干旱區(qū)的水利生態(tài)觀水資源安全對(duì)策

水利生態(tài)投資項(xiàng)目是為了改善生態(tài)環(huán)境的投資行為,這種項(xiàng)目的效益評(píng)價(jià)不僅要考察內(nèi)部效應(yīng)而且應(yīng)該考慮項(xiàng)目的外部效益,否則將失去評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀與公平性。文中建立了水利生態(tài)投資項(xiàng)目外部效益的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)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?；谕獠啃б婢哂械臏笮?建議對(duì)水利生態(tài)投資項(xiàng)目的評(píng)價(jià)采取即時(shí)評(píng)價(jià)與長(zhǎng)期評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法,保證評(píng)價(jià)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(duì)公共項(xiàng)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(huì)效益、景觀效益等方面，主要體現(xiàn)了外部性，因此，本文對(duì)水利生態(tài)投資項(xiàng)目外部效益定義為：水利生態(tài)投資項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)行為主體在投資生態(tài)建設(shè)時(shí)，其他經(jīng)濟(jì)行為主體所獲得的并沒(méi)有為之付出代價(jià)的正外部性。主要由以下幾個(gè)方面構(gòu)成。

水利工程對(duì)生態(tài)的影響越來(lái)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(jì)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(yàn)從四個(gè)方面對(duì)水利生態(tài)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)分析，希望能為同行工程設(shè)計(jì)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(píng)價(jià)指標(biāo),通過(guò)計(jì)算中國(guó)西北干旱區(qū)2001-2011年的水足跡,實(shí)現(xiàn)了該區(qū)域水資源承載力的評(píng)價(jià)。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(shì)。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(wèn)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(píng)價(jià)指標(biāo),通過(guò)計(jì)算中國(guó)西北干旱區(qū)2001-2011年的水足跡,實(shí)現(xiàn)了該區(qū)域水資源承載力的評(píng)價(jià)。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(shì)。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(wèn)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(guó)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(duì)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(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù),通過(guò)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(jì)出了一個(gè)符合中國(guó)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(guò)對(duì)構(gòu)建的屋面降水利用模型的運(yùn)行過(guò)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(jì)算,則每年小區(qū)可節(jié)約3.24萬(wàn)元的水費(fèi)開(kāi)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(gè)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(guó)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(duì)臺(tái)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(tái)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(shì)植物之種類及其相對(duì)豐多度,植物群落之群團(tuán)分析。歸納臺(tái)灣地區(qū)不同河川之植物群落對(duì)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(kù)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(cè)為實(shí)據(jù),展示了襯砌渠道水利用系數(shù)的計(jì)算過(guò)程,計(jì)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(shí)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(shì),該實(shí)例在水深大于0.7m時(shí),渠道水利用系數(shù)變化趨勢(shì)漸趨平緩。可見(jiàn),當(dāng)渠道流量不穩(wěn)定時(shí),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(jì)算。

水資源是人類賴以生存和發(fā)展的一個(gè)極其重要的因素。水資源的可持續(xù)利用是實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)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(duì)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(huì)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(shí)和界定區(qū)域水資源儲(chǔ)備量和區(qū)域水資源承載能力的內(nèi)涵意義?；趨^(qū)域水資源的儲(chǔ)備、消耗、再生的3大功能過(guò)程,考慮區(qū)域社會(huì)調(diào)節(jié)活動(dòng)對(duì)區(qū)域水資源功能過(guò)程的影響,構(gòu)建了一個(gè)以指標(biāo)層變量、分類層指標(biāo)和目標(biāo)層指數(shù)3個(gè)等級(jí)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(píng)價(jià)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(duì)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(wèn)題。流域地下水資源開(kāi)發(fā)利用處于相對(duì)失控狀態(tài),地下水資源的過(guò)度開(kāi)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(wèn)題。根據(jù)存在的問(wèn)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(kù)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(duì)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(xiàng)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(guò)程中,工程施工對(duì)生態(tài)環(huán)境也造成了一定的不利影響?；诖?文中對(duì)南水北調(diào)工程對(duì)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(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)體系模型的基礎(chǔ)上,采用德?tīng)柗茖＜曳?gòu)筑了水利風(fēng)景區(qū)旅游開(kāi)發(fā)潛力的評(píng)價(jià)體系,運(yùn)用ahp層次分析法對(duì)該層次評(píng)價(jià)體系進(jìn)行驗(yàn)證,明確了各層次指標(biāo)的權(quán)重,構(gòu)建開(kāi)發(fā)潛力的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和部委標(biāo)準(zhǔn)建立總體評(píng)價(jià)等級(jí)。

對(duì)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(wèn)題進(jìn)行了論證。對(duì)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(duì)流域水資源的開(kāi)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(shí)施生態(tài)環(huán)境綜合治理措施。

