（農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)論文）海林市水資源優(yōu)化配置研究.pdf

摘要 隨著人口的增氏和經(jīng)濟的快速發(fā)展，水資源的供需矛盾日益突出。同時，水資源的過度 開發(fā)利用導致了生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，對2 l 世紀社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴峻的挑戰(zhàn)。 因此，水資源的合理配置與可持續(xù)利用問題，受到了學術(shù)界以及全社會的廣泛關(guān)注。本文選 擇黑龍江省牡丹江市所轄的海林市為研究區(qū)域，在分析研究區(qū)域內(nèi)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及其 存在問題的基礎(chǔ)上，重點研究區(qū)域內(nèi)社會經(jīng)濟發(fā)展布局和未來的水資源需求；分別采用綜合 分析定額法、產(chǎn)值相關(guān)法、時間序列分析模型等方法，對生活用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)灌溉用 水進行預測。 針對研究區(qū)工程型缺水的特點，根據(jù)水資源“三次平衡”的配置思想，分別進行了立足 于現(xiàn)狀開發(fā)利用模式下的水資源供需平衡分析、基于保持現(xiàn)有調(diào)水工程規(guī)模不變并充分考慮 節(jié)水、治污和挖潛等條件下的水資源供需平衡分析。依據(jù)專家規(guī)則為指導原則，協(xié)調(diào)供水與 需水之間的關(guān)系，生成海林市不同水平年的不同發(fā)展模式下的水資源優(yōu)化配置方案，最終達 到水資源的供需平衡，使社會經(jīng)濟、水資源與生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)、健康發(fā)展。 在水資源優(yōu)化配置效果評價研究上，本文構(gòu)建了層次分析法評價模型。建立了六人類二 十項指標的評價指標體系，運用層次分析法結(jié)合專家咨詢法評價生成的水資源優(yōu)化配置方案。 最后應用傳統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計工作思路中的水資源配置方案合理性評價進行對比驗證，得到一致 的結(jié)論。本次運用層次分析評價模型評價水資源優(yōu)化配置方案效果較好。實踐證明該方法有 助丁i 選擇符合廷域?qū)嶋H的水資源再己置方案，使水資源配置研究成果能指導或應用于區(qū)域水資 源管理中。 實例研究和計算結(jié)果表明，研究區(qū)域?qū)儆诠こ绦腿彼揽砍浞謹U大當?shù)厮Y源開發(fā)利 用潛力、節(jié)水和治污、挖潛以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整完全可以解決研究區(qū)水資源供需缺1 3 問題。 關(guān)鍵詞：可持續(xù)發(fā)展；水資源配置；海林市；供需平衡分析；層次分析 v ，一。， 一，；。童苧壘些查蘭三莖堡蘭耋：! ：絲蘭， ! ：，一，。，! s t u d yo nw a t e rr e s o u r c e so p ti i l l al a ll o c a ti o nir l h aiiin a b s t r a c t a c c o m p a n y i n gt h ei n c r e a s eo ft h ep o p u l a t i o na n dt h ef a s td e v e l o p m e n to ft h ee c o n o m y , t h e a l l o c a t i o nb e t w e e nt h es u p p l ya n dt h ed e m a n do f t h ew a t e rr e s o u r c e ss t a n d so u ti n c r e a s i n g l y a tt h e s a m et i m e ，e n v i r o n r u e n tb e c o m e sw o r s ea n dw o l 3 ed u et ot h ee x c e s s i v ed e v e l o p m e n ta n d u t i l i z a t i o no f w a t e rr e s o t l r c e sw h i c hi sas e v e r ec h a l l e n g et ot h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fs o c i a l e c o n o m y i nt h e2 1 s tc e n t u r y a n dc o n s e q u e n t l yb r o a dc o n c e r nh a sb e e na m u s e db yt h er a t i o n a l a l l o c a t i o na n dt h es u s t a i n a b l eu t i l i z a t i o no ft h ew a t e rr e s o n r c e si nt h ea c a d e m i aa n dt h ew h o l e s o c i c t y i nt h ea r t i c l e ，t h eh a l l i nt o w ni st h es t u d i e da r e ai 1 1m u d a n j i a n gc i t y , h e i l o n g j i a n gp r o v i n c e t h 。