水資源規(guī)劃和利用的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

1、. .PAGE24 / NUMPAGES24水資源規(guī)劃與利用的國(guó)外現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)大學(xué) 學(xué)院 1班 學(xué)號(hào)：中文摘要隨著世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人口的急劇增加，全球性水危機(jī)從出現(xiàn)到變得日益嚴(yán)重，已經(jīng)引起人們的普遍關(guān)注。在我國(guó)，洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水生態(tài)環(huán)境惡化等水問(wèn)題，已經(jīng)成為嚴(yán)重威脅社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的制約因素。近年來(lái)，生產(chǎn)、生活需水量不斷增長(zhǎng)，而水污染、用水浪費(fèi)與水資源短缺并存，加劇了供需水矛盾，亦導(dǎo)致了一系列的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。上世紀(jì)90年代初，我國(guó)水資源出現(xiàn)嚴(yán)重短缺、水污染不斷加重，水資源優(yōu)化配置的概念在此背景下被明確提出，并逐步應(yīng)用到水資源的規(guī)劃與管理中，目前仍處在發(fā)展階段。傳

2、統(tǒng)的水資源配置存在強(qiáng)調(diào)開(kāi)發(fā)利用而忽視環(huán)境保護(hù)、強(qiáng)調(diào)節(jié)水而忽視高效、注重缺水地區(qū)的水資源優(yōu)化配置而忽視水資源充足地區(qū)的用水效率的提高、突出水資源的分配效率而忽視行業(yè)部用水合理性等問(wèn)題，影響了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和水資源的可持續(xù)利用。水資源優(yōu)化配置研究，特別是新理論和新方法的研究，顯得尤為迫切。本文在閱讀文獻(xiàn)、總結(jié)分析當(dāng)前研究成果的基礎(chǔ)上，試圖對(duì)水資源優(yōu)化配置的理論與應(yīng)用，從面向可持續(xù)發(fā)展的角度進(jìn)行探索研究。關(guān)鍵詞水資源 規(guī)劃管理 可持續(xù)利用 數(shù)學(xué)模型AbstractWith the rapid development of the world economy and the rapid increas

3、e of population, global water crisis from appear to become increasingly serious, has aroused peoples attention. In our country, the flood disaster, dry, water ecological environment deterioration water problems, has become a serious threat to sustainable social and economic factors restricting the d

4、evelopment of. In recent years, the production, the water of life is constantly increasing, and water pollution, waste water and water shortages coexist, increased the water supply and demand contradiction, also led to a series of social and economic, ecological environment problems.In the 1990 s, t

5、he water resource in China appear serious shortage, water pollution worse, the concept of the optimal allocation of water resources in this context is put forward, and gradually applied in water resources planning and management, Still in the development stage. The traditional emphasis on developmen

6、t and utilization of water resources allocation and neglect environmental protection, emphasize the water saving and ignore efficiency, pay attention to the optimal allocation of water resources shortage region and ignore the water resource sufficient area to enhance the efficiency of the allocation

7、 of water resources, outstanding efficiency and neglected the industry problems such as water inside the rationality, the impact of the regional economic development and sustainable use of water resources. Optimal allocation of water resources research, especially new theories and new method is part

8、icularly urgent.In this paper, summarizes and analyzes the current reading literature based on the achievement of research, attempts to optimal allocation of water resourcesThe theory and application, from the point of sustainable development to explore research.Key WordsWater resources,Unbalance,Th

9、e sustainable utilization,Mathematical model目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc326522962中文摘要 PAGEREF _Toc326522962 h 2HYPERLINK l _Toc326522963Abstract PAGEREF _Toc326522963 h 3HYPERLINK l _Toc326522964引言 PAGEREF _Toc326522964 h 5HYPERLINK l _Toc326522965第一章緒論 PAGEREF _Toc326522965 h 6HYPERLINK l _Toc3

10、265229661.1研究背景與意義 PAGEREF _Toc326522966 h 6HYPERLINK l _Toc3265229671.1.1水資源的概念 PAGEREF _Toc326522967 h 6HYPERLINK l _Toc3265229681.1.2水問(wèn)題與其社會(huì)影響 PAGEREF _Toc326522968 h 6HYPERLINK l _Toc3265229691.2全球水資源分布概況 PAGEREF _Toc326522969 h 6HYPERLINK l _Toc3265229701.3水資源規(guī)劃的研究意義 PAGEREF _Toc326522970 h 8HY

11、PERLINK l _Toc326522971第二章國(guó)外水資源利用現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc326522971 h 10HYPERLINK l _Toc3265229722.1傳統(tǒng)水資源利用現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc326522972 h 10HYPERLINK l _Toc3265229732.2非傳統(tǒng)水資源利用現(xiàn)狀（替代水資源） PAGEREF _Toc326522973 h 11HYPERLINK l _Toc3265229742.2.1雨水利用 PAGEREF _Toc326522974 h 11HYPERLINK l _Toc3265229752.2.2城市污水資源化 PAG

12、EREF _Toc326522975 h 13HYPERLINK l _Toc3265229762.2.3海水開(kāi)源 PAGEREF _Toc326522976 h 14HYPERLINK l _Toc326522977第三章水資源利用規(guī)劃現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc326522977 h 15HYPERLINK l _Toc3265229783.1水資源規(guī)劃的概念 PAGEREF _Toc326522978 h 15HYPERLINK l _Toc3265229793.2對(duì)水資源可持續(xù)利用規(guī)劃理解 PAGEREF _Toc326522979 h 15HYPERLINK l _Toc32652

13、29803.3水資源可持續(xù)利用須遵循的原則 PAGEREF _Toc326522980 h 16HYPERLINK l _Toc3265229813.4水資源可持續(xù)利用規(guī)劃評(píng)價(jià)指標(biāo) PAGEREF _Toc326522981 h 16HYPERLINK l _Toc326522982第四章水資源規(guī)劃和可持續(xù)利用中存在的問(wèn)題與改善措施 PAGEREF _Toc326522982 h 17HYPERLINK l _Toc3265229834.1水資源可持續(xù)利用中存在的主要問(wèn)題 PAGEREF _Toc326522983 h 17HYPERLINK l _Toc3265229844.2改善措施 PA

14、GEREF _Toc326522984 h 18HYPERLINK l _Toc326522985第五章水資源規(guī)劃方法 PAGEREF _Toc326522985 h 19HYPERLINK l _Toc3265229865.1 水利規(guī)劃常用優(yōu)化方法 PAGEREF _Toc326522986 h 19HYPERLINK l _Toc3265229875.2 線性規(guī)劃 PAGEREF _Toc326522987 h 20HYPERLINK l _Toc3265229885.3 動(dòng)態(tài)規(guī)劃 PAGEREF _Toc326522988 h 21HYPERLINK l _Toc3265229895.4

