現代水資源概念、內涵及其技術支撐

1、現代水資源概念、內涵及其技術支撐一、前言面向 21世紀，我國提出將傳統(tǒng) “工程型” 水利開發(fā)轉變?yōu)樽非笕伺c自然和諧相處的 “資 源型”水利管理。這里向我們從事水資源管理的人員提出一個嚴肅的問題：1、現代“資源型”水利管理的內涵是什么？2、如何完成從傳統(tǒng)的“工程型”向現代的“資源型”轉變？3、完成這種轉變需要什么樣的技術支撐？二、從最簡單的定義談起人所共知的，但卻常常產生錯誤的基本概念。1、現代水資源定義： 水資源是指與人類生存和發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境保護密切相關的、可以利用的、又可以再生 （能得到恢復更新） 的天然淡水， 其補給來源為大氣降水， 其真正的消耗為蒸騰蒸發(fā) （即 ET）。內涵：（1）“水

2、資源是可以再生的天然淡水” ，是維持陸地生態(tài)環(huán)境的基本要素， 是人類生存與 發(fā)展不可代替的自然資源?！八Y源是可以再生的天然淡水” ，這樣簡單的一句話這就界定了我們研究水資源的范圍 及利用原則。例如：海水和咸水不是淡水，因此不屬于我們所說的水資源的范圍，它們就不 能作為我們研究的對象。對于地下水來說：只有參與自然水循環(huán)的地下水才屬于我們研究水資源的范圍，而對地 下水的取用量只能決定于降水入滲補給地下水的量。 而對那些地質年代形成的深層地下淡水， 由于隔水層不能參加水循環(huán)，因此不能列入現代水資源的范疇，這是比石油、煤更為寶貴的 資源，非特殊時期不能取用。（ 2）“水資源是可以利用的” ，我們可以

3、利用水資源改善我們的生活、進行工業(yè)生產、農 業(yè)灌溉、娛樂、發(fā)電及航運等。（3）水資源是可以再生的資源， 是可以通過自然界水循環(huán)得到恢復與更新的資源。 陸地 水資源的主要來源為大氣降水，其真正的耗水主要表現為蒸騰蒸發(fā)。假定一個沒有人類干擾 的區(qū)域（或流域），該區(qū)域年自然蒸騰蒸發(fā)量（ET）與年降水量（P）之間的比值可以定義為 改地區(qū)的干旱指數，其比值越大，則干旱指數越高。當比值等于1 時，則為典型的內陸干旱地區(qū)（流域） 。（由該指數可以界定流域屬于干旱地區(qū)、干旱與半干旱地區(qū)、半干旱半濕潤地 區(qū)、濕潤地區(qū)等）（ 4）水資源的恢復與更新還有第二層含義： 當被人類使用過或降到人類密集活動區(qū)域的 大氣降水

4、轉變成（徑流或地下水）被污染的水，為了可持續(xù)發(fā)展，人類有責任和義務對這些 水采取處理和凈化措施，恢復成可以承載自然生態(tài)環(huán)境的水再放歸自然，或將這些水放歸自 然后與自然界的水（河、湖、海）混合后，仍具有承載自然生態(tài)環(huán)境的能力。暫且我們稱這 種恢復與更新的水為人工恢復水資源，這是現代水資源管理中必須關注與研究的基本問題之 一。（5） “水資源是淡水” ，其固有性質決定了水資源必然是量與質的統(tǒng)一。但被人類污染的 水也是資源 （它參與水的自然循環(huán)） ，如果我們建立了一個區(qū)域 （流域） 的人工恢復水資源量 與該區(qū)域水資源總量的關系，可將這種關系稱之為該區(qū)域的水資源人工恢復指數。顯然一個 區(qū)域的水資源人工

5、恢復指數越高，則說明該區(qū)域需要處理的水量相對越大。（6）“水資源的真正消耗是蒸騰蒸發(fā)” 。這是在水資源越來越緊缺的今天， 迫使我們不得 不從基本原理上研究如何節(jié)約我們的水資源。自然界中許多蒸騰蒸發(fā)是不可以控制的，而我 們?yōu)榱司S持河、湖、濕地，山區(qū)發(fā)展水土保持恢復森林植被以及城市景觀用水，還要增加蒸 騰蒸發(fā)量?？墒寝r業(yè)是人類生產中的用水大戶，這已經成為不爭的事實。在干旱地區(qū)以及干旱與半干旱地區(qū)，如何確保植物生長所需的蒸騰水量，減少無效蒸發(fā)，降低農業(yè)ET,提高農業(yè)有效水分生產率是體現現代水資源真實節(jié)水的核心（同樣在不能灌溉的沙化嚴重地區(qū)采取 植樹造林進行防沙治理時，主要需解決的問題是如何選取耐旱的