a u t h o r s t u d i e d t h e o v e r a l la r r a n g e m e n t o f s o c i a ! e c o n o m i c d e v e l o p m e n t a n d t h er e q u i r e m e n t o f t h ew a t e rr e s o n r c e si nt h ef u t u r e ，t 1 1 r o u g ha n a l y z i n gp r e s e n ts i t u a t i o na n dt h ec l l r r e n tp r o b l e m so f t h ed e v e l o p m e n t a n d u t i l i z a t i o n o f t h e w a t e r r e s o u r c e s i n t h es t u d i e d a r e a i na l l u s i o nt ot h es h o r t a g eb e c a u s el a c k i n go fw a t e rs u p p l y i n gp r o j e c t si nt h es t u d i e da r e r ， a c c o r d i n ga st h r e e - b a l a n c e si d e ao ft h ew a t e rr e s o u c c sa l l o c a t i o n ，t h eb a l a n c ea n a l y s i sh a v eb e e n d o n er e s p e c t i v e l yb o t hb a s e do nc u r r e n ts i t u a t i o nd e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o nm o d eo ft h ew a t e r r e s o n r c e s ，a n do nc u r r e n ts c a l eo fw a t e rt r a n s f e rp r o j e c t sa n dt h ec o n s i d e r a t i o no fw a t e rs a v i n g ， p o l l u t i o nc o n 臺o la n dp o t e n t i a le x c a v a t i o no f t h ew a t e rs u p p l y i n g a n dt h e ng e n e r a t es c h e m e su n d e r d i f f e r e n td e v e l o p m e n tm o d ei nd i f f e r e n th o r i z o n t a ly e a r so ne x p e r tr o l e c o o r d i n a t i n gt h er e l a t i o n b e t w e e nw a t e rs u p p l ya n dd e m a n ds ot h a tt h eb a l a n c eb e t w e e nt h e mc a l lb er e a l i z e du l t i m a t e l y w h i c hc a ns u s t a i nt h eh a r m o n i o u sa n dh e a l t h yd e v e l o p m e n ta m o n gs o c i a le c o n o m y , v c a t e i r e s o u r e e $ a n de 】n v i r o c a n e n t i no r d e rt oa p p r a i s et h ee f f e c to f t h ew a t e rr e s o u r c e so p t i m a la l l o c a t i o ns c h e m e s ，t h ea u t h o r e s t a b l i s h e dt h ea p p r a i s a lm o d e lo na h p a c c o r d i n gt oi n d e xs y s t e me s t a b l i s h e dw h i c hh a v et w e n t y i n d e x e si ns i xc l a s s e s ，w ec a nr e a l i z ea p p r a i s i n ga n do p t i m u ms e l e c t i n gs c h e m et h r o u g hc o m b i n i n g a h pw i t ht h em e t h o do fe x p e r tc o n s u l t s c o m p a r e dw i t ht h er a t i o n a la p p r a i s a li nt r a d i t i o n a l p l a n n i n gw o r k ，t h ea u t h o rd r e wt h es a l t l ec o n c l u s i o n i ti sp r o v e dt h a tt h i sm e t h o di sh e l p f u lt o s e l e c to n ew h i c hi sc o r r e s p o n dt or e a l i t yf i o md i f f e r e n ts c h e m e s w h i c hm a k et h er e s e a r c hr e s u l t s c a ng u i d eo rb ea p p l i e di nm a n a g e m e n to f r e g i o n a lw a t e rr e s o u j c e s f r o mt h ee x a m p l es t u d y i n ga n dt h ec a l c u l a t i o n ，w ec a nc o n c l u d et h a ti nt h es t u d i e da r e at h e r e i sas h o r t a g eb e c a u s el a c k i n go fw a t e rs u p p l y i n gp r o j e c t s ，w ec a r lr e s o l v et h es h o r t a g ep r o b l e mo f w a t e rr e s o u r c e s ，t h r o u g he x c a v a t i n gp o t e n t i a l i t y , a n de n l a r g i n gt h ed e v e l o p m e n ts c a l eo fw a t e r r e s o u r c e s ，i nc o u r s eo fw h i c ht h ea d j u s t m e n to ft h ei n d u s