發(fā)布時(shí)間：2023-03-30 11:29:54
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的水文水資源論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
1水資源狀況及開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀
1.1水資源基本情況
根據(jù)山西省呂梁市第二次水資源評(píng)價(jià)成果,汾陽(yáng)市1956~2000年多年平均水資源總量為9838萬(wàn)m3,其中河川徑流量為2890萬(wàn)m3,降雨入滲補(bǔ)給量8478萬(wàn)m3,河川基流量為1530萬(wàn)m3。地下水資源量1956~2000年多年平均9587萬(wàn)m3,其中平原區(qū)7404萬(wàn)m3,山丘區(qū)5491萬(wàn)m3,降雨入滲補(bǔ)給量8478萬(wàn)m3,重復(fù)量4418萬(wàn)m3[1]。
汾陽(yáng)市水資源可利用量:河川徑流可利用量為1439萬(wàn)m3,地下水可開(kāi)采量為7383萬(wàn)m3,(其中平原區(qū)盆地孔隙水4787萬(wàn)m3,巖溶水2500萬(wàn)m3,山丘區(qū)空隙裂隙水96萬(wàn)m3),重復(fù)計(jì)算量為4016萬(wàn)m3,水資源可利用總量為4806萬(wàn)m3,可利用率為48.9%[1]。
1.2水資源特征
由于汾陽(yáng)市所處的特定水文地質(zhì)環(huán)境,水資源具有以下特點(diǎn):
1.2.1水資源總量偏少,人均、畝均占有水量偏低,供需矛盾突出
山西省水資源人均、畝均占有水量分別為381m3/人、180m3/畝遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全國(guó)平均水平的2200m3/人、1700m3/畝。論文而汾陽(yáng)市人均水資源占有量239m3,不足全省均占有量的63%,畝均占有水資源量為150m3/畝,不足全省的83%?？梢?jiàn)該市水資源總量的不足,與用水量日益增長(zhǎng)需求的突出矛盾。
1.2.2徑流量年內(nèi)年際變化顯著,開(kāi)發(fā)利用難度較大全市多年平均降水467.2mm。年際降水非常集中,主要在汛期7月、8月,占到年降水的50%~80%。各水系分區(qū)徑流的年際變化大,豐枯年水量相差懸殊,極值比在2.3~39.3之間。各河流經(jīng)常出現(xiàn)2~3年的連豐期和連枯期,3~5年的連枯期時(shí)有發(fā)生。這給地表水的開(kāi)發(fā)利用帶來(lái)了很大的困難。
1.2.3河流水質(zhì)污染嚴(yán)重,盆地平原地區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化全市河流山區(qū)地段水質(zhì)尚好。但山區(qū)徑流被水庫(kù)攔蓄后,大量被引用為灌溉水源,為土壤和農(nóng)作物的蒸散發(fā)所消耗。另一部分山區(qū)來(lái)水被作為工業(yè)和城市的水源,使用后成為廢污水又重新排入河道。由于上游來(lái)水減少,河水稀釋能力低,大部分廢污水超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)又未經(jīng)處理直接排入河道,因此城市下游的河道水質(zhì)污染較為嚴(yán)重。污染物質(zhì)在盆地平原區(qū)集聚,致使盆地河流生態(tài)失去平衡。
1.3水資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀
汾陽(yáng)市2007年總用水量6581.5萬(wàn)m3,其中農(nóng)業(yè)灌溉用水4343萬(wàn)m3,占到總用水量66.0%,工業(yè)用水1137萬(wàn)m3,占總用水量17.3%,城鎮(zhèn)用水432萬(wàn)m3,占總用水量6.6%。農(nóng)村人蓄用水581.5萬(wàn)m3,占總用水量8.8%,林牧漁業(yè)88萬(wàn)m3,占總用水量1.3%。
2水資源開(kāi)發(fā)利用中存在的問(wèn)題
2.1部分地區(qū)地下水過(guò)量開(kāi)采
從文水縣城西邊山,沿邊山傾斜平原,經(jīng)汾陽(yáng)縣杏花洪積扇,至汾陽(yáng)城關(guān)鎮(zhèn)栗家莊一帶,其中包括了汾陽(yáng)市城區(qū),基本沿山前地帶長(zhǎng)條形分布,總面積133.4km2。其中汾陽(yáng)界內(nèi)面積103km2,多年平均水位下降1.11m,極點(diǎn)累積水位下降53m,現(xiàn)狀地下水位埋深1.8~117m。且呈現(xiàn)出水位逐年下降,水泵揚(yáng)程逐年加大的趨勢(shì)。
2.2特殊年份河川基流減少嚴(yán)重
汾陽(yáng)市干旱年份較多,如遇到連續(xù)干旱年份,河川基流減少十分嚴(yán)重。根據(jù)汾陽(yáng)市1991~2000年段的統(tǒng)計(jì)資料知道,汾陽(yáng)市的降雨量和多年平均降水量相比偏枯,偏枯19.2%。這使汾陽(yáng)市河川基流減少十分嚴(yán)重,嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活。
2.3地下水水質(zhì)狀況不容樂(lè)觀
近年來(lái),汾陽(yáng)市工農(nóng)業(yè)及城市人口發(fā)展迅猛,污染源與日俱增,未經(jīng)處理的污染物直接和間接入滲地下。不同程度地污染了地下水源。
水污染加劇了水資源危機(jī)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,工業(yè)也迅速發(fā)展且向環(huán)境排放大量廢水、廢氣、廢渣的污染型工業(yè)結(jié)構(gòu)。其工業(yè)廢水大部分未經(jīng)處理就直接排入水體或用于農(nóng)業(yè)灌溉滲入地下,造成河流水和地下水污染,水質(zhì)狀況不斷惡化,并有向農(nóng)村蔓延的趨勢(shì),由局部向縱深發(fā)展,加劇了當(dāng)前水資源的供需矛盾,極大地影響了該地水資源的可持續(xù)利用。
3對(duì)策研究
3.1加強(qiáng)供水水源工程建設(shè)