6、植物） 。三、現代水資源規(guī)劃與管理的核心 現代水資源規(guī)劃與管理的核心是：遵循水循環(huán)的自然規(guī)律，采用法律、公眾參與、市場 經濟規(guī)律以及工程和非工程措施，充分合理分配、利用水資源，提高水資源人工恢復指數， 減少真正耗水（即無效蒸發(fā)） 。內涵：（1）“遵循水循環(huán)的自然規(guī)律” 。是我們在治水的過程中，應從哲學的高度回歸到“天人 合一”的理念中去。 “順自然者昌、逆自然者亡” ，這已被“大禹治水” （防洪的最終出路在于 疏導），“深淘灘、低做堰” “因勢利導”的“都江堰”兩千年來至今仍造福川西人民的事實所 證明的真理。（2）“遵循水循環(huán)的自然規(guī)律” 。這是經歷了以經濟效益為主要目標，開發(fā)、利用水資源造成

7、當前水資源短缺、水環(huán)境惡化，已經遭到并正在遭到懲罰的人們反思后的結論。傳統(tǒng)水 資源管理發(fā)展到后期，雖然意識到水資源的開發(fā)利用應該用系統(tǒng)工程的方法、多目標的角度 論證水資源的規(guī)劃與管理的合理性，但是傳統(tǒng)的觀念仍使人們不能逃脫“人定勝天”、“以需定供”、“無度索取”的怪圈，未能掙脫那個將人類與自然割裂開來，并成為現代科學基礎的 笛卡兒（ Rene Descartes ）的二元論的束縛。人也是大自然的產物，人與自然關系本質上應 該是統(tǒng)一的、一元的關系。開發(fā)利用水資源過程中，人們可以改變水的時空分布，化水害為水利。如果忽視了水循 環(huán)的自然規(guī)律，不恰當地改變水的時空分布，如：過度建壩攔截徑流不僅會導致河

8、流枯竭， 也會導致泥沙的重新分配，產生新的洪水災害；過度向河道（湖泊、海洋）排泄未經處理的 污水，會導致生態(tài)環(huán)境的惡化；過度抽取地下水以及過度圍湖造田都將會導致土地沙化和生 態(tài)環(huán)境的破壞。（3） “水的循環(huán)理論支撐水資源可再生性研究，是水資源可持續(xù)利用的理論基礎” （左其 亭 王中根）?！八幱谟罒o止境的運動之中，即沒有開始也沒有結束。 ”正是水的這種特性， 才使我們可以談及水資源的可持續(xù)利用。過渡的開發(fā)已使我們認識到水的再生并不是“取之 不盡，用之不竭”的，現代水資源管理正是依據水循環(huán)的這一現象，使水資源的開發(fā)利用必 須保證在一定時間和空間內使水資源得到補充、恢復和更新，也就是要求水資源開發(fā)

9、利用限 制在水資源可再生能力之內。一旦超出它的承載能力，水資源得不到及時恢復和更新，就會 造成水資源枯竭，生態(tài)環(huán)境惡化，將會使生存在這一區(qū)域的人們不能繼續(xù)生存。（4）水循環(huán)是一個過程， 因此現代水資源管理必須建立在 “水資源過程管理的基礎上” 這是現代水資源管理與傳統(tǒng)水資源管理的根本區(qū)別， 傳統(tǒng)水資源規(guī)劃其重點是放在 “水資源” 量的供需平衡計算上，產出的對策多是采取工程措施以及經濟效益分析。其缺點不能從整體 上如何指導合理開發(fā)利用水資源，不可避免地出現頭疼醫(yī)頭、腳疼醫(yī)腳的情況?，F代水資源 管理建立在了解水循環(huán)過程的基礎上，這樣可以是我們了解在這個過程中人類的干預及其影 響，從中發(fā)現哪些人類干