t r ys t r u c t u r e ，w a t e rs a v i n ga n dp o l l u t i o n c o n t r o lw i l lb ev e r yi m p o r t a n tf o rt h eb a l a n c eb e t w e e nw a t e rs u p p l ya n dd e m a n d i ti su l l n e c c s s a r y t ob u i l d i n gw a t e rt r a n s f e rp r o j e c t s k e y w o r d s ：s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ；w a t e rr e s o u r c e sa l l o c a t i o n ；h a i l i nt o w n ；a n a l y s i so fb a l a n c e o f w a t e r s u p p l ya n dd e m a n d ；a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s c a n d i d a t e ：g b a l lc h u a n - t a o s p e c i a l i t y ：a g r i c u l t u r es o i l - w a t e re n g i n e e r i n g s u p e r v i s o r ：p r o f w a n gt i e v 1 l 1 1 研究目的與意義 1 1 1 可持續(xù)發(fā)展與資源水利 可持續(xù)發(fā)展是2 0 世紀8 0 年代以來人類對生存與發(fā)展的一種最新認識，是認識上的一個 b 躍?？沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出是建立在人口、資源、環(huán)境和社會、經(jīng)濟相互協(xié)調(diào)、良性循環(huán) 的基礎(chǔ)上，尋找一種新的經(jīng)濟增長方式。利用現(xiàn)代的高科技來發(fā)展經(jīng)濟，通過高科技和人才 開發(fā)、人力資源來推動經(jīng)濟增長，力求資源的高效和永續(xù)利用，實現(xiàn)經(jīng)濟增長、社會發(fā)展和 人口增氏相互協(xié)調(diào)。其宗旨是保護其資源能滿足世世代代延續(xù)不斷發(fā)展的需要，使人口的數(shù) 量和生活方式，保持在地球的承載力之內(nèi)?？沙掷m(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)是資源。因此，人口、資源和 環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展的核心問題是資源能否滿足人類世世代代生存與發(fā)展的需要。水是生命之源， 是不可替代的生活和生產(chǎn)資料。水對人類的生存與發(fā)展、對人類經(jīng)濟和社會環(huán)境以及對人類 的未來都會產(chǎn)生巨大的影響?？梢姡沙掷m(xù)發(fā)展的關(guān)鍵在水。 在社會歷史的發(fā)展進程中，當人類開始定居并發(fā)展農(nóng)業(yè)以后，就形成了人與土地和水的 密切關(guān)系。在人們的生活和生產(chǎn)活動中，必須共有水源、共防水害，這就形成了人類社會最 早的水事活動。縱觀人類治水歷史，可分為原始水利、丁程水利、資源水利三個階段。這是 一個繼承和發(fā)展的過程。原始水利階段人類適應自然、順應自然，以減災除害、保生存求 發(fā)展為目的。認為水“取之不盡，用之不竭”。人們開發(fā)利用水資源隨意、盲目，但由于科技 落后、社會經(jīng)濟不發(fā)達，水資源需求量小，對水資源破壞程度不大。工程水利階段，人類改 造自然、征服自然，追求經(jīng)濟大發(fā)展，大規(guī)模興建水利工程，全面開發(fā)利用水資源。認為水 “可再生、人量、廉價的自然之物”。由于科技進步、人口激增，取用水量隨社會經(jīng)濟發(fā)展越 米越火，排放廢污水越來越多，對自然羿中的水資源造成嚴重破壞，導致各種各樣的“水危 機”。資源水利階段，人類與自然和諧共處、協(xié)調(diào)發(fā)展。認為水“是人類生存和發(fā)展不可替代、 可再生的、有限的、易破壞的自然和環(huán)境資源”。目前，我國正處在由工程水利向資源水利過 渡階段。 資源水利是一種既滿足當代人發(fā)展需要，又考慮人類未來生存和發(fā)展需要的可持續(xù)發(fā)展 的全新治水思路。其目標就是要處理好水資源與社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系，使水 資源在整體上發(fā)揮出最大的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。資源水利主要包含開發(fā)、利用、 治理、節(jié)約、配置、保護等六方面內(nèi)容。其中搞好水資源配置是關(guān)鍵，而節(jié)約、保護、治理 是配置的重要手段，開發(fā)和利用是配置的目的。 1 1 2 研究意義 水是生命之源，人類的一切活動均建立在對資源的開發(fā)與利用的基礎(chǔ)之上。由于水的多 功能性和不可替代性，才成為支撐社會經(jīng)濟發(fā)展的基本要素。而“水多、水少、水臟、水渾” 四人水問題已經(jīng)危害人民生命財產(chǎn)安全、惡化生態(tài)環(huán)境，已威脅社會穩(wěn)定、制約經(jīng)濟發(fā)展。 改革開放2 0 年來，中國社會面貌發(fā)生了翻天覆地的變化，經(jīng)濟更是高速增長。以水資源的可 持續(xù)利用支撐社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展問題已經(jīng)提上議事日程。水資源配置最優(yōu)規(guī)則研究在黑 龍江尚處起步階段。本次課題以黑龍江省海林市為典型地區(qū)開展研究，目標是水資源在整體 上發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。將所得到的水資源配置方法輻射推廣到全省 基本情況類似地區(qū)為當?shù)丶叭∧酥寥珖鉀Q水問題提供政策性建議。 1 2 國內(nèi)外研究動態(tài) 上世紀6 0 年代，科羅拉多的幾所大學對計劃需水量的估算及滿足未來需水量的途徑進 行了研討，被認為“體現(xiàn)了水資源優(yōu)化配置的思想”，算是水資源優(yōu)化配置研究的開端。