由于區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)、工業(yè)需水量大,水資源十分緊缺,因此必須有計(jì)劃地興建蓄水、引水、調(diào)水工程,做好原有工程的配套和更新改造同時(shí)增加新的供水水源工程,確保水源工程建設(shè)與工農(nóng)業(yè)發(fā)展的同步。
3.2建立節(jié)水型社會(huì),實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用
以人均500m3/天的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化最低用水量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算,2015年汾陽(yáng)需水量將達(dá)到2.17億m3,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了水資源可利用量和可供給量,因此必須采取以下措施:①發(fā)展節(jié)水灌溉,減少農(nóng)業(yè)用水量。根據(jù)作物生長(zhǎng)期按需要用水;防止大水漫灌,推廣渠道防滲、使用噴灌和滴灌等節(jié)水灌溉技術(shù);充分利用雨水資源發(fā)展雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)或旱作技術(shù)推廣需水少的旱作農(nóng)作物品種。②發(fā)展工業(yè)節(jié)水,提高工業(yè)用水的重復(fù)利用率。改變耗水型工藝,少用水或不用水;回收廢水再利用;③在城市生活用水中,廣泛采用各種節(jié)水設(shè)施。
3.3加強(qiáng)水環(huán)境保護(hù),實(shí)現(xiàn)污水資源化
水環(huán)境惡化加劇了汾陽(yáng)市水資源缺乏的矛盾,增強(qiáng)水環(huán)境的保護(hù)力度,實(shí)現(xiàn)污水資源化是解決汾陽(yáng)水資源問(wèn)題的一項(xiàng)重要措施,應(yīng)采取:①?gòu)?qiáng)化控制地下水開(kāi)采。通過(guò)法律、經(jīng)濟(jì)等措施強(qiáng)化人們的節(jié)水意識(shí),限制地下水的無(wú)計(jì)劃開(kāi)采與超采,并通過(guò)人工補(bǔ)給控制超采區(qū)地下水位的下降。②防治水資源污染,實(shí)現(xiàn)污水資源化。必須大力加強(qiáng)普法教育宣傳,增強(qiáng)廣大人民法治觀念和保護(hù)水環(huán)境意識(shí),提高對(duì)水環(huán)境惡化危害的認(rèn)識(shí)。對(duì)那些污染嚴(yán)重,又治理無(wú)效的企業(yè)堅(jiān)決取締,絕不讓繼續(xù)污染水資源。從供水、排水、水處理諸方面協(xié)調(diào)解決水污染問(wèn)題,把處理后的污水作為工農(nóng)業(yè)供水水源,緩減水資源供需矛盾。
3.4合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和工業(yè)布局
把逐步降低超重型工業(yè)結(jié)構(gòu)比例,提高輕型工業(yè)結(jié)構(gòu)份額作為發(fā)展工業(yè)的一個(gè)重要原則,嚴(yán)格控制耗水大、污染重的企業(yè)的發(fā)展。在調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的同時(shí),就水建廠,調(diào)整工業(yè)布局,合理調(diào)整和控制地下水局布超采區(qū)工業(yè)的發(fā)展,使工業(yè)布局向地下水相對(duì)富足的地區(qū)轉(zhuǎn)移,以減輕供水壓力。
3.5水量水質(zhì)同時(shí)抓,加強(qiáng)水資源保護(hù)
水量和水質(zhì)是水資源的兩個(gè)基本屬性。量和質(zhì)是保護(hù)水資源配置與可持續(xù)利用的前提,沒(méi)有質(zhì)量保證的水量與失去水量基礎(chǔ)水質(zhì),對(duì)水資源都毫無(wú)意義,水作為特定的資源,其管理實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置,在資源資源配置中優(yōu)化完成量的分配和質(zhì)的保護(hù)。各級(jí)水行政主管部門(mén)應(yīng)強(qiáng)化水資源保護(hù)工作,實(shí)行水量、水質(zhì)統(tǒng)一管理,逐步充實(shí)水資源保護(hù)的業(yè)務(wù)人員,建立或完善專門(mén)機(jī)構(gòu)從事該項(xiàng)工作。
1．1供水范圍設(shè)定供水范圍規(guī)則主要是為了配置方便，事前確定好外調(diào)水或當(dāng)?shù)厮┧采w區(qū)域。邯鄲市西部水資源包括當(dāng)?shù)厮屯庹{(diào)水。本次研究對(duì)自產(chǎn)地表水和地下水供水范圍是區(qū)域內(nèi)就近利用。為提高外調(diào)漳河水的利用率，并考慮到受水區(qū)的經(jīng)濟(jì)承受能力，確定本次引漳供水范圍規(guī)則為邯鄲市西部重點(diǎn)工業(yè)企業(yè)。上線供水范圍主要是城西供水片和固鎮(zhèn)片，中線供水范圍主要是涉縣片和固鎮(zhèn)片，下線供水范圍主要為武安城東供水片。
1．2方案設(shè)定考慮三條線路的可供水覆蓋范圍以及上線工程的實(shí)施難度，本次規(guī)劃采用兩種方案組合，即方案一:當(dāng)?shù)厮?上線+中線+下線;方案二:當(dāng)?shù)厮?中線+下線。
2水資源配置模型建立
2．1水資源系統(tǒng)概化根據(jù)邯鄲市西部地區(qū)水系、工程用水戶供水關(guān)系、擬定調(diào)水方案等建立水資源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖(圖1)。以系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖為基礎(chǔ)構(gòu)建水資源配置模型，并對(duì)相關(guān)參數(shù)以現(xiàn)狀數(shù)據(jù)信息資料進(jìn)行校驗(yàn)后開(kāi)展規(guī)劃水平年的配置計(jì)算分析。
