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1、第十三章 水资源管理,主讲人：左其亭 赵春霞郑州大学,第一节 水资源管理的基本内容及工作流程第二节 水资源管理的组织体系第三节 水资源管理的法规体系第四节 水资源管理的经济措施第五节 水资源管理的技术措施第六节 水资源管理信息系统第七节 水资源系统综合运行管理思考题,本章内容,一、水资源管理的基本内容 水资源管理，是指对水资源开发、利用和保护的组织、协调、监督和调度等方面的实施，包括运用行政、法律、经济、技术和教育等手段，组织开发利用水资源和防治水害；协调水资源的开发利用与经济社会发展之间的关系，处理各地区、各部门间的用水矛盾；监督并限制各种不合理开发利用水资源和危害水源的行为；制定水资源的合
2、理分配方案，处理好防洪和兴利的调度原则，提出并执行对供水系统及水源工程的优化调度方案；对来水量变化及水质情况进行监测与相应措施的管理等。,第一节 水资源管理的基本内容及工作流程,水资源管理内容涉及范围广，主要包括以下内容：加强宣传教育，提高公众觉悟和参与意识制定水资源合理利用措施制定水资源管理政策水资源统一管理实时进行水量分配与调度,二、水资源管理的原则 加强水资源管理，必须遵循以下原则：坚持依法治水的原则 坚持水是国家资源的原则 坚持整体考虑和系统管理的原则 坚持用水价进行经济管理的原则,三、水资源管理的工作流程 水资源管理的工作目标、流程、手段差异较大，受人为作用影响的因素较多，而从水资源
3、配置的角度来说，其工作流程基本类似。,图13-1 水资源管理一般工作流程图,1、确定管理目标 在开展水资源管理工作之前，首先要确立管理的目标和方向，这是管理手段得以实施的依据和保障。2、信息获取与传输 信息的获取与传输是水资源管理工作得以顺利开展的基础条件。通常需要获取的信息有水资源信息、社会经济信息等。同时，需要对信息进行处理，及时将预测结果传输到决策中心。资料的采集可以运用自动测报技术；信息的传输可以通过无线通讯设备或网络系统来实现。,3、建立管理优化模型，寻求最有管理方案 根据研究区的经济社会条件、水资源条件、生态系统状况、管理目标，建立该区水资源管理优化模型。通过对该模型的求解，得到最
4、优管理方案。4、实施的可行性、可靠性分析 对选择的管理方案实施的可行性、可靠性进行分析。5、水资源运行调度 水资源运行调度是对传输的信息，在通过决策方案优选、实施可行性、可靠性分析之后，作出的及时调度决策。,组织职能是管理活动的根本职能，是其他一切管理活动的保证和依托。组织体系是按照一定的目的和程序组成的一种权责结构体系。水资源管理的组织体系是关于水资源管理活动中的组织结构、职权和职责划分等的总称。,第二节 水资源管理的组织体系,一、美国水资源管理的组织体系 美国在长期的水资源开发利用的实践中，水资源管理的形式经历了分散集中分散的过程。美国现在的水资源管理机构分为联邦政府机构、州政府机构和地方
5、（县、市）政府机构三级。州是水资源管理的基本单位，州际间水资源开发利用矛盾则由联邦政府有关机构（如垦务局、陆军工程兵团等）负责协调。州以下分若干水务局，统一管理供水、排水、污水处理及回用等涉水事务。,二、英国水资源管理的组织体系 20世纪，英国水资源管理经历了从地方分散管理到流域统一管理的历史演变。1989年英国议会通过了新水法。依据新水法，国家对水资源管理体制进行了改革，在环境部下设国家流域管理局，其中英格兰和威尔士按流域适当归并成立了8个流域管理局，其管理范围与70年代设立的10个水务局的职责范围完全一致。流域管理局担负水资源管理和保护的行政职能，负责水质监测和洪水防御；水务局实行民营化运
6、作，统一负责水资源开发、调配、节约、治理、保护等方面的具体工作。,三、法国水资源管理的组织体系 法国对水资源的管理基本上采取以流域为主的方式，属于分散管理模式。由流域委员会及其执行机构流域水务局负责保护水资源、监测水质、防止污染、征收排污费和水费等。法国共有6大流域，流域委员会是流域水资源管理的最高决策机构，其主要任务是审议和批准水务局提交的五年规划方案和各年度的具体工作计划。流域水务局是一个独立于地区和其他行政辖区的流域性公共管理机构，它受环境部的监管，负责流域水资源统一管理的具体事务，同时在流域内又必须执行流域委员会的指令。,四、日本水资源管理的组织体系 日本的水资源管理体制是多部门分管负
