时间:2022-09-03 20:01:59
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论文摘要:对水资源行政管理问题进行了详细分析,同时对水资源行政管理改革的目标、利益结构、动力和阻力进行了分析,以此深化对水资源行政管理改革及其进程的认识。
水资源问题用系统的观点来看,可以分为工程体系问题和行政管理体系问题。水资源的工程体系问题包括水源、水调度、水土保持、水污染治理、防洪排涝等工程的规模是否适度、布局是否合理、利用效率是否高效等;水资源的行政管理体系问题包括行政管理体制是否适应社会经济发展的需要、管理职能的确定是否符合科学合理和适应性的要求、管理手段是否先进有效、管理效果是否达到预期目标等。本文将着重对水资源行政管理问题进行讨论。
1问题的分析
1.1管理观念问题首先对管理落后的认识不足。严格来讲,我国目前仍然处于从计划经济体制向市场经济体制的转型时期,尤其在水资源管理方面。其次对人与自然的辨证关系认识不足。我们一直把人放在自然的对立面,对自然无休止地索取,人也就必然受到自然的惩罚。如为解决粮食问题,不加控制地超采地下水而出现地下漏斗;为防洪排涝,一味加高堤防。
1.2行政体制问题由于水资源的开发、利用和保护,纵向涉及中央和地方的权益,横向涉及水利、农业、建设和环保等部门的权益,重复管理现象严重,责任不明,“政出多门”,不但增加了政府的管理成本,减弱了财政资金的使用效果,而且不利于水资源的统一管理、统筹兼顾、优化配置、节约保护和高效利用,违背了水的自然规律,尤其在流域管理和城市水务管理问题上矛盾更为突出。
1.3管理职能问题管理上仍然存在严重的“越位”和“缺位”现象。“越位”主要指该由市场来解决的问题仍由政府来承担。如水资源合理配置问题,其中最典型的是我国北方缺水地区水资源分配问题。“缺位”主要指宏观调控不到位。如政策、法规的透明度、统一性和预见性较差;水资源监测、评价水平偏低;政策引导、信息服务跟不上等。
2改革的分析
2.1改革目标的分析水资源行政管理改革必须以适应社会主义市场经济发展为基本原则,以建立水市场为中心,把行政管理体制及其运行机制的改革作为重点,以实现水资源的合理配置,提高水的利用效率,最终实现以水资源的可持续利用支持我国社会经济的可持续发展。
主要包括:①加快水法、节水法等水法规体系的建设;②在明确水权的基础上,建立流域水资源统一管理机构;结合城市供水及水处理市场的对外开放形势,积极推行城市水务一体化管理;③以水价政策改革为契机,建立和完善水市场规制体系;④启动水利资产管理运行机制,提高水利建设融资和水利国有资产增值保值能力。
2.2改革动力与阻力的分析
2.2.1改革的动力。改革的动力一方面是利益的驱动,另一方面是现实的需要。
①客观形式的需要。所谓客观形势主要是指:我国水资源所面临的危机已经严重制约社会经济的正常发展,水利部门的改革显然已经到了“不改不行”的地步,需要进一步开放水务市场等。
②履行职责的需要。供水价格偏低,造成水资源浪费严重;众多供水企业以及相关水管单位经营失败、普遍亏损等等。问题的解决取决于水资源行政管理改革的深度和进程,因此,履行职责的需要也是改革的推动力之一。
2.2.2改革的阻力。水资源行政管理改革的阻力,一方面来自既得利益者,另一方面来自传统观念的束缚和习惯势力的制约。
只注重了水资源的开发利用,而忽视了水资源的合理配置、水资源的节约和保护。由于人们对水资源危机的认识不足,同时又由于改革的道路是艰难而曲折的,需要社会以及个人付出一定代价,因此,旧观念的束缚对改革是一种无形障碍。同时,习惯势力的影响也对改革形成阻碍。在计划经济条件下,人们通常认为水利是福利事业,理应由国家投资和无偿用水和排污。在这样一种思维定式下,要想确立新的水资源观念、水市场观念,其难度是显而易见的。
3改革的构想
3.1行政体制改革水资源行政管理体制改革的总体思路是:以加强流域水资源统一和城市水务一体化管理为突破口,构建现代水资源行政管理体制,以保证政府职能系统效益最佳,保证中央、地方以及社会组织对科学合理开发利用和保护水资源的积极性的发挥。
3.1.1流域水资源实行统一管理。设立流域管理委员会,其成员由中央政府代表、地方政府代表、用水户代表、专家代表;委员会主席由选举产生;流域委员会依法拥有对流域水资源的分配权,依法对流域水资源进行统一规划、统一管理,实现流域水资源的优化配置。
3.1.2城市水务实行一体化管理。对供水企业、水处理企业实行出租或转让;对经营性水务工程实行资产管理;将用水许可与排污许可有机结合起来,推进城市节水。
3.2建立水市场
3.2.1水权管理改革。水权管理的核心是产权的明晰和确定。将水资源的所有权和使用权分离开,是促进水资源优化配置的前提,是建立水市场的基础。
建议通过法律的形式,首先确定以占有优先权原则为主、河岸优先权及惯例水权原则为辅的优先权原则,再结合水资源现状,因地制宜,制定相关法律法规及实施细则。第二,设定总量控制、保障生活用水和环境用水,旱情调度预案、水污染防治的事权划分等限制条件。第三,实行以水资源规划为先导,有计划、分类分批地进行水资源使用权登记并公告社会。第四,建立水资源使用权招投标、使用权拍卖等管理机制。通过以上努力,逐步建立起适应我国社会主义市场经济发展的水权制度。
3.2.2水价政策改革。改革现行的水价制定方法,按提高公众参与程度,即由政府代表、用水户代表、供水企业以及有资质的独立审计事务所共同协商确定水价;水价应计入资源水价、工程成本、利润;资源水价应在政府统一评估基础上允许在合理的范围内浮动;利润不再以工程成本及运行成本加成的方式计算,而是以国家的社会平均利润率和资本金来计算;水价的确定要兼顾公众承受能力和政府的财政能力。
3.3改革管理模式
3.3.1资产管理。要尽快调整政府及水利部门在水利工程建设及管理中的定位。水务企业完成企业自我发展的公司制经营实体,经营性、科研性、开发性的事业单位要逐步转制为企业。依据不同的情况和条件,对原有的水利工程要逐步实行企业化管理。
3.3.2节约用水。在国家宏观调控与市场机制下,水价是调节供需方矛盾最敏感的经济杠杆。国外研究表明,水价提高10%,将使家庭用水减少3%~7%,同时如果水费没有占到市民收入的1%以上,人们就不会注意节水问题。
因此,政府应在建立和完善相关法律法规、调整产业结构、制定相关用水标准及定额、推进节水技术发展的同时,以改革水价政策、提高全社会节水意识为重点,运用信息技术等现代管理手段,在建立节水型社会过程中充分发挥政府的宏观调控作用。
1.1管理观念问题首先对管理落后的认识不足。严格来讲,我国目前仍然处于从计划经济体制向市场经济体制的转型时期,尤其在水资源管理方面。其次对人与自然的辨证关系认识不足。我们一直把人放在自然的对立面,对自然无休止地索取,人也就必然受到自然的惩罚。如为解决粮食问题,不加控制地超采地下水而出现地下漏斗;为防洪排涝,一味加高堤防。
1.2行政体制问题由于水资源的开发、利用和保护,纵向涉及中央和地方的权益,横向涉及水利、农业、建设和环保等部门的权益,重复管理现象严重,责任不明,“政出多门”,不但增加了政府的管理成本,减弱了财政资金的使用效果,而且不利于水资源的统一管理、统筹兼顾、优化配置、节约保护和高效利用,违背了水的自然规律,尤其在流域管理和城市水务管理问题上矛盾更为突出。
1.3管理职能问题管理上仍然存在严重的“越位”和“缺位”现象。“越位”主要指该由市场来解决的问题仍由政府来承担。如水资源合理配置问题,其中最典型的是我国北方缺水地区水资源分配问题。“缺位”主要指宏观调控不到位。如政策、法规的透明度、统一性和预见性较差;水资源监测、评价水平偏低;政策引导、信息服务跟不上等。
2改革的分析
2.1改革目标的分析水资源行政管理改革必须以适应社会主义市场经济发展为基本原则,以建立水市场为中心,把行政管理体制及其运行机制的改革作为重点,以实现水资源的合理配置,提高水的利用效率,最终实现以水资源的可持续利用支持我国社会经济的可持续发展。
主要包括:①加快水法、节水法等水法规体系的建设;②在明确水权的基础上,建立流域水资源统一管理机构;结合城市供水及水处理市场的对外开放形势,积极推行城市水务一体化管理;③以水价政策改革为契机,建立和完善水市场规制体系;④启动水利资产管理运行机制,提高水利建设融资和水利国有资产增值保值能力。
2.2改革动力与阻力的分析
2.2.1改革的动力。改革的动力一方面是利益的驱动,另一方面是现实的需要。
①客观形式的需要。所谓客观形势主要是指:我国水资源所面临的危机已经严重制约社会经济的正常发展,水利部门的改革显然已经到了“不改不行”的地步,需要进一步开放水务市场等。
②履行职责的需要。供水价格偏低,造成水资源浪费严重;众多供水企业以及相关水管单位经营失败、普遍亏损等等。问题的解决取决于水资源行政管理改革的深度和进程,因此,履行职责的需要也是改革的推动力之一。
2.2.2改革的阻力。水资源行政管理改革的阻力,一方面来自既得利益者,另一方面来自传统观念的束缚和习惯势力的制约。
只注重了水资源的开发利用,而忽视了水资源的合理配置、水资源的节约和保护。由于人们对水资源危机的认识不足,同时又由于改革的道路是艰难而曲折的,需要社会以及个人付出一定代价,因此,旧观念的束缚对改革是一种无形障碍。同时,习惯势力的影响也对改革形成阻碍。在计划经济条件下,人们通常认为水利是福利事业,理应由国家投资和无偿用水和排污。在这样一种思维定式下,要想确立新的水资源观念、水市场观念,其难度是显而易见的。
3改革的构想
3.1行政体制改革水资源行政管理体制改革的总体思路是:以加强流域水资源统一和城市水务一体化管理为突破口,构建现代水资源行政管理体制,以保证政府职能系统效益最佳,保证中央、地方以及社会组织对科学合理开发利用和保护水资源的积极性的发挥。
3.1.1流域水资源实行统一管理。设立流域管理委员会,其成员由中央政府代表、地方政府代表、用水户代表、专家代表;委员会主席由选举产生;流域委员会依法拥有对流域水资源的分配权,依法对流域水资源进行统一规划、统一管理,实现流域水资源的优化配置。
3.1.2城市水务实行一体化管理。对供水企业、水处理企业实行出租或转让;对经营性水务工程实行资产管理;将用水许可与排污许可有机结合起来,推进城市节水。
3.2建立水市场