7 0 年代以來，伴隨數(shù)學規(guī)劃和模擬技術(shù)的發(fā)展及其在水資源領(lǐng)域的應用，水資源優(yōu)化配置的研 究成果不斷增多。1 9 8 2 年，荷蘭學者e r o m i j n m t a m l n g a 考慮了水的多功能性和多種利益的 關(guān)系，強調(diào)決策者和決策分析者問的合作，建立了g e l d e f l a n d t d o e n l h e 的水資源量分配問題 的多層次模型，體現(xiàn)了水資源配置問題的多目標和層次結(jié)構(gòu)的特點。 9 0 年代以來，由于水污染和水危機的加劇，傳統(tǒng)的以供水量和經(jīng)濟效益昂大為水資源優(yōu) 化配置目標的模式已不能滿足需要，國外開始在水資源優(yōu)化配置中注重水質(zhì)約束、水資源環(huán) 境效益以及水資源可持續(xù)利用研究。r a f l e m i n g 和r m a d a m s ( 1 9 9 5 ) 建立的地下水水質(zhì)水量管 理模型，建模以經(jīng)濟效益最大為目標，考慮了水質(zhì)運移的滯后作用，并采用水力梯度作為約 柬來控制污染擴散；c a d o s p e r e i a 和g i d e o n o r o n ( 1 9 9 7 ) 以經(jīng)濟效益最大為目標，建立了以色列 南部e i l a t 地區(qū)的污水、地表水、地下水等多種水源的管理模型，模型中考慮了不同用水部門 對水質(zhì)的不同要求。 “水資源優(yōu)化配置”一詞在我國正式出現(xiàn)是1 9 9 1 年，開拓了專門以流域或區(qū)域水資源 配置以及相關(guān)問題為主的研究方向。壬浩等( 2 0 0 1 ) 在“黃淮海水資源合理配置研究”中， 首次提出水資源“三次平衡”的配置思想，系統(tǒng)地闡述了基于流域水資源可持續(xù)利用的系統(tǒng) 配置方法，其核心內(nèi)容是在國民經(jīng)濟用水過程和流域水循環(huán)轉(zhuǎn)化過程兩個層面上分析水量虧 缺態(tài)勢，并在統(tǒng)的用水競爭模式下研究流域之間的水資源配置問題，是我國水資源配置理 論與方法研究的新進展。 在水資源配置研究的具體實現(xiàn)手段上，近年來國內(nèi)學者也提出了不同的技術(shù)方法，并作 了大量應用研究。王增發(fā)等( 2 0 0 0 ) 提出了江河水資源分配模型，將水庫最優(yōu)放水流量以及 下游河段的區(qū)間入流按用戶或河段進行分配，使全河獲得展大效益，井應用優(yōu)化模型和實用 折扣模型進行了求解。趙建世等( 2 0 0 2 ) 在分析了水資源配置系統(tǒng)的復雜性及其復雜適應機 理分析的基礎(chǔ)上，應用復雜適應系統(tǒng)理論的基本原理和方法，構(gòu)架出了全新的水資源配置系 統(tǒng)分析模型。 1 3 研究的主要內(nèi)容和技術(shù)路線 本課題來源于黑龍江省水利廳規(guī)劃項目：黑龍江省水資源綜合規(guī)劃。 水資源優(yōu)化配置是針對水資源短缺和用水競爭提出的，要通過水資源配置系統(tǒng)來實現(xiàn)。 水本身的資源、環(huán)境、社會和經(jīng)濟屬性，決定了水資源優(yōu)化配置涉及內(nèi)容廣泛。本文研究的 主要內(nèi)容包括： 水資源承載能力。水資源承載能力指的是在一定流域或區(qū)域內(nèi)，其自身的水資源能夠持 2 引言 續(xù)支撐社會發(fā)展規(guī)模，并維系良好生態(tài)環(huán)境的能力。這種能力不是無限的，并且要以可持續(xù) 發(fā)展，即保證生態(tài)用水和環(huán)境用水為前提，滿足經(jīng)濟發(fā)展用水。本文探索適合海林市的現(xiàn)實 可行的社會經(jīng)濟發(fā)展規(guī)模和發(fā)展方向，推求合理的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局。研究現(xiàn)狀用水結(jié)構(gòu)、水 的利用效率、提高用水效率的主耍技術(shù)和措施，分析預測未來居民生活水平提高、國民經(jīng)濟 各部門發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境保護不同條件下的水資源需求。 水資源供需平衡。包括現(xiàn)狀水資源開發(fā)利用評價、供水結(jié)構(gòu)和可利用水量分析。通過在 不同的水i ：程開發(fā)模式和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展模式下的水資源供需平衡分析，確定水工程的供水范 圍和可供水量，以及各用水單位的供水量、供水保證率、供水水源構(gòu)成、缺水量、缺水過程 及缺水破壞程度等情況。根據(jù)水資源配置的基本規(guī)則，協(xié)調(diào)各用水部門、用水地域的用水， 提出聯(lián)合調(diào)配各種水源的高、中、低方案。 水資源優(yōu)化配置決策支持系統(tǒng)。決策支持系統(tǒng)是指綜合利用各種數(shù)據(jù)、信息、知識，特 別是模型技術(shù)，輔助決策者解決半結(jié)構(gòu)化決策問題的人機交互式計算機軟件系統(tǒng)。決策支持 系統(tǒng)不能代替只能支持人的決策，輔助決策者做出正確的選擇。本文建立了水資源優(yōu)化配置 方案的層次分析法評價模型，對基于專家規(guī)則為指導原則所產(chǎn)生出的海林市不同水平年的水 資源配置方案進行優(yōu)選。 水資源管理體系研究。海林市水務局已經(jīng)成立，全市涉水事務已經(jīng)劃歸水務部門管理， 但如何更加科學地進行管理必須進一步研究，形成與水資源合理配置相適應的水資源科學管 理體系，包括建立科學的管理機制和管理手段，制定有效的政策法規(guī)，確定合理的水價政策、 水費計收標準和實施辦法，培養(yǎng)合格的水資源科學管理人才等。 水資源優(yōu)化配置保障體系。水資源開發(fā)利用在不同地區(qū)、不同歷史背景和不同發(fā)展水平 f 是有相當人的差異的。然而，可持續(xù)發(fā)展作為全球發(fā)展的總目標，所體現(xiàn)的公平性和可持 續(xù)性原j j ! l j ，對水資源可持續(xù)利用來講是共同的。在滿足上述原則基礎(chǔ)上實現(xiàn)水資源可持續(xù)利 用，應當對保障條件進行深入的研究。其中包括完善法律體系和執(zhí)法機構(gòu)、科技在水資源優(yōu) 化配置中的應用、節(jié)水潛力分析以及各行業(yè)用水指標等方面。 