7、责的形式，属于分散管理模式。在中央政府中与水资源管理有关的一级部门有建设省、农林水产省、通商产业省、厚生省和国土厅等。总体来说，日本的水资源管理属于分部门、分级管理的类型。,五、中国水资源管理的组织体系 我国水资源管理的模式经历了由分散管理模式向集中管理模式的转变。我国现行的水资源管理组织体系是流域管理与行政区域管理相结合的模式。国务院水行政主管部门水利部，负责全国水资源的统一管理和监督工作。,图13-2 中国水资源管理组织体系,一、概述 法规体系，也叫立法体系，是指国家制定并以国家强制力保障实施的规范性文件系统，是法的外在表现形式所构成的整体。水资源管理的法规体系就是现行的有关调整各种水事关
8、系的所有法律、法规和规范性文件组成的有机整体。水法规体系的建立和完善是水资源管理制度建设的关键环节和基础保障。,第三节 水资源管理的法规体系,概念,中国古代有关水资源管理的法规最早可追溯到西周时期，在我国西周时期颁布的伐崇令中规定：“毋坏屋、毋填井、毋伐树木、毋动六畜。有不如令者，死无赦”。这大概是我国古代最早颁布的关于保护水源、动物和森林的法令。此后，我国历代封建王朝都曾颁布过类似的法令。在欧洲，水法规则最早体现于罗马法系，其中著名的十二铜表法颁布于公元前450年前后，而查士丁尼民法大全于公元534年完成，后来体现于大陆法系和英美普通法系的民法中。近代经济社会发展对水资源的需求不断增加，很多
9、地方出现了供水水源不足、水污染、生态环境恶化的趋势。世界各国都开始重视水资源管理的法规制定，很多国家制定了关于水资源开发、利用和保护等各项水事活动的综合性水法，有些国家还制定了水源开发利用的专项法律。如美国的水资源规划法规，日本的河川法、水资源开发促进法、水污染防治法、防洪法等专项法规。随着当代水问题的不断发展，世界各国水资源管理的法规也不断修改、不断完善。我国也是如此，特别是新中国成立后，我国在水资源方面颁布了大量具有行政法规效力的规范性文件。,发展,二、水资源管理法规体系的作用、性质和特点 水资源管理的法规与其他法律规范一样，具有规范性、强制性、普遍性等特点，但因其主要调整与水资源开发、利
10、用、保护等行为相关的过程中人与人的关系、人与自然的关系，因此，又具有其特殊的性质和特点。,1、水资源管理法规体系的作用（1）确立水资源管理的体制（2）确立一系列水资源管理制度和措施（3）确定有关主体的权利、义务和违法责任（4）为解决各种水事冲突提供了依据（5）有助于提高人们保护水资源和生态环境的意识,2、水资源管理法规体系的性质 水资源管理的法规体系，作为现代环境法体系的一部分，其性质是阶级性和社会性统一、社会性更突出。,3、水资源管理法规体系的特点 水资源管理的有关法规，除了具有普通法律法规所具备的规范性、强制性、普遍性等特点以外，因其调节对象本身的原因，还具有以下特点。,（1）调整对象的特
11、殊性（2）技术性（3）动态性（4）公益性,三、水资源管理的法规体系分类 水资源管理的法规体系包括了一系列法律、法规和规范性文件，按照不同的分类标准可以分为不同的类型。从立法体制、效力等级、效力范围的角度，水资源管理的法规体系由宪法、与水有关的法律、水行政法规和地方性水法规等构成。从水资源管理的法规内容、功能来看，水资源管理的法规体系应包括综合性水事法律和单项水事法律、法规两大部分。综合性水事法律是有关水的基本法，是从全局出发，对水资源开发、利用、保护、管理中有关重大问题的原则性规定，如世界各国制定的水法、水资源法等。单项水事法律、法规则是为解决与水资源有关的某一方面的问题而进行的较具体的法律规
12、定。此外，水资源管理的法规体系还可以分为实体法和程序法；专门性的法律法规和与水资源有关的民事、刑事、行政法律法规；奖励性的法律法规和制裁性的法律法规等。对一些单项法律、法规还可以根据所属关系或调整范围的大小分为一级法、二级法、三级法、四级法等。,四、我国水资源管理的法规体系构成（1）宪法中的有关规定（2）基本法中华人民共和国水法（3）单项法规（4）由国务院制定的行政法规和法规性文件（5）由国务院及所属部委制定的相关部门行政规章（6）地方性法规和行政规章（7）各种相关标准（8）立法机关、司法机关的相关法律解释（9）其他部门法中相关的法律规范,水资源管理是一项复杂的水事行为，要实现水资源管理的目标