15、 多目標(biāo)規(guī)劃 PAGEREF _Toc326522989 h 21HYPERLINK l _Toc3265229905.5 智能算法 PAGEREF _Toc326522990 h 21HYPERLINK l _Toc3265229915.6應(yīng)用前景與展望 PAGEREF _Toc326522991 h 22HYPERLINK l _Toc326522992第六章結(jié)語(yǔ)與展望 PAGEREF _Toc326522992 h 22HYPERLINK l _Toc326522993參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc326522993 h 23引言水，是人類賴以生存和發(fā)展的不可缺少的寶貴資源，是支撐可

16、持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)條件之一。隨著世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)和人口的增長(zhǎng)，水資源的需求量不斷增加，水資源短缺已經(jīng)成為全球性問(wèn)題。聯(lián)合國(guó)在1997年對(duì)世界淡水資源的全面評(píng)價(jià)報(bào)告中指出:“缺水問(wèn)題將嚴(yán)重地制約21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，并可能導(dǎo)致國(guó)家間的沖突。”我國(guó)屬于水資源短缺的國(guó)家，人均水資源占有量?jī)H為世界人均占有量的四分之一。近年來(lái)，隨著我國(guó)人口的不斷增長(zhǎng)、城市化進(jìn)程的加快和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，水資源需求量和排放的廢污水量急劇增加，在出現(xiàn)水資源短缺的同時(shí)，水生態(tài)環(huán)境也承受著巨大的壓力。日益嚴(yán)重的水污染和普遍存在的用水浪費(fèi)，更加劇了水資源的短缺和水供需矛盾，水問(wèn)題已經(jīng)成為制約我國(guó)絕大部分地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主要因

17、素之一。合理開(kāi)發(fā)利用水資源、實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，是我國(guó)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的根本保障。水資源優(yōu)化配置是資源水利的核心，其最終目的就是實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)、資源、生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。國(guó)外對(duì)水資源優(yōu)化配置問(wèn)題的研究較早，我國(guó)起步較晚，但發(fā)展很快。上世紀(jì)90年代，在出現(xiàn)水資源短缺、水污染不斷加重的背景下，水資源優(yōu)化配置引起高度重視，但總的來(lái)講，由于研究歷史比較短，水資源優(yōu)化配置的理論體系尚不完善，目前仍處在發(fā)展之中。傳統(tǒng)的水資源配置存在強(qiáng)調(diào)開(kāi)發(fā)利用而忽視環(huán)境保護(hù)、強(qiáng)調(diào)節(jié)水而忽視高效、注重缺水地區(qū)的水資源優(yōu)化配置而忽視水資源充足地區(qū)的用水效率的提高、突出水資源的分配效率而忽視行業(yè)部用水

18、合理性等問(wèn)題，影響了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和水資源的可持續(xù)利用。因此，水資源優(yōu)化配置新理論和新方法的研究，顯得尤為迫切。第一章 緒論水資源是自然界的可再生資源，水資源的利用在時(shí)間上是無(wú)限的可謂用之不竭，而在數(shù)量上卻是有限的并非取之不盡。本章從多角度闡述水資源規(guī)劃問(wèn)題提出的背景和研究意義，并對(duì)國(guó)外的研究歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，最后指明本文的主要研究容。1.1研究背景與意義1.1.1水資源的概念地球上目前和近期人類可直接或間接利用的水，是自然資源的一個(gè)重要組成部分。天然水資源包括 HYPERLINK :/baike.baidu /view/119088.htm t _blank 河川徑流、地下水、積雪和 HY

19、PERLINK :/baike.baidu /view/1962.htm t _blank 冰川、湖泊水、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/947733.htm t _blank 沼澤水、海水。按 HYPERLINK :/baike.baidu /view/296465.htm t _blank 水質(zhì)劃分為淡水和咸水。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，被人類所利用的水增多，例如海水淡化，人工催化降水，南極大陸冰的利用等。由于氣候條件變化，各種水資源的時(shí)空分布不均，天然水資源量不等于可利用水量，往往采用修筑水庫(kù)和 HYPERLINK :/baike.baidu /view/6125

20、81.htm t _blank 地下水庫(kù)來(lái)調(diào)蓄水源，或采用回收和處理的辦法利用工業(yè)和生活污水，擴(kuò)大水資源的利用。與其他自然資源不同，水資源是可再生的資源，可以重復(fù)多次使用；并出現(xiàn)年和年際量的變化，具有一定的周期和規(guī)律；儲(chǔ)存形式和運(yùn)動(dòng)過(guò)程受自然地理因素和人類活動(dòng)所影響。1.1.2水問(wèn)題與其社會(huì)影響雖然地球71%表面覆蓋的是水，但是其實(shí)淡水資源只占了地球總水量的2%左右，而可被人類利用的淡水總量只占地球上總水量的十萬(wàn)分之三，占淡水總蓄量的0。34%。由此可見(jiàn)，地球上可被利用的水并沒(méi)有人類想象的那么多，如果讓它們繼續(xù)遭到人類的摧殘，早晚有一天，它會(huì)消失的。1.2全球水資源分布概況我國(guó)水資源總量不算少

21、。全國(guó)冰川多年平均地表徑流量為2.64萬(wàn)億m，約相當(dāng)于全球年徑流總量的5.6%，與世界各國(guó)相比，少于巴西、聯(lián)、加拿大、美國(guó)、印尼，而居世界第六位。但按人口平均占有水量卻比較低，每人每年平均占有2700m，只相當(dāng)于世界人均占有量10800m的四分之一，低于世界大多數(shù)國(guó)家。我國(guó)每畝耕地平均占有量1753m，也低于世界每畝耕地平均占有水量2363m。（見(jiàn)表一） 我國(guó)水資源在分布上有如下特點(diǎn)： （1）各地區(qū)降水受季風(fēng)氣候影響顯著我國(guó)地處亞歐大陸東側(cè)，跨越高、中、低三個(gè)緯度區(qū)，季風(fēng)特點(diǎn)十分顯著。夏秋受太平洋和印度洋的濕潤(rùn)氣流影響，降水較多。冬春受亞歐大陸中心和蒙古高原干冷氣團(tuán)的控制，降水較少。在自然地理

22、特點(diǎn)上，我國(guó)地勢(shì)西高東低，東部和南部瀕臨海洋，氣候濕潤(rùn)降水多；西北陸受高原和山脈阻擋，季風(fēng)難于深入，氣候干燥，降水少。表1.國(guó)外年徑流量、人均水量、畝均水量統(tǒng)計(jì)表項(xiàng)目國(guó)家世界總計(jì)巴西聯(lián)加拿大美國(guó)印尼中國(guó)印度日本年徑流量（萬(wàn)億m）47.005.194.713.122.972.812.641.780.42人均水量（萬(wàn)m）1.084.221.7813.01.351.900.270.260.36每畝耕地占有量（m）2363107011358447110461319217537216462水資源地區(qū)分布不平衡我國(guó)外流河水系面積占全國(guó)面積65%，而水量卻占95.5%；陸河水系面積占全國(guó)面積35%，而水量只