2．2模型構(gòu)建通過(guò)建立以基本計(jì)算單元水資源供用水平衡方程、水利工程供水平衡方程以及各類約束方程，以供水系統(tǒng)總?cè)彼孔钚槟繕?biāo)函數(shù)構(gòu)成數(shù)學(xué)規(guī)劃模型。(1)目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)以區(qū)域供水系統(tǒng)總?cè)彼孔钚槟繕?biāo)。
3配置結(jié)果分析及方案選擇
3．1水資源配置結(jié)果分析利用所構(gòu)建的水資源配置模型及系統(tǒng)控制規(guī)則，對(duì)邯鄲市西部山區(qū)各行政區(qū)計(jì)算單元進(jìn)行長(zhǎng)系列逐月調(diào)節(jié)計(jì)算，分別得到方案一和方案二2020年規(guī)劃水平年不同保證率情況下的水資源配置結(jié)果，詳見(jiàn)表1。豐水年(P=25%)邯鄲市西部山區(qū)降水豐沛且入境水量偏多，區(qū)域整體不缺水，只在個(gè)別山勢(shì)較高地區(qū)由于地下水埋藏較深、不便開(kāi)發(fā)而缺水;但在枯水年(P=75%)、特枯水年(P=95%)伴隨降水和入境水量的減少，區(qū)域呈現(xiàn)缺水，其中武安市缺水量最大，缺水率超過(guò)30%。
3．2工程布局與供水總量控制(1)方案一。上線只涉及到方案一，規(guī)劃上線自山西左權(quán)建設(shè)中的澤城西安水利工程進(jìn)行調(diào)水，新開(kāi)挖隧洞自澤城西安水利工程水電站尾水渠出口處開(kāi)始，向東南沿直線至青塔水庫(kù)上游河道末端的龍洞村，再折向東至車谷水庫(kù)，引水入青塔水庫(kù)和車谷水庫(kù)，其中青塔水庫(kù)做為備用的調(diào)蓄水源。根據(jù)澤城西安水利工程下瀉水量和下游用水現(xiàn)狀，上線工程引水規(guī)模為2．5m3/s。方案一中線以漳河上擬建的賈家莊水庫(kù)為水源地，采用泵站提水，經(jīng)漳北渠干渠對(duì)涉縣進(jìn)行供水，漳北渠引水規(guī)模為1．1m3/s。下線自躍峰渠渠首進(jìn)行調(diào)水，首先經(jīng)過(guò)躍峰渠干渠向峰峰礦區(qū)供水，然后再經(jīng)二分干和躍峰渠入大洺遠(yuǎn)水庫(kù)，經(jīng)水庫(kù)調(diào)蓄后向武安市進(jìn)行供水。躍峰渠入大洺遠(yuǎn)水庫(kù)引水工程規(guī)模為3m3/s。(2)方案二。方案二中線以漳河上擬建的賈家莊水庫(kù)為水源地，采用泵站提水，先經(jīng)漳北渠向涉縣供水，然后經(jīng)十五里洞和規(guī)劃供水工程，引水入固鎮(zhèn)水庫(kù)和夏莊水庫(kù)，經(jīng)兩水庫(kù)調(diào)蓄后，再向武安市進(jìn)行供水，漳北渠引水規(guī)模為1．9m3/s，十五里洞引水規(guī)模為0．7m3/s。下線同方案一。
3．3工程投資估算針對(duì)受水區(qū)水資源配置方案，從蓄水工程、調(diào)水工程及配套工程等方面，根據(jù)工程現(xiàn)狀和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，并參照已建同類工程投資指標(biāo)，分別估算方案一和方案二的工程總投資。經(jīng)估算方案一、方案二工程總投資分別為23．99億元、22．77億元，投資估算詳見(jiàn)表2、表3。
3．4方案選擇對(duì)方案一、方案二水資源配置成果、工程布局與供水總量控制、工程投資估算對(duì)比分析。方案一供水范圍大，其中上線引水通過(guò)兩座中型水庫(kù)調(diào)節(jié)，供水范圍可以控制武安市主要工業(yè)用水戶，但方案一投資大，工程施工難度大，同時(shí)調(diào)水牽涉到山西省、河北省、海委漳河上游管理局等單位，協(xié)調(diào)難度大;方案二較方案一供水范圍偏小，可以滿足西部區(qū)域部分工業(yè)用水戶用水，但方案二較方案一投資省，調(diào)水全部在邯鄲市內(nèi)完成，協(xié)調(diào)容易，利于工程盡早開(kāi)工建設(shè)。綜合考慮方案一和方案二的優(yōu)劣，最終選擇方案二為邯鄲市西部水資源配置方案(見(jiàn)表4)。方案二在充分利用當(dāng)?shù)厮幕A(chǔ)上，通過(guò)中線和下線分別向邯鄲市西部地區(qū)調(diào)水，共需修建蓄、引、提、調(diào)水工程多處，包括興建賈家莊水庫(kù)、新建提水泵站、漳北渠渠道整治工程、十五里洞出口至南名河管道工程、躍峰渠渠道整治工程等，工程總投資為22．77億元。工程調(diào)水可以緩解西部缺水狀況，可以保證邯鄲市西部地區(qū)涉縣、峰峰、磁縣豐、平、枯水年不缺水，特枯水年缺水程度低于20%。但對(duì)于武安市，由于區(qū)域現(xiàn)狀用水缺口過(guò)大，方案二調(diào)水只是起到了緩解缺水的作用，武安市除了豐水年缺水率為9．2%，平、枯、特枯水年缺水率均超過(guò)20%。
4結(jié)論
1.1地質(zhì)因素
北西向構(gòu)造從虹螺峴鎮(zhèn)穿過(guò)，形成縱跨虹螺峴鎮(zhèn)的沖斷裂褶皺層，以致形成虹螺峴西高東低的地勢(shì)，如圖1所示。從圖2可看出，由于地殼運(yùn)動(dòng)形成的這種特殊的地質(zhì)，對(duì)地下水及地表水的儲(chǔ)量有很大的影響，所以虹螺峴鎮(zhèn)是一個(gè)水資源相對(duì)缺乏的地區(qū)，老百姓一直過(guò)著靠天吃飯的日子。
1.2氣候因素
由于虹螺峴地區(qū)屬于季風(fēng)性大陸性氣候，受大氣環(huán)流影響，四季降水量分布差異很大，全年的降水量主要集中在6-8月份，冬季降水量?jī)H占全年的3-4%。如表1所示。虹螺峴鎮(zhèn)的水資源補(bǔ)給主要以大氣降水為主，但是由于時(shí)空分布不均勻，與虹螺峴鎮(zhèn)的人口和經(jīng)濟(jì)配置不相適應(yīng)，加之水污染也在加劇，故資源性缺水、季節(jié)性缺水、污染性缺水和工程性缺水同時(shí)存在，給水資源的有效利用帶來(lái)諸多不便。
2解決方案
根據(jù)科學(xué)發(fā)展觀的要求，為解決虹螺峴鎮(zhèn)居民飲水安全問(wèn)題，虹螺峴鎮(zhèn)人民政府決定實(shí)施自來(lái)水工程建設(shè)。
2.1水源工程
探測(cè)結(jié)果表明虹南南溝地下水屬于基巖裂隙水類型。地下水埋深：頂板30～50m，底板150～200m。110m處蓋層較厚，不易受污染，水質(zhì)良好，滿足本地區(qū)自來(lái)水供水1000立方米每日需求。
2.2供水井