13、，需要借助于一系列的手段实现，如行政、法律、经济、技术和教育等手段。其中经济手段是在市场经济体制不断完善的条件下，经济理论应用在水资源管理实践中的产物。运用经济理论进行水资源管理，可以综合考虑水资源的实际特点，制定科学合理的经济政策，有针对性地选择和运用相应的经济措施和经济手段，对于充分发挥经济机制和市场机制的作用、协调主体间的利益、缓解水资源供需矛盾、促进水资源的优化配置、合理利用和有效保护等方面都具有重要意义。水资源管理的经济手段，就是以经济理论作为依据，由政府制定各种经济政策，运用有关的经济政策作为杠杆，来间接调节和影响水资源的开发、利用、保护等水事活动，促进水资源可持续利用和经济社会可
14、持续发展。具体来说，水资源管理的经济措施，目前应用比较广泛的有水价和水费政策、排污收费制度、补贴措施以及水权和水市场等。,第四节 水资源管理的经济措施,一、水价和水费政策1、水价、水费和水资源费 水价，是水资源使用者为获得水资源使用权和可用性需支付给水资源所有者的一定货币额。水费是水利工程管理单位(如电灌站、闸管所)或供水单位(如自来水公司)为用户提供一定量的水而收取的一种用于补偿所投入劳动的事业性费用。水资源费，是指根据中华人民共和国水法，直接取用地下水、江河、湖泊等地表水的单位和个人，向水资源主管部门缴纳的费用。水费和水资源费是水资源用户向供水单位或水资源主管部门缴纳的水资源有偿使用的费用
15、，而水价是其确定的基础。当水价为供水价格时，在数量上等于水费。当水价为严格意义上的水资源资产价格时，水资源费是水价中的资源水价部分；就我国现行情况来看，水费在数量上要小于水价。,2、我国的水价制度 水价制度的目的在于，在合理配置水资源，保障生态系统、景观娱乐等社会效益用水以及可持续发展的基础上，鼓励和引导合理、有效、最大限度地利用可供水资源，充分发挥水资源的间接经济、社会效益。新中国成立以来，我国的供水行业经历了公益性无偿供水阶段（19491965年）、政策性有偿供水阶段（1965年1985年）、水价改革起步阶段（19851995年）和水价改革发展阶段（1995年2003年）。2003年7月国
16、家发展和改革委员会与水利部联合发布水利工程供水价格管理办法，并于2004年1月1日在我国正式实行，这也是我国现行的水价政策。2006年2月，国务院第460号令公布了取水许可和水资源费征收管理条例，明确了水法中规定的水资源费征收制度。我国的水价体系正逐步完善，水价总体水平在逐步提高，我国水价管理工作已经进入了法制化、规范化、合理化、科学化的轨道。,3、“三元”水价 目前学术界普遍的观点认为水价由资源水价、工程水价、环境水价三部分构成，即所谓的“三元”水价。用公式表示为：,式中，为水价，为资源水价，为工程水价，为环境水价。,资源水价，是水资源资产归国家所有在经济上的实现，即国家作为水资源资产的拥有
17、者，让个人或企业使用水资源所获得的报酬。工程水价即指通过具体的或抽象的物化劳动把资源水变成产品水进入市场成为商品水所花费的代价。环境水价是指经过使用的水排出用户范围后，污染了他人或公共的水环境，而为治理污染和保护水环境所付出的代价。,4、我国水价的制定方法 我国目前的水价制定主要以水利工程供水价格管理办法为依据，基本上是行政主管部门核算，全面实行有利于用水户合理负担的分类水价。根据用水的不同性质，统筹考虑不同用水户的承受能力，实行了分类水价体系，报经物价部门核定批准后执行。近些年来全国各地积极探索适合本地的水价管理方式，全国绝大多数省区适当下放了水价审批权，实行按区域定价和按单价工程定价相结合
18、的管理办法。城市供水价格引入了听证会制度，水价决策的规范化、民主化和透明化程度逐步提高。,5、我国现行水利工程供水价格管理办法简介 我国现行的水价政策，是以水利工程供水价格管理办法（以下简称水价办法）为指导的。该办法是根据中华人民共和国价格法、中华人民共和国水法，为健全水利工程供水价格形成机制、规范水利工程供水价格管理、保护和合理利用水资源、促进节约用水、保障水利事业的健康发展而制定的。水价办法中的水利工程供水价格，是指供水经营者通过拦、蓄、引、提等水利工程设施销售给用户的天然水价格。并规定水利工程供水价格由供水生产成本、费用、利润和税金构成。水价办法规定水利工程供水实行分类定价。水利工程供水
19、价格按供水对象分为农业用水价格和非农业用水价格。水价办法指出，水利工程供水应逐步推行基本水价和计量水价相结合的两部制水价。具体实施范围和步骤由各省、自治区、直辖市价格主管部门确定。基本水价按补偿供水直接工资、管理费用和50的折旧费、修理费的原则核定。计量水价按补偿基本水价以外的水资源费、材料费等其它成本、费用以及计入规定利润和税金的原则核定。,二、排污收费制度 排污收费制度是对于向环境排放污染物或者超过国家排放污染物标准的排污者，根据规定征收一定的费用。这项制度运用经济手段可以有效地促进污染治理和新技术的发展，又能使污染者承担一定污染防治费用。排污收费制度是我国现行的一项主要的环境管理制度，在