技術(shù)路線流程圖如圖l l 所示。 開 始 意f 趨 到摯 圖1 - 1 技術(shù)路線流程圖 f i g l 一1t h ef l o wo f t e c h n i q u e r o u t e 結(jié) 論 及 建 議 充一當?shù)厍闆r基礎(chǔ)資料搜集塑國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展背一立題依據(jù)研究的目的和 東北農(nóng)業(yè)大學工學碩士學位論文 2 海林市基本概況 2 1 海林市自然經(jīng)濟概況 海林市位于黑龍江省東南部，牡丹江市的西部。海林市座落在氏白山系、張廣才嶺東麓。 全市地貌形態(tài)由西北向東南依次為深山、淺山、丘陵漫崗、河谷平原。海林市地形總趨勢為 西北高、東南低，海拔高度為8 8 0 1 8 0 m 之間。海林市處于寒溫帶大陸性季風氣候區(qū)。春季 短促，多風少雨；夏季炎熱潮濕，高溫多雨；秋季涼爽；冬季寒冷漫長。海林市是黑龍江省 降雨中心，多年平均降雨量4 5 0 8 0 0 m m 。海林市天然植被保護情況較好。尤其長汀、橫道、 二道、三道四個鄉(xiāng)鎮(zhèn)最為突出，全市森林覆蓋率為6 7 9 。丘陵浸崗區(qū)受人為因素影響，林 草覆蓋率較低，易產(chǎn)生風蝕、水蝕、水土流失較為嚴重。全市土壤共分暗棕壤土、白漿土、 黑土、草甸士、沼澤土、河淤土、水稻土等七個_ 十類。 全市行政區(qū)域總面積為8 8 1 4 平方公里。截至2 0 0 3 年，全市總?cè)丝跀?shù)4 3 弱萬人，其中 工業(yè)人口數(shù)2 4 5 6 萬人，農(nóng)業(yè)人口數(shù)1 9 3 萬人。全市總耕地面積8 3 3 萬畝，其中市屬耕地面 積7 3 8 萬畝，占全市總耕地面積的8 8 。人均耕地4 7 畝勞均耕地1 2 畝，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值3 1 億元，人均總收入3 31 7 元。全市共有牲畜2 0 4 5 萬頭，大牲畜6 8 9 萬頭，小牲畜1 3 5 6 萬頭， 家禽9 0 萬只。全市糧食總播種面積4 0 4 萬公頃，總產(chǎn)量1 2 4 6 萬噸，農(nóng)村經(jīng)濟總收入實現(xiàn) 1 5 5 4 億元，農(nóng)民人均純收入達到2 9 0 1 元。2 0 0 3 年，全市規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值實現(xiàn)1 1 8 7 億 元，增加值4 0 4 萬元，全口徑財政收入完成2 8 7 億元，城鎮(zhèn)居民人均可支配收入達到4 8 1 3 元，增眭1 7 2 ，國內(nèi)生產(chǎn)總值完成3 3 億元( 現(xiàn)價) 同比增長1 0 。 2 2 海林市水能水資源現(xiàn)狀及其評價 2 2 1 水能水資源狀況 海林市境內(nèi)為牡丹江水系，共有河流1 4 0 條，河流總長2 9 3 0 k m ，河網(wǎng)度為0 3 k m k m 。 具有水能開發(fā)價值的河流1 4 條( 集雨面積1 0 0k m 2 以上) ，主要河流均屬山區(qū)性河流，坡陡 流急，自然落差大，流域植被良好，水份涵養(yǎng)區(qū)未被破壞。全市境內(nèi)水能資源十分豐富，水 能資源理論蘊藏總量5 6 1 5 6 萬k w 。牡丹江由南向北流經(jīng)海林市柴河、2 2 - 道、三道進入林1 3 縣。在海林市境內(nèi)的一級支流有5 條，其中海浪河是內(nèi)河。海林市主要河流特征具有：主流 源遠流睦，水量充沛；河道上游溝窄流急，比降大，水能豐富：洪枯水相差懸殊，洪水歷時 較短等特征。海林市水資源總量4 3 _ 3 9 億m 3 ，可開發(fā)利用水資源總量3 1 7 7 億m 3 ，其中地表 水3 0 4 億m 3 ，地f 水1 3 7 億m 3 。人均占有水資源量7 2 4 4 m 3 ，是全國人均水資源量的2 7 倍， 是全省人均占有水資源量的3 5 倍。畝均水量7 4 5 m 3 ，是全省畝均水量的6 8 倍。地表水分布 時空不均勻。全市地下水資源量為1 2 9 9 億m 3 ，調(diào)節(jié)儲備量1 7 2 億m ，可開采最1 3 7 億m 。 海林市地表水水質(zhì)較好，由于海浪河流域地下水p h 值偏低，鐵離子嚴重超標( 屬原生水文 地質(zhì)污染) 加之后生“三氮”( 亞硝酸鹽氮、氨氮、硝酸鹽氮) 等指標的疊加，致使地下水 質(zhì)較著。海浪河長汀以上河段為i 類水質(zhì)，其它河流均為i i 類水質(zhì)，牡丹江干流：為i i i 類水質(zhì)， 地卜水無色無味，符合國家飲用水標準。海林市水資源豐富，但開發(fā)利用量僅占總量的8 1 4 海林市基本概況 ，在人口密集經(jīng)濟發(fā)達的海浪河中下游地區(qū)，開發(fā)利用程度已達2 1 ，而其它地區(qū)只有 2 2 5 左右。 2 2 2 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀 截至2 0 0 3 年末，海林市己建成大小灌區(qū)7 1 處，其中萬畝以上灌區(qū)5 處，實灌面積已達 1 6 8 2 萬畝；堤防工程2 5 處，總長3 8 8 7 k m ；全市共完成治理面積4 6 9 0 0 公頃，占水土流失 總面積的2 7 9 ：已建電站4 處，總裝機5 5 4 2 9 萬k w ，總投資4 9 5 5 億元：共建成雨污合 流管道5 4 2 0 8 米。這些水利工程，為當?shù)剞r(nóng)業(yè)進步、人民生活水平的提高、生態(tài)環(huán)境的改善 以及國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，農(nóng)民致富奔小康，起到了舉足輕重的作用。全市水資源年開發(fā)利 用總量1 8 7 億m 3 ，其中地表水利用量1 5 7 億m 3 。地下水開發(fā)利用量0 3 0 億m 3 ，各業(yè)用水： 生活用水0 1 7 億m 3 ，： 業(yè)用水0 1 5 億m 3 ，農(nóng)業(yè)用水1 4 0 億m 5 ，其它用水0 1 5 億m 3 。 海林市水利建設(shè)歷史悠久水利事業(yè)經(jīng)過多年積累和發(fā)展已有了質(zhì)的飛躍。而全面建設(shè) 小康社會的目標，對水利發(fā)展提出了新的任務和要求，同時使得不足和問題表現(xiàn)愈發(fā)土出： 1 骨干控制性工程少，對水資源的調(diào)控能力低，工程型缺水問題突出。