3.2.1水权管理改革。水权管理的核心是产权的明晰和确定。将水资源的所有权和使用权分离开,是促进水资源优化配置的前提,是建立水市场的基础。
建议通过法律的形式,首先确定以占有优先权原则为主、河岸优先权及惯例水权原则为辅的优先权原则,再结合水资源现状,因地制宜,制定相关法律法规及实施细则。第二,设定总量控制、保障生活用水和环境用水,旱情调度预案、水污染防治的事权划分等限制条件。第三,实行以水资源规划为先导,有计划、分类分批地进行水资源使用权登记并公告社会。第四,建立水资源使用权招投标、使用权拍卖等管理机制。通过以上努力,逐步建立起适应我国社会主义市场经济发展的水权制度。
3.2.2水价政策改革。改革现行的水价制定方法,按提高公众参与程度,即由政府代表、用水户代表、供水企业以及有资质的独立审计事务所共同协商确定水价;水价应计入资源水价、工程成本、利润;资源水价应在政府统一评估基础上允许在合理的范围内浮动;利润不再以工程成本及运行成本加成的方式计算,而是以国家的社会平均利润率和资本金来计算;水价的确定要兼顾公众承受能力和政府的财政能力。
3.3改革管理模式
3.3.1资产管理。要尽快调整政府及水利部门在水利工程建设及管理中的定位。水务企业完成企业自我发展的公司制经营实体,经营性、科研性、开发性的事业单位要逐步转制为企业。依据不同的情况和条件,对原有的水利工程要逐步实行企业化管理。
3.3.2节约用水。在国家宏观调控与市场机制下,水价是调节供需方矛盾最敏感的经济杠杆。国外研究表明,水价提高10%,将使家庭用水减少3%~7%,同时如果水费没有占到市民收入的1%以上,人们就不会注意节水问题。
因此,政府应在建立和完善相关法律法规、调整产业结构、制定相关用水标准及定额、推进节水技术发展的同时,以改革水价政策、提高全社会节水意识为重点,运用信息技术等现代管理手段,在建立节水型社会过程中充分发挥政府的宏观调控作用。
4结论
水——生命之源。
水——城市发展的血液,维系着城市人民和社会经济发展的命脉。阜新是一个资源性缺水城市,是全国
40个严重缺水城市之一。多年来,缺水一直困扰着阜新人民生活水平的提高和社会经济发展。
当前,阜新正处在经济转型的重要时期,能否顺利解决水问题将决定转型的成败。就此问题,本文对阜新水资源形势做了详细的分析,并提出了可持续的利用战略,希望能为阜新经济转型起到推波助澜的作用。
1阜新市水资源形势
1.1阜新市水资源自然特点
1.1.1水资源总量少,人均、亩均特别低
阜新市水资源总量为9.72×108m3,人均占有量507m3,为全省人均量(878m3)的58%,不到全国人均量(2160m3)的1/4,更不足世界人均量的1/14。由于阜新面积相对较大,故亩均占有量更是大大低于各级水平。
1.1.2地区分布不均
阜新市水资源在区域上分布不均,区域资源性缺水表现相当严重。细河流域人口和工矿企业比较集中,2000年流域总人口105.98万人,人均占有水资源仅188m3,为全省人均量(878m3)的21%。而降雨量空间分布不均,由南向北递减。地表水资源主要分布在大凌河(支流细河)、柳河和绕阳河流域,呈西北部多、东南部少的趋势。地下水资源70%以上分布在人口稀少的彰武县境内。
1.1.3水量年内及年际变化大,灾害频繁
阜新地区河川径流主要由大气降雨补给。由于该地区属温带半干旱大陆性季风区,降雨少且集中。年内分配不均,6~9月占全国总径流的78%以上(见图1);年际丰、枯径流量相差7~47倍,少水年连续出现。自1999年开始至今,该区已连续四年干旱。由于降水补给河川径流和地下水量的减少,2002年全市水资源量仅为多年平均量的37%。这期间,政府不得不多次花巨资进行人工降雨以及采取其它一些措施。据市水资源办1994年统计,全市日最多缺水4.3×104m3,每天因缺水而影响工业产值约340万元。缺水已经严重制约到城市的发展。
图1降水量年内分布图
1.2阜新市水资源开发利用的主要问题
阜新市水资源时空分布极不平衡,可供水量有限,而且耕地、人口、城镇和工业相对较集中,用水增长快,因此在水资源开发利用方面存在诸多问题:
1.2.1开发利用不平衡
阜新市水资源贫乏,主要以开发利用地下水为主。如1994年城市用水中,开发利用地下水达8447×104m3;地表水引用1332×104m3,仅占其资源量的4%。究其原因,主要是各河流都缺乏兴建大型蓄水工程的条件,天然状况下年内、年际径流量丰、枯不均,加之细河流经市区段污染严重,特别在枯水期成了排污水河道,很难再利用。另外,由于境内丘陵起伏、平原较少,300多条季节性小河流,丰枯流量相差大,枯水期基本断流且时空分布极不均匀,因此区间地表水利用率很低。
此外,地下水资源开发利用不平衡。彰武县地下水资源从总量看相当丰富,为4.7×108m3,占全区总量的70%以上,但由于含水层岩性为粉细砂,单井出水量小,难以成为集中供水水源。另外,水源井易淤塞报废、寿命短,采水成本高,且远离市区,难以利用,只适合就近的乡镇及县城供水。城市水源所在地区地下水目前已严重超采,开采率超过50%。超采导致地下水位下降,形成了间断的地下水降落漏斗,而细河非汛期又常常断流并承泄城市污水,致使细河两岸的水源井和厂矿自备井遭严重污染,造成的恶性循环,加重了供需矛盾。
1.2.2水资源的有效利用程度低
全市水资源主要用于工农业,城镇生活以及公共建筑市政用水。
农业用水包括农业灌溉、农村人畜用水,占全市总用水量的比重相当大,且利用率低。2002年全市农业用水2.56×108m3,占总用水量(3.71×108m3)的69%。由于灌溉技术落后,渗漏水损失量达45%以上,有效利用率仅为55%左右。
工业用水中,一方面,就万元产值取水量而言:2000年整个工业万元产值平均取水量在140m3/万元左右,特别是电力行业高达850m3/万元、煤炭行业为270m3/万元、市郊细河区和清河门区及阜新县的工业万元产值取水量也高达210m3/万元。这一系列数据甚至远高于1995年我国工业万元产值平均取水量85m3/万元。1995年北京、天津、沈阳、上海、济南等城市万元产值取水量为60m3/万元,青岛则低于20m3/万元。阜新市工业用水水平不但同国内其他城市比存在一定差距,同国外比差距更大。国外有些城市工业万元产值取水量仅为20—30m3/万元,如日本横滨市早在1977年这一数值(折合人民币)不过20.6m3/万元。由以上对比不难看出,全市工业用水水平相当低这与阜新市以煤电等重工业为主导工业这一现状分不开的。另一方面,就水的重复利用率而言:除电力行业水的重复利用率已达到97.5%以外,其它行业(除煤炭业外)这一数值仍徘徊在70%左右;特别是煤炭工业,其重复利用率极其低下,1994年只有19.8%,而2000年才提高到31%。但发达国家1989年这一数值就已经达到75%左右,国内各主要城市1996年工业用水重复利用率也已经达到80%以上。可见,该市的工业用水仍有很大的提升潜力。
城镇生活用水方面:尽管目前全市居民生活用水水平还较低,生活用水标准也不高,但仍然存在很多浪费现象。居民节水观念薄弱、装表率低或至尽仍沿袭的“包费制”、水价过低(大大低于其成本价,差额由政府财政补给)、给水管老化、高耗水器具的大量使用以及管理松弛等原因,都导致严重浪费。居民住宅用水中,冲洗等日常生活用水占的比重特别大。例如:对我校学生公寓和东区教师住宅用水的一项调查表明:这一比重分别为:学生公寓为2/3(45L/(cap·d)),教师住宅为1/3(35L/(cap·d))。二者比重的差异与学生的生活情况(吃喝在外)密切相关的,但也反映了大部分学生的节水意识差。城市公共建筑及市政用水中,浪费现象更加严重。如对我校各主要公共建筑的调查表明:东楼、西楼及综合楼每天都白白流失大量的水,这与设施老化(水龙头常失禁、管网漏渗严重等)、落后(便池冲洗器为耗水量特别大的高位水箱)、管理松散等有关。相比之下,设施先进(如:便池冲洗器为耗水量小得多的延时自闭冲洗阀)、管理有序的实验楼以及新楼,这一现象就轻得多。另外,诸如绿化草坪用水,多为大径喷头(喷径10m左右),较经济喷头(喷径1m左右)更容易出现喷洒死角、喷洒不均等现象,浪费大量的水。
另外,据阜新矿务局近十年的实测数据表明,全矿区28对(含露天矿)矿井涌水量达到7.7—9.6×104m3/d,而迄今利用量还不到2×104m3/d,绝大部分被白白浪费。
1.2.3水体污染严重
2002年阜新水资源水质概况:
①河流
详见表一:
表一2002年阜新各主要河流水质概况
水系
河段
水体类别
主要污染指标
水质基本评价
饶阳河
韩家杖子段
II类
良好,适合生活饮用水
东白城子段
III类
高锰酸盐超标0.4倍,氟化物超标0.2倍
污染较严重,水质较好
细河
它本段
III类
高锰酸盐超标0.4倍,氟化物超标0.3倍
污染较严重,水质较好
它本段以下至海州段阜新界
超V类
高锰酸盐超标11.2倍BOD超标37.8倍,氨氮超标38.33倍,挥发酸超标7.67倍
水质较差,污染相当严重,仅适用农业用水及一般景观用水
柳河
彰武段
III类
高锰酸盐超标0.4倍,氟化物超标0.3倍
污染较严重,水质较好
牤牛河
海苏沟段
II类
良好,适合生活饮用水
养息牧河
五家子桥段
超V类
高锰酸盐超标32.7倍,BOD超标15.7倍,氨氮超标159倍,挥发酸超标5.4倍
水质较差,污染相当严重,仅适用农业用水及一般景观用水
秀水河
大木头营子段
III类
高锰酸盐超标0.4倍,氟化物超标0.3倍
污染较严重,水质较好
资料来源:参考文献9
②水库
选择总磷、总氮、高锰酸盐指数三项进行富营养化评价,结果佛石水库、闹得海水库均属中营养水平。这表明水库水质尚好,但也受到了一定的污染,形势不容乐观。
③地下水
2002年进行了10眼(仓土、大固本、大庙、大五家子、乱山子、双庙、苇子沟、新屯子、章古台、周家街)地下水井的常规水质监测。仓土、新屯子、周家街三眼井中钙离子、镁离子、硫酸盐、氯离子、重碳酸盐、离子总量、总硬度略有增大;10个地下水井中,水化学项目变化不大,但是铵离子、五氧化二磷呈现明显上升趋势,说明境内的地下水受到了农业污染源(化肥、农药的使用)的影响,水质污染有加重趋势。
调查结果表明:截止2002年,全市水资源有机污染严重,面污染也相当突出。