水文地質(zhì)條件。該井位于虹螺峴鎮(zhèn)虹南村。地貌單元為低丘前緣，地表由第四系粉土地層覆蓋，覆蓋厚度較薄，一般為0.5m左右。粉土以下即為寒武系白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r所構(gòu)成。地下水類型為基巖裂隙巖溶水，地水補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降水補(bǔ)給及及構(gòu)造裂隙側(cè)向補(bǔ)給。地下水具有承壓性。
2.3蓄水池
2.3.1地形地貌。場(chǎng)地位于虹螺峴鎮(zhèn)東山，屬低丘地貌，為圓頂狀類型，頂面地勢(shì)較平坦，略向東南傾斜。殘坡積層厚度約1m左右，植被不發(fā)育，部分為耕地，局部基巖。丘頂最大高程為85.5m，附近最低侵蝕基準(zhǔn)面為56.0m，相對(duì)高差29.5m。
2.3.2地層巖性。場(chǎng)地地層自上而下依次分為2個(gè)工程地質(zhì)層，如下：粉土（Q4al+pl):黃褐色，稍濕，松散，成份以粉粒為主，含10-15%的礫、砂，上部見(jiàn)有植根系。搖震反應(yīng)快，干強(qiáng)度低，韌性低，下部局部見(jiàn)圓礫轉(zhuǎn)石。該層場(chǎng)地內(nèi)普遍分布，該層層底埋深1.6-1.9m，層頂標(biāo)高84.6-85.1m。角礫狀灰?guī)r（O2）：黃灰-淺灰色，新鮮面為深灰色，角礫結(jié)構(gòu)，中厚層構(gòu)造，角礫為同成分，夾有薄層灰?guī)r，巖芯呈強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)，破碎，節(jié)理裂隙較發(fā)育。該層場(chǎng)地內(nèi)普遍分布，層頂埋深1.6-1.9m，層頂標(biāo)高82.8-83.5m，控制深度0.9-3.2m。
2.3.3場(chǎng)地水文地質(zhì)條件?？辈炱陂g各鉆孔均未見(jiàn)地下水位。場(chǎng)地地下水為孔隙水裂隙水。孔隙水賦存于頂層的殘坡積土中，裂隙水賦存在基巖裂隙中，其水的主要來(lái)源為大氣降水補(bǔ)給、滲透，排泄方式主要為自然蒸發(fā)。在其北部有一條季節(jié)性河流（虹螺峴河）從鎮(zhèn)中心穿過(guò)，流向總體為由西向東，水量匱乏，枯水期河床干涸。
2.3.4經(jīng)濟(jì)效益。
①提升了工農(nóng)業(yè)的產(chǎn)量和產(chǎn)值。
②避免了因水質(zhì)不良所造成工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量下降所造成的損失。
2.3.5社會(huì)效益。
①避免了因水質(zhì)不良所引起的各種疾病，讓老百姓喝到了放心水。
②對(duì)虹螺峴鎮(zhèn)的水資源起到了合理科學(xué)的調(diào)配，緩解了由于水資源緊缺而產(chǎn)生的矛盾。
③提高了老百姓的生活質(zhì)量和生活水平。
④促進(jìn)了社會(huì)主義精神文明建設(shè)，農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境和社會(huì)環(huán)境得到了進(jìn)一步改善。
⑤提高了老百姓省水、愛(ài)水的意識(shí)，能夠做到自覺(jué)地保護(hù)水資源和供水設(shè)施。
⑥解放了勞動(dòng)力，為其家庭創(chuàng)造更多的價(jià)值。
⑦提高了就業(yè)率。
3結(jié)論
一、稅收與資源保護(hù)
稅收是國(guó)家進(jìn)行宏觀調(diào)控的重要手段之一，通過(guò)征稅，在社會(huì)進(jìn)行利益的分配和再分配，從而調(diào)節(jié)人們的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)國(guó)家的各種目標(biāo)。在以市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)為主導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)體制下，要實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)是不能完全靠市場(chǎng)機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，國(guó)家的適當(dāng)干預(yù)必不可少，而稅收這一重要的經(jīng)濟(jì)杠桿在資源保護(hù)中將起到日益重要的作用。合理的資源稅收政策，不僅會(huì)促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而且還能起到保護(hù)資源及宏觀控制的作用，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。
資源經(jīng)濟(jì)政策的總體目標(biāo)就是促使社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中產(chǎn)生的資源社會(huì)成本（外部成本）內(nèi)在化，即有效實(shí)現(xiàn)資源價(jià)值的最大化。筆者認(rèn)為稅收調(diào)節(jié)手段是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的方式之一：如通過(guò)對(duì)可再生資源的循環(huán)利用行為進(jìn)行稅收減免優(yōu)惠措施來(lái)鼓勵(lì)再生資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用、增加不可再生資源的稅賦比重來(lái)引導(dǎo)消費(fèi)群體對(duì)可再生資源的循環(huán)利用以培育成熟的循環(huán)經(jīng)濟(jì)等稅收調(diào)節(jié)手段，能有效防止不可再生資源（特別是希缺資源）的過(guò)早滅失。資源稅收的價(jià)值在于為人類持續(xù)發(fā)展加注利益的燃料，所以資源稅收制度是一種利導(dǎo)性制度。將資源保護(hù)納入稅收制度，利用稅收杠桿保護(hù)自然資源，已經(jīng)成為許多國(guó)家稅制改革的發(fā)展趨勢(shì)。
二、資源稅制建構(gòu)的法理基礎(chǔ)
1.法治理論