由于投入不足。 水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍然比較落屙，缺少大型的控制性骨干t 程，水旱災害頻繁發(fā)生，整體抗 御水旱災害的能力與國民經(jīng)濟的發(fā)展不相適應，防汛抗旱能力仍然很低，不利于海林市的防 汛抗旱工作的順利開展。 2 農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施嚴重不足，配套率低，使農(nóng)田水利工程設(shè)計能力得不到充分發(fā)揮， 還有7 0 的耕地無任何農(nóng)田水利設(shè)施。因此抵御自然災害能力極弱。在旱災面前無能為力， 給農(nóng)民生產(chǎn)生活造成極大損失。渠系配套工程建設(shè)標準低。老化失修現(xiàn)象嚴重。該市的部分 = j 型由于受資金不足等客觀因素的影響，工程建設(shè)的標準較低達不到設(shè)計要求，致使我市 部分f ：程破損老化嚴重。工程運行效率低，造成了資源的浪費阻礙了水利事業(yè)的發(fā)展，因 此，急需整頓和改造。 3 由丁二毀林、毀草開荒等人為破壞，致使局部地區(qū)水十流失現(xiàn)象較為嚴重，生態(tài)環(huán)境 惡化的勢頭沒有得到有效控制，邊治理邊破壞趨勢還沒有得到根本扭轉(zhuǎn)，生態(tài)環(huán)境整體改觀 的態(tài)勢還沒有形成，對保護生態(tài)環(huán)境的重要性缺乏認識，資源與環(huán)境問題仍是制約該市社會 經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的主要原因。 4 水能水資源開發(fā)利用率較低，供水能力低，污染嚴重。水資源保護和。霄約用水沒有 得到高度重視，浪費水的現(xiàn)象還非常嚴重，水的利用效率不高，水污染沒有得到有效控制。 5 城區(qū)現(xiàn)有水源日供水1 7 萬m 3 的供水系統(tǒng)已不能滿足目前城市用水需求，同時管網(wǎng) 老化，年久火修，跑、冒、滴、漏現(xiàn)象時有發(fā)生，造成配水能力嚴重不足。城區(qū)排水未建成 雨、污分排管道，生活污水和工業(yè)廢水未經(jīng)處理直接排八河道，致使河流污染嚴重。 6 管理制度不夠健全，管理水平較低，思想不夠解放，機制改革步子小。缺乏與時代 相適應的管理機制，致使1 ：程不能充分發(fā)揮作用。對水利?。撼探ㄔO(shè)與管理同等重要的認識不 夠存在著重建設(shè)、輕管理的現(xiàn)象。隨著我國市場經(jīng)濟的空前發(fā)展，水利行業(yè)在長期的計劃 經(jīng)濟時期留f 的痼疾一時無法抹去，盡管該市在轉(zhuǎn)變觀念上做了許多工作，如積極進行招商 引資，租賃、承包、拍賣、轉(zhuǎn)讓等多形式的機制轉(zhuǎn)軌，但步子邁得不夠大。特別是在：i = 程建設(shè) 方面，還沒有按著規(guī)范、標準的要求嚴格履行程序，在實施中執(zhí)行的不夠得利。 3 海林市水資源供需水量預測研究( 趨勢分析) 3 1 基本原則和總思路 1 節(jié)流與開源并舉，利用與保護并重 為了滿足未來經(jīng)濟發(fā)展對供水不斷增長的需求，根據(jù)區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展和水資源需求。 以及生態(tài)環(huán)境狀況等具體情況，在進一步強化節(jié)約用水和現(xiàn)有工程配套改造挖潛的前提下， 適當建設(shè)當?shù)厮Y源開發(fā)利用工程，以保證供水量適度增長。做到新建工程與現(xiàn)有工程配套 改造并進，節(jié)流與開源并舉，開發(fā)與保護并重。 2 經(jīng)濟合理的原則 根據(jù)社會凈福利展大的準則，對水資源的需求與供給同時進行調(diào)整，使社會經(jīng)濟發(fā)展模 式與資源環(huán)境承載能力相適應。依據(jù)邊際成本替代準則，在需求側(cè)采用生產(chǎn)力轉(zhuǎn)移、產(chǎn)業(yè)結(jié) 構(gòu)調(diào)整、水價格調(diào)整、行業(yè)器具型節(jié)水等措施，抑制需求的過度增長，并提高資源的利用效 率；在供給側(cè)統(tǒng)籌考慮降水和洪水、污水資源化、地表水和地下水聯(lián)合利用等措施，增加水 資源對區(qū)域發(fā)展的綜合保障能力。 3 可持續(xù)發(fā)展原則 基于可持續(xù)發(fā)展的原則，兼顧國民經(jīng)濟需水和生態(tài)環(huán)境需水，水資源配置應立足于水資 源的持續(xù)利用。從保持人與自然和諧關(guān)系的觀念出發(fā)，協(xié)調(diào)發(fā)展進程中的人地關(guān)系和人 水關(guān)系。兼顧除害與興利、當前與長遠、局部與全局，在社會經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護兩方 面進行權(quán)衡，合理分配社會經(jīng)濟用水與生態(tài)環(huán)境用水。根據(jù)自然規(guī)律和經(jīng)濟規(guī)律，在社會經(jīng) 濟發(fā)展需求和資源環(huán)境承載能力之間尋求平衡，在水資源高效持續(xù)利用的資金需求和社會經(jīng) 濟承受能力之間尋求平衡。 3 2 海林市水資源供水量預測 供水預測的目標為2 0 1 7 年實現(xiàn)全市水資源供需平衡。本文的供水工程主要參考了黑 龍江省中長期供水計劃和海林市水務局制定的海林市小康社會水利發(fā)展規(guī)劃的有關(guān)成 果。供水預測和供需分析，考慮了海林市的水資源條件和水資源開發(fā)利用的適宜程度。供水 預測遵循以下原則：加強工農(nóng)業(yè)節(jié)水，抑制水資源需求的不合理和過快增睦：對現(xiàn)有供水設(shè) 施進行配套、挖潛、一改造。統(tǒng)籌規(guī)劃雨水、地表水、地下水的利用；合理安排生態(tài)環(huán)境用水， 充分考慮其他用水量。由于現(xiàn)狀供水量中沒有外流域調(diào)水和污水處理回用，現(xiàn)狀水平年可供 水量主要包括地表水供水量和地下水供水量。各水平年供水工程供水量如表3 - l 所示。 表3 - 1 海林市不同水平年供水工程供水量表 ( 單位：萬m 3 ) t a b 3 - 1h a i l i nw a t e rs u p p l ya m o u n tb yw a t e rs u p p l y i n gp r o j e c t si nd i f f e r e n th o r i z o n t a ly e a r s ( 1 0 4 m 3 ) 6 現(xiàn)狀水平年總供水量約為1 8 7 億m 3 ，其中地表水工程供水量約為1 5 7 億m 3 ，地下水工 程供水量約為0 3 億m 3 。