农业生产中农药,化肥的大量使用,以及工业用水、生活污水的大量排放,都导致了严重的水体污染。水体污染造成的结果:江河湖库等的水体功能衰退,水资源的可利用程度下降,可用水量减少。如:由于市区及阜新县污水大量排放到细河,水质污染十分严重,水质超过V类标准,使得位于其沿岸的海州、新邱两座水厂的水源被污染。特别是新邱水厂原有7眼水源井,因污染严重而被迫关闭了6眼;海州水厂的7眼水源井1眼被关闭,5眼改为工业生产所用循环水的水源。
严重的水污染,不但严重地危害了人们的生体健康,影响了经济的发展,而且也是该市目前水资源紧缺的主要原因之一。
1.2.4城市供水工程存在问题
①供水保证率低
阜新城市供水水源大部分建在属第四系松散岩、覆盖层浅的沿河两岸,且地下水受降雨和地表径流影响年内年际变化大,因此供水保证率低。特别是连续干旱年份,供水出现严重不足。以王府水厂为例,因1980~1983年全市发生连续干旱,水厂产水能力由1979年的6.69×104m3/d,下降到3×104m3/d,下降了55%。
②市政供水设施建设不适应城市发展要求
随着阜新社会经济发展,城市生活用水标准也逐年提高,而配水系统建设的滞后已不能适应社会发展需要。闹德海水源工程建成运用后,市区部分管网得到了改造,但其余部分仍存在低压供水区和管网末梢地段供水紧张状况。如孙家湾地区,地势偏高,自来水管网压力低,每到枯水季节,自来水公司只能对本区采取定时间断供水,几万居民因一周得不到几次水而纷纷上访。尽管市里采取了一些计划用水措施,供水紧张仍未得到解决。
③水源建设投资大、建设工期长
阜新市区周围90km范围内没有可利用水源。要解决市区严重缺水的情况,得靠跨流域、跨地区引水。这就存在投资大、建设工期长等一系列问题。以闹德海引水工程为例,水源距市区90km,工程总投资达2.1亿元,自1986年开始筹建历经8年时间于1994年末才竣工。
1.2.5认识不足,管理薄弱
长期以来,“取之不尽,用之不竭”的观念深入人心,使人们对全市水资源的严峻形势缺乏深入科学的认识。认识的不足致使人们的“忧患意识”不足、缺乏“爱水惜水”的主人翁精神。全市普遍存在水利设施不完备、水资源利用率不高等问题。节水措施少、浪费严重、水费不合理、保护不够及管理滞后等问题,客观上加剧了全市水资源的紧缺。如细河的严重污染,与保护不足、管理不力是分不开的。认识不足、管理薄弱是导致水资源未能合理开发利用的重要原因,在某种程度上也会影响顺利解决水的供需矛盾。
1.3供需矛盾突出
阜新市作为资源性缺水城市,且区域资源性缺水特别严重,加之在开发利用方面存在诸多问题,因而全市水资源的供需矛盾多年来一直异常突出。如1993年降雨偏少,佛寺水库蓄水较少,同年11月份,该库已降至死水位,而市内供水已经到了难以维持的程度,因此市政府决定不惜一切代价采取临时措施取用水库死水位以下的存水,投资250万元,仅取水430×104m3,每吨水增加取水成本0.58元。1994年7月13日大雨前,市区供水不足13.7×104m3。全市用水告急,市区内共有20个区域定时供水占供水人口的40%,家家户户缸接、盆装、轮流接水。东梁矿区居民花2~10元钱买一挑水喝。可见缺水已经严重影响人们的正常生活,同时对工业的影响也相当严重。据市水资源办1994年统计,最多时日缺水4.3×104m3,全市每天因缺水影响工业产值约340万元。而且,随着工农业的发展、城镇化的推进、人民生活水平的提高、以及在经济转型中大量新项目的引进,这一矛盾将越来越尖锐。详见表二、表三:
表二集中供水城区水量供需平衡表单位:×104m3
1995年
2000年
2005年
2010年
平均日
最高日
平均日
最高日
平均日
最高日
平均日
最高日
日需水量
30.3
34.6
41.6
47.1
50.4
56.6
61.0
67.8
P=95%
保证率
可供水量
17.5
17.5
27.1
27.1
52.8
52.8
52.8
52.8
日余、缺水量
-12.8
-17.1
-14.5
-20.0
2.4
-3.8
-8.2
-15.0
P=75%
保证率
可供水量
21.4
21.4
31.4
31.4
57.0
57.0
57.0
57.0
日余、缺水量
-8.9
-13.2
-10.2
-15.7
6.6
0.4
-4.0
-10.8
表三近郊区分散用水供需平衡表单位:×104m3
1995年
2000年
2005年
2010年
年
日
年
日
年
日
年
日
需水量
1625.1
4.4
2224.0
6.1
2735.1
7.5
3636.7
10.0
P=75%
保证率
可供水量
1466
4.0
1676
4.6
1676
4.6
1667
4.6
缺水量
159.1
0.4
548
1.5
1059.1
2.9
1960.7
5.4
P=95%
保证率
可供水量
1311
3.6
1511
4.1
1511
4.1
1511
4.1
缺水量
314.1
0.8
713
2.0
1224.1
3.4
2125.7
5.9
资料来源:参考文献8
由表二可见,阜新市城区缺水严重,1995年保证率P=95%时缺12.8×104m3/d,缺水量将近占需水量的一半。2000年闹得海水源工程每天供水9.6×104m3,城区工业和生活用水在保证率为95%时日缺水量为14.5×104m3。2005年引白水源工程建成生效,在保证率为95%时,每天余水2.4×104m3。2010年由于需水增加,在保证率为95%时,每天缺水8.2×104m3。同样由表三可见,近郊区缺水现象也相当严重。
据上分析,在已经考虑了可建设工程的条件下,全市仍然大量缺水,供需矛盾相当尖锐。
2阜新水资源可持续利用战略
水资源紧缺多年来一直困扰着阜新社会和经济的发展。随着人口增长、城镇化的推进和社会经济的发展,水资源紧缺这一问题将继续存在,其影响将更大。时当阜新经济转型之际,能否顺利解决这一问题将事关转型成功与否,因此实现全市水资源可持续利用已刻不容缓。具体战略如下:
2.1科学认识水资源,以节水为本
全民必须认识到全市水资源的有限性,尤其是人均占有量特别低这一客观事实,认识到水资源不单是一个自然资源问题,更是一个社会经济问题;同时还需意识到经济转型时期需水量必然大幅度上升这一趋势。大处着眼,小处着手,各行各业、人人都要有“忧患意识”,树立保护水资源意识、节约用水意识、水资源可持续利用意识。应全方位地节约用水,发挥有限水资源的最大效益和潜力,在发展经济的同时逐步减少用水量。节约用水是关系到全市社会经济可持续发展的根本大计,应当以建立节水型城市为奋斗目标。政府要把节水作为一项基本政策,加大对全市水资源形势的宣传力度,提高全民节水意识,把节水同社会经济可持续发展结合起来。
2.2节约用水、高效利用水资源
2.2.1节约工业用水
全市目前以煤、电为主的工业,普遍存在耗水量大、有效利用率低的现状等问题。通过产业结构调整、技术水平升级以及产品的更新换代等途径降低工业用水量、提高重复利用率。这将是解决其用水困难的有效途径,同时还有一个显著的效益是减少了废水排放量,从而减轻了工业污染和降低了生产成本,可谓“一石二鸟”。在实行过程中,要以那些用水大户及大用水行业、污染大户及大污染行业为节水重点对象。对这些行业要制定节水规划、节水目标和标准。
2.2.2减少农业用水
目前,农业用水仍然是阜新市用水大户,其中农业灌溉用水占全市总用水的57%,比重大而且利用率极低。据统计,农业灌溉用水量用于作物生长的不到40%。改变灌溉方法是提高用水效率的最大潜力所在。目前世界上应用较多的灌溉方式有漫灌、渗灌、喷灌、滴灌、微灌、计算机辅助灌溉等,如果改用喷灌、滴灌、微灌和计算机辅助灌溉代替目前全市普遍使用的大水漫灌和渗灌,则农业用水的有效利用率可提高3~4倍。
就整体而言,农业节水要与市情结合,先进技术与传统技术结合,渠间节水与田间节水结合,工程措施与管理措施结合,水利工程节水与农业技术节水结合,改善农业生产条件和生态环境相结合。在政府的宏观扶持引导下,依靠和发挥农民积极性,走“内涵式发展道路”,实现节水、高效、高产。
2.2.3节约城镇生活用水
随着城镇化的推进和人民生活水平的提高,城镇生活用水量将大幅度增加,节约用水势在必行。要在改善人民生活质量的前提下,结合城镇建设、文明和环境建设,推动城镇节水工作的展开。采取计划用水和定额管理,提高水价,修缮改造老化落后的输水管网,安装水表实现“一户一表”等手段。另外,着重推广使用节水器具,如卫生设备、洗衣设备等。比如现在全市仍普遍使用的便池冲洗高位水箱,每次耗水5~6L,而新建楼群中使用的延时自闭冲洗阀每次耗水2~3L,可见节水能力相当强。另外,如能使用电计数、时间自控等自动冲洗装置,节水效果将更好。再比如绿化用水方面,改用经济喷头取代目前广泛使用的大径喷头,就将节约大量的水,同时喷洒效果更好。
由此可见,全市城镇用水方面存在着巨大节约用水潜力,有待开发。
2.3合理配置水资源
2.3.1跨流域、跨地区调水
阜新是资源型缺水城市,市区周围90km范围内没有可利用的水资源。要解决城市供水问题,必须跨流域、跨地区调水。如1994年末竣工的“闹德海”引水工程,以及2005年将竣工生效的“引白入阜”工程。2010年,全市水资源供需矛盾将空前白热化,又得考虑修建新的引水工程了。
2.3.2合理利用矿井水
阜新市有大量的矿井水。1997年,全矿区28对井(含露天矿)每日涌水量为7.7~9.6×104m3,其中清水约1×104m3、温泉水0.2×104m3。预计其远景总量为每天11~15×104m3。目前日利用量还不到2×104m3,且多为矿区洗煤等粗用水,绝大部分被白白浪费。由于其长期潜伏于岩层中,水质较好,大部分水质指标均满足生活用水标准。利用矿井水,相对于跨流域调水不但能节省巨大的工程建设费用,而且还能免缴排污费。如能更细化地采取分质、分类应用,将更进一步带来巨大的经济效益。如开发温泉将为阜新市的旅游业带来巨大的活力和效益。
2.3.3建立中水回用系统,实现污水资源化
城市污水经回用处理后用于水质要求不高的领域,是解决城市地区水资源短缺的一个有效途径,可谓开辟“城市第二水源”。不但可以扩大水源,减少因缺水造成的损失,而且还减少了污水排放量,减轻了环境污染。比起远距离调水,处理回用水在经济上也是十分合算的。解决这一问题需要观念的转变和有效的管理政策。随着全市居民小区的大量建设,建议在小区内(单个或多个联合)建设中水回用系统。
2.3.4建造人工湖泊