針對(duì)目前我國(guó)農(nóng)田水利工程項(xiàng)目投資決策中無(wú)法全面定量評(píng)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(píng)價(jià)的研究方法,對(duì)額濟(jì)納旗小型農(nóng)田水利工程進(jìn)行評(píng)價(jià),分析了工程建設(shè)項(xiàng)目社會(huì)、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(píng)價(jià)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(huì)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(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)人們?nèi)娴亩ㄐ远空J(rèn)識(shí)工程效益具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

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

我國(guó)北方干旱區(qū)城市景觀設(shè)計(jì)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(píng)價(jià)指標(biāo)體系和計(jì)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(píng)估指標(biāo)體系包括5項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)和12項(xiàng)二級(jí)指標(biāo),案例實(shí)證研究與校驗(yàn)表明:指標(biāo)體系與評(píng)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(gè)等級(jí),強(qiáng)和較強(qiáng)等級(jí)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(jí)區(qū)集中分布于黃土丘陵區(qū)、六盤(pán)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(kāi)發(fā)指引,建立\"節(jié)流為主、開(kāi)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(kāi)發(fā)利用甚至嚴(yán)重超過(guò)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(kāi)發(fā)利用對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的研究越來(lái)越受到重視。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)外按照\(chéng)"發(fā)生的問(wèn)題—產(chǎn)生的機(jī)理—調(diào)控的標(biāo)準(zhǔn)—過(guò)程模擬—情景預(yù)測(cè)—響應(yīng)對(duì)策\(yùn)"這一邏輯思路,圍繞干旱區(qū)水資源開(kāi)發(fā)利用對(duì)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(kāi)發(fā)利用對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響機(jī)理研究相對(duì)薄弱,仍難以精確刻畫(huà)水資源開(kāi)發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境之間的定量關(guān)系,難以動(dòng)態(tài)模擬和有效預(yù)測(cè)水資源開(kāi)發(fā)利用對(duì)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(kāi)發(fā)利用對(duì)策研究在實(shí)踐中仍面臨著較多障礙。因此,未來(lái)應(yīng)以機(jī)理研究為基礎(chǔ),以過(guò)程模擬和情景預(yù)測(cè)為突破口,以綜合集成的對(duì)策體系建設(shè)為落腳點(diǎn),不斷加強(qiáng)干旱區(qū)水資源開(kāi)發(fā)利用對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的研究。

新疆地處亞歐大陸腹地,我國(guó)西北干旱地區(qū),隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人口增長(zhǎng),水資源供給越發(fā)緊張,通過(guò)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(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。本文從3個(gè)方面對(duì)該區(qū)域膜下滴灌系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)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(jì)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。

在我國(guó)的西北地區(qū),強(qiáng)烈凍融、風(fēng)蝕等對(duì)性質(zhì)脆弱的土建筑遺址安全構(gòu)成極大威脅。研究了凍融循環(huán)對(duì)土遺址耐久性的影響。選擇新疆交河故城原狀生土試樣和重塑土試樣進(jìn)行了凍融循環(huán)試驗(yàn),監(jiān)測(cè)凍融過(guò)程中的質(zhì)量變化,并在凍融循環(huán)結(jié)束后進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)和強(qiáng)度試驗(yàn)。凍融試驗(yàn)結(jié)果表明,在試樣初始含水率較低的情況下,前5個(gè)凍融循環(huán),試樣經(jīng)歷了一個(gè)質(zhì)量增大的過(guò)程;在隨后的凍融過(guò)程中伴隨著凍干和吸濕,原狀試樣質(zhì)量的整體趨勢(shì)是減小的,重塑樣質(zhì)量的變化趨勢(shì)維持水平。隨凍融循環(huán)次數(shù)增大,原狀試樣的微結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷,強(qiáng)度減小,風(fēng)蝕量增大,即耐久性持續(xù)變差。相反,凍融循環(huán)初期,重塑樣的強(qiáng)度有所增大,風(fēng)蝕量減小,耐久性得到了提高;隨著凍融循環(huán)的增加,重塑樣的強(qiáng)度開(kāi)始下降。重塑試樣由于重塑過(guò)程中其結(jié)構(gòu)受到破壞,強(qiáng)度弱化,凍融循環(huán)引起重塑土的"陳化",愈合了土體的結(jié)構(gòu),但隨著凍融進(jìn)行,礦物顆粒的微結(jié)構(gòu)損傷不斷增大,試樣的耐久性降低。

通過(guò)對(duì)邳州市近年來(lái)水稻種植面積減少原因的分析,闡述恢復(fù)和擴(kuò)大水稻種植面積的必要性及可行性,并提出關(guān)于恢復(fù)和擴(kuò)大水稻種植的幾點(diǎn)建議。