稅收法定主義是指稅收的征收和繳納必須基于法律的規(guī)定進(jìn)行，沒(méi)有法律依據(jù)，國(guó)家就不能征稅，任何人也不得被要求納稅。稅務(wù)機(jī)關(guān)不能在找不到法律依據(jù)的情況下征收稅款。這里所指的法律僅限于國(guó)家立法機(jī)關(guān)制定的法律，不包括行政法規(guī)?，F(xiàn)代各國(guó)普遍把稅收法定主義作為憲法原則加以規(guī)定：如美國(guó)憲法就規(guī)定征稅的法律必須由眾議院提出。法國(guó)憲法第34條規(guī)定“征稅必須以法律規(guī)定”。日本憲法第84條規(guī)定“征收新稅或改變現(xiàn)行稅收，必須以法律定之”。等等2.我國(guó)也已明確規(guī)定了稅收法定主義的原則，納稅人和征稅機(jī)關(guān)都必須按照立法機(jī)關(guān)制定的法律履行義務(wù)和行使權(quán)力，征稅機(jī)關(guān)并不具有自由裁決權(quán)，更沒(méi)有法律規(guī)定之外的任何權(quán)力?；诂F(xiàn)代法治社會(huì)的要求，資源的有償使用應(yīng)摒棄行政手段的不當(dāng)干預(yù)，通過(guò)征收資源稅，用法律來(lái)確保資源有償使用制度的順利進(jìn)行，以防行政部門(mén)利用行政手段收取資源費(fèi)的隨意和無(wú)序。
2.公平理論
公平一直都是法律所追求的基本價(jià)值。公平應(yīng)屬于正義的范疇，正如羅爾斯在《正義論》中所述“作為公平的正義”。正義包括兩個(gè)層面：一是社會(huì)各種資源、利益以及負(fù)擔(dān)之分配上的正義，可稱為“實(shí)體正義”；二是社會(huì)利益沖突之解決上的正義，可稱為“形式正義”或“程序正義”
3.資源稅作為國(guó)家調(diào)節(jié)資源合理開(kāi)發(fā)利用的必要手段，應(yīng)優(yōu)先考慮公平，在全體社會(huì)成員中平等的分配資源。資源稅所追求的公平充實(shí)了傳統(tǒng)的法律公平價(jià)值觀念，并對(duì)后者造成了沖擊，極大地拓寬了法的價(jià)值空間。有學(xué)者認(rèn)為，“環(huán)境法則以現(xiàn)實(shí)的不平等為基礎(chǔ)來(lái)建立公平體系，在承認(rèn)市場(chǎng)主體資源稟賦差異的前提下，給每個(gè)主體以‘相對(duì)特權(quán)’，追求結(jié)果大體公平，即以不公平求公平，在這種公平觀下，財(cái)產(chǎn)和收入差距太大是不公平的，因而應(yīng)該適當(dāng)遏制；犧牲當(dāng)代人和后代人的環(huán)境利益的單純經(jīng)濟(jì)發(fā)展是不公平的，必須加以控制。
4.因此根據(jù)此觀點(diǎn)，筆者認(rèn)為資源稅收制度所追求的公平應(yīng)當(dāng)包括代內(nèi)公平、代際公平以及權(quán)利公平。從公平性角度出發(fā)，資源稅是調(diào)節(jié)資源數(shù)量和質(zhì)量差異的一個(gè)重要手段，也是促進(jìn)市場(chǎng)公平競(jìng)爭(zhēng)的手段。
三、中國(guó)資源稅制的完善
要建立完善的資源稅制，有必要借鑒西方發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)可持續(xù)發(fā)展的要求對(duì)我國(guó)的資源稅收體系進(jìn)行綜合重構(gòu)。這無(wú)疑是一項(xiàng)長(zhǎng)期、艱巨和復(fù)雜的任務(wù)。筆者認(rèn)為，改革和完善資源稅收管理體制的新舉措應(yīng)主要包括以下幾個(gè)方面：
1.實(shí)行資源稅收調(diào)控的制度性手段和臨時(shí)性手段相結(jié)合，以制度性手段為主，臨時(shí)性手段為輔。
基于稅制的穩(wěn)定性、公平性、簡(jiǎn)化和便于管理的要求，資源稅收調(diào)控手段的運(yùn)用應(yīng)盡可能地在稅制設(shè)計(jì)時(shí)全面考慮政府調(diào)控的要求，將調(diào)控措施體現(xiàn)在規(guī)范的稅制中，使其形成一種對(duì)自然資源有效運(yùn)行的制度化調(diào)控。當(dāng)然，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行有許多不確定性，很多情況下需要采取一些臨時(shí)性的稅收調(diào)控手段。但應(yīng)盡可能少地采取臨時(shí)性的稅收調(diào)控手段，其只能作為一種拾遺補(bǔ)缺，不能對(duì)其形成長(zhǎng)期依賴，更不能動(dòng)輒采取臨時(shí)性的優(yōu)惠措施。
2.根據(jù)資源可持續(xù)發(fā)展的需要，實(shí)行差別稅率和稅收優(yōu)惠政策
為了使我國(guó)的稅收制度向著與資源更友好的方向轉(zhuǎn)化，今后應(yīng)更充分地利用稅收優(yōu)惠和稅收差別的手段來(lái)體現(xiàn)環(huán)境政策的要求。筆者認(rèn)為首先應(yīng)將資源稅分成兩大類即可再生資源稅和不可再生資源稅，分別確定其相應(yīng)的基本稅率，在這種“兜底稅率”的基礎(chǔ)上再考慮其相關(guān)的稅額幅度和減免優(yōu)惠措施。同時(shí)在對(duì)某類資源實(shí)行減免優(yōu)惠措施時(shí)，必須遵照資源稅收法律的有關(guān)規(guī)定和法定程序進(jìn)行，沒(méi)有法律規(guī)定的不得進(jìn)行任意減免優(yōu)惠，而且還應(yīng)該有相應(yīng)的年限設(shè)定。只有這樣才能真正使資源稅收法制化，也才能有效的避免稅收職能部門(mén)的尋租行為。在基于以上規(guī)劃的范圍內(nèi)，分別在以下幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行不同的稅收法律制度構(gòu)建：一是在投資環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行不可再生資源的替代資源的開(kāi)發(fā)與可再生資源的節(jié)能降耗環(huán)保的固定資產(chǎn)投資，對(duì)此類投資減免固定資產(chǎn)投資方面的調(diào)節(jié)稅或允許此類固定資產(chǎn)加速折舊，鼓勵(lì)企業(yè)投資于再生資源回收利用產(chǎn)業(yè)等；二是在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行高效、節(jié)能與清潔生產(chǎn)，對(duì)采用清潔生產(chǎn)工藝、安裝節(jié)能設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)的企業(yè)以及綜合回收利用廢棄物進(jìn)行生產(chǎn)的企業(yè)在增值稅、所得稅方面給予優(yōu)惠，對(duì)生產(chǎn)中嚴(yán)重?fù)p害資源、浪費(fèi)資源的企業(yè)加重稅收。