在市内或郊区适当的空闲地、公园等地建造人工湖泊,将冬季径流、部分雨水径流、建筑施工现场排放的地下水储存于人工湖泊内,用于灌溉、市政绿化或地下水回灌。
2.3.5地下水人工回灌
利用坑、塘、洼地、旧河道、砂石坑、沟渠和井等将水引入地下含水层的直接措施即称为地下水人工回灌,水存储在地下,一旦需要可随时抽出来再利用。其中,“冬灌夏用”技术已经被国内外很多城市广泛采用,效果相当明显。此外,近年来开发应用的一项利用大气冷源技术——“地下水密闭循环回灌”技术,其关键在于地下水仅作为温度的载体而被循环利用,无水量消耗、无水质变化(水温度除外)。
地下水密闭循环回用水系统由“冬抽夏灌井”、“冬灌夏抽井”、换热器和空气冷却器等组成。其运行方式为:冬季,自“冬抽夏灌井”抽取常温水(温度低于循环冷却水温)至换热器对循环冷却水进行间接冷却,被加温的地下水经空气冷却器依靠低温冷却后,再由“冬灌夏抽井”注入地下含水层并作为冷源储备;夏季,由“冬灌夏抽井”抽取低温水至换热器用作间接冷却循环水,被加温的地下水再由“冬抽夏灌井”注入同一地下含水层。如此往返循环,利用冬季的大气冷源。这种系统充分利用了自然条件(冬季气温低和地下含水层),既不消耗地下水又节约了能源,意义重大。例如,采取这项技术之前水温差为4~5℃,而采取这项技术后水温差为10℃,则根据热平衡原理可知,将节省50%的水量。
阜新冬季气温特别低,夏冬温差可高达50℃左右,而且目前地下水也已经超采,如能利用这项技术,将带来巨大的经济效益和环境效益。
2.3.6人工降雨
人工降雨在特别干旱的时候可以作为暂时缓解缺水的一种办法。在之前的多次连续干旱期间,阜新市政府拨款采取了人工降雨,起到了“立杆见影”的效果。但这一技术投资大,不适合大面积使用。
2.4防治水污染,
随着阜新市经济转型和人民生活水平的不断提高,今后相当长的一段时间内,水污染物的排放无疑也会有较大的增长,因此,全市水污染防治可谓任重而道远。应本着“防治结合,预防为主”的原则,重点从以下几方面着手:
2.4.1控制和减少工业源头污染
工厂应从“先污后治”转向“预防为主”,从终端治理转向生产全过程控制。据估计,对大部分生产工艺不先进的企业,只要加强管理就可以削减人为污染量的30%~50%;实行技改的回用﹑循环等技术手段,又可削减一部分;这是一种低成本﹑高效益的根本战略。
2.4.2保护水源,用区域的系统观点来考虑水污染防治
按流域﹑水系或区域实行水资源利用的综合规划可对污染严重的企业进行关闭、限产或限排措施。在农业生产中,改进施肥方式和合理使用农药、提倡科学种田,也是水污染防治的重要措施。
2.4.3具体措施
①建立监测系统,利用各种手段对污染排放的各主要污染物,进行定期监测,实行排污监督。
②建立废水无害化技术处理系统。目前,全市第一座污水处理厂正在建设之中,预计2005年将投入使用。
③建立资源化处理系统,该系统包括:a企业内部的资源化系统:如水循环系统,重金属、人工合成有机毒物的中间产物、副产物和流失物的再利用系统;b企业外部(之间)的资源化系统:如一个企业的中间产物、副产物、“废物”转为另一个企业的原材料或半成品系统,城市、工业、农业的有机废气物制造沼气、肥料,供居民、农村或工业使用;c外环境的资源化系统:如土地处置系统、氧化塘系统、污水养鱼系统、生态农场系统等。利用经过无害化处理的污废水、料和能源,增产粮食、养殖鱼类和水生植物,以及制造沼气,这样既可以节省污水处理厂的费用,又可以充分利用资源。
④在经济转型中,政府要促使全市各行业用水从粗放型向集约型的转变,另外要对新引进项目进行严格考核,尽量避免对耗水量大、污染严重的项目的引进。
2.5正本清源,营造绿色水库
森林具有涵养水源和保持水土等重要功能,一片3300公顷的森林贮存的水量相当于100×104m3的水库,因而有“绿色水库”之称。目前阜新有大面积的空置土地,如能够积极展开大规模的植树造林(可选择经济树木),将是战胜水危机、促进水资源良性循环的有效途径,同时还能起到防风固沙的作用,实现“双赢”。
2.6加强水资源管理
要本着“统一规划、合理开发、综合利用、协调发展”的原则,改革水资源管理体制、改变“多龙管水”的无序状态,加强水资源管理机制,建立合理的水价形成机制,完善水法规,增加科技创新和水资源可持续利用的资金投入。特别提出几点:
①促进水资源市场化,由于水资源归国家所有,绝大部分水利设施为国有资产,因此,水资源对使用者而言是一种特殊商品,应有偿使用。改变计划经济模式下形成的用水观念,改变城市低价用水、农村无偿用水的格局,实现水资源利用的市场化,即以其市场化、商品化机制调节水价,实行水的分类、分质、分时论价。这样才有利于运用经济杠杆促进水资源的合理配置和利用,最大限度地发挥其社会和经济效益。
②实行节约用水定额制,进行计划用水,超额部分要提高水价。从城市和企业到各个生产环节,都要加强用水定额管理,实行“节约有奖、浪费加罚”的政策。
③制定全区水污染控制法,制定并实行取水、用水、排污许可证制度,只有对水资源、水源、污水排放等各个环节都实行严格管理,才有可能杜绝任意运用地面水源,任意开采地下水和排水。
④在现有标准的基础上,还应从系统控制入手,综合考虑各环节包括技术、经济、管理水平和条件等,制定大多数单位和部门都能实施的各种更具体的有关标准。如按产品、品种制定单耗(水、能、物料)标准;按产品、品种制定流失(水、能、物料)总量标准;按产品、品种制定排放物的经济、可行、有效的浓度标准;按环境容量制定区域污染物总量控制标准等。这些标准虽然不是法律,但是属于强制性管理措施,应逐步纳入生产管理体系中,违者应按轻重受到行政和经济上的处罚。
3结论
阜新的水资源形势已经相当严峻,供需矛盾特别尖锐,实现水资源可持续利用迫在眉睫。这是提高全市人民生活水平、加快经济转型、振兴阜新的唯一选择。实现全市水资源可持续利用,必须深刻认识全市水资源的形势,本着“开源节流并重,以节水为本”的原则,采取合理利用和有效保护相结合的举措。在政府的统一规划、统筹安排下进行,切实做到以行政为手段、经济为杠杆、法律为保障、技术求改进来实现水资源的可持续利用,同时也需要全方位、全民众的努力。
参考文献
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人力资源配置受限制,人员流动不畅。目前,基层税务机关大多设置税政、征管、法规、办公室、信息中心等多个机关科室和多个基层税源管理单位,管理部门的细分与高素质人才的匮乏存在较大矛盾,普遍存在人力资源配置机关科室优于税源管理单位的状况,基层税源管理单位人力资源配置不均衡的现象尤为突出,而且人员交流轮岗力度都比较小,有些人长期呆在特定岗位上,成了“包岗”干部,形成了个人依赖岗位、岗位依赖个人的局面,不仅为人员的交流轮岗带来了不便,也不利于岗位间的横向协作。第四,人力资源过剩和人才资源相对匮乏的矛盾突出。人力资源过剩与人才资源不足是当前的主要矛盾,已成为制约税务工作发展的一个重要因素。目前,基层税务机关由于受编制的限制,普遍存在在岗人员过多,但真正能胜任工作的较少,应付一般性事务的人员过多,专业性人才过少的问题。第五,部门及人员间工作不平衡,考核评价不尽合理。从工作职责分工上看,由于部门职责划分,行政和业务部门的工作内容差异较大。从工作量集中的时间上看,部门工作繁忙的时间段也存在差异,如办税服务厅工作量集中在月中临近征期结束前,而科室工作量大部分集中在月末月初。这些差异虽然可以通过统筹协调来解决,但受部门间协作机制限制和条块分割的影响,整体工作不易统筹安排。同时考核评价内容很难量化,定性多于定量,存在形式化问题,造成工作干好干坏、干多干少一个样,评价考核不能科学反映实际工作成果。第六,激励机制尚不够完善,阻滞了税务人员工作的积极性和创造性。现有激励机制主要包括绩效考核和职务晋升,但由于职务晋升激励机制受编制的限制,当前主要以绩效考核激励为主。但考核激励的时限较短,激励方式单一,且侧重于经济待遇激励,形式化的评价方式下造成经济待遇差异小,分配机制不够公平合理,而其他激励方式又相对欠缺,无法充分做到奖优罚劣、奖勤罚懒,客观上挫伤了部分干部的工作积极性。
二、对实施人力资源“云管理”的建议
(一)因才分类,积极搭建云平台
按照云信息、云智库和云评价三个模块搭建云平台。云信息模块实现两个功能:一是通过直观式人才评价机制,实行个人申报、集体审议和专项评估相结合的形式,采集税务人员的专业特长、工作经验优势、兴趣才艺以及工作成果等方面的信息,并予以公开,同时根据其当前实际工作状况提供云的工作需求;二是各单位需要集中云资源集中处理的工作任务,通过两方面的有机结合,实现云的科学使用。云智库模块主要采集对全局和某项工作的意见和建议、组织开展某项工作好的经验和做法、税收政策法规的掌握和理解、对创新性工作的创意和策划以及对人生正能量的理解和分享等。云评价模块负责记录对云工作使用状况的科学评价过程。通过云平台,可以实现云的动态管理,提升云的工作效率。
(二)创新方式,合理分配云使用
以云平台的搭建为工作基础,确立以AB角工作制度作为云使用的基本方法,分为日常使用和项目使用两大类。云的日常使用主要是指云的替岗使用,当承担某项工作的岗位或部门发生人员缺位或工作量骤增时,由相应的云进行补位或协助工作,从而保证工作的顺利运转。主要包括岗位AB角制度、部门AB角制度和跨部门AB角制度。项目使用是指对上级安排或本单位自发的全局性或重要性工作,仅靠某一部门力量难以完成时,集中各种云进行协同工作,集中优势力量以完成工作任务。
(三)积分管理,分项明确云评价
云评价根据云使用的情况,对云资源的提供部门、云本身的常态和动态使用情况进行积分评价。对云的评价按优秀、良好、合格、较差四个等次予以确认并合理分配评价分值,而对云资源的提供部门,按照云工作评价情况,给予所在单位相应的加分,以提高部门的协作积极性。针对云提出的有建设性、创新性意见和建议、好的经验和做法等,以被智库采纳作为考评依据,按对工作的指导意义和重要程度纳入日常评价结果,充分体现云的价值。每年年终根据日常评价和项目评价的综合结果,汇总确定云的积分评价结果。
(四)多措并举,逐项落实云激励
评价区属于不同的地貌单元,根据钻孔控制的富水情况,把该区分为10个不同参数区。采用稳定流正方形平均布井方案,设计降深15m,布井间距采用非干扰井距。由于ZK1、ZK13、ZK14孔单井涌水量很小,开发利用价值不大,因此,不计算其控制范围的允许开采量。