23、占4.5%。長(zhǎng)江流域以與長(zhǎng)江以南水系耕地面積占全國(guó)面積32.9%，而徑流量卻占57.2%；黃河、淮河、海河三大流域徑流量只占全國(guó)6.1%，而耕地面積卻占全國(guó)36.8%。年分配上極不均勻，年際變化也很大全國(guó)各地降水，幾乎一半到三分之二集中在夏季，且多以暴雨形式出現(xiàn)，這就是我國(guó)歷史上水旱災(zāi)害出現(xiàn)頻繁，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)極不穩(wěn)定的主要原因。地下水資源分布廣泛我國(guó)地下水資源分布很廣，但與地表水資源一樣，地區(qū)分布上也不平衡。72%左右的地下水資源分布在地表水資源豐富的地區(qū)，地表水資源不足的華北地區(qū)仍然是地下水資源最少的地區(qū)，其地下水資源只占全國(guó)7.3%。1.3水資源規(guī)劃的研究意義在目前人類社會(huì)要行可持續(xù)發(fā)展、我國(guó)

24、水利積極向“資源水利”轉(zhuǎn)變的大環(huán)境下，面對(duì)全球出現(xiàn)的水資源危機(jī)，尤其是我國(guó)水資源短缺、水供需矛盾突出、水生態(tài)環(huán)境惡化等嚴(yán)峻的水資源形勢(shì)，著眼于解決水資源問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，以促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，人們提出了水資源優(yōu)化配置的課題。根據(jù)配置的圍、對(duì)象和規(guī)模的不同，水資源優(yōu)化配置可分為灌區(qū)水資源優(yōu)化配置、城市水資源優(yōu)化配置、流域水資源優(yōu)化配置和區(qū)域(經(jīng)濟(jì)區(qū))水資源優(yōu)化配置等幾種類型。本文要探索的主要容就是面向可持續(xù)發(fā)展的區(qū)域水資源優(yōu)化配置。所謂面向可持續(xù)發(fā)展的水資源優(yōu)化配置，就是以可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略為指導(dǎo)思想，運(yùn)用系統(tǒng)分析理論與優(yōu)化技術(shù)，將區(qū)域有限的水資源在各子區(qū)、各用水部門間進(jìn)行最優(yōu)分配

25、，從而獲得社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的最佳綜合效益。其研究意義在于:(l)促進(jìn)水資源的合理有效利用水資源優(yōu)化配置沒(méi)有增加供水量，也沒(méi)有減少需水量，但它卻使總體效益最大化。這是因?yàn)樗Y源優(yōu)化配置是以綜合效益最大為目標(biāo)，利用優(yōu)化方法和技術(shù)，通過(guò)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，減少水資源單耗量大的用水部門的占有量，將節(jié)省下來(lái)的水資源用于水資利用率高、單耗小、綜合效益高的用水部門，從而使水資源得到合理有效利用。水利部汪恕誠(chéng)部長(zhǎng)在“水權(quán)和水市場(chǎng)”的講話中指出，通過(guò)水資源優(yōu)化配置提高水資源利用效率、實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，是21世紀(jì)我國(guó)水利工作的首要任務(wù)196汪恕誠(chéng).水權(quán)和水市場(chǎng)談實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置的經(jīng)濟(jì)手段水電能源科學(xué)，2

26、001.19(l)。(2)促進(jìn)社會(huì)一經(jīng)濟(jì)一資源一環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展發(fā)展是永恒的主題，片面的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)并不一定意味著發(fā)展。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)型的水資源配置方式，雖然取得了經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，但卻帶來(lái)了生態(tài)破壞和環(huán)境污染，對(duì)人類的生存發(fā)展構(gòu)成了威脅。只有社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境相互協(xié)調(diào)的發(fā)展才是最佳的發(fā)展模式。面向可持續(xù)發(fā)展的協(xié)調(diào)型水資源配置方式，是在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)繁榮，從而保證可持續(xù)發(fā)展的實(shí)現(xiàn)。(3)促進(jìn)工程水利向資源水利的轉(zhuǎn)變前已述與，資源水利的核心是水資源優(yōu)化配置。水資源優(yōu)化配置是緩解水資源供需矛盾的最經(jīng)濟(jì)、最快速的方法，研究水資源優(yōu)化配置問(wèn)題就是探索資源水利的重要技術(shù)手段，同時(shí)，它還使科

27、學(xué)技術(shù)滲透到水資源管理工作中，提高管理者的科學(xué)意識(shí)和管理水平，促進(jìn)工程水利向資源水利轉(zhuǎn)變。(4)促進(jìn)大系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化理論與方法的探討區(qū)域水資源系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，優(yōu)化配置模型是一個(gè)多目標(biāo)非線性的優(yōu)化模型。線性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃等傳統(tǒng)方法受到了問(wèn)題復(fù)雜程度的限制，而新近發(fā)展起來(lái)的智能優(yōu)化算法(遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、禁忌搜索等)為解決復(fù)雜優(yōu)化問(wèn)題提供了新的思路和手段。探討智能優(yōu)化算法在水資源系統(tǒng)中的應(yīng)用，對(duì)于促進(jìn)這些算法的實(shí)際應(yīng)用以與為解決復(fù)雜大系統(tǒng)問(wèn)題積累經(jīng)驗(yàn)，具有重要意義。(5)對(duì)其他資源的分配問(wèn)題有一定的參考價(jià)值水資源是自然資源之一，任何資源都具有一定的價(jià)值和使用價(jià)值，卻又受到一定量的限制，其

28、他資源同樣存在著合理有效分配的問(wèn)題，資源優(yōu)化配置問(wèn)題有一定的相似性和差異性，水資源優(yōu)化配置模型與其算法，對(duì)于解決其他資源的配置問(wèn)題有一定的參考價(jià)值。在目前人類社會(huì)要行可持續(xù)發(fā)展、我國(guó)水利積極向“資源水利”轉(zhuǎn)變的大環(huán)境下，面對(duì)全球出現(xiàn)的水資源危機(jī)，尤其是我國(guó)水資源短缺、水供需矛盾突出、水生態(tài)環(huán)境惡化等嚴(yán)峻的水資源形勢(shì)，著眼于解決水資源問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，以促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，人們提出了水資源優(yōu)化配置的課題。根據(jù)配置的圍、對(duì)象和規(guī)模的不同，水資源優(yōu)化配置可分為灌區(qū)水資源優(yōu)化配置、城市水資源優(yōu)化配置、流域水資源優(yōu)化配置和區(qū)域(經(jīng)濟(jì)區(qū))水資源優(yōu)化配置等幾種類型。本文要探索的主要容就是面

29、向可持續(xù)發(fā)展的區(qū)域水資源優(yōu)化配置。所謂面向可持續(xù)發(fā)展的水資源優(yōu)化配置，就是以可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略為指導(dǎo)思想，運(yùn)用系統(tǒng)分析理論與優(yōu)化技術(shù)，將區(qū)域有限的水資源在各子區(qū)、各用水部門間進(jìn)行最優(yōu)分配，從而獲得社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的最佳綜合效益。第二章 國(guó)外水資源利用現(xiàn)狀2.1傳統(tǒng)水資源利用現(xiàn)狀建國(guó)三十余年來(lái)，全國(guó)共整修各種堤壩十六萬(wàn)多公里，疏浚整治了各級(jí)河道，開(kāi)辟了各類入海排洪道，興修了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的大中小型蓄水、引水與提水工程?？刂屏私拥囊徊糠炙浚瑸槌εd利創(chuàng)造了條件。目前為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門每年提供的水量為4767億m，占總共用水量89.6%；地下水496億m，占總用水量10.4%。世界各國(guó)水資源開(kāi)發(fā)利用

