中國水資源狀況分析

中國水資源狀況分析

一、總結(jié)1.水資源優(yōu)化戰(zhàn)略中國的水資源現(xiàn)狀不容樂觀，為了向中國政府提供非技術(shù)性文件，水資源策略。建立以下四個問題：了解中國的水資源現(xiàn)狀；分析每個流域的缺水情況，并將其分類。在流域內(nèi)收集并收集最好的水和海水。評估水資源策略。二、中國水資源的總結(jié)和分類1.水資源總量巨大,利用率低中國水資源總量雖然豐富,多年平均水資源總量在28000億m3左右,居世界第六位,但是可利用的水資源總量僅有8000~8500億m3。又由于人口基數(shù)大,人均水資源擁有量僅為世界人均水平的1/4,中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展也導(dǎo)致用水需求逐年上漲,水資源面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。由水資源分布得知,中國水資源分布的另一個基本特點是南方水多、北方水少,空間分布很不平衡。2.年際變化的趨勢建立線性回歸模型根據(jù)線性回歸模型,利用統(tǒng)計軟件,我們分析結(jié)果得知用水總量與年份有明顯相關(guān)關(guān)系,回歸方程如下:當(dāng)Y=28時,F值將大于8000億m3,此時是2031年。換句話說,按照用水量的遞增趨勢,再過20年,中國將達到能承受的最大用水量。這說明中國整體水資源供需矛盾日益加劇。三、不同流域的水資源分析2.洪水災(zāi)害防治技術(shù)要點遼河流域地處我國東北地區(qū)西南部,流域內(nèi)東部、西部和南部被群山環(huán)繞,地勢較高,為中低山丘陵地形,北部為崗丘地形,中部為遼河平原,南靠渤海。遼河流域多年平均降水量由東南向西北遞減,地區(qū)差別很大。汛期6月~9月份降水量占全年降水量的70%以上。暴雨歷時較短,雨量集中,洪水陡漲陡落、峰高量小,使遼河洪水災(zāi)害頻繁而嚴(yán)重。遼河流域?qū)儆谌彼饔?其降水資源的不均衡導(dǎo)致總資源量少,屬于資源型缺水;洪水災(zāi)害頻繁,水土流失嚴(yán)重,水質(zhì)泥沙含量高,并且水質(zhì)污染嚴(yán)重,屬于水質(zhì)型缺水。(2)基本策略調(diào)水技術(shù)難度大,因此改善遼河流域需從自身入手:修建水利工程儲水蓄水,以便實現(xiàn)全年流域內(nèi)的用水需求;治理水土流失,植樹造林,改善水質(zhì);遼河流域南靠渤海,有4個大型核電站分布,為海水淡化提供有利條件。3.優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)海河流域嚴(yán)重缺水,水資源總量全國最少,人口密度大,是資源型缺水;多年的低水價導(dǎo)致不合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),水資源需求盲目擴張,是管理型缺水;農(nóng)業(yè)和工業(yè)水資源沒有得到充分利用,尤其工業(yè)廢水的排放導(dǎo)致流域的水污染問題嚴(yán)重,是水質(zhì)型缺水。(2)基本策略政府需要意識到水價低帶來的不合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提高水價勢在必行;改善不合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),整改高耗水產(chǎn)業(yè)。4.保持水土流失,改善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)黃河流域缺水,位于干旱半干旱地區(qū),雨量相對稀少,蒸發(fā)量相對較高,對黃河水的需求非常大,供需矛盾異常尖銳,是典型的資源型缺水;河水污染嚴(yán)重,河水中泥沙含量高,水土流失嚴(yán)重屬于水質(zhì)型缺水;水價低廉,節(jié)水意識不強,屬于管理型缺水。(2)基本策略黃河上游保持水土,保證水質(zhì);提高水價,改善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu);農(nóng)業(yè)用水比重大,引進先進灌溉技術(shù)減少農(nóng)業(yè)用水浪費。5.水土流失淮河流域缺水,河流眾多,但是落差小,經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境破壞矛盾加劇,自然生態(tài)環(huán)境脆弱,污水難以遷移出境,水土流失嚴(yán)重,屬于水質(zhì)型缺水?；春恿饔蚪邓控S富但是全年極不均衡,屬于工程型缺水。