10、預符合水循環(huán)的自然規(guī)律，那些干預不符合水循環(huán)的自然規(guī)律，從 而指導我們如何進行水資源的規(guī)劃和管理。（5） “采用法律、公眾參與、市場經濟規(guī)律以及工程和非工程措施”。將傳統(tǒng)的人為水供 給管理模式改變?yōu)橐婪ńy(tǒng)一管理、公平競爭、市場型需求模式，這是我們從傳統(tǒng)“工程型” 水利開發(fā)轉變?yōu)樽非笕伺c自然和諧相處的“資源型”水利管理應當進行研究、實施的主要手 段。中國有句俗語：“治水者治國” 。在我們這個水旱災害頻繁的國家， 在生產力較低的古代， 人們組織起來，向洪水和干旱進行斗爭的同時，也造就了一統(tǒng)天下的專制制度。幾千年根深 蒂固的“官本位”觀念影響著我國水利工程的建設，在建立和諧資源型水利的今天，水利工作

11、者面臨的重要任務是：完善我國水法、水權注1（取水、耗水、排放）的建設，以立法、市場經濟等手段讓公眾參與我國水利方面的重大決策，充分合理分配、利用水資源（即進行 水資源規(guī)劃、管理的決策者應改變觀念將研究重點放到到由上層決策轉移到公眾參與，再反 饋到上層立法，確定水權、開發(fā)水市場上來，即由上到下和由下到上的過程） 。注1 ：世行提出水權理念三部分：取水、耗水、排放。 取水：指可以提取的水，包括從何處取水、取多少水等； 耗水：指消耗掉的水量，既ET （廣義的ET除太陽輻射外也包括生物能、各種化學能產生的 ET.）；排放：指取水用于耗水后的排水，排到水系統(tǒng)中的水應是滿足質量要求的水，這里的排 放實質是

12、對水量和水質的共同要求。（6）“提高水資源人工恢復指數” ，并以此立法制定出污水排放的標準， 還適宜人類及生 物生存的水環(huán)境，避免出現水質性缺水以及生態(tài)環(huán)境的惡化。根據國家經濟發(fā)展水平，制定 出不同地區(qū)不同階段的水資源人工恢復指數，是我們水利工作者面臨的又一項重要任務。（7） “減少真正耗水（即無效蒸發(fā)）”就是降低 ET,實現農業(yè)的真實節(jié)水，這是在水資 源量的短缺地區(qū)的有效出路。四、水循環(huán) 水循環(huán)是支撐水資源可再生性研究以及水資源可持續(xù)利用的理論基礎，現代水資源管理 正是建立在“遵循水循環(huán)的自然規(guī)律”的基礎上。由于水循環(huán)是一個相當復雜的過程，加之 人為的干擾使水循環(huán)研究更為困難，只有借助當今先

13、進的科學技術手段，才能進行水循環(huán)過 程的研究。1、水循環(huán)過程 全球的水循環(huán)時刻都在進行著，它發(fā)生在海洋與陸地之間、陸地與陸地之間、海洋與海洋之間。據計算：大氣中的水每 8天多循環(huán)一次，全球河流中的水平均每16 天多更新一次。正是由于水循環(huán)運動，大氣水、地表水、土壤水、地下水之間才能相互轉化，形成不斷更新 的統(tǒng)一系統(tǒng)。也正是由于水循環(huán)作用，水資源才成為可再生資源，才能被人類及一切生物可 持續(xù)利用。所謂“人類社會的水循環(huán)” 隨著人類活動的加強，水利工程的修建和都市化的發(fā)展，在一定區(qū)域較大的改變了天然 水循環(huán)的的過程，例如：跨流域的調水、農業(yè)灌溉以及城市工業(yè)用水等，所有這些都改變了 水的蒸發(fā)、入滲、

14、徑流等過程，因此引起許多學者的關注。一些學者相繼提出了“人工側支 水循環(huán)” （1986 陳家琦）、“天然人工”二元水循環(huán)（王浩2002）、 “水的社會循環(huán)” （張杰 2002 ）、“社會水循環(huán)”（陳慶秋 2003 ）等等。但是，嚴格地講： 所謂“人類社會的水循環(huán)” ， 它不是一個獨立的水循環(huán)過程， 只是自然水循環(huán)的一個組成部分， 或者是一個環(huán)節(jié) （左其亭 王 中根）。因此，在現代水資源管理中，我們關注的正是現實自然界（當然包括人為的影響）中 的水循環(huán)，即降水、截留、蒸騰蒸發(fā)、入滲、產流、土壤水、地下水補給等這樣一個循環(huán)過 程。2、水量平衡原理 地球上的水（廣義的）在太陽輻射以及地心引力的作用下