20、水资源管理过程中，也发挥着重要的作用。我国现行的排污收费制度，主要是遵照2003年颁布的排污费征收使用管理条例和排污费征收标准管理办法、排污费资金收缴使用管理办法等执行。,三、补贴制度 补贴措施是消除水资源开发利用活动所产生的外部性的一个重要手段。在水资源管理过程中，除了制定水价、征收水费这一经济措施之外，对于那些在市场经济中产生正外性的企业、由于自身实力较差而产生负外部性的企业，政府相关部门都可以根据实际情况进行适当的补贴，以消除外部性对资源配置的不利影响，增加社会总福利。可以收到补贴的对象主要有以下3类：（1）为水环境保护作出贡献的企业。（2）水环境的污染者。（3）水环境污染的受害者。,四
21、、水权和水市场1、水权（1）概念及内涵 水权，是水资源所有权，包括占有权、使用权、收益权、处分权以及与水资源开发利用相关的各种权利和义务的总称，也可以称为水资源产权。水权和其他产权一样，权属明确，受法律保护，不可能同时被两个人同时拥有，但在双方自愿的基础上，可转变权属关系。以水权为基础构建的水权制度，其核心是产权（财产权）的明晰和确立。它是在水资源开发、利用、治理、保护和管理过程中，调节个人之间、地区之间和部门之间以及个人、集体和国家之间使用水资源行为的一整套规范、规则。,（2）我国水权制度的发展 水权制度在欧、美、澳大利亚、日本等发达国家以及印度、巴基斯坦、墨西哥、秘鲁等发展中国家，早已得到
22、确立和广泛应用。在我国，水权制度正处于迅速发展阶段。改革开放以来，随着水资源稀缺范围扩大，我国逐步建立了水资源行政分配和计划用水体系，明确了一部分地区、团体和个体的用水控制指标。由于水价的提高和用水竞争的加剧，以及市场经济改革带来行政权力下放和地方利益增强，催生了“所有权与使用权分离”的改革思路，这一改革思路在2000年左右引发了热烈的“水权和水市场”大讨论，水权因此成为社会关注的热点话题。在2001年，水利部提出了完整的水权制度建设方案，即“总量控制和定额管理相结合”的改革思路，主张确立总量和定额两套指标。近几年来，政策制定部门在上述思路的指导下，在水权法规建设方面取得了一系列新的进展。在2
23、002年的新水法中，明确了总量控制与定额管理制度，强调加强用水管理，实施取水许可制度和水资源有偿使用制度，首次提出取水权的概念。2005年1月，水利部发布了水权制度建设框架。2006年2月，国务院公布了取水许可和水资源费征收管理条例，对1993年颁布的取水许可制度实施办法作了全面修订，从内容与程序方面完善了取水许可制度，有助于实践中落实水权管理，推进可交易的水权制度建设，也有助于推动水权转让的实践。2007年颁布的物权法，将取水权纳入了用益物权的保护范畴，是水权质量得到提高的一个重要标志。,（3）水权的意义消除了水资源的公共物品属性，使其在一定意义上归私人所有，避免了在水资源使用过程中滥用、浪
24、费的现象，使其得到合理、高效的利用。利用水权作为一种产权具有可变性的特点，可以使其在不用的用户间进行转让，水资源有富余的区域或用户可以通过市场交易，跟缺水区域或用户间进行水权流转。防治水污染现象。水资源权属明确，有利于避免水资源开发利用中的一些水事纠纷发生，可以有效化解各种利害冲突。水权的明晰，水权制度的建立，增强了各级政府、企业、社会团体以及公民个人对水资源作为一种资源资产价值的认识，培养了公众的节水意识。,2、水市场（1）概述 从广义上来说，水市场是指水资源及与水相关商品的所有权或使用权的交易场所，以及由此形成的人与人之间各种关系的总和。水权制度的发展，也使得水市场的相关研究取得了显著进展
25、。实际上，水市场包含的范围非常广泛，如取水权市场、供水市场、排污权市场、废水处理市场、污水回用市场等。目前，我国的水市场刚刚起步，在水市场的建设和相关研究中，比较受人们关注的还是水权市场，通过水权交易实现水资源相关权利在不同主体间进行流转。,（2）水市场的作用 水市场可以优化水资源配置，通过市场交易，使水资源流向最需要的用户，不同用水户之间通过市场交易可以使得各自的需要得到满足。水市场的出现，运用市场机制和经济杠杆调节水价，促进了节约用水，提高用水效率，减少了水资源的无谓浪费。水市场的建立是以水权明晰为前提，同时，水市场的发展，也促使了水权制度的改进和完善。通过水市场进行水权及水相关商品的交易