工業(yè)發(fā)展早,舊的工業(yè)設(shè)備對水利用率不高,同時浪費嚴(yán)重。(2)基本策略興修水利工程在汛期做好儲水蓄水工作;宣傳節(jié)水意識;對工業(yè)用水和污水處理設(shè)備改造,提高工業(yè)用水利用率,污水排放的控制有助于恢復(fù)生態(tài),改善水質(zhì)。6.提高生態(tài)分辨率為上游水環(huán)長江流域水資源總量極其豐富,全國第一?？傮w來說長江流域并不缺水,但是近年來工業(yè)廢水的排放不加節(jié)制,導(dǎo)致水污染,水資源難以利用,出現(xiàn)部分地區(qū)水質(zhì)缺水情況。(2)基本策略提高長江上游地區(qū)生態(tài)安全系數(shù),為上游可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好生態(tài)空間。其次,就是為長江中下游地區(qū)建立起較好生態(tài)保護系統(tǒng),重點是減少泥沙對中下游的影響,較好調(diào)控上游的水文變化,水情變化,減少洪水對中下游的危害;水資源豐富必然導(dǎo)致水資源浪費嚴(yán)重現(xiàn)象,宣傳節(jié)水意識,發(fā)展可持續(xù)工農(nóng)業(yè),努力建設(shè)成全國模范流域。7.水土流失問題珠江流域水流量較大,僅次于長江。珠江流域和長江流域情況比較相似,水資源總量豐富,但是目前存在嚴(yán)重的水土流失問題,嚴(yán)重制約著流域社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。(2)基本策略理順流域上下游間的生態(tài)關(guān)系和利益關(guān)系,建立水土保持生態(tài)補償機制,可以有效控制水土流失,再通過對珠江地區(qū)進行退耕還林工程,來提高水土保持的能力,緩解水土問題的惡化實現(xiàn)流域社會經(jīng)濟又好又快發(fā)展。8.局部地區(qū)水污染東南諸河區(qū)地處我國水資源較豐沛的東南沿海。水資源數(shù)量較豐沛,現(xiàn)狀水質(zhì)總體較好,但局部地區(qū)水污染嚴(yán)重。(2)基本策略強化節(jié)水,嚴(yán)格控制用水定額,提高水資源利用效率,減少污水排放量,改善水環(huán)境,降低社會發(fā)展成本,并有效控制需水過快增長;對入河污染物總量控制,加強流域水資源保護和水生態(tài)保護的措施。9.區(qū)域水資源開發(fā)利用程度低西南諸河流域涉及廣西、云南、西藏、青海、新疆5省區(qū)。西南諸河總用水量總體也呈緩慢上升趨勢,其中工業(yè)用水呈持續(xù)增加態(tài)勢,而農(nóng)業(yè)用水也呈總體上升趨勢。由于流域地形復(fù)雜,面積大,人口少,社會經(jīng)濟發(fā)展較落后,水資源開發(fā)利用程度低,平均水資源開發(fā)率僅為1.7%,低于全國平均值。(2)基本策略西南諸河流域應(yīng)逐漸提高對水資源開發(fā)率,但要保證生態(tài)環(huán)境不受任何破壞。10.水資源開發(fā)利用規(guī)劃缺乏分區(qū)西北諸河屬于內(nèi)流河,人口稀疏,大致看西北諸河區(qū)似乎不缺水資源,但是進一步分析發(fā)現(xiàn),西北諸河區(qū)存在嚴(yán)重的水土資源不平衡和水資源分布不平衡,并由此導(dǎo)致水資源供需矛盾尖銳,缺水主要表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)灌溉,以及部分工業(yè)生產(chǎn)用水需求得不到滿足。(2)基本策略嚴(yán)格按照可利用總量控制,通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,大力發(fā)展節(jié)水灌溉和跨流域水資源調(diào)配工程的建設(shè),滿足經(jīng)濟社會發(fā)展對水資源的合理需求,使基本生態(tài)環(huán)境用水量得到保證;加大水資源開發(fā)力度,但應(yīng)注意對水資源的保護,保證水資源開發(fā)利用不超過其可利用量。四、水資源可在流域中使用1.生態(tài)環(huán)境根據(jù)1993年國際人口會議提出并經(jīng)1996年國際自然資源會議認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)河流利用率在30%之下,對生態(tài)環(huán)境基本沒有影響;在30%~40%之間,對生態(tài)環(huán)境有影響;在40%以上對生態(tài)環(huán)境有嚴(yán)重影響。鑒于對數(shù)據(jù)的分析,河流利用率無法從數(shù)據(jù)中得出,但是可以用年用水量與流域水資源總量的比值近似代替,作為流域分級的標(biāo)準(zhǔn)是可行的。