京:氣象出版社,1993.
23張春巖.環境水文問題.見:楊戍,劉昌明,沈燦燊主編.中國地理學會水文專業委員會第四次全國水文學術會議文集.北京:測繪出版社,1989.181-185.
24楊凱,黃錫荃.上海嘉定縣水資源水環境及對策的初步研究.見:沈燦燊主編.中國地理學會水文專業委員會第五次全國水文學術會議論文集.北京:科學出版社,1992.230-244.
25劉慶書等.大邊地下水污染小區段差異分析.見:沈燦燊主編.中國地理學會水文專業委員會第五次全國水文學術會議論文集.北京:科學出版社,1992.269-273.
26牟海省.“氣候變化與全球變暖對山地、寒地和其它地區水文水資源的影響”1993年拉薩國際學術討論會圓滿結束.地理學報,1994,49(1).
27WuRai,LiuChangming.ThreeInstrumentsinRainfall-runoffSimulationlaboratory.HydrologicalProcesses,1988(2).
篇13
2現代農業的主要節水措施
2.1節水技術措施
節水技術措施主要包括輸水工程和灌溉技術。在輸水方面,以山東省為例,全省平均渠灌區輸水損失量在50%左右,而以色列小于10%,美國小于22%。因此,輸水工程中的節水潛力巨大,可以進行渠系配套、渠道防滲、低壓管道輸水等工程。節水灌溉技術如“小白龍”、滴灌、滲灌等,用水量僅為常規灌溉用水量的30%~50%,節水效果明顯。
2.2節水農業措施
通過田間節水,抑制土壤蒸發和作物蒸騰,提高農田水分利用效率,是發展節水農業的主要措施之一,主要包括適水生產、抗旱育種、節水高效灌溉制度、農田保墑技術、培肥地力等[3]。根據有關研究成果,通過上述措施,可提高水分利用率30%左右。
2.3節水管理措施
節水潛力的40%在于管理,只有科學的管理,才能使其他節水措施發揮應用作用,建立完善的管理機構,健全規章制度與法規,大力推廣現有的科技成果和先進技術,管好水、用好水,使水資源發揮其最大效益。
3農業高效用水技術