三是在消費(fèi)環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)資源節(jié)約型消費(fèi)行為，對(duì)利用可循環(huán)利用物資生產(chǎn)的產(chǎn)品、可再生能源以及廢舊物資生產(chǎn)的產(chǎn)品等征收較低的消費(fèi)稅，對(duì)稀缺資源或以不可再生資源為原材料的消費(fèi)品征收較高的消費(fèi)稅；四是在資源的研制和開(kāi)發(fā)、技術(shù)的革新等領(lǐng)域給予所得稅上的優(yōu)惠等，以鼓勵(lì)和促進(jìn)科技的進(jìn)步和發(fā)展?？傊?，通過(guò)稅收的差別來(lái)引導(dǎo)人們選擇對(duì)資源友好的生產(chǎn)和消費(fèi)方式，保障資源的高效利用和可持續(xù)發(fā)展。
3.推行稅費(fèi)改革，綠色資源稅制
目前，我國(guó)對(duì)自然資源的開(kāi)發(fā)利用大多還是以收費(fèi)的方式來(lái)進(jìn)行管理，而以稅收的手段特別是具生態(tài)效益的資源稅在我國(guó)還處于十分幼稚的階段。在我國(guó)當(dāng)前資源被濫用而危及資源安全的嚴(yán)重局面下，實(shí)行稅費(fèi)改革（如水資源費(fèi)改為稅）、綠色資源稅制是我們必須加以研究和強(qiáng)化的重要課題。
4.在進(jìn)出口環(huán)節(jié)征收資源調(diào)節(jié)稅
改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)對(duì)外貿(mào)易交往日趨密切，外資企業(yè)如潮水般涌向我國(guó)這片資源富集的土地。為了吸引大量的外資，我國(guó)政府頒布了一系列的優(yōu)惠措施，當(dāng)然也包括稅收優(yōu)惠等經(jīng)濟(jì)措施。在技術(shù)、資金短缺時(shí)期，這些方針措施無(wú)疑是正確的。但是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增強(qiáng)，隨著我國(guó)資源短缺壓力的增加和對(duì)資源安全要求的提高，我國(guó)也有必要在進(jìn)出口環(huán)節(jié)征收資源產(chǎn)品調(diào)節(jié)稅。對(duì)進(jìn)口的那些我國(guó)急需稀缺的資源產(chǎn)品給予相應(yīng)的稅收優(yōu)惠，而對(duì)那些出口的消耗國(guó)內(nèi)大量的自然資源，或者是進(jìn)口具危險(xiǎn)物質(zhì)性的原材料、初級(jí)產(chǎn)品和成品征收進(jìn)口或出口環(huán)節(jié)的資源調(diào)節(jié)稅。
5.擴(kuò)大資源稅的征收范圍，提高征稅標(biāo)準(zhǔn)，以增強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的調(diào)控力度
首先，堅(jiān)持有償開(kāi)采原則，實(shí)行等同納稅，普遍征收，使資源稅成為對(duì)所有生產(chǎn)企業(yè)和用戶都有監(jiān)督作用的經(jīng)濟(jì)措施?？煽紤]將實(shí)行保護(hù)性開(kāi)發(fā)的林業(yè)資源、水資源、土地資源、草場(chǎng)資源等納入資源稅的征收范圍，有效地控制人為破壞生態(tài)環(huán)境、浪費(fèi)資源和污染環(huán)境的行為發(fā)生。其次，資源稅的單位稅額普遍較低，不足于影響納稅人的經(jīng)濟(jì)行為。在理順資源價(jià)格體系的同時(shí)，適當(dāng)提高資源稅的征收標(biāo)準(zhǔn)是很有必要的。對(duì)污染程度較重的資源以及非再生性、非替代性、特別稀缺的資源要課以重稅。
6.資源稅的征收應(yīng)發(fā)展成為“預(yù)防性”行為。
1、我國(guó)水資源利用現(xiàn)狀
水資源指可資利用或有可能被利用的水源，這種水源具有足夠的數(shù)量和可用的質(zhì)量，且必須具備可以更新補(bǔ)充、可供永續(xù)利用的特點(diǎn)。
我國(guó)是一個(gè)水資源短缺、水旱災(zāi)害頻繁的國(guó)家，如果按水資源總量考慮，水資源總量居世界第六位；若按人均水資源量計(jì)算，人均占有量只有2500立方米，約為世界人均水量的1/4，在世界排第110位，已經(jīng)被聯(lián)合國(guó)列為13個(gè)貧水國(guó)家之一。
我國(guó)年降水總量為61889億立方米，多年平均地表水資源為127115億立方米，地下水資源量為8288億立方米，全國(guó)平均年水資源總量為28124億立方米。1998年我國(guó)總用水量5435億立方米，其中農(nóng)田灌溉用水占64.3%，林牧漁用水占5.0%，農(nóng)村生活用水占5.3%。各流域片用水情況是：松遼河片用水量624億立方米，農(nóng)業(yè)占72.4%；海河片用水量424億立方米，農(nóng)業(yè)占72.5%；黃河片用水量395億立方米，農(nóng)業(yè)占77.9%；淮河片用水量567億立方米，農(nóng)業(yè)占72.2%；長(zhǎng)江片用水量1663億立方米，農(nóng)業(yè)占58.5%；珠江片用水量837億立方米，農(nóng)業(yè)占65.0%；東南諸河片用水量308億立方米，農(nóng)業(yè)占65.3%；西南諸河片用水量82億立方米，農(nóng)業(yè)占78.9%；內(nèi)陸河片用水量536億立方米，農(nóng)業(yè)占94.6%。1998年，各流域片地表水控制利用率（地表水供水量占地表水資源量的百分比）、水資源總量利用消耗率（用水消耗量占水資源總量的百分比）是：海河片和黃河片的利用程度最高，地表水控制利用率分別為61.8%和73.7%，水資源總量利用消耗率分別為70.2%和44.5%；其次是內(nèi)陸河片、淮河片和松遼河片，地表水控制利用率分別為34.2%、34.9%和16.6%，水資源總量利用消耗率分別為26.9%、24.7%和15.4%；珠江片、長(zhǎng)江片、東南諸河片和西南諸河片的利用程度低，地表水控制利用率分別為14.0%、12.1%、9.9%和1.3%，水資源總量利用消耗率分別為6.6%、6.3%、5.6%和0.9%。松遼河片中的遼河流域利用程度較高，地表水控制利用率為39.8%，水資源總量利用消耗率為33.5%。