2.分類模型比例r=WUWR計算后發(fā)現(xiàn)分級結(jié)果與各流域缺水程度基本吻合,是簡單合理的分級。3.水資源使用函數(shù)與預(yù)測全國年用水總量的方法相同,我們可以預(yù)測出2013年各流域的用水量。再根據(jù)流域的分級情況,考慮河流使用率對生態(tài)環(huán)境的影響,得出缺水流域的需水量。我們的水資源策略希望能夠滿足水資源需求的同時逐步恢復(fù)流域生態(tài),因此定義了一個關(guān)于時間n(Year=2013+n)的使用率函數(shù);raten=30%,當(dāng)流域i屬于等級Ⅰ40%-1%×n,當(dāng)流域i屬于等級Ⅱ75%-1%×n,當(dāng)流域i屬于等級Ⅲ;顯然,2013年的缺水流域需水量就可以用下式表示:五、在哪種方案中，水道和海水的處理1.開發(fā)流域及河流水資源量黃淮海流域是缺水較嚴(yán)重的3個流域,需要其他流域調(diào)水支援以滿足社會和經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展。珠江流域和東南諸河流域雖然水資源儲量豐富,水質(zhì)相對較好,但運輸水資源到黃淮海流域跨度太大,距離太長,對生態(tài)影響大,因此不考慮往黃淮海流域調(diào)水。西南地區(qū)水資源總量豐富但是開發(fā)難度大,儲量并不豐富,地形多為高原山地,調(diào)水工程施工難度大,也不考慮。因此,我們只能從水資源總量豐富的長江流域?qū)S淮海流域調(diào)水。2.海水淡化技術(shù)黃淮海流域缺水量大,僅憑調(diào)水工程無法滿足,因此不可避免地要結(jié)合海水淡化技術(shù)。目前世界公認(rèn)的最節(jié)能環(huán)保前景最好的海水淡化技術(shù)是反滲透膜淡化技術(shù),我們將采用該技術(shù)在海河流域和淮河流域的沿海地區(qū)建立海水淡化廠。3.年際水質(zhì)差異大,導(dǎo)致下游利用率下降中國南水北調(diào)工程東線工程已經(jīng)投入使用,而中線工程我們假設(shè)2013年也能投入使用。長江下游地區(qū)水資源總量雖然豐富,但是人口密度大,農(nóng)業(yè)用水和工業(yè)用水需求量大,其下游利用率已經(jīng)達到影響生態(tài)的程度。因此,無論中線調(diào)水或者東線調(diào)水都勢必加劇下游水資源的供需矛盾,因此,最優(yōu)的策略應(yīng)是東線和中線的運水量逐年遞減。海水淡化廠一個流域一年最多只能建8個廠。(2)模型的建立與求解調(diào)水線路:東線為淮河和海河流域調(diào)水,年最大運輸量為148億m3,中線為黃河和海河流域調(diào)水,年最大運輸量為130億m3。模型求解:運用lingo求解得2013年后各年的綜合策略,包括運水量,淡化量,新建的淡化廠數(shù)等。由于數(shù)據(jù)過大,不在此一一列出。1.水資源及水量平衡(1)分析松花江流域位于我國東北地區(qū)北部,流域包括黑龍江省、吉林省大部、內(nèi)蒙古自治區(qū)和遼寧省一部分,是我國重工業(yè)的集中地,也是我國重要的農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)基地,因此該流域農(nóng)和工業(yè)用水比重極大。農(nóng)業(yè)用水主要用于農(nóng)作物灌溉,而灌溉水技術(shù)的落后導(dǎo)致灌溉水大部分沒得到利用;工業(yè)用水利用率低,而且污水排放對流域生態(tài)造成破壞。松花江流域水資源總量較為豐富,應(yīng)屬于多水流域。但其年降雨量較大,水利工程落后,導(dǎo)致水資源開發(fā)不夠,出現(xiàn)工程型缺水;農(nóng)業(yè)工業(yè)水資源利用率低,浪費大量水資源,同時使得水質(zhì)污染,屬于水質(zhì)型缺水。(2)流域內(nèi)策略鑒于分析,松花江流域的水資源策略為:引進先進灌溉設(shè)備減少農(nóng)業(yè)用水總量,對總用水量的降低表現(xiàn)明顯,農(nóng)業(yè)用水量的10%相當(dāng)于生活用水量;對工業(yè)用水和污水處理設(shè)備改造,提高工業(yè)用水利用率,污水排放的控制有助于恢復(fù)生態(tài),改善水質(zhì);政府加強力度宣傳節(jié)水意識,必要時可以提高農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活用水價格進行調(diào)控。(1)分析(1)分析(1)分析(1)分析(1)分析(1)分析(1)分析(1)分析(1)分析(1)模型假設(shè)約束條件:黃河流域的缺水量完全來自于中線補水,原因是