26、，缓解了不同用户间的用水竞争，减少了水事纠纷。排污权市场、废水处理市场、污水回用市场等的出现，有助于有效地防治水污染，并促进了污水的回收再利用，水环境保护力度加大。运用市场机制，拓宽资金筹集渠道，有利于促进水利基础设施建设。水市场的构建和发展，有助于培养公众对水是一种战略性经济资源的认识，培养公众水资源与水环境有偿使用、水权有偿取得和有偿转让的观念，从而使得全社会的节水意识、水环境保护意识增强。,（3）水市场的交易原则 水市场是市场经济条件下的产物，在进行水资源及水相关商品的所有权或使用权的市场交易时，除了要遵循市场经济条件下市场的交易原则之外，因水资源本身的特殊性，还有一些特殊的原则需要考虑
27、。结合水利部关于水权转让的若干意见，水市场交易原则如下：,持续性原则。公平和效率原则。有偿转让和合理补偿的原则。整体性原则。政府调控与市场调节相结合的原则。,（4）前景 目前，水市场已经在我国已经初步确立，并在水资源优化配置中发挥了重要的作用。经过一系列理论和实践探索，我国水利部已经形成了一套完整的“明晰水权、引入市场”的水权改革思路。展望将来，水权明晰工作的推进，水权市场的事例还将越来越多的涌现。然而，水市场的建立和发展会涉及到一系列复杂的经济、社会和生态问题，因此，单独依靠水权或水市场构建我国水资源配置的体系是不够的，需要加入政府的宏观调控。同时，要想使得水市场在我国资源配置中更充分地发挥
28、作用，需要完善水市场的监管体制，构建一个完整的水市场模型。这需要理论研究的不断深入和实践的发展作为基础。,现代科学技术的不断发展与进步，为人类进行科学的水资源管理提供了有利的技术支持，使得水资源管理工作的开展更科学、合理和高效。“3S”技术、计算机信息技术、节水灌溉技术、污水处理技术等在水资源管理中都发挥了有力的作用。,第五节 水资源管理的技术措施,一、“3S”技术1、“3S”技术简介 所谓3S技术是以地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）、全球定位系统（GPS）为基础，将GIS、RS、GPS三种技术与其他高科技（如网络技术、通讯技术等）有机结合成一个整体而形成的一项新的综合技术。3S技术充
29、分集成了RS、GPS高速、实时的信息获取能力和GIS强大的数据处理和分析能力，可以有效地进行水资源信息的收集和处理、分析，为水资源管理决策提供强有力的基础信息资料和决策支持。,地理信息系统（GIS，Geographical Information System）是以空间地理数据库为基础，利用计算机系统对地理数据进行采集、管理、操作、分析、模拟显示，并用地理模型的方法，实时提供多种空间信息和动态信息，为地理研究和决策服务而建立起来的综合的计算机技术系统。遥感（RS，Remote Sensing）技术是20世纪60年代发展起来的，是一种远距离、非接触的目标探测技术和方法，它根据不同物体因种类和环境
30、条件不同而具有反射或辐射不同波长电磁波的特性来提取这些物体的信息，识别物体及其存在环境条件的技术。全球定位系统（GPS，Global Positioning System）是利用人造地球卫星进行点位测量导航技术的一种。,GIS、RS、GPS三者各有优缺点，3S的结合应用，取长补短，RS和GPS向GIS提供或更新区域信息及空间定位，GIS进行相应的空间分析，从RS和GPS提供的海量数据中提取有用的信息，并进行综合集成，以辅助科学决策。三者的集成利用，大大提高了各自的应用效率，在水资源管理中发挥着重要的作用。,水资源调查、评价 实时监测 水文模拟和水文预报 防洪抗旱管理 水土保持和泥沙淤积调查 构
31、建水资源管理信息系统 水资源工程规划和管理,2、“3S”技术在水资源管理中的应用,二、水资源监测技术 水资源监测技术是有关水资源数据的采集、存储、传输和处理的集成，可以为水资源管理提供支持。随着科技水平的不断发展，水资源监测技术也在不断进步。特别是3S技术的发展，也推动水资源监测在实时性、精确性、自动化水平等方面的提高。水资源监测技术主要指的是水文监测，主要监测江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等的水文参数，如水位、流量、流速、降雨（雪）、蒸发、泥沙、冰凌、墒情、水质等。传统的人工监测技术对数据的记录以模拟方式为主，精确度不高，自动化技术的发展，使得水文监测的效率大大提高。水质监测，是水资源监测