30、率一般為2030%，西德最高，達(dá)38%，美國(guó)達(dá)21%。我國(guó)水資源開(kāi)發(fā)利用程度各地很不平衡。南方多水地區(qū)利用程度較低，長(zhǎng)江流域16%，珠江流域15%，省14%，浙閩沿海諸河不到4%，西南諸河則不到1%。北方少水地區(qū)水資源開(kāi)發(fā)利用程度都比較高，海河流域67%，遼河流域68%，淮河流域73%，黃河流域39%，陸河32%。目前我國(guó)年總用水量，與世界各國(guó)相比，僅次于美國(guó)，居世界第二位。但按人口平均的用水量只有491m/人，低于美國(guó)、加拿大、聯(lián)、墨西哥、意大利、日本、法國(guó)、印度，居世界第九位。我國(guó)用水組成是:工業(yè)用水占11.0%，農(nóng)業(yè)用水占86.3%，生活與其他用水占2.7%。近年來(lái)，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的用

31、水組成發(fā)生了很大變化，即工業(yè)用水所占比重越來(lái)越大，加拿大工業(yè)用水占總用水量81.5%，美國(guó)占43.5%，法國(guó)占41.2%，聯(lián)占36.0%（見(jiàn)下表二）。表2.國(guó)外用水量統(tǒng)計(jì)對(duì)比表國(guó)家美國(guó)加拿大聯(lián)墨西哥意大利日本法國(guó)印度中國(guó)年份197519681968197019701965197019691979年總用水量（億m）6237229220446843069534032374767人均用水量（m/人）2340229220446843069534032374767工業(yè)用水占%43.581.536.05.219.018.341.20.811.0農(nóng)業(yè)用水占%48.613.559.088.169.072.04

32、2.595.586.3生活用水占%7.95.05.04.412.09.711.83.72.7其他用水占%2.34.52.2非傳統(tǒng)水資源利用現(xiàn)狀（替代水資源）非傳統(tǒng)水資源的開(kāi)發(fā), 正在被世界各國(guó)放在重要地位進(jìn)行研究并已付諸實(shí)踐, 取得了巨大的收益 。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅速發(fā)展, 非傳統(tǒng)水資源的利用已經(jīng)受到社會(huì)各界廣泛的關(guān)注。傳統(tǒng)水資源和非傳統(tǒng)水資源的耦合互補(bǔ)利用, 不僅能緩解水資源缺乏的壓力, 而且還能改善水環(huán)境、減少水災(zāi)害, 具有巨大的社會(huì)效益和生態(tài)效益。對(duì)于城市而言, 非傳統(tǒng)水資源的開(kāi)發(fā)利用主要包括城市雨水利用、污水資源化與“海水開(kāi)源”三方面。發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、日本、德國(guó)、新加坡以與中東國(guó)家在

33、非傳統(tǒng)水資源的開(kāi)發(fā)利用方面已經(jīng)有多年的歷史并積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。2.2.1雨水利用廣義的雨水利用包括水資源利用的各個(gè)方面, 具有極大的廣泛性。狹義的水資源利用是指有目的地采用各種措施對(duì)雨水資源進(jìn)行保護(hù)和利用, 主要包括收集、儲(chǔ)存和凈化后的直接利用；利用各種人工或自然水體、池塘、濕地或低洼地對(duì)雨水徑流實(shí)施調(diào)蓄、凈化和利用, 通過(guò)各種人工或自然滲透設(shè)施使雨水滲入地下,補(bǔ)充地下水資源、集流補(bǔ)灌的農(nóng)業(yè)雨水利用等。發(fā)達(dá)國(guó)家20 多年前就開(kāi)始了雨水綜合利用的研究與實(shí)踐。特別是德國(guó)、日本、美國(guó)等國(guó)家, 城市化進(jìn)程較早, 城市雨水利用發(fā)展得也比較快。德國(guó)德國(guó)是歐洲開(kāi)展城市雨水利用最好的國(guó)家之一。德國(guó)的雨水利用主

34、要有屋面雨水集蓄系統(tǒng)、雨水屋頂花園利用系統(tǒng)、雨水截污與滲透系統(tǒng)與生態(tài)小區(qū)綜合利用系統(tǒng)。其過(guò)屋面集蓄的雨水主要用于家庭、公工業(yè)三方面的非飲用水, 道路雨水則主要排入下水道或滲透補(bǔ)充地下水。此外, 德國(guó)還制定了一系列有關(guān)雨水利用的法律法規(guī)。如目前德國(guó)在新建小區(qū)之前, 無(wú)論是工業(yè)、商業(yè)還是居民小區(qū),均要設(shè)計(jì)雨水利用設(shè)施, 若無(wú)雨水利用措施, 政府將征收雨水排放設(shè)施費(fèi)和雨水排放費(fèi)等。美國(guó)美國(guó)的雨水利用主要是以提高雨水的入滲能力為主要目的, 并將其作為土地規(guī)劃的一部分在新的開(kāi)發(fā)區(qū)實(shí)施。美國(guó)相繼在加州富雷斯諾市和芝加哥分別興建了著名的地下蓄水系統(tǒng), 以解決城市防洪和雨水利用問(wèn)題。此外, 美國(guó)還通過(guò)立法來(lái)支

35、持雨水利用, 規(guī)定新開(kāi)發(fā)區(qū)的暴雨洪水洪峰流量必須保持在開(kāi)發(fā)前的水平,所有新開(kāi)發(fā)區(qū)必須實(shí)行強(qiáng)制的“就地”滯洪蓄水。除此之外, 各級(jí)政府還采取了一系列的優(yōu)惠政策, 如政府補(bǔ)貼、聯(lián)邦貸款等鼓勵(lì)人們采用新的雨水處理辦法。日本日本的城市雨水利用在亞洲先行一步, 1980 年日本建設(shè)省就開(kāi)始推行雨水貯留滲透計(jì)劃, 1988 年成立“日本雨水貯留滲透技術(shù)協(xié)會(huì)”, 1992年頒布第二代城市下水總體規(guī)劃,正式將雨水滲溝、滲塘與透水地面作為城市總體規(guī)劃的組成部分, 要求新建和改建的大型公共建筑群必須設(shè)置雨水就地下滲設(shè)施, 有效地促進(jìn)了城市雨水資源化進(jìn)程。值得一提的是, 日本不僅集雨自給, 還向阿拉伯國(guó)家出口雨水,