2.2我國(guó)農(nóng)業(yè)水資源利用效率
從總體上來(lái)看，我國(guó)農(nóng)業(yè)水資源利用效率不高。據(jù)初步分析，全國(guó)平均渠系利用系數(shù)0.4—0.6，灌區(qū)田間水利用系數(shù)0.6—0.7，灌溉水利用用系數(shù)0.5左右。從表1-2-1可以看出，全國(guó)水資源利用情況是：渠系綜合水利用系數(shù)為0.40-0.6，灌區(qū)田間水利用系數(shù)為0.60-0.7，灌溉水利用系數(shù)為0.3-0.5。華北地區(qū)是我國(guó)農(nóng)業(yè)水資源利用較高的地區(qū)，其各灌區(qū)利用系數(shù)存在較大差異。衡量水資源高效利用指標(biāo)，不能僅僅考慮水資源利用率，更重要的是看水資源的利用效率。
2.3我國(guó)農(nóng)業(yè)水資源利用存在的主要問(wèn)題
目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)水資源利用存在許多問(wèn)題，主要表現(xiàn)在：
（1）缺乏有效的管理機(jī)制，導(dǎo)致水資源短缺與水資源浪費(fèi)共存
我國(guó)地表水灌區(qū)每公頃次灌水量1200-1500m3，最高達(dá)2258，地下水灌區(qū)達(dá)900-1050m3，高出適宜水量的1-2倍，西北地區(qū)每年灌水定額可達(dá)16537m3／hm2，是全國(guó)的1.4倍。
另外，我國(guó)農(nóng)業(yè)水資源污染也非常嚴(yán)重。椐統(tǒng)計(jì)，1998年全國(guó)廢污水排放總量共593億噸（不包括火電直流冷卻水）；其中工業(yè)廢水占69%，生活污水占31%。這些污水排放污染了水質(zhì)。椐1998年水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，對(duì)全國(guó)109700公里河長(zhǎng)進(jìn)行評(píng)價(jià)的結(jié)果，Ⅰ類水河長(zhǎng)占5.4%，Ⅱ類水河長(zhǎng)占24.4%，Ⅲ類水河長(zhǎng)占33.0%，Ⅳ類水河長(zhǎng)占13.7%，Ⅴ類水河長(zhǎng)占6.6%，超Ⅴ類水河長(zhǎng)占16.9%。
（5）水資源“農(nóng)轉(zhuǎn)非”現(xiàn)象嚴(yán)重
盡管農(nóng)業(yè)水資源“農(nóng)轉(zhuǎn)非”提高了水資源利用效率，但也帶來(lái)了一系列問(wèn)題，如農(nóng)民的水權(quán)如何得到保證，節(jié)水農(nóng)業(yè)投資如何合理分配等。
3、節(jié)水農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀
3.1節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展概況
節(jié)水農(nóng)業(yè)是充分利用降水和可利用的水資源，采用水利與農(nóng)業(yè)措施提高水的利用率和水的利用效率的農(nóng)業(yè)，即提高用水有效性的農(nóng)業(yè)，節(jié)水農(nóng)業(yè)的核心是節(jié)水灌溉。
由于我國(guó)水資源及其有限，擴(kuò)大灌溉面積的水量必須立足于現(xiàn)有農(nóng)業(yè)水資源的高效利用，因此，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)成為我們的必然選擇。
農(nóng)業(yè)用水量始終保持在3500～3900億m3，我國(guó)水的利用率和效率均有提高。
3.2節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展存在的主要問(wèn)題
一是對(duì)節(jié)水農(nóng)業(yè)認(rèn)識(shí)上存有誤區(qū)，認(rèn)為節(jié)水農(nóng)業(yè)就是節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)，節(jié)水技術(shù)是灌區(qū)的專利。
3.3.2節(jié)水技術(shù)總體水平低
從整體上來(lái)看，我國(guó)的農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)水平尚處于較低層次。以節(jié)水灌溉為例，全國(guó)節(jié)水灌溉面積占有效灌溉面積的1/3，渠道防滲和管道輸水灌溉等方式仍占主導(dǎo)地位，噴灌和微滴灌等高效節(jié)水灌溉方式僅占有效面積灌溉面積的4.3%左右，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在很大差距，節(jié)水灌溉設(shè)備品種和質(zhì)量還不能滿足節(jié)水灌溉的發(fā)展需要。3.3.3沒(méi)有形成高效的推進(jìn)節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的機(jī)制。
（3）管理?，F(xiàn)行水管機(jī)構(gòu)節(jié)水功能缺損，不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，灌溉管理系統(tǒng)缺乏效率。我們從僅從重水利輕灌溉，水利與灌溉分家現(xiàn)實(shí)就可以窺視一二。其原因出現(xiàn)在管理歸屬上，興修各種水利工程歸水利部管，農(nóng)田水利歸水利部管，水利部與農(nóng)業(yè)部又分屬不同的部，而灌溉技術(shù)與農(nóng)業(yè)密不可分，部門(mén)分割影響了我國(guó)節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
3.3節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)
尤其要把水資源的合理開(kāi)發(fā)和節(jié)水工作放在突出位置。