32、中的一块重要内容。早期的水质监测不能及时、准确地获取水质不断变化的动态数据，也使得决策的成效减弱，利用GPRS/GSM移动通讯设备发展起来的水质移动监测系统和自动监测系统大大提高了水质监测的效率。,三、节水技术 目前，就各国所推广的各种节水技术来看，主要是从农业、工业、城市生活等几个方面推广节水技术。农业节水方面，发达国家主要有以下几类：一是采用计算机联网进行控制管理，精确灌水，达到时、空、量、质上恰到好处地满足作物不同生长期的需水；二是培育新的节水品种，从育种的角度更高效地节水；三是通过工程措施节水，如采用管道输水和渠道衬砌提高输水效率；四是推广节水灌溉新技术；五是推广增墒保水技术和机械化旱
33、地农业，如保护性与带状耕作技术、轮作休闲技术、覆盖化学剂保墒技术等。,工业用水主要包括冷却用水、热力和工艺用水、洗涤用水。工业节水可以通过以下几个途径进行：一是加强污水治理和污水回用；二是改进节水工艺和设备，提倡一水多用，提高水的利用效率；三是减少取水量和排污量；四是减少输水损失；五是开辟新的水源。在各国采用的城市生活节水技术中，比较普遍的就是采用节水型器具，有些国家通过一定的法律、规章对节水器具的节水标准进行强制性要求。此外城市生活节水技术还有城市再生水利用技术，包括城市污水处理再生利用技术、建筑中水处理再生利用技术和居住小区生活污水处理再生利用技术等；城区雨水、海水、苦咸水利用技术；城市供
34、水管网的检漏和防渗技术；公共建筑节水技术；市政环境节水技术等。,四、水处理技术 大量工业废水、生活废水及农业废水的产生，使得清洁的淡水资源受到污染，加剧了水资源短缺的危机。因此，治理水污染目前已经成为全球水资源可持续利用和国民经济可持续发展的重要战略目标。在污水处理过程中，“无害化”是人们要达成的一个目标，而随着水资源短缺问题的不断加剧，“资源化”成为污水处理的另一个追求。特别是城市生活废水，因其来源、数量、性质都比较稳定，处理流程固定，经过处理后可成为城市用水的一个很好水源，在一定程度上可以大大缓解城市缺水问题。目前，人类所使用的水处理方法按照作用原理不同可以分为物理处理法、化学处理法、生物
35、处理法三大类。常用的物理处理法有过滤、沉淀、离心分离、气浮等，化学处理法有中和、混凝、化学沉淀、氧化还原、吸附、萃取等，生物处理法有好氧生物处理、厌氧生物处理、稳定塘等。,五、海水利用技术 地球上虽然淡水资源有限，但是海水资源却极其丰富，如果能将海水资源合理的开发利用以满足人们的用水需求，在很大程度上可以解决水资源短缺问题，并能解决沿海城市超采地下水所造成的环境问题。海水淡化包括从苦涩的高盐度海水以及含盐量比海水低的苦咸水通过脱盐生产出淡水。海水淡化技术的发展已经经历了半个多世纪之久。海水淡化的方法按脱盐过程来分，主要有热法、膜法和化学方法三大类。其中，热法海水淡化技术主要有蒸馏法和结晶法。前
36、者主要包括多级闪蒸、多效蒸馏和压汽蒸馏等方法，后者则由冷冻法和水合物法构成。膜法海水淡化技术包含了反渗透和电渗析。化学方法主要是离子交换法。目前使用较广的方法有蒸馏法、反渗透法和电渗析法等。,海水除了经淡化满足生活、工业等用水需求之外，还可以直接利用。海水直接利用技术，是以海水为原水，直接代替淡水作为工业用水、生活杂用水和灌溉用水等有关技术的总称。海水直接利用途径主要有三个方面：一是用海水替代淡水直接作为工业用水，其中用量最大的是工业冷却用水，其次是用于工业生产工艺，如印染、洗涤、溶剂、脱硫、除尘等。二是作为生活杂用水，主要是利用海水代替淡水冲厕。三是用于农业，主要用在农业灌溉、水果和蔬菜洗涤
37、、牲畜饮用、沿海水禽养殖等方面。,六、现代信息技术 20世纪人类最伟大的创举就是造就了信息技术，并使其迅速发展，因其本身数据处理能力强大、运算速度快、效率高等优势，被迅速地应用于各个领域。在水资源管理中，水资源管理对象复杂，内容庞杂，对实效性要求高，信息技术的应用，大大提高了水资源管理的效率，是构建水资源管理信息系统必不可少的硬件。先进的网络、通信、数据库、多媒体、3S等技术，加上决策支持理论、系统工程理论、信息工程理论可以建立起水资源管理信息系统，通过该系统可将信息技术广泛地应用于陆地和海洋水文测报预报、水利规划编制和优化、水利工程建设和管理、防洪抗旱减灾预警和指挥、水资源优化配置和调度等各