2允许开采量保证程度分析
2.1从水文地质条件分析
评价区位于山间盆地松散岩类和碎屑岩类孔隙裂隙水区,盆地主体地层为新老第三系紫红色碎屑岩,上覆第四系松散堆积物。盆地边缘以潜水形式存在,向盆地中部逐渐过渡为承压水。其上部碎屑岩含水层与上伏第四系含水层相互沟通,没有连续稳定的隔水层,组成了上段混合承压水,下部含水层构成了层间水。上段混合承压水其富水性与含水层岩性、结构、渗透性能、胶结程度及所在水文地质单元位置密切相关,含水层颗粒越粗,泥质含量越低,胶结越差,渗透性越好,富水性越大。而含水层厚度与富水性关系不大。评价区西南补给带为潜水区,向白盐池盆地逐渐过渡为承压水。其补给源主要有西南潜水区大气降水入渗补给及西、北、东部的断面侧向补给;局部接受下段承压水的补给。另外,评价区南部为黄灌区,每年有5000万m3黄河水进行农林灌溉,对地下水产生较大的渗漏补给。由于盆地总体四周高,中间低,地下水由西南、北、西北及东北向白盐池一带径流,然后经碱滩门向南流出区外。地下水主要以断面排泄和人工开采为主。因此,评价区的水文地质条件基本查清,且有充足的补给,为地下水的开采提供了保证。
2.2从水资源保证程度分析
评价区地下水的总补给量为2803.31×104m3/a,其中,天然补给量为1772.21×104m3/a。计算的地下水允许开采量为2659.17×104m3/a。允许开采量占多年平均补给量的94.86%,说明计算的允许开采量是有补给保证的。同时在计算各允许开采量时,采用的单井涌水量均为8吋口径15m降深的换算涌水量,且给出了一定的布井方案。说明允许开采量即能开采出来又有补给保证。
2.3从地下水的多年调蓄保证连续供水分析
1.1人力资源管理的观念滞后,管理方式简单
近些年来水利水电企业将传统的人事部门改为人力资源部门,在某种角度反应出企业管理层对于人力资源管理是比较重视的。但是,企业知识简单的将人事部的名字进行更改,没有认识到人力资源管理与人事管理的不同,其工作思想以及管理模式没有进行更新,仅仅将员工作为发展的工具,将人力资源管理的重点放在如何安置员工,其管理任务是控制员工,其主要对企业员工薪酬的控制与利用,忽略了对员工工作积极性、创造性以及工作能力的培养,缺乏有效的系统管理。
1.2人力资源管理与企业发展存在差异
人力资源管理贯穿企业发展的方方面面,因此,人力资源管理要结合企业发展战略,制定有效的管理战略以及管理制定,才能保障人力资源管理的效益和作用。目前我国水利水电企业中,没有重视到人力资源管理的作用,人力资源部门仅仅对企业员工的招聘、调度、职位的晋升以及薪资等方面开展工作活动,而不是以企业的发展战略为工作前提,仅仅将人力资源管理当做一项管理工作,忽略了人力资源管理是以促进企业发展为前提的一项科学活动。企业在工作岗位的设置上也有很大的缺陷,目前的大部分水利水电企业中多以“因人设事,因人设岗”作为工作岗位安排的原则,且人力资源管理方面也仅以当前或短期的利益作为工作出发点进行管理和调度,没有认识到人力资源管理需要立足于企业长久的发展,导致了人力资源管理与企业发展相分离。
1.3缺乏有效的激励机制
激励制度是至当员工在出色的完成任务目标、为企业创造了巨大的价值时,企业通过薪酬、奖金、福利或是股份分成等形式奖励员工,从而提高员工对工作的积极性。实现企业经济效益的提高。激励机制的建立能够鼓励员工完成富有挑战性的任务或困难的工作,并且对员工的个人能力也起到了锻炼的效果。随着我国企业的不断发展,激励制度已经成为目前企业管理中的重要内容,也是公司吸引人才的前提。企业员工对工作的不满意最直接的是企业缺乏相应的激励制度。虽然在长久的发展中,我国水利水电企业也重视到这一问题,并提出了一定的物质奖励,但该问题依旧存在于人力资源管理中,这主要是由于物质奖励与约束机制存在缺陷,导致企业员工对工作的积极性下降。
2提高水利水电工程项目人力资源管理的措施
(1)不断更新人力资源管理观念,贯彻落实“以人为本”的原则,合理优化人力资源。
传统的人力资源管理观念束缚着水利水电企业的发展,导致人力资源管理的效率无法得到有效的提升。因此,不断更新人力资源管理观念,是有效提高人力资源管理效益,实现企业综合实力提高的重要前提。企业管理层要重视企业人力资源管理部门与现代人力资源管理理论思想相结合,并以此作为人力资源管理工作的指向标,进一步实现思想观念的转变。重视企业人才资源管理,并重视优秀人才对企业发展的作用,将人才培养作为企业的一项重要任务,最大程度的对人才进行吸收、培养以及使用,立足于企业未来的发展,建立正确的发展战略,正确认识人才使用对企业发展的积极作用,并建立完善的人才培养机制,促进企业内部竞争,并做好人力资源优化,将优秀人才调度到适合的岗位,提高人才使用的效率。
(2)结合企业发展战略进行人力资源管理。
企业管理层要将企业战略与人力资源管理相统筹,将人力资源合理利用,并且实现各项人力资源管理工作的中心是要以服务企业开展的,实现人力资源管理与企业发展战略的相适应,有助于促进企业的平稳运营。水利水电企业规模不同,对人力资源管理的工作开展的要求也不同。但是,人力资源管理的实质是结合企业发展战略进行人力资源的合理规划,通过各种人力资源管理措施来提高企业员工的工作效率,以此实现企业发展战略。
(3)建立有效的激励制度。
人才的流失主要是由于企业缺乏有效的激励制度。因此,如何建立有效的激励制度是实现水利水电企业人力资源管理效率提高的重要前提。首先,需要规范企业内部竞争制度,在员工岗位确定后,落实双向选择制度,促进企业内部的合理竞争,通过面试与笔试相结合的方法,打破企业职工“铁饭碗”的现象,让人人都能参与职位的竞争。然后,建立健全的激励制度。以员工的岗位、对企业的贡献作为奖金的参考依据,所以,有效的绩效考核与个人薪资的结合是提高人力资源管理的重要措施。最后,建立目标激励制度,为每个员工制定科学的目标,并实现以目标为工作核心、以员工待遇与任务完成情况的企业管理,以此调动企业的积极性。
3结束语
西露天煤矿采场内用水主要是生产过程中的应用,主要是南北老火区消火、北采区临时内排区采掘过程中的消火(临时内排矸石着火,主要以灌注为主,用水量极大)、作业区公路及主干线公路洒水降尘、环境治理过程中的植被恢复绿化用水。由于采场内自然涌水量和第四系孔隙潜水含水层自然补水量过小,虽经利用储水仓存水,但相对于采场内需水量还远远不足,除雨季个别时间段外,大部分生产用水还需要水车在生活区导运至采场,不但对清洁水资源消耗大,而且运距较长,经济上极不合理。
2选煤厂工业废水排弃方式的调整
西露天煤矿选煤厂自使用以来,每年大量的煤泥水排入了哈尔脑干河,日积月累,部分滞留在河床上的煤泥风化成粉,顺着不同季节风向的变化,对周边的农田、住宅及环境造成了破坏,对人们的生活和身体健康带来了危害,为地企共建和谐社会留下了隐患。西露天煤矿本着善待自然环境,在矿产开发、利用和保护过程中,树立自然生态系统协调发展的价值取向,为生态文明建设提供社会基础,传播生态文化的理念,经过技术论证,在采场内防排水系统改造完成的前提下,西露天煤矿2013年投资46.3万元,进行了选煤厂工业废水排弃系统技术改造,技改完成后,将每年产生的25万m3废水由原来向工业区外部哈尔脑干河排弃,改变为向采场内部排弃至采场内储水仓,改变了原排弃方式,最终将含煤粉的煤泥水通过系统循环处理后进行充分利用[3-6]。
2.1技术应用及原理
1)选煤厂工业废水排弃系统改造前,洗选煤产生的废水注入30m3浓缩池后,经管路直接由外排系统排弃入哈尔脑干河。通过技术改造后,中断了原系统外排部分的使用,保留浓缩池功能,由新增设至采场内排水系统的890m长管路与浓缩池(+540水平)链接(高程落差53m、管路坡度6%)。2)将工业废水在浓缩池内充分搅拌后,通过水泵辅助向管路内加压,利用管路坡度、废水重力、水泵增加排水压力将煤泥水经由管路排入采场内;浓缩池标高+540,890m管路在采场内端头标高+487,储水仓标高+350。3)煤泥水排水管路端头(+487水平)与采场内防排水系统管路相连接,将煤泥水经导水盲沟排入采场内储水仓。工业废水在储水仓内沉淀过滤后,由储水仓导入采场内水车加水点蓄水池(标高+452水平)进行综合利用。从2013年年初提出改造,经考察论证、方案设计、设备安装施工,在2013年10月完成,使采场内缺水的局面得到了彻底改观。
2.2效益分析
实施该项目,在综合利用、技术创新、节能减排、环境保护、土地复垦、社区和谐和企业文化多方面取得了成绩,有效地推进了绿色矿山建设工作。通过废水的综合利用,每年可为采场内用水节省138.75万元成本,每年25万m3清洁水资源得到保护,经济效益显著。直接经济效益合计:138.75万元/年。每年循环用水量25万m3,赤峰地区工业用水3.0元/m3,每年水费节约75万元。由地面加水点至采场内加水中心加权运距5.1km,运费0.5元/m3•km,运量25万m3,每年运费节约63.75万元。。间接经济效益:选煤厂工业废水外部排弃系统维护人员取消,分流到需要岗位,节省了人员工资;节省了外排沉积物的清理费用等。
3结语
1城市水环境与水资源承载能力概念
1.1水资源承载能力的概念及内涵
水资源承载能力(CarryingCapacityofWaterResources–CCWR,又可翻译成SupportingCapacityofWaterResources–SCWR)的概念,最早源自于《生态学》中的“承载能力”(CarryingCapacity)一词,是自然资源承载能力的一部分。其研究的主体是资源与环境系统,客体是人类或更广泛的生物群体。而“承载能力”的概念最早可以追溯到马尔萨斯(Malthus)“人口理论”中关于“有限粮食对人口增长的支撑能力”的论述(SeidlandTisdell,1999)。20世纪90年代早期,有的学者提出了水资源承载能力的概念并被应用于干旱半干旱地区和城市区(施雅凤等,1992;李令跃,2000;Guo等,2001;左其亭、陈曦,2003)。近年来,我国不少学者对水资源承载能力的概念及计算方法进行了深入探讨。关于水资源承载能力的定义,人们从不同研究角度给出了不同的定义,这里列举几个代表性的定义:
(1)水资源承载能力是指某一地区的水资源,在一定社会历史和科学技术发展阶段,在不破坏社会和生态系统时,最大可承载(容纳)的农业、工业、城市规模和人口的能力,是一个随着社会、经济、科学技术发展而变化的综合目标(施雅凤等,1992);
(2)在某一历史发展阶段的技术、经济和社会发展水平条件下,水资源对该地区社会经济发展的最大支撑能力(刘燕华,2000);
(3)某一历史发展阶段,以可预见的技术、经济和社会发展水平为依据,以可持续发展为原则,以维护生态良性循环发展为条件,在水资源得到合理开发利用下,该地区人口增长与经济发展的最大容量(李令跃,2000);
(4)一个流域、一个地区、一个国家,在不同阶段的社会经济和技术条件下,在水资源合理开发利用的前提下,当地水资源能够维系和支撑的人口、经济和环境规模总量(何希吾,2000);
(5)一定的区域内,在一定的生活水平和生态环境质量下,天然水资源的可供水量能够支持人口、环境与经济协调发展的能力或限度(冯尚友,2000);
(6)水资源承载能力,指的是在一定流域或区域内,其自身的水资源能够持续支撑经济社会发展规模,并维系良好的生态系统的能力(汪恕诚,2001);
(7)可理解为某一区域的水资源条件在“自然-人工”二元模式影响下,以可预见的技术、经济、社会发展水平及水资源的动态变化为依据,以可持续发展为原则,以维护生态良性循环发展为条件,经过合理优化配置,对该地区社会经济发展所能提供的最大支撑能力(惠泱河等,2001);
(8)在一定的水资源开发利用阶段,满足生态需水的可利用水量能够维系有限发展目标的最大的社会-经济规模(夏军,2002)。
关于水资源承载能力的定义还可以列举很多。尽管在表述上各有不同,但其表现的基本观点和思路并无本质差异,都强调了“水资源支撑能力”的含义。从水资源承载能力的含义来分析,至少具有如下几点内涵(左其亭、陈曦,2003):
(1)在“水资源承载能力”概念中,主体是水资源,客体是人类及其生存的社会经济系统和环境系统,或更广泛的生物群体及其生存需求。“水资源承载能力”就是要满足客体对主体的需求或压力,也就是水资源对社会经济发展的支撑规模;
(2)“水资源承载能力”具有空间属性。它是针对某一区域来说的,因为不同区域的水资源量、水资源可利用量、需水量以及社会发展水平、经济结构与条件、生态与环境问题等方面可能不同,水资源承载能力也可能不同。因此,在水资源承载能力定义或计算时,首先要圈定研究区范围。
(3)“水资源承载能力”具有时间属性。在众多定义中均强调了“在某一阶段”,这是因为在不同时段内,社会发展水平、科技水平、水资源利用率、污水处理率、用水定额以及人均对水资源的需求量等均有可能不同。因此,在水资源承载能力定义或计算时,也要指明研究时段,并注意不同阶段的水资源承载能力可能有所变化。
(4)“水资源承载能力”对社会经济发展的支撑标准应该是以“可承载”为准则。在“水资源承载能力”的概念和计算中,必须要回答:水资源对社会经济发展支撑到什么标准时才算是最大限度的支撑。也只有在定义了这个标准后,才能进一步计算水资源承载能力。一般,可以把“维系生态系统良性循环”作为水资源承载能力的基本准则。
(5)必须承认水资源系统与社会经济系统、生态系统之间是相互依赖、相互影响的复杂关系。不能孤立地计算水资源系统对某一方面的支撑作用,而是要把水资源系统与社会经济系统、生态系统联合起来进行研究,在社会经济—水资源—生态复合大系统中,寻求满足水资源可承载条件的最大发展规模,才是水资源承载能力。
(6)“满足水资源承载能力”仅仅是可持续发展量化研究“可承载”准则的一部分(“可承载”准则包括资源可承载、环境可承载。资源可承载又包括水资源可承载、土地资源可承载等),它还必须配合其它准则(有效益、可持续),才能保证区域可持续发展。因此,在研究水资源可持续利用合理配置时,应以“水资源承载能力”为基础,以可持续发展为准则(包括可承载、有效益、可持续),建立水资源优化配置模型。
根据以上分析,本书作者曾把“水资源承载能力”简单定义为:“一定区域、一定时段,维系生态系统良性循环,水资源系统支撑社会经济发展的最大规模”(左其亭、陈曦,2003),可以概括为图1.1的概念图。
图1.1可以形象地表达出水资源承载能力的概念,简单解释如下:
水资源系统与生态系统相互支撑、共同作用,来共同支撑社会经济系统。
社会经济系统对水资源系统可以进行开发利用和保护,对生态系统一方面可以进行保护,一方面又有可能进行破坏。因此,社会经济系统与水资源系统和生态系统之间又是相互制约的关系。如果支撑的社会经济规模太大,水资源系统和生态系统就难以支撑,难以确保水资源的可持续利用和生态系统的良性循环。
在一定条件下,如果生态系统达到良性循环的极限,这时其对应的社会经济最大规模就称为是“承载能力”。因此,水资源承载能力是在“社会经济—水资源—生态复合大系统”有机运转下,达到“生态系统良性循环”目标时的“最大社会经济发展规模”。
在特定的城市区,所确定的水资源承载能力就是城市水资源承载能力。因此,可以仿照水资源承载能力的定义,把“城市水资源承载能力”简单定义为:“在特定的城市区,一定时段内,维系生态系统良性循环,水资源系统支撑社会经济发展的最大规模”。与一般流域或区域相比,城市区人类活动强烈,人口、工业、商业集中,本地水资源一般满足不了城市用水需要,污水排放集中且量大,水资源承载能力计算一般比较复杂。另外,一般城市区不是一个完整的流域,在计算城市水资源承载能力时,要满足流域(或更大区域)尺度上的水资源承载能力要求(或水资源可持续利用要求)。也就是说,城市水资源承载能力计算一般是基于一定水资源边界条件下进行的。
1.2水资源承载能力的影响因素
从以上关于水资源承载能力的内涵分析可以引申出影响水资源承载能力大小的主要因素,大致可以分为三大类:
第一类:水资源系统本身特性
水资源系统是水资源承载能力的主体,水资源系统的可利用水资源量大小是其承载能力的内因。也就是说,水资源承载能力大小首先是由水资源系统所能提供的水资源量决定的。在城市区,一般本地水资源满足不了用水的需求,需要考虑流域(或更大区域)一定的水资源条件。
第二类:人类活动能力及意识形态
人类是水资源承载能力的客体,在很大程度上影响着水资源承载能力。(1)水资源利用率。这是决定单位水资源量能够养活多少人口或带来多大经济效益的重要指标,是水资源承载能力计算的关键指标。(2)科技进步通过提高水资源利用率、重复利用率、污水处理率等提高水资源承载能力。科学技术能促进经济增长,提高资源利用效率,降低污染处理成本,改善人类生存环境。随着科技的进步,原来不能治理的污染现在可以治理了,原来需要花费很大代价才能治理的污染现在需要花费较小的代价。这些变化都有可能促进水资源承载能力的提高。(3)本区域发展战略。它反映一个国家或地区的发展规划或发展模式,对水资源的分配和利用有重要影响,从而影响到水资源承载能力。(4)管理体制和法制。它反映了人们用水、治水、保护水资源的基本思路。有些管理体制或法制对水资源的利用和保护有积极作用,有些甚至有消极作用。这在很大程度上影响着水资源承载能力。
第三类:定义“是否可承载”的目标差异
这是关系到水资源承载能力计算的一个关键问题,也就是,要人为确定“达到什么样的标准时的最大承受能力才是水资源的承载能力”。前文在定义“水资源承载能力”概念时,是以“维系生态系统良性循环”为判断目标。另外,也可以制定一些判断目标,计算得到人为干预下的水资源承载能力。肯定会因为确定的目标差异而导致计算结果的不一致。
1.3水环境承载能力的概念及内涵
前文对水资源承载能力的概念进行过简单介绍和探讨。从对水资源承载能力的定义和解释中可以看出,水资源承载能力特别强调“生态系统良性循环”这个目标。针对水环境来说,水体到底能容纳多大的污水及污染物,这是水环境承载能力计算问题。在城市区,生态与环境状况在很大程度上取决于城市区所具有的水资源数量和水资源质量。因此,可以说,水环境承载能力是城市水资源承载能力表现的重要方面和前提条件。
关于水环境承载能力的概念及与水资源承载能力的关系,汪恕诚(2001)曾论述为“水资源承载能力讲的是用水即取水这一面。你用了水之后,产生了污水,污水又排放到一定的水域里去,这个水域能够承载多少污水和污染物的排放呢?因此,水环境承载能力指的是在一定的水域,其水体能够被继续使用并仍保持良好生态系统时,所能够容纳污水及污染物的最大能力。”
如果不去过多地“抠字眼”的话,水环境承载能力也就是我们通常所说的“水环境容量”或者说是“水环境(水体)纳污能力”、“水环境容许污染负荷量”等等,都是一个概念,一个意思(崔树彬,2002)。实际上,两者也有细微差别,水环境承载能力强调以“保持生态系统良性循环”为目标。但是,为了在实际应用中便于操作和显示污水处理厂的作用,针对城市水环境问题,本书作者建议采用“水体容许城市污水最大排放量”作为水环境承载能力指标。这种定义就与“水环境容量”、“水环境(水体)纳污能力”、“水环境容许污染负荷量”等概念有很大区别。它不仅取决于水体纳污能力,还与该城市污水处理能力有关。也就是说,本书定义的水环境承载能力不仅是与水体本身的纳污能力有关的问题,还是一个与人类活动有关的问题;是在人与自然共同作用下,水体所能容纳的最大城市污水排放量。这种定义的优点是,可以很清楚地区分出一定条件下城市最大可以排放的污水量。这种定义的缺点是,还不能表达水体纳污能力,并且计算的承载能力与污水处理能力有关,这在不同年代可能是一个变值。为了克服这种缺点,在应用时同时采用“水环境纳污能力”和“水环境承载能力”,来分别表示“水体所能容纳的最大污水量”和“水体所能容纳的最大城市污水排放量”。
根据本书定义的水环境承载能力概念,可以把城市水环境承载能力计算思路形象地表达为图1.2的形式。
简单解释如下:
城市生活、生产、生态需要从水体中引水,同时又排放出大量的污水。在排放的污水中,一部分被污水处理厂处理后再排入水体,一部分直接排入水体。如果排入水体的污水量过大,就难以确保水体水质能被控制在某一可接受的范围内,也就难以确保生态系统良性循环。
在一定条件下,如果生态系统达到良性循环的极限,这时其对应的水体最大可以接纳的城市污水排放总量,就称为“水环境承载能力”。简言之,水环境承载能力是指“水体维持生态系统良性循环所能承受的城市污水最大排放量”。
水环境承载能力控制目标强调的是生态系统的良性循环。现在的问题是,什么样的状态才算是生态系统良性循环?用哪些指标来表征?