到2 0 1 0 年總供水量約為2 8 6 億m 3 ，其中地表水工程供水量約為2 5 2 億m 3 ，地下水工程供水量約為o - 3 4 億m 3 。到2 0 1 7 年總供水量約為3 7 2 億m 3 ，其中地表水 工程供水量約為3 3l 億m ，地。f 水工程供水量約為o 4 1 億m j 。 供水能力是指水利丁程在特定條件下，具有一定供水保證率的供水量，它與來水量、工 程條件、需水特性和運行調(diào)度方式有關(guān)。根據(jù)海林市水務局2 0 0 3 年調(diào)查，全市供水工程的原 設(shè)計供水能力為1 8 7 億m 3 。由于很多工程修建較早，其來水條件、工程配套老化等狀況和 供水對象、需水要求，以及調(diào)度運行規(guī)則都有所變動。在現(xiàn)狀條件下全市供水下程的供水能 力，已下降為1 4 9 億m 3 ，供水能力衰減了0 3 8 億m ，為原有設(shè)計供水能力的2 0 。 3 3 海林市社會經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢 3 3 1 水與社會經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系 人類的一切活動均建立在對資源的開發(fā)與利用的基礎(chǔ)之上。水作為不可替代的自然資 源，與自然、社會、經(jīng)濟之間有著千絲萬縷的聯(lián)系，水在自然界演化、社會進步、經(jīng)濟發(fā)展 的過程中，表現(xiàn)出一系列自然特性、社會和經(jīng)濟屬性。正是由于他的多功能性和不可替代性， 才成為支撐社會經(jīng)濟發(fā)展的基本要素。 2 0 世紀，是經(jīng)濟、科技高速發(fā)展的世紀，在這1 0 0 年的時間里，人類創(chuàng)造的財富超過以 前所有世紀的總和，人類對資源的開發(fā)強度也達到了前所未有的程度。伴隨社會經(jīng)濟的高速 發(fā)展，我國用水量也呈大幅度增長態(tài)勢。統(tǒng)計數(shù)字顯示，用水與人口和社會經(jīng)濟呈同步增長 態(tài)勢。同時，洪澇災害、干旱缺水、水體污染威脅社會穩(wěn)定，制約經(jīng)濟發(fā)展，危害人民生命 財產(chǎn)安全，惡化生態(tài)環(huán)境。 總之，水資源的開發(fā)利用歸根到底是由人類活動引起，是為人服務的。因此，了解社會 經(jīng)濟發(fā)展歷程，把握社會經(jīng)濟的發(fā)展趨勢，對深入研究水資源問題是十分重要的。 3 3 2 海林市社會經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀 海林經(jīng)濟綜合實力位居黑龍江省前列。2 0 0 3 年，國內(nèi)生產(chǎn)總值實現(xiàn)3 2 億元，人均國內(nèi) 生產(chǎn)總值實現(xiàn)o7 4 萬元，一、二、三產(chǎn)業(yè)的比重為1 2 ：5 5 ：3 3 ：城鎮(zhèn)居民人均可支配收入和 7 農(nóng)民人均純收入分別實現(xiàn)4 ，8 1 3 元和2 , 9 4 0 元。海林是黑龍江省級生態(tài)農(nóng)業(yè)試點市、水土保持 試點市和水利建設(shè)先進市。2 0 0 3 年第一產(chǎn)業(yè)增加值完成3 8 。5 0 0 萬元。第二產(chǎn)業(yè)增加值完成 17 6 ，8 0 0 萬元。第三產(chǎn)業(yè)增加值完成1 0 ，4 7 0 0 萬元。 海林市國民經(jīng)濟在蓬勃發(fā)展的同時，還存在一些長期積累的問題和矛盾，主要表現(xiàn)在： ( 1 ) 經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不夠合理。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)比重大，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和優(yōu)勢經(jīng)濟發(fā)展速度慢。新 的經(jīng)濟增長點發(fā)展不協(xié)調(diào)，特別是第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后于一、二產(chǎn)業(yè)。缺少財政支柱和立市企 業(yè)，缺乏與區(qū)域、國內(nèi)和國際市場關(guān)聯(lián)性強的產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品。 ( 2 ) 林業(yè)困難和問題突出。一是林業(yè)經(jīng)營觀念和方式落后，價值取向單一。二是經(jīng)營 管理過于粗放，林業(yè)資源面臨危機。三是長期過量采伐，使國有林業(yè)出現(xiàn)畸形發(fā)展，積淀了 大量的社會遺留問題。四是林業(yè)施業(yè)區(qū)森林覆蓋率下降，水土涵養(yǎng)能力降低。 ( 3 ) 財源結(jié)構(gòu)不合理。財政收入的6 0 以上來自海林卷煙廠，形成了一柱擎天的高風 險財政。財政上解比例高，“九五”期間財政收入累計上解5 6 ，4 0 4 萬元，上解比例為6 3 8 ， 基本上是吃飯財政。 ( 4 ) 耕地比例小。全市耕地面積占總面積的1 0 ，種植業(yè)調(diào)整的空間較小，人多地少 矛盾會越米越突山。由于開發(fā)時間較長，耕作粗放，農(nóng)家肥用量減少，加之水土流失，土壤 有機質(zhì)含量已從初墾時期的1 1 下降到現(xiàn)在的4 左右。 3 3 3 海林市社會發(fā)展預測 水資源需求分析的基礎(chǔ)是未來的社會發(fā)展格局。社會經(jīng)濟的發(fā)展對水資源需求增長的影 響，主要體現(xiàn)在：人口增長與城市化進程、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化與工業(yè)總產(chǎn)值、農(nóng)業(yè)發(fā)展與灌溉面 積增 乏。上述三方面在發(fā)展進程中受到某些不確定因素的影響。但也有一定規(guī)律可循。各 方面之間，還同時存在著深刻的內(nèi)在聯(lián)系。 為了反映各類指標的確定性趨勢和不確定性影響，本次預測采用情景分析的方法。