15、，進行水的三態(tài)（氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)）轉化，并通過蒸散發(fā)、降水、截留、入滲、地表徑流、地下徑流等各個環(huán)節(jié)，將大氣 圈、水圈、巖石圈和生物圈相互聯系起來，并在它們之間進行水量和能量的交換。水分在這 個交換過程中，嚴格地遵循水量平衡原理。研究水循環(huán)必須以水量平衡為基礎進行，換句話 說：水量平衡是水循環(huán)的基礎。3、能量平衡原理 能量守恒定律是水循環(huán)遵循的另一個基本規(guī)律，水的三態(tài)轉換和運移時刻伴隨著能量的 轉換和輸送。 進入地球上的太陽能除很少一部分供植物光合作用（蒸騰） ，約 23 消耗于海洋表面和 陸地表面的蒸發(fā)，大氣中的水遇冷凝結成雨雪，落回地面。當水汽凝結時這些能量又重新釋 放出來。就全年平均情況

16、看，大約從北緯 40度到南緯 30 度是一個廣大的過剩太陽輻射區(qū)， 兩個極地周圍地區(qū)是輻射虧損區(qū)。海陸之間在不同的季節(jié)有不同的虧損和盈余。只有當能量 從盈余地區(qū)向虧損地區(qū)輸送后才達到全球的能量平衡， 而這種輸送主要靠水循環(huán)過程來完成。五、現代水資源與傳統(tǒng)水資源的區(qū)別1、現代水資源的定義清晰明了， 很容易判別那些水屬于現代水資源研究關注的范疇， 改 變在傳統(tǒng)水資源中一些模糊不清的概念。2、現代水資源是以水在自然界的循環(huán)為基礎， 是以水量平衡代替?zhèn)鹘y(tǒng)水資源的供需平衡。 這樣使我們從水的來源、去水以及水的各種儲變量（地表水、地下水、土壤水）的變化等全 方位摸清水的來龍去脈，有助于我們把握水資源量的計

17、算和分配，也為確定水權奠定了水資 源量的計算基礎。3、現代水資源強調“天人合一” 、人與自然是和諧的統(tǒng)一體。這在理念上完成了從“工 程型”水利開發(fā)向人與自然和諧相處的“資源型”觀念轉變。 “天人合一”不僅是我們中華先 祖?zhèn)兞⒆阌谶@個世界的理念，也是處在轉型期的我們避免重蹈西方資本主義發(fā)展初期以犧牲 資源與環(huán)境換取經濟利益的覆轍的指導方略。4、現代水資源是將水量水質作為一個整體進行分析、評價與管理。 改變了傳統(tǒng)水資源只注重水資源量的開發(fā)利用，將水質、水量割裂開來單獨進行分析與評價，并將水量和水質劃 分不同部門進行管理的簡單模式。所謂的“統(tǒng)一規(guī)劃、綜合治理”很重要的一個方面是水質 水量的統(tǒng)一規(guī)劃和

18、統(tǒng)一治理。5、表面上看， 現代水資源的概念通俗簡單， 但其內涵是水循環(huán)及水政策決定著現代水資 源的管理。但真正了解水循環(huán)卻必須借助現代水文學最新成果，利用計算機、GIS、 RS、 GPS等先進的技術手段，較傳統(tǒng)水資源不考慮人類引起下墊面的變化，簡單地進行供需水量的分 析要復雜的多，而建立人與自然、人與人和諧的水政策更是一件艱難的事業(yè)。備注說明，非正文，實際使用可刪除如下部分。本內容僅給予閱讀編輯指點：1、 本文件由微軟 OFFICE辦公軟件編輯而成，同時支持WPS。2、文件可重新編輯整理。3、建議結合本公司和個人的實際情況進行修正編輯。4、因編輯原因，部分文件文字有些微錯誤的，請自行修正，并不影響本文閱讀。Note: it is not the text. The followingparts can be deleted for actual use. This content only gives reading and editingin structi ons:1. This docume nt is edited by Microsoft office office software and supports WPS.2. The files ca