考虑城市水资源系统和范围更大的区域水资源系统生态良性循环,一般应该在以下几方面加以控制:一是,城市污水或污染物排放总量不得超出一定限度(即,总量控制);二是,一定区域水体的水质不得超出水体本身水功能区的水质标准(即,浓度控制);三是,城市相关河流的径流量不得小于河流最小基流量(即,满足生态用水)。如果把这三方面的控制范围作为生态系统良性循环的判别目标,在这种目标下得到的最大允许城市污水排放量就是水环境承载能力。其基本思路是,以控制目标为约束,以水量水质模型为基础,反推水环境承载能力,称此方法为“基于模拟和优化的控制目标反推模型”方法(ASimulation-andOptimization-BasedControlObjectInversionModel),简称COIM模型。关于水环境承载能力的计算模型及方法详见《城市水资源承载能力——理论.方法.应用》(化学工业出版社,2005)。
2城市水资源承载能力量化研究框架及关键问题
2.1量化研究框架
基本思路:紧扣水资源承载能力概念,以“水资源系统、社会经济系统、生态系统相互制约(模拟)模型”为基础模型,以“维系生态系统良性循环”为控制约束,以“支撑最大社会经济规模”为优化目标,建立最优化模型。通过最优化模型求解(或控制目标反推)得到的“最大社会经济规模”就是水资源承载能力。我们称此方法为“基于模拟和优化的控制目标反推模型”方法(ASimulation-andOptimization-BasedControlObjectInversionModel),简称COIM模型方法。
水资源承载能力计算框架简单表述如图2.1,表达了水资源承载能力量化研究“COIM模型方法”的基本思路。
COIM模型方法是把城市最大社会经济规模(即,这里代表水资源承载能力)作为目标函数,把水资源循环转化关系方程、污染物循环转化关系方程、社会经济系统内部相互制约方程、水资源承载程度指标约束方程以及生态与环境控制目标约束方程联合作为约束条件,建立起一个优化模型。通过该优化模型的求解,得到的目标函数值就是水资源承载能力。
在COIM模型中,水资源系统、社会经济系统、生态系统本身的复杂性和相互制约关系得到了体现,并且水资源承载能力概念所要求的“生态系统良性循环”也被作为一个约束条件包括在模型中。水资源承载能力的计算结果既可以采用优化模型求解来得到,也可以采用控制目标反推得到。
2.2关键问题
针对上文介绍的COIM模型方法,主要有以下几方面的关键问题:
(1)目标函数选择问题
图2.1是水资源承载能力计算的一个框架图。如果水资源被开发利用后,能确保水环境及生态系统可承载,那么,这时的水资源系统处于可承载范围之内。根据这一最大范围就可以确定水资源系统能够支撑社会经济发展的最大规模,这就是水资源承载能力。
在此模型中,用最大的社会经济规模来表达水资源承载能力。所以,一般“水资源承载能力”不只是一个数值,而是由表征社会经济规模的一组数值组成的集合,如人口数、工业产值、农业产值、城市面积等。可以把“水资源承载能力”的集合表达为:
F={f1,f2,∧,fn}(2.1)
上式中,F为水资源承载能力;f1,f2,…,fn分别为社会经济规模的表征指标。为了叙述方便起见,下面只选择人口数、工业产值、农业产值三个指标来进行讨论。
从水资源承载能力的概念可以引申出:假如工业、农业及其它行业发展规模和用水量一定,可以通过人均用水定额来计算城市水资源最大供养的人口数,即得到“水资源人口承载能力”;再假如生活用水一定,可以通过万元产值耗水量来计算最大的经济发展规模,即得到“水资源经济承载能力”。实际上,在一定条件下计算水资源人口承载能力和水资源经济承载能力都是比较理想化的。因为它们都是假设在其它条件不变的情况下得到的结果。实际上,人口、社会、经济是一个十分复杂、相互联系、相互制约的大系统,应该把它们纳入一个大系统中来研究。
因此,针对COIM模型来说,首先遇到一个问题就是“目标函数选择问题”。到底是选择一个指标还是多个指标?一方面,它决定着模型的性质和求解方法的选择。如果是单指标,所建的模型是单目标优化模型,如果是多指标,所建的模型就是多目标优化模型;另一方面,它还影响到模型约束方程的选择。假如选择的是单目标(如人口),还要考虑其它表征社会经济规模的指标(如工业产值、农业产值)与已选择的目标(如人口)之间的量化关系,需要把这个量化关系方程作为模型的一个约束条件放到模型中;再一方面,目标函数的选择也反映了水资源承载能力关注社会经济系统侧重面的选择。一般,人们在分析计算水资源承载能力时经常用到“人口总数”指标,所以,在COIM模型中,常常选择“人口总数”最大作为目标函数。在这种情况下,需要建立“人口总数”与“工业产值”、“农业产值(或耕地面积)”等指标之间的量化制约方程。可以简单理解为,在一定条件下,如果人口数要增加,其所需的经济收入和粮食产量也应该随之增加,它们之间的比例关系可以用一个区间数来表达。并把这个量化制约方程作为模型的一个约束条件。通过这个方程,模型不仅考虑了“人口总数”单个目标值,也同时考虑了其它表征社会经济规模指标的变化。这样一来,在计算结果中,表达社会经济规模的指标也同样可以写出多个。
(2)基础模型问题
在上文介绍的COIM模型中,需要建立表征社会经济系统、水资源系统、生态系统变化及相互制约关系的量化模型,作为模型的约束方程,用于表达“社会经济—水资源—生态”耦合系统互动关系。由于耦合系统的复杂性,量化建立这样的基础模型十分不易。因此,建立COIM模型,必定会遇到基础模型问题。关于这一部分详细内容可参见有关文献。
为了表征水资源量之间的变化,需要建立水资源循环转化关系方程。包括大气降水量、蒸发量、地表水资源量、地下水资源量、各业引用水量、排放水量、跨区域调水量、流入本区水量、流出本区水量等等,建立各变量之间的量化关系和量化方程。用这些方程把水资源循环过程定量化地联系起来,从理论上满足水量平衡要求。
为了表征水中污染物运移转化关系,定量计算水体污染物浓度和排放污染物总量,需要建立污染物循环转化关系方程。包括各业污水排放量、污水处理量、污染物自净消耗量、来水污染物总量、出流污染物总量、地表水体污染物总量、地下水体污染物总量等等,建立各变量之间的量化关系和量化方程。用这些方程把水中污染物循环过程定量化联系起来,同时能定量计算某特定水体的污染物浓度和城市排放污染物总量,为“生态系统良性循环”判别约束方程提供计算基础。
社会经济系统是水资源系统承载的对象,其众多指标也是相互制约的,它们组成一个完整的巨系统。这个系统本身也是相互制约的,因此需要建立社会经济系统内部相互制约方程,以表达社会经济系统发展的整体趋势和相互制约关系。特别是当目标函数为单目标时,建立这种关系方程更为重要。另外,研究规划水平年的水资源承载能力,不仅要弄清楚水资源系统的变化,而且要结合社会经济系统的发展变化,需要站在变化了的自然和社会来分析未来的发展趋势。因此,水资源承载能力量化研究的另一个基础模型是对社会经济系统的模拟。
为了约束水资源利用量不能超出水资源可利用量,选用水资源承载程度指标约束方程,即用“水资源承载程度指标”来表达水资源对社会经济发展已经承受压力的程度,并要求≤1,以确保水资源的开发利用不会超出水资源可利用程度。
水资源承载能力控制目标强调的是生态系统的良性循环,但什么样的状态才算是生态系统良性循环?这就需要在模型方程中具体列出生态与环境控制目标约束方程,以表达生态系统的极限条件。
另外,考虑到水资源承载能力是建立在社会经济—水资源—生态复杂大系统之上,所以需要建立“社会经济—水资源—生态耦合系统互动关系量化模型”,以有机地表达这个耦合系统的运转关系。首先,把水量变化、水质变化与生态系统变化有机地结合起来,建立水量—水质—生态耦合系统模型。实际上,该模型是一个以反映水量循环为主的水量模型、以反映水质变化为主的水质模型、以反映生态系统状态和演变的生态系统模型以及三模型的耦合模型(左其亭等,2002)。其次,再把“水量—水质—生态耦合系统模型”与“社会经济系统模型”耦合起来,作为系统的结构关系模型,嵌入到优化模型中,参与优化模型的计算,也可以通过二模型的中间关系变量直接建立耦合系统的动力学模型(左其亭等,2001)。
(3)“是否可承载”的标准选择问题
这也是关系到水资源承载能力计算的一个关键问题。本书在定义“水资源承载能力”概念时,是以“维系生态系统良性循环”为判断目标。在实际操作时,用生态与环境控制目标约束方程来判断。但是,在该约束方程中,如何确定“是否可承载”的标准是问题的关键。上文已经介绍了应该控制的三个方面:一是,城市污水或污染物排放总量不得超出一定限度(即,总量控制);二是,一定区域水体的水质不得超出水体本身水功能区的水质标准(即,浓度控制);三是,城市相关河流的径流量不得小于河流最小基流量(即,满足生态用水)。如何定量确定控制目标方程是问题的难点。
一、影响水资源承载力大小的因素
1.水资源总量及水质水资源总量是指流域水循环过程中可更新恢复的地表水与地下水资源总量。水资源总量的确定是水资源承载力研究的基础资料,是决定流域水资源承载力的关键因素之一。在水资源承载力研究中,水量与水质密不可分,两者必须同时考虑。水资源总量的确定包括:变化环境下的水资源总量;跨流域调水所引起的水资源总量的增减;各水利工程建筑物所增加的水资源总量及其控制地域范围与时间范围;丰水期与枯水期水资源总量与水质。
2.生态环境需水生态环境需水是为了维系生态系统生物群落基本生存和一定生态环境质量(或生态建设要求)的最小水资源需求量和基本水质要求。生态环境需水量包括天然生态保护与人工生态建设所消耗的水量。生态环境需水不但要满足最小水资源量的需要,同时还应满足基本的水质要求。而水体流速与流量,流量与水质又有相互的联系,在生态需水总量计算中需综合考虑。
3.可供使用的水资源量可供使用的水资源量是指可以直接提取用于工业、农业及生活的水资源量。从水资源可持续发展的角度来说,可供使用的水资源量是指在一定的用水结构和开发利用深度下可被开发利用的最大水资源阈值,是水资源承载力计算的基线。可供使用的水资源量在数值上不易给定,因为该量一方面要保证不挤占生态环境用水,要从水资源总量中扣除地下水总量、地表水对地下水的补给量及蒸发量,另一方面该量与水资源的需求关系及相应的水资源配置、地区生产力水平、生产力发展水平、节水潜力、节水技术、社会消费水平及消费结构等因素相关,因为这些因素的变化影响了回水量及回水水质,从而对流域河道内水体产生了不同的影响,使可供使用的水资源量发生变化。
4.水体自净能力污染物进入水体后,其浓度在流动过程中经过水中物理、化学与生物作用,使污染物浓度降低的现象,称为水体的自净作用。自净能力的大小是各种综合因素的结果,如流域生物群落、水体酸碱性、河床岩性与植被、水体污染程度等因素有关。对应不同的污染物,水体的自净能力是不同的,在研究时可针对不同的污染物用某一污染物的综合削减系数这一指标来刻画。
二、流域水资源承载力指标体系依据其影响因素及所涉及的领域,流域水资源承载力指标体系划分如图1。
水资源承载力指标体系的建立有两个目的:其一是用来衡量水资源承载力的大小,其二是给定承载力评价的一般性指标,这些指标的作用是使水资源承载力评价方法与评价手段规范化、标准化。对于特定地区需要根据具体情况增加特定指标。所以笔者认为水资源承载力还需根据计算要求建立一套计算性指标体系:度量性指标:
可供使用的水资源量、人口数、人均工业GDP产值、耕地灌溉率和有效灌溉面积
评价性指标
诊断指标(用于课承载的判断):包括生态环境、农业指标
计算指标(用于承载力大小的计算):包括工业、农业、生活、城市发展指标
三、水资源承载力的计算水资源承载力研究的核心问题:
在目前以及未来可预见的水资源开发利用阶段,流域(或某一区域)可供使用的水资源量是多少(属于可再生利用的水资源量)?这些水资源究竟能够支撑多大规模的社会经济系统发展?对于目前水资源已经不能承载的地区如何补救?如何合理管理有限的水资源,维持和改善水资源承载力?为此,笔者提出水资源承载力计算的流程(略),所需要的计算指标,见表1、表2。
图1流域水资源承载力指标体系划分
水资源承载力计算中可承载性判断的理论依据是生态环境指标体系中的各指标是否低于环境指标数值,即:若环境的实际指标均优于或等于指标体系中的标准时是可承载的,否则不可承载。水资源承载力计算的总体思路分为五步:
①确定水资源总量,将其分为两部分,即“保留水资源量”与“可供使用的水资源量”,给定一个初始值;
②对可供使用的水资源量进行水资源配置(按目前用水结构或计划结构),计算出各行业的回水量及水对各行业的支撑能力(包括目前用水水平与深度开发水平);
③计算出将回水与河道(或湖泊等水体)内水混合后的区域水量与水质情况,并计算经水体自净后的水质;
④将计算结果与生态环境指标体系中各指标进行对比,若计算水质与水量标准高于或等于(部分等于)指标体系要求时是可承载的,否则不可承载;
⑤若不可承载,返回第一步。重复以上五步直到计算水量及水质均符合要求,且有一个或若干个指标与环境要求指标相等时停止计算,此时计算出的可供使用的水资源量为最大可供使用的水资源量,计算出水的支撑能力为最大支撑能力,计算出的回水量为最大允许回水量(按达标排放)。
在此只对模型构造中关键性的两步(第二步、第三步)进行说明。
1.分配水量对工业、农业、生活的支撑能力计算在工业、农业及生活方面,水资源承载能力计算包括两个方面,即目前技术条件以及深度开发水平下的水资源支撑能力。对于目前技术条件下的计算只需将分配水量与目前用水情况进行简单对比运算即可,由于文章篇幅限制,在此不加以论述。采用先进技术条件下水资源的承载能力计算如下(未标明的变量见表1及表2):
(1)工业目的为计算出在分配水量(QI)下可支撑的工业产值(CI)及排污量(QPI)。定义产品水利用率为:k=
Q产品用水
Q1用水
Q产品用水=QI-QPI-ΨQI
式中,ψ为在生产过程中的跑、漏等浪费的水量占供水量的百分比系数;QPI为排污量。
再根据工业用水重复利用率的定义,以及工业耗水率的定义:ζI=
Q耗水
QI
则k=(ζI-Ψ)(1-α)
(1)
式中,α为工业用水重复利用率。在工业结构不变,而只是提高重复利用率时k值改变。若采用新的工艺需对k值重新进行计算。所以在k值没有改变的情况下其污水排放量为(设其工业重复利用率为α2):
QPI=QI[(1-Ψ)-k/(1-α2)]
(2)
(2)农业目的为计算出在所分配水量(QA)下有效灌溉面积的灌溉率(μ)及回水量(QPA)。
不计算农业产值,因为农业经济效益相对很低,将农业作为主要因素是考虑到保护粮食安全和社会稳定的社会效益。此外,一般来说随着工业化、城市化进程和乡镇企业的发展,不可能依靠增加耕地面积来增加粮食产量(从多年来看有效灌溉面积是相对比较稳定的),而通过提高复种指数来增加粮食产量的潜力也不大,在这种情况下,增加农作物产量主要依靠提高单位面积产量来实现,所以选用灌溉率这一指标也可以反映出农业的发展情况。
设有效灌溉面积为S、灌溉率为μ,则实际灌溉面积为:
SP=S·μ(3)
农业灌溉用水,又可分为净灌溉用水量和毛灌溉用水量。分别用符号M净及M毛表示。则综合渠系有效利用系数为:
η水=M净/M毛(4)
文中农业用水包括水田用水、水浇地用水、菜田用水。不包括林特渔业用水。某种作物的净灌溉用水量为
M净i=miAi(i=1,2,3)(5)
式中分别对应水田、水浇地、菜田。mi为净灌溉定额,Ai为灌水面积。设βi=Ai/(A1+A2+A3)=Ai/SP,为各种耕地所占比重。则
M净=∑miβiSP,即QA=∑miβiSP/η水
所以SP=QAη水/∑miβi,μ=QAη水/S∑miβi(i=1,2,3)(6)
设农业耗水率为:ζA=Q耗水/QA,
则QPA=(1-ζA)QA(7)
(3)生活用水方面:目的为计算出在所分配水量(QL)下能够支撑的城镇人口数(NP)和排污量(QPA)。
主要考虑城镇生活用水,城市生活用水按用途可分为居民住宅用水和市政用水两大类。这两部分的用水比例随城市发展规模和人们生活水平的提高而发生变化,但短期内也是相对稳定的。
设v=Q居民用水/QL(8)
则Np=vQL/L(9)
L为居民用水定额。生活耗水率的定义有:QPL=(1-ζL)QL(10)
2.区域水量、水质计算工业、农业及生活用水污水排入地表水体(江河及湖泊)后使地表水体水质恶化,但是排入的污水与地表水不是简单的混合,由于水体自身有净化能力,会使污染程度有一定的缓解。在此以“黑箱模型”对其进行求解。
设污染物i的综合削减系数为Ki,则
Ki=1-QCF,i/(QENCEN+QPICPI,i+CPACPA,i+QPLCPL,i+QPOCPO,i),
Q=QEN+QPI+CPA+QPL+QPO(11)
式中Q为混合后的总水量;CFi为污染物i混合后的浓度(mg/L)QEN、QPI、QPA、QPL、QPO及CEN、CPI,i、CPA,i、CPL,i、CPO,i分别为混合前的环境、工业、农业、生活及其他方面的水量及污染物的浓度。在地表水体中,QEN、CEN和Q、CF,i对于江河来说分别是其上游断面的水量,污染物浓度和下游断面的水量和污染物浓度;对于湖泊来说分别是在t0时刻的水量及污染物浓度和t时刻的水量及污染物浓度。所以有:
CF,i=(1-Ki)(QENCEN+QPICPI,i+CPLCPL,i+QPACPA,i+QPOCPO,i)/Q(12)
3.模型设判断指标为:Clim,i为计算区域地表水对污染物质i的阀值,Qlim为水量阈值,μlim为耕地灌溉率阈值。
则有:Clim,i≤CF,i,Q>Qlim,μ≥μlim(13)
设:QI=ρ1QEO、QA=ρ2QEO、QL=ρ3QEO、QO=ρ4QEO(14)
ρ1、ρ2、ρ3、ρ4为水资源配置系数,即各行业用水比重。
ρ1+ρ2+ρ3+ρ4=1(15)
则数学模型如下:
MaxCF,i=(1-Ki)(QENCEN+QPICPI,i+CPLCPL,i+QPACPA,j+QPOCPO,j)/Qi=1,2,3,...,n
MinQ=QEN+QPI+CPL+QPA+QPO
CI=ρ1QE0(1-αi)/(q1(1-α2))
QPI=ρ1QE0[(1-Ψ)-k/(1-α2)]
μ=ρ2QE0η水/S∑miβi(i=1,2,3)(16)
QPA=(1-ζA)ρ2QE0
NP=νρ3QE0/L
QPL=(1-ζL)ρ3QE0
Q≥Qlim
μ≥μlim
CF,iClim,ii=1,2,3,...,n
以上数学模型实际上是求最优解的数学问题:当MaxClim,i=CF,i,MinQ=Qlim时,求得特定水资源配置条件下的水资源最大承载力,即求解出CI(能够支撑的工业产值)、NP(能够支撑的城镇人口数)以及μ(有效灌溉面积的灌溉率)的值。模型的求解是一个反复计算寻求最优解的过程,在计算机中可以使用迭代法,或对半差分法来进行最优解的搜索。
四、应用
以重庆市的用水条件为例对计算进行说明,以长江干流重庆朱沱处的水量为基准,计算该断面水资源的承载能力。因为该处在不同月份水质差别较大(大都在Ⅱ类到Ⅳ类之间),本文引用2002年4月份的统计数据对模型的计算进行说明,因为该时段水量相对较小而污染最严重,是水资源承载能力最弱的时段。本文对该段水资源承载力的计算准则为:为保证下游长江干流的水质,要求经开发利用后长江干流水质不得超过Ⅳ类水标准,否则认为是超载的。因为长江干流水量充沛,所以本例中不对水量做限制。
根据该段主要污染物,选取诊断指标为总大肠菌群、总磷、石油类,即:C1<10000个/L,C2<0.2mg/L,C3<1.0mg/L。
用水所占比重关系为:工业(ρ1)42.5%,农业(ρ2)35.3%,生活(ρ3)22.2%。工业耗水率(ζI)20.4%,工业万元产值用水量(q)为155m3/万元,工业用水重复利用率(α)40%,ψ=12.5。有效灌溉面积(S)166.52万hm2,其中水田所占比重β1=52.2%,灌溉定额3000m3/hm2;旱地所占比重β2=47.8%,灌溉定额1200m3/hm2;灌区渠系水利用系数0.65(η=0.65)。城镇人口用水定额为0.150m3/日·人,居民住宅用水占城镇生活用水量的60%(ν1=60%),生活耗水率(ζL)为20.7%。计算段上断面流量为3200m3/s。目前的总取水量为QEO=182.5m3/s。上断面水质情况为:CEN,1=1500个/L,CEN,2=0.18mg/L,CEN,3=0.48mg/L。污水排放浓度为:CPI,1=30000个/L、CPI,2=0.5mg/L、CPI,3=30mg/L;CPL,1=50000个/L、CPL,2=0.60mg/L、CPL,3=1mg/L。综合削减系数为选取两典型断面测量,以此替代整个计算段的综合削减系数:K1=0.001,K2=0.0002,K3=0.002。
将以上各量代入计算模型,水资源配置关系保持不变,经计算:最大可供使用的水资源量为448m3/s,占总水量的14%,可承载人口总数为3437.2万人,人均GDP产值为1.1270万元,灌溉率为91%。
若水资源配置关系不变,工业用水重复利用率提高至50%,工业耗水率提高至23%。则最大可供使用的水资源量为480m3/s,占总水量的15%,可承载人口总数为3560万人,人均GDP产值为1.3524万元,灌溉率为93%。
若水资源配置关系变为工业45%,农业28%,生活27%,其他各项不变,则最大可供使用的水资源量为432m3/s,占总水量的13.5%,可承载人口总数为4031万人,人均GDP产值为0.9812万元,灌溉率69.3%。
表1诊断性指标表
诊断指标名称说明
水质pH值
溶解氧(mg/L)
CODCr
BOD5
水温(℃)
总磷(以N计mg/L)
总汞(mg/L)用于有工业污染的地区
总镉(mg/L)
总铅(mg/L)
总胛(mg/L)
硒(四价)(mg/L)
总氯化物(mg/L)
总大肠菌群(个/L)
悬浮物
生物生存最小蓄水量选取4个量中的最大者。其中包括地表水对地下水的补给量,人工生态所需供给水量。
防止河流泥沙淤积量
防止海水入侵所需两
水体自净能力Ki对污染物i的综合削减量
耕地灌溉率μ为保证粮食安全和社会稳定μ必须大于一定值(推荐60%)
表2计算性指标表
计算指标计算指标参数说明
名称表达式
工业工业万元产值用水量q=Q供/C工业产值衡量节水水平的指标
工业用水重复利用率α=[1-Q取/Q用]100%衡量节水水平的指标,用于排污量的计算
产品水利用率k=(ζ-Ψ)(1-α)评价水的利用率指标
工业耗水率ζl=Q耗水/Q取
生产过程中跑、漏的水量占水量的百分比Ψ其值的变化与节水有很大关系
农业灌溉定额mim1,m2,m3分别为水田、水浇地、菜田的灌溉定额
综合渠系有效利用系数η水=M净/M毛衡量渠系沿城水量损失的量
有效灌溉面积S
灌溉率μ
耕地所占比重βi
农业耗水率ζA=Q耗水/QA
生活用水定额L
用水比重v1居民住宅用水占城镇生活用水的百分比
生活耗水率ζL=Q耗水/QL
环境水体自净能力ki对污染物i的综合消减系数
五、结语在流域水资源承载力计算中,要从水量及水质两方面对流域上各地区的用水量和排污量进行控制(两者的控制程度据流域水资源量而定),以保证下游的水量及水质。在实际应用时,当某一地区的回水量超标时则认为其已经超载。
水资源承载力的研究在我国已有较多研究课题和论述,但在水资源承载能力的计算上一直以来没有统一的认识,笔者在此提出的计算模型虽然还有许多不足之处,但希望能为大家提供一个参考。
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