38、个方面。,一、水资源管理信息系统的特点 水资源管理信息系统（Information System of Water Resources Management），是传统水资源管理方法与系统论、信息论、控制论和计算机技术的完美结合，它具有规范化、实时化和最优化管理的特点，是水资源管理水平的一个飞跃。,第六节 水资源管理信息系统,二、水资源管理信息系统的建设目标和设计原则 1、目标 水资源管理信息系统的建立，是实现新时期水利信息化的一个重要方面。其总体目标是：根据水资源管理的技术路线，以可持续发展为基本指导思想，体现和反映经济社会发展对水资源的需求，分析水资源开发利用现状及存在的问题，利用先进的网络
39、、通信、遥测、数据库、多媒体、地理信息系统等技术，以及决策支持理论、系统工程理论、信息工程理论，建立一个能为政府主要工作环节提供多方位、全过程服务的管理信息系统。具体目标如下：,实时、准确地完成各类信息的收集、处理和存储；建立和开发水资源管理系统所需的各类数据库；建立适用于可持续发展目标下的水资源管理模型库；建立自动分析模块和人机交互系统;具有水资源管理方案提取及分析功能。,2、设计原则 为了确保水资源管理信息系统建设的目标实现，在系统设计时应遵循以下原则：,实用性原则。先进性原则。简捷性原则。标准化原则。灵活性原则。开放性原则。,三、水资源管理信息系统的结构和功能 为了完成水资源管理信息系统
40、的主要工作，一般的水资源管理信息系统应由数据库、模型库、人机交互系统三个部分组成。,图13-4 水资源管理信息系统的基本结构图,水资源管理信息系统的各部分有如下功能：1、数据库功能 数据录入 数据修改、记录删除和记录浏览 数据查询 数据统计 打印 维护,2、模型库功能 模型库是由所有用于水资源管理信息处理、统计计算、模型求解、方案寻优等的模型块组成，是水资源信息系统完成各种工作的中间处理中心。信息处理 水资源系统特性分析 经济社会系统变化分析 生态系统变化分析 水资源管理优化模型 方案拟定与综合评价,3、人机交互系统功能 人机交互系统是为了实现管理的自动化，进行良好的人机交互管理，而开发的一种
41、界面。在实际工作中，人们希望建立的水资源管理系统至少具有信息收集与处理、辅助管理决策功能，并具有良好的人机对话界面。因此，水资源管理信息系统与决策支持系统（Decision Support System，简称DSS）比较接近，具有DSS的基本特征。,四、新疆博斯腾湖流域水资源管理信息系统介绍 1、概述 为了科学管理博斯腾湖流域水资源，实现水资源管理信息化，在大量调查和研究的基础上，开发了博斯腾湖流域水资源管理信息系统软件。该软件可直接为博斯腾湖水资源可持续利用管理服务，为水管理者决策提供技术支持，为水管理部门制定水资源调度预案提供依据。,2、系统的主要功能及特点 该系统的主要功能有：资料的浏览
42、、数据添加、数据修改和查询；计算功能部分；系统帮助部分。该系统软件具有以下特点：具有功能齐全的资料浏览、添加、修改、查询等管理功能，可以作为水资源管理的工具软件，进行动态管理；系统管理与决策相结合；模块化管理、工作流程清晰。,3、系统安装及运行 该软件是用Access作为后台数据库支持系统的单机版本，采用VB6.0系统开发，可在多种操作系统平台如Win98、Win2000下安装，运行环境为586以上多媒体微机，使用方便，操作简单。该软件安装与一般的Windows应用程序安装方法一致，主要过程为：起动Windows，并将系统安装光盘插入CD-RAM；从安装光盘上找到安装文件（setup.exe）
43、，点击后就可以一步一步安装；在安装过的计算机中，就可以从“开始”菜单中运行该软件。在主界面启动之前，该软件设立了：欢迎界面；登录密码识别；还有一段美妙的音乐。只有输入正确的用户名称和密码，系统才可能进入主界面。用户可以在“帮助”菜单中更改密码。,图13-5 系统主界面之前的登录设计,主界面既是系统的入口，也是系统的出口，反映系统的整体功能概貌。通过主界面，用户根据需要可进入系统的所有功能模块，并可方便地实现各功能模块之间的转换。系统主界面由标题栏（显示系统名称）和文件管理、资料管理、水文频率计算、洪水过程分析、特征水位、水资源系统变化预测、发展态势、湖泊水量调度以及系统帮助等功能模块组成。关于
44、该软件的详细使用说明可以查阅其帮助系统。,图13-6 系统主界面（标题栏）,4、水资源管理资料信息模块 该软件在资料管理模块中包括：降水量、蒸发量、径流量、水质（矿化度）、灌溉面积、引水量及其他经济社会发展指标。其功能包括：资料浏览 数据添加数据修改数据查询,5、计算功能模块 在博斯腾湖流域水资源管理信息系统中，主要的计算功能模块包括：水文频率计算、洪水过程分析、特征水位确定、水资源系统变化预测、湖泊水量调度等模块。,（1）水文频率计算 水文频率统计方法的实质在于以统计数学的理论，来研究和分析随机水文现象的统计变化特性，并以此为基础对水文现象未来可能的长期变化做出在概率意义下的定量预测，以满足