36、 效益可觀。（4）中國(guó)我國(guó)雨水利用歷史悠久, 4000 年前的周朝, 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中就利用中耕技術(shù)增加降雨入滲, 提高作物產(chǎn)量。1995 年在省東部干旱地區(qū)實(shí)施了“121 雨水集流工程”, 則實(shí)行了“112 集雨節(jié)水灌溉工程”, 、進(jìn)行了雨水利用的試驗(yàn)研究。我國(guó)的城市雨水利用起步較晚,20 世紀(jì)80 年代末到90 年代中, 、等許多城市相繼開(kāi)展城市雨水利用研究。在政府部門的支持下,目前市已建和在建的雨水利用工程100 多個(gè), 雨水再利用在已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)施推廣階段。2006 年10 月, 國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“雨洪資源利用技術(shù)研究與應(yīng)用”正式啟動(dòng), 該項(xiàng)目將在技術(shù)、政策、理論等方面對(duì)我國(guó)

37、的雨洪利用提供支撐。綜上所述, 國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家城市雨水利用的主要特點(diǎn)是: 雨水利用技術(shù)比較成熟、系統(tǒng), 雨水利用進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化階段；國(guó)家對(duì)雨水利用給予政策上的支持, 制定了一系列有關(guān)雨水利用的法律法規(guī)；收集的雨水主要用于沖廁所、洗車、澆庭院、洗衣服等非飲用水與回灌地下水。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比較, 我國(guó)的雨水利用技術(shù)已取得了較大的進(jìn)步, 但是由于起步較晚, 缺乏相應(yīng)的法律措施的支持、優(yōu)惠政策的激勵(lì)以與技術(shù)立法和相應(yīng)的規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。2.2.2城市污水資源化城市污水資源化是指城市污水和工業(yè)廢水經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn), 使之變?yōu)槌鞘兴吹囊徊糠? 達(dá)到充分利用水資源和減輕環(huán)境污染負(fù)荷的目的, 這部分

38、水又叫再生水。再生水與雨水相比, 水源比較穩(wěn)定、可靠, 受季節(jié)的影響較小。再生水可以廣泛地用于補(bǔ)充水源、工業(yè)用水、環(huán)境用水、城市雜用水等。美國(guó)美國(guó)政府從80 世紀(jì)70 年代就開(kāi)展大規(guī)模的污水處理, 強(qiáng)調(diào)開(kāi)發(fā)水資源的工程建設(shè)。從80 年代后期起,開(kāi)始大量投入人力、資金和技術(shù)力量, 對(duì)污水資源化等相關(guān)科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行專題研究, 著眼于如何向當(dāng)代社會(huì)提供足夠的水資源, 確保當(dāng)代社會(huì)用水需求得到滿足；20 世紀(jì)90 年代之后的可持續(xù)水管理階段圍繞可持續(xù)發(fā)展主題強(qiáng)調(diào)水資源的可持續(xù)利用,著眼于構(gòu)筑支撐社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的水系統(tǒng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì), 2000 年美國(guó)有357 個(gè)城市使用了再生水, 其中回用于工業(yè)占40.

39、5%, 全美每年回用污水量達(dá)到9.37108m3。農(nóng)作物灌溉、回灌地下水、景觀與生態(tài)和環(huán)境用水以與工業(yè)用水, 是目前美國(guó)城鎮(zhèn)污水回用的幾項(xiàng)最主要用途。日本日本年人均降雨量為世界平均水平的1/5, 屬于資源性缺水國(guó)家。日本政府很重視對(duì)水資源的高效利用,污水資源化也得到了較快的發(fā)展, 日本污水資源化最典型的是“中水道”。日本20 世紀(jì)60 年代起就開(kāi)展中水回用實(shí)踐, 70 年代已初見(jiàn)規(guī)模, 90 年代初日本在全國(guó)圍進(jìn)行了中水回用的調(diào)查研究和工藝設(shè)計(jì)。到1993 年全國(guó)有1963 套中水利用設(shè)施投入使用,中水使用量為27.7104m3/d。1996 年,全國(guó)有中水設(shè)施2100 套投入使用,用水量達(dá)3

40、2.4 104m3/d , 占全國(guó)生活用水量的0.8 %。中國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比, 我國(guó)將污水處理回用于城市生活和工業(yè)生產(chǎn)起步較晚, 20 世紀(jì)80 年代末, 隨著大部分城市水資源緊缺的加劇和污水處理回用技術(shù)的日趨成熟, 污水處理回用的研究與實(shí)踐才得以加速發(fā)展。是我國(guó)中水回用發(fā)展較快的城市,。2001 年底市已建成中水設(shè)施100 余個(gè), 日處理水量約2 萬(wàn)m3。根據(jù)市“十一五”規(guī)劃綱要報(bào)告, 計(jì)劃“十一五”期間, 中心城再生水利用率達(dá)到50%。隨著中央與地方各政府對(duì)城市污水再生利用的重視, 我國(guó)的城市污水再生利用前景廣闊。2.2.3海水開(kāi)源所謂“海水開(kāi)源”就是以海水為原水, 通過(guò)各種工程、技術(shù)手段

41、, 用海水作為淡水的替代品, 來(lái)增加淡水的資源量或減少淡水的使用量。海水開(kāi)源包括海水的直接利用和海水淡化兩方面。海水直接利用海水直接利用是直接采用海水代替淡水以滿足工業(yè)用水和生活用水的需求。據(jù)統(tǒng)計(jì), 用海水代替淡水作為工業(yè)冷卻用水, 可使城市總的淡水用量減少約一半, 這對(duì)緩解城市淡水資源短缺意義重大, 國(guó)外在這方面非常重視。海水直接利用歷史較久的國(guó)家有日本、美國(guó)、前聯(lián)和西歐六國(guó), 主要用于火力發(fā)電、核電、冶金、石化等企業(yè)。日本冷卻用海水每年達(dá)3000 多億m3, 歐盟海水年用量達(dá)2500 億m3, 美國(guó)工業(yè)用水的1/3 為海水, 每年達(dá)1000 億m3。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比, 我國(guó)的海水直接利用量較

42、少。2000 年我國(guó)直接利用海水141 億m3, 比1995 年增加1.2倍; 2004 年我國(guó)工業(yè)中海水與苦咸水的利用量達(dá)到256 億m3 左右, 主要用于火( 核) 電的冷卻用水, 海水的利用量與發(fā)達(dá)國(guó)家相差甚遠(yuǎn)。海水作為大生活用水, 英、美、日、等已經(jīng)有多年的歷史。我國(guó)地區(qū)也有成熟的海水直接利用經(jīng)驗(yàn)。從20 世紀(jì)50 年代就開(kāi)始用海水沖廁, 至今沖廁海水的用量已經(jīng)占到?jīng)_廁用水的2/3 左右。我國(guó)生活用海水技術(shù)經(jīng)過(guò)“九五”“十五”國(guó)家科技攻關(guān)課題, 掌握了包括海水沖廁系統(tǒng)的防腐和防生物附著技術(shù)、海水凈化技術(shù)、大生活用海水的后處理技術(shù)等在的大生活用海水成套技術(shù)。目前由國(guó)家海洋局海水淡化與綜合