首先， 針對規(guī)劃中各類發(fā)展指標，綜合考慮水資源條件和地區(qū)發(fā)展目標，分別預測其可能出現(xiàn)的上 下界范圍：其次，根據(jù)各個方面之間的內(nèi)在聯(lián)系，對各分項指標預測值進行組合，形成不同 的發(fā)展情景；最后，以這些發(fā)展情景作為需水預測基礎(chǔ)。 本次預測依據(jù)海林市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃和海林市小康社會發(fā)展規(guī)劃，在人口預測 中主要依據(jù)我國的人1 3 政策、海林市人口演變的具體情況以及總體的方針政策，考慮海林 市的城鎮(zhèn)化發(fā)展要求，對總?cè)丝凇⒊擎?zhèn)人口和農(nóng)村人口作出預測；在經(jīng)濟預測中，主要依據(jù) 海林市兩個規(guī)劃中提出的要求；農(nóng)業(yè)灌溉面積發(fā)展預測，是參考海林市灌溉發(fā)展總體設(shè)想的 方案作出的。設(shè)定2 0 0 3 年為現(xiàn)狀水平年，2 0 1 0 年和2 0 1 7 年為規(guī)劃水平年。2 0 1 7 年為海林市 規(guī)劃實現(xiàn)提前三年全面進入小康社會奮斗目標的年份。 3 3 3 1 人口與城鎮(zhèn)化進程預測 人口預測主要是基于對一個地區(qū)的現(xiàn)有人口狀況及其未來發(fā)展趨勢的判斷，測算在未來 某個時間其人口總量及其城鄉(xiāng)分布。人口總量預測，般有兩類方法：其一為“直接推算法” 即根據(jù)基準期的人口總數(shù)直接推算未來人口數(shù)；其二二為“分要素推算法”，即先分別預測影響 人口總數(shù)的備類要素，如：出生數(shù)、死亡數(shù)、遷移數(shù)，然后再合起來推算未來人1 3 總數(shù)。兩 海林市水資源供需水量預測研究( 趨勢分析) m l l l l 種計算方法的數(shù)學公式表述如下： 直接推算法： p t = p o ( 1 + k ) p l = p o ( 1 + k0 分要素推算法： p fp o + p n p d + p m 式中：p 。為t 時期人口總數(shù)；p o 為現(xiàn)有人口總數(shù) k 為人口年增長率( ) ；k 人口年增長數(shù) ( 萬人) ；為p n 為出生人口總數(shù)；p d 為死亡人口總數(shù)；p m 為人d 遷移凈值，p m = 人口遷 入一人口遷出。 目前，對人口自然增長率函數(shù)求解，主要有掰種基本方案：一是“數(shù)據(jù)擬合外推法”。 它是基于對過去人口自然增長率數(shù)據(jù)進行分析，通過計算的擬臺，求解其函數(shù)解析表達式， 然后通過外推方法，求出未來人口自然增長率數(shù)值。該方案計算比較簡單、目的性強、易于 操作；二是總和生育率綜合分析法”。它是依據(jù)對婦女總和生育率的綜臺分析，應用c a n n a n 年齡結(jié)構(gòu)代數(shù)程序法，求解出人口自然增長率函數(shù)解析表達式。該方案計算復雜，但較精確。 人口城市化是衡培區(qū)域發(fā)展的一個重要指標，通常用人口的城鎮(zhèn)化率( 城鎮(zhèn)人口占總?cè)?口的比例) 米表征。預測人口城鎮(zhèn)化率的方法有兩類；一類是趨勢外推法，即通過分析歷史 系列資料，總結(jié)人口城鎮(zhèn)化的發(fā)展趨勢，對未來某一時問進行預測；第二類是相關(guān)系數(shù)法， 即根據(jù)城市化水平與經(jīng)濟發(fā)展水平的關(guān)系，通過利用某一評價指標( 如人均g d p ) 與城鎮(zhèn)化 水平系列資料進行相關(guān)分析，由此確定相關(guān)方程進行預測。 本次人口預測中，根據(jù)資料情況，總?cè)丝陬A測采_ j “直接推算法”，設(shè)定人口凈增長率 預測總?cè)丝跀?shù)。人口的城鄉(xiāng)分布主要采用趨勢預測法通過人口城市化率進行確定。 預測中總?cè)丝谠鲕S率，總體變化趨勢與全國變化趨勢一致，變化幅度略小于全國變化水平。 對于城鎮(zhèn)人口和農(nóng)村人口的預測，以海林市2 0 0 3 年實際的城鎮(zhèn)化水平為基礎(chǔ)，參考牡丹江市 “十五”規(guī)劃不同水平年城鎮(zhèn)化的規(guī)劃速度和權(quán)威單位對不同水平年全國城鎮(zhèn)化率的預測， 結(jié)合海林市的具體情況，設(shè)定高、中、低三種預策情景，預測城鎮(zhèn)人口，農(nóng)村人口則為總?cè)?口數(shù)減去城鎮(zhèn)人口數(shù)。預測成果如表3 - 2 所示。 表3 2 海林市不同水平年人口預測表 ( 單位：萬人) t a b 3 2h a i l i np o p u l a t i o ng r e d i c ( i o ni nd i f f e r e n th o h z o n t a ly e a r s ( 1 0 4 p e r s o n ) 2 0 0 3 年，海林市總?cè)丝跒? 4 2 萬人，其中：城鎮(zhèn)人口2 2 8 3 萬人，人口城鎮(zhèn)化率為5 1 7 9 東北農(nóng)業(yè)大學工學碩士學位論文 農(nóng)村人口為2 l - 3 7 萬人。按高、中、低情景設(shè)定到2 0 1 0 年，人口年增長率分別為5 9 o 、6 1 、 6 3 9 6 0 ，總?cè)丝趯⒎謩e達到4 6 1 9 、4 6 1 3 、4 6 0 6 萬人，其中：城鎮(zhèn)人口分別為2 4 6 6 、2 4 5 5 、 2 4 5 1 萬人，人口城鎮(zhèn)化率達到5 2 8 、5 2 5 、5 2 2 ，農(nóng)村人口分別為2 1 5 3 、2 1 6 8 、2 1 5 5 萬人；到2 0 1 7 年，人口年增長率分別為5 8 0 、5 6 、5 2 0 ，總?cè)丝趯⒎謩e達到4 8 0 9 、4 8 0 、 4 7 7 6 萬人，其中：城鎮(zhèn)人口分別為2 6 0 2 、2 5 8 、2 5 5 5 萬人，人口城鎮(zhèn)化率分別達到5 4 1 、 5 3 8 、5 3 5 ，農(nóng)村人口分別為2 2 0 7 、2 2 2 、2 2 2 l 萬人。 3 3 3 2 國民經(jīng)濟發(fā)展預測 國民經(jīng)濟發(fā)展預測包括國內(nèi)生產(chǎn)總值預測、生產(chǎn)結(jié)構(gòu)預測和工業(yè)總產(chǎn)值預測。鑒于經(jīng)濟 發(fā)展過程中尚存在諸多不確定因素，本次預測采用情景預測方法，即分別設(shè)定高