45、工程计算的各种需要。该软件关于水文频率计算的途径设计为两种：一种是从一般的计算方法入手，从数据的读入、计算、特征值的选取、频率计算再到最后结果显示。可以适用于不同类型水文频率计算；一种是针对博斯腾湖实际需要计算的几个问题，直接进行选择，这里包括径流量（各水文站）、降水量（主要观测站）、蒸发量（主要观测站）。可以通过点击这些选择，进行资料追加和频率计算。,（2）洪水过程分析 其主要功能有：洪水频率分析。可以选择最大一日洪量或最大一月洪量，采用水文频率计算方法，对其进行频率分析。典型洪水过程线确定。根据历史上发生的洪水，按照一定频率确定不同水文站的典型洪水过程线。洪水演进过程。根据洪水演进模型，计
46、算上游洪水演进到入湖时的时间和洪水量大小。,（3）特征水位确定 根据特征水位的确定方法，主要完成两方面的重要计算：一是兴利调节计算；一是洪水调节计算。分别计算不同的特征水位和特征库容，包括兴利库容、正常蓄水位、防洪库容、防洪限制水位、防洪水位等。,（4）水资源系统变化预测 该计算包括湖泊水位变化预测、湖泊水体矿化度变化预测、下泄水量预测。其计算的前提条件是在其他基础条件一定的情况下，通过模型计算，得到不同的输出结果。,（5）湖泊水量调度 这一模块又包括两个子模块：湖泊调度图绘制与调度。根据计算确定的特征水位，考虑历史的湖泊水位变化过程，根据调度图绘制方法，绘制常规的水库调度图，作为博斯腾湖水资
47、源调度的参考依据。湖泊优化调度方案。根据对该湖泊水资源可持续利用的研究，采用优化调度函数方法，确定该湖泊的优化调度方案，主要包括下泄流量确定、湖泊适宜水位确定，并确定相应的调度对策，主要包括防洪或抗旱方案的确定、调度策略等。,6、帮助系统 该帮助文档内容包括对各种功能以及软件的使用说明，基本上能满足该软件运用时的各种疑难问题的解答和使用向导。,水资源管理工作是一项涉及范围广、内容多、非常复杂的工作。在水资源管理中有很重要的一块内容就是进行水资源合理配置、优化调度，实现水资源高效开发利用。水资源系统综合运行管理正是以此为目标提出来的。,第七节 水资源系统综合运行管理,一、水资源系统综合运行管理概
48、述 水资源系统是一个动态的系统，在水资源系统运行过程中，如何实现对水资源的利用，是水资源系统综合运行管理主要解决的问题。水资源系统综合运行管理包括与水资源配置、调度和控制有关或有影响的所有内容，如供水系统（包括城市、工业、农业供水等）、污水处理（直接排放的污水、经处理后的污水）、水力发电（蓄水、河川径流等）、航运、渔业、休闲和娱乐等。在水资源的开发利用过程中，为了实现某些效益可能会带来其他的一些损失，因此，要实现水资源的合理利用，需要在一定的约束条件下，构建水资源利用的优化模型，通过模型分析求解可得到水资源系统的最优运行策略，指导水资源开发利用实践。,二、灌溉系统 灌溉系统是指从水源取水，通过
49、渠道、管道及附属建筑物输水、配水至农田进行灌溉的工程系统。灌溉系统在许多国家已存在了数千年，并对这些国家农业及经济的发展起了十分重要的作用。灌溉系统运行管理，主要是通过对灌溉系统中水资源动态变化的分析，并根据作物的需水情况，制定合理的灌溉用水策略，确定供水时间、供水地点及供水数量，达到既不超出水资源承载能力，又能提高作物产量的目的。,三、供水系统 供水系统是指从水源取水，经过净化、传输等过程，将水配给最终用户的工程系统。供水系统是保证人民生活、生产的基础设施，对国家的稳定、国民经济的发展也起到非常重要的作用。供水系统运行管理主要的任务就是通过对水资源的优化配置，尽可能确保供水区域居民的各种权益
50、，实现经济效益、社会效益、环境效益的最优。具体的运行管理中，根据供水区域水源与用户的实际分布情况，确定供水模式，可以选择集中连片供水或分散供水，构建水资源配置模型，选取优化配置对策，辅助决策进行，达到实现水资源优化配置，并保证各种效益最优、推动节水工作开展的目的。,四、水能系统 水能资源是水资源的重要组成部分，是清洁可再生的绿色能源，具有独特的自然属性、社会属性和经济属性，是我国经济社会发展的战略性能源资源。开发利用水能资源是水资源管理的重要内容。水能作为水在流动过程中产生的能量，是水的动能和势能的统一体，属于水资源的范畴，是水资源具有的一种功能。水能系统是采用设备利用水的动能或势能，通过物理