43、利用研究所主持的膠南海之韻住宅小區(qū)大生活用海水工程正在建設(shè)之中。海水淡化海水淡化是運(yùn)用科技手段使海水變?yōu)榈? 從而增加淡水資源量。目前工業(yè)上采用的方法主要有多級(jí)閃蒸(MSF) 、反滲透(RO) 、多效蒸餾(ME) 等, 全世界的海水淡化生產(chǎn)能力達(dá)到3500104m3/d,從地區(qū)分布來(lái)講, 海水淡化的生產(chǎn)能力大多集中在中東國(guó)家( 約占2000 年全世界海水淡化能力的52%) , 但美國(guó)、日本和歐洲國(guó)家為了保護(hù)本國(guó)的淡水資源也競(jìng)相發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)。我國(guó)的海水淡化技術(shù)研究始于1958 年, 經(jīng)過(guò)國(guó)家“六五”“七五”“八五”“九五”“十五”科技攻關(guān)計(jì)劃的支持, 技術(shù)和裝置都有了較大提高, 基本具備了

44、產(chǎn)業(yè)化條件。海水淡化常用的電滲析、反滲透和蒸餾法等均已在國(guó)已建和在建的十幾項(xiàng)大型海水和苦咸水淡化工程中廣泛應(yīng)用。（3）“海水開(kāi)源”的國(guó)外差距我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家在海水開(kāi)源方面的差距主要是: 對(duì)海水淡化技術(shù)發(fā)展資金的投入不足, 在一定程度上限制了海水淡化技術(shù)水平的發(fā)展、淡化規(guī)模和設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率的提高, 不利于海水淡化成本的進(jìn)一步降低; 國(guó)家和地方海水淡化相關(guān)的法規(guī)政策不健全, 缺少鼓勵(lì)海水淡化的激勵(lì)性政策; 自來(lái)水水價(jià)偏低, 阻礙了海水淡化的發(fā)展。第三章 水資源利用規(guī)劃現(xiàn)狀3.1水資源規(guī)劃的概念水資源規(guī)劃是水資源開(kāi)發(fā)、利用、節(jié)約、保護(hù)的總體部署，其目的包括促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、保持環(huán)境質(zhì)量、取得農(nóng)業(yè)自足、增強(qiáng)對(duì)

45、外貿(mào)易、促進(jìn)區(qū)域發(fā)展、增加就業(yè)、為新增人口提供資源、提高生活質(zhì)量、保持國(guó)家穩(wěn)定、滿足能源需求、以與提高公共的健康水平。有些目標(biāo)之間是兼容的，有些目標(biāo)是相互矛盾的。水資源規(guī)劃的作用是協(xié)調(diào)各種水資源利用沖突，是支持和提高水資源運(yùn)行管理的重要工具。規(guī)劃通常具有四個(gè)相互聯(lián)系的功能：（1）評(píng)價(jià)目前的狀況（包括確定沖突和優(yōu)先問(wèn)題）、形成遠(yuǎn)景設(shè)想、確定目的和目標(biāo)、確定運(yùn)行管理方向。（2）提供一個(gè)框架，組織政策相關(guān)的研究和公共參與。（3）提高水資源運(yùn)行管理的法律地位、增加公眾接受甚至支持的程度。（4）提供管理者、利益相關(guān)者共同的參考點(diǎn)（規(guī)劃或政策），促進(jìn)他們間的相互討論、相互作用和協(xié)調(diào)行動(dòng)。3.2對(duì)水資源可持

46、續(xù)利用規(guī)劃理解水資源利用的可持續(xù)是指滿足未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)水資源的需求，同時(shí)不損害生態(tài)、環(huán)境的整體性。從自然屬性角度，水資源可持續(xù)利用是保護(hù)和加強(qiáng)環(huán)境系統(tǒng)的生產(chǎn)更新能力，不超越環(huán)境再生能力的開(kāi)發(fā)利用；從社會(huì)屬性角度，水資源可持續(xù)利用是在不超過(guò)生態(tài)系統(tǒng)承載能力的情況下，通過(guò)水資源開(kāi)發(fā)利用，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，提高人類的生活質(zhì)量。3.3水資源可持續(xù)利用須遵循的原則水資源持續(xù)利用規(guī)劃的任務(wù)，在于支持社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展，并使自身得以永續(xù)地利用。因此，須遵守下列主要的可持續(xù)發(fā)展原則：（1） 正確處理近期利益與長(zhǎng)期利益，近期目標(biāo)與長(zhǎng)期目標(biāo)的關(guān)系，徹底轉(zhuǎn)變“竭澤而魚”“寅食卯糧”的規(guī)劃思想。（2）建立

47、適應(yīng)環(huán)境與發(fā)展的水資源、水利工程的管理體制和管理體系原則。要實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用、水利可持續(xù)發(fā)展，需要一貫的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展政策和管理體制，并采取各種可能的措施不斷調(diào)整、改進(jìn)和建立適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的靈活運(yùn)用機(jī)制。（3）水資源與環(huán)境資源的承載能力原則。自然生態(tài)系統(tǒng)的承載能力是有一定限度的，即生態(tài)系統(tǒng)向人類提供資源的能力和同化廢棄物的容量是有限的。只要地區(qū)水資源開(kāi)發(fā)利用程度不超過(guò)水的承載能力和地區(qū)發(fā)展水平能維持在環(huán)境容量限度之，水資源和環(huán)境的持續(xù)利用便具備了社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的自然保障條件，而規(guī)劃和管理則是實(shí)施這條原則的必要手段。（4） 維持生態(tài)生物的生命力和多樣性原則?？沙掷m(xù)發(fā)展是建立在保護(hù)利用資源與環(huán)境

48、的基礎(chǔ)上，需要保持自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和多樣性不斷健全或不受損害，生命才能生存和發(fā)展。水資源規(guī)劃任務(wù)之一，應(yīng)設(shè)法促進(jìn)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的不斷健全，保護(hù)生態(tài)的生命力和多樣性。3.4水資源可持續(xù)利用規(guī)劃評(píng)價(jià)指標(biāo)水資源持續(xù)利用規(guī)劃評(píng)價(jià)指標(biāo)是反映水利、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的標(biāo)尺。因此，它具有綜合性、分布性、環(huán)境影響因子和生態(tài)系統(tǒng)因子等特征。（1） 綜合指標(biāo)水資源持續(xù)利用規(guī)劃評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合意義在于對(duì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)三方面可持續(xù)發(fā)展之間關(guān)聯(lián)性的表述。例如，在以綜合利用水資源為主的水庫(kù)工程中，可考慮綜合效益指標(biāo)，它包括灌溉、給水、發(fā)電、航運(yùn)、養(yǎng)殖防洪等各種效益。（2）分布指標(biāo)可持續(xù)利用指標(biāo)應(yīng)不僅能夠衡量同

49、代人之間的公平性，而且還能衡量跨代人之間的公平性。為此，應(yīng)將一定人口規(guī)模或地理空間的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境條件分布的特點(diǎn)考慮進(jìn)來(lái)。例如，在以綜合利用水資源為主的水庫(kù)工程中，可考慮遷移安置人口指標(biāo)。 (3） 環(huán)境影響因子水資源持續(xù)利用是水利可持續(xù)發(fā)展的前提條件，形成水利可持續(xù)發(fā)展的支持系統(tǒng)。從我國(guó)制定的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，要求各項(xiàng)建議（包括水利建設(shè)）都要以人口、資源、環(huán)境與發(fā)展相協(xié)調(diào)為準(zhǔn)繩，以生態(tài)環(huán)境持續(xù)發(fā)展為前提。水資源持續(xù)利用規(guī)劃、開(kāi)發(fā)利用的環(huán)境影響因子，應(yīng)反映環(huán)境功能區(qū)的基本要求、開(kāi)發(fā)過(guò)程中環(huán)境質(zhì)量的變化狀況，包括水環(huán)境質(zhì)量，大氣環(huán)境質(zhì)量，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，固體廢棄物處理、處置等等。例如，在以綜合利用水

50、資源為主的水庫(kù)工程中，可考慮環(huán)境保護(hù)投資指標(biāo)。（4） 生態(tài)系統(tǒng)因子可持續(xù)發(fā)展的概念根植于生態(tài)學(xué)理論。水資源持續(xù)利用不等于水資源利用數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)，而數(shù)量上持續(xù)增長(zhǎng)受到時(shí)空限制遲早是要崩潰的。水利事業(yè)的發(fā)展，乃至人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展必須在整個(gè)地球這個(gè)大生態(tài)系統(tǒng)承載力圍。水利持續(xù)發(fā)展不能理解為僅這單一因子的發(fā)展，而是整個(gè)人類社會(huì)文明的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)水平的提高和人類生活環(huán)境質(zhì)量的改善等。因此，只有保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上和功能上的整合性，才能保障人類賴以生存的生命支持系統(tǒng)。第四章 水資源規(guī)劃和可持續(xù)利用中存在的問(wèn)題與改善措施4.1水資源可持續(xù)利用中存在的主要問(wèn)題人均水資源量短缺我國(guó)水資源總量大，人均占有量短

51、缺，全國(guó)平均年水資源總量為28124億m，水資源總量居世界第6位，人均占有量只有2500m，約為世界人均水量的1/4，在世界排110位，我國(guó)已被聯(lián)合國(guó)列為13個(gè)貧水國(guó)家之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)年缺水量360m，全國(guó)570個(gè)大中城市中，缺水城市達(dá)到33個(gè)，主要分布在華北和沿海地區(qū)，每年受缺水影響的工業(yè)生產(chǎn)總值為2300億元。由于水資源需求，必將加大水資源開(kāi)采力度，水資源過(guò)度開(kāi)發(fā)，無(wú)疑將是導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步惡化。年際變化大受季風(fēng)氣候影響顯著，年降水量分配不均勻。降水量和徑流量的年際劇烈變化和年高度集中，是造成水旱災(zāi)害頻繁、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不穩(wěn)定和水資源供需十分尖銳的主要原因。地域差別大我國(guó)水資源南多北少，相差

52、懸殊，與人口、耕地和生產(chǎn)力的分布不相適應(yīng)。水環(huán)境污染問(wèn)題日益突出2004年，我國(guó)七大水系412個(gè)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)斷面中，類水質(zhì)占41.8%；、類水質(zhì)占30.3%；劣類水質(zhì)占27.9%。其中珠江、長(zhǎng)江水質(zhì)較好，遼河、淮河、黃河、松花江水質(zhì)較差，海河水質(zhì)差。全國(guó)27個(gè)重點(diǎn)湖庫(kù)中，類水質(zhì)占7.5%；類水質(zhì)占18.5%；類水質(zhì)占14.8%；類水質(zhì)占22.2%；劣類水質(zhì)占37.0%。地下水環(huán)境污染呈現(xiàn)由點(diǎn)向面、由城市向農(nóng)村擴(kuò)展的趨勢(shì)。全國(guó)約有1/2城市市區(qū)地下水污染比較嚴(yán)重，由污染造成的缺水城市和地區(qū)日益增多。管理體制不夠協(xié)調(diào)水資源管理涉與的部門有：水利、環(huán)保、交通、建設(shè)、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、林業(yè)等管理部門多，職能相互

53、交叉。因職能的不同，存在職責(zé)交叉、規(guī)容不一致的沖突。水資源價(jià)值未能完全體現(xiàn)水資源價(jià)值來(lái)源于水資源自身所具備的兩個(gè)基本屬性，即水資源的有用性和稀缺。但目前我國(guó)水資源的價(jià)值未能完全體現(xiàn)，未能有效地利用經(jīng)濟(jì)杠桿對(duì)水資源進(jìn)行合理的分配和調(diào)節(jié)。浪費(fèi)水資源、不合理利用水資源的現(xiàn)象較為普遍，致使水資源總價(jià)值得不到體現(xiàn)。4.2改善措施（1）實(shí)施水污染物目標(biāo)總量控制我國(guó)對(duì)水資源中水污染物管理由濃度控制到目標(biāo)總量控制階段。目標(biāo)總量控制的實(shí)施必須依賴水環(huán)境容量為基礎(chǔ)。國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局2003年在全國(guó)推行的水環(huán)境容量測(cè)算工作, 充分利用水資源的天然自凈能力, 確定各水域功能區(qū)的水環(huán)境容量, 合理分配目標(biāo)總量, 使水資

54、源質(zhì)量管理更具科學(xué)性。（2）正確處理好水資源量和水資源質(zhì)的關(guān)系水資源是水資源量和水資源質(zhì)的高度統(tǒng)一,目前兩者的管理還不協(xié)調(diào)。有質(zhì)無(wú)量或有量無(wú)質(zhì)的水資源都失去價(jià)值。為了做好水資源量和水資源質(zhì)協(xié)調(diào)統(tǒng)一, 環(huán)保和水利兩個(gè)部門要密切配合,對(duì)重點(diǎn)江河可成立合作委員會(huì),開(kāi)展水資源的功能區(qū)劃、水量分配、水環(huán)境容量分配等方面容。有條件的地方可設(shè)水務(wù)一體化管理體制, 綜合規(guī)劃、優(yōu)化配置、統(tǒng)籌安排水資源,這將有利于兼顧生活、生產(chǎn)、生態(tài)和環(huán)境用水。做好水資源規(guī)劃管理, 合理配置水資源我國(guó)水資源規(guī)劃管理存在規(guī)劃數(shù)量繁多但體系不完善、規(guī)劃執(zhí)行不力、規(guī)劃前瞻性差等方面的不足。在制定我國(guó)水資源規(guī)劃時(shí),要立足于可持續(xù)發(fā)展的原

55、則, 在規(guī)劃中考慮水質(zhì)和水量、地表水和地下水、城市用水和農(nóng)村用水、流域上下游和左右岸用水,水資源和其他自然資源的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。在調(diào)配水資源時(shí),應(yīng)開(kāi)源節(jié)流, 充分挖掘水資源。如：污水資源化、微咸水資源化、洪水資源化等非常規(guī)水資源。在實(shí)施上促使調(diào)水量規(guī)模最小而效益最大。調(diào)整優(yōu)化水環(huán)境功能區(qū)劃水環(huán)境功能區(qū)劃是水環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)性工作,是根據(jù)有關(guān)法律,綜合考慮環(huán)境容量、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要和污染物排放總量控制的要求,將水環(huán)境劃分為自然保護(hù)區(qū)、飲用水源保護(hù)區(qū)、漁業(yè)用水區(qū)、工農(nóng)業(yè)用水區(qū)、景觀娛樂(lè)用水區(qū)不同功能的區(qū)域。合理的功能區(qū)劃,有利于總量控制與容量利用的優(yōu)化,將水環(huán)境容量作為一種資源,發(fā)揮水資源的供水、納污作用

56、。利用經(jīng)濟(jì)杠桿, 提高水資源的利用率水資源供求關(guān)系可以通過(guò)水資源費(fèi)來(lái)調(diào)節(jié),水資源供需缺口越大,水資源越緊,水資源費(fèi)就越高,反之,則低，符合市場(chǎng)規(guī)律。國(guó)家通過(guò)水資源費(fèi)經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)作用進(jìn)行調(diào)配水資源, 是國(guó)家水資源所有權(quán)的一種表現(xiàn)形式。各流域可根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況, 制定從原水、自來(lái)水、排水、污水處理回用等綜合成本的科學(xué)合理水價(jià),有利于最大限度發(fā)揮水資源的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。建立水源涵養(yǎng)區(qū)森林與水有密切關(guān)系,森林蓄水功能主要表現(xiàn)在森林涵養(yǎng)水源上。要保持水資源的擁有量,就要建立水源涵養(yǎng)區(qū),加大水源保護(hù)區(qū)的生態(tài)恢復(fù)和維護(hù)力度，改善植被的水源涵養(yǎng)功能,對(duì)于飲用水源地與其上游地區(qū),保護(hù)好現(xiàn)有植被尤其是

57、天然植被, 禁止采伐水源涵養(yǎng)林, 逐步提高森林的覆蓋率。做好水資源承載力的研究水資源承載力的研究有利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。水資源是有承載力的，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在水資源、水環(huán)境承載能力以,就能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,否則,發(fā)展就會(huì)失去物質(zhì)基礎(chǔ),造成生態(tài)系統(tǒng)破壞,生存環(huán)境惡化。假若污水排放超過(guò)水體的水環(huán)境承載力,水環(huán)境水體將受到污染,如果地下水開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度過(guò)大, 將可導(dǎo)致地面沉陷,建筑物開(kāi)裂等環(huán)境問(wèn)題。第五章 水資源規(guī)劃方法水利規(guī)劃是水利建設(shè)的一項(xiàng)重要的前期工作，也是水利科學(xué)的一個(gè)重要分支，是針對(duì)各方面對(duì)水利的要求，有效地解決防洪、除澇、灌溉、水力發(fā)電、河航運(yùn)、城鄉(xiāng)供水、水土保持、水污染防治等各項(xiàng)具體開(kāi)發(fā)

58、治理任務(wù)來(lái)完成的。其主要任務(wù)是根據(jù)國(guó)家的方針政策和水利規(guī)劃基本目標(biāo)，并考慮各方面對(duì)水利的要求，研究水利現(xiàn)狀、特點(diǎn)，探索自然規(guī)律和經(jīng)濟(jì)規(guī)律，提出治理開(kāi)發(fā)方向、任務(wù)、主要措施和分期實(shí)施步驟，安排水利建設(shè)的全面，長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃，并指導(dǎo)水利工程設(shè)計(jì)和管理。水利規(guī)劃方案的完善與否直接影響到工程的經(jīng)濟(jì)，社會(huì)和生態(tài)效益。5.1水利規(guī)劃常用優(yōu)化方法較大圍的水利規(guī)劃和較大規(guī)模的工程規(guī)劃開(kāi)始編制于20 世紀(jì)30 年代前后，此時(shí)的水利規(guī)劃目標(biāo)比較單一，主要應(yīng)用水利工程方面的理論、方法提出治理開(kāi)發(fā)措施，通過(guò)水利經(jīng)濟(jì)學(xué)的理論、方法進(jìn)行規(guī)劃方案的評(píng)價(jià)與比較，此時(shí)的優(yōu)化方法主要為線性規(guī)劃。70 年代后，針對(duì)人口、資源、能源、生態(tài)

59、環(huán)境等新情況的出現(xiàn)，許多國(guó)家對(duì)水利規(guī)劃的目標(biāo)要求大都由以往單一的國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)逐步轉(zhuǎn)移到更廣泛的社會(huì)需求方面，從而提出了包括社會(huì)、環(huán)境在的多目標(biāo)水利規(guī)劃，優(yōu)化方法也經(jīng)歷了動(dòng)態(tài)規(guī)劃、隨機(jī)規(guī)劃、多目標(biāo)規(guī)劃等方法。近幾年由于數(shù)學(xué)規(guī)劃理論的發(fā)展和智能算法的提出，水利規(guī)劃的優(yōu)化也引入了智能算法，如：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模擬退火算法、蟻群算法等。水利規(guī)劃大多可概括為：?jiǎn)栴}識(shí)別、方案擬定、影響評(píng)價(jià)、方案論證等4 個(gè)步驟。方案優(yōu)化的任務(wù)主要是通過(guò)采取分階段進(jìn)行方式，結(jié)合規(guī)劃目標(biāo)與評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，由粗到細(xì)，逐步深入地提出最終優(yōu)化方案。任何一種優(yōu)化方法都建立在一定的模型之上，以下簡(jiǎn)要介紹各優(yōu)化方法與其特點(diǎn)。5.2 線

60、性規(guī)劃線性規(guī)劃是一種合理利用和分配資源的應(yīng)用數(shù)學(xué)方法。它所研究的問(wèn)題主要有兩類：一是確定一項(xiàng)工作任務(wù)后，如何統(tǒng)籌安排，盡量做到用最小的人力、物力去完成這一任務(wù)。二是已有一定的人力、物力，如何安排使用他們，使得完成的任務(wù)最多。這兩類問(wèn)題是一個(gè)問(wèn)題的兩個(gè)方面，就是如何尋求整個(gè)問(wèn)題的某個(gè)整體指標(biāo)最優(yōu)的問(wèn)題。在水利規(guī)劃中，表現(xiàn)為如何合理安排人力、物力資源，合理組織施工，或者在條件不變的情況下，統(tǒng)籌安排，使總的經(jīng)農(nóng)機(jī)濟(jì)效益最好。線性規(guī)劃的計(jì)算模型可簡(jiǎn)述如下：在約束條件a11X1+a21X2+L+am1Xm=b1a12X1+a22X2+L+am2Xm=b2L La1nX1+a2nX2+L+amnXm=bn