3.3.2投資力度加大，為節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展增添的活力
3.3.3適宜國(guó)情的節(jié)水技術(shù)，為節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展掃平了道路
多年來(lái)，隨著節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展，各地廣大科技工作者研制出適合中國(guó)國(guó)情節(jié)水技術(shù)，并對(duì)節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展模式進(jìn)行了認(rèn)真總結(jié)和推廣，效益顯著。3.3.4廣大農(nóng)民的積極參與，極大地推動(dòng)了節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展
到2015年，使全國(guó)節(jié)水灌溉面積達(dá)到6億畝，灌溉水的利用率達(dá)到的60％以上，年節(jié)水700億立方米，以滿足擴(kuò)大灌溉面積和提高保證率對(duì)水量的需求。到2030年，井灌區(qū)80％以上實(shí)現(xiàn)噴灌或低壓管道輸水灌溉，自流灌區(qū)60％以上的骨干渠道實(shí)現(xiàn)防滲、水稻全部采用控制灌溉，通過(guò)采用節(jié)水灌溉制度和管理措施，使全國(guó)灌溉水利用系數(shù)提高到65%，每年可節(jié)水1000多億立方米。
第二章農(nóng)業(yè)水資源供求預(yù)測(cè)
西北地區(qū)目前耕地灌溉率為39.1%，從土地資源看擴(kuò)大灌溉面積的潛力比較大，但該地區(qū)水資源相對(duì)短缺，而且水土資源部匹配，生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱，但如果解決水資源問(wèn)題，或大力發(fā)展節(jié)水灌溉，尚可擴(kuò)大部分灌溉面積。華北地區(qū)耕灌溉率較高，1997年全區(qū)平均為44．6％，通過(guò)節(jié)水及調(diào)水，具有進(jìn)一步發(fā)的耕地條件。在我國(guó)現(xiàn)有灌溉耕地中，水田占31.7％。水田灌溉用水量較大，但畝產(chǎn)量較高，且我國(guó)糧食需求中稻米需求較大，因此水田需水較多，但其種植面積應(yīng)保持一定比例。
3、農(nóng)業(yè)需水預(yù)測(cè)
水資源需求受人口增長(zhǎng)有與經(jīng)濟(jì)發(fā)展驅(qū)動(dòng)，同時(shí)還受水資源條件、水資源市場(chǎng)、水工程條件和水管理政策等因素的制約。市場(chǎng)條件下需水增長(zhǎng)將受到水價(jià)的抑制。
3.1、農(nóng)業(yè)水資源的歷史變動(dòng)趨勢(shì)
農(nóng)業(yè)用水比例下降，總量趨穩(wěn)。農(nóng)業(yè)用水比重，1949年為97.1%，1980年為88.2%，19993年為78.0%，到1997年下降到75.3%。農(nóng)業(yè)用水增長(zhǎng)地區(qū)差異大。北方農(nóng)業(yè)用水的增幅大于南方。
1980年北方地區(qū)農(nóng)業(yè)用水占全國(guó)農(nóng)業(yè)用水總量的51.3%，1997年上升到52.5%，這與北方土地資源豐富及灌溉面積擴(kuò)展規(guī)模大于南方有關(guān)。
3.2、2005-2030農(nóng)業(yè)需水
農(nóng)業(yè)需水包括農(nóng)田灌溉用水和林牧漁業(yè)用水。農(nóng)田灌溉需水又包括水澆地和水田，灌溉需水預(yù)測(cè)采用灌溉定額預(yù)測(cè)方法，灌溉定額預(yù)測(cè)要考慮灌溉保證率水平，本次預(yù)測(cè)采用中等干旱年份灌溉定額。灌溉需水預(yù)測(cè)見(jiàn)表2-3-1。南方地區(qū)雖然水資源相對(duì)充足，但灌溉供水需要資金投入，且在局部地區(qū)灌溉供水的水源也受城市和工業(yè)的擠占，因而其灌溉需水增長(zhǎng)受到抑制。1997年全國(guó)林牧漁業(yè)用水量為321億立方米?？紤]林牧漁業(yè)用水后，我國(guó)農(nóng)業(yè)總需水量，1997年全國(guó)為4300億立方米，農(nóng)業(yè)需水高峰預(yù)計(jì)在2010年出現(xiàn)，其需水量約4350億立方米。表2-3-12005?2030年農(nóng)業(yè)灌溉定額與需水量
4、農(nóng)業(yè)水資源供需態(tài)勢(shì)
農(nóng)業(yè)水資源的供給能力主要取決于水資源總量的增長(zhǎng)和其它競(jìng)爭(zhēng)性用途（如工業(yè)和生態(tài)環(huán)境用水等）的增長(zhǎng)狀況。表2-4-12005?2030年農(nóng)業(yè)水資源供需態(tài)勢(shì)
5、農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力
它主要包括節(jié)水的輪作制度、節(jié)水灌溉制度與管理制度、節(jié)水高產(chǎn)品種、耕作栽培、培肥施肥和化控技術(shù)等。
第三章農(nóng)業(yè)水資源高效持續(xù)利用
水資源高效利用是世界性課題，無(wú)論是富水國(guó)家還是缺水國(guó)家，都十分重視水資源可持續(xù)利用，下面從開(kāi)源、工程節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水、化學(xué)節(jié)水和管理節(jié)水等方面綜合介紹國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，以利于我們借鑒，提國(guó)我國(guó)農(nóng)業(yè)水資源利用效率。
跨流域調(diào)水跨流域調(diào)水是解決水資源時(shí)空分布不均的有效途徑。管道輸水，大大地減少了水資源在運(yùn)輸過(guò)程中的損失，并有效地避免水質(zhì)惡化。
劣質(zhì)水利用劣質(zhì)水包括工業(yè)、生活廢污水、地下咸水等。隨著人口的日益增加和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對(duì)水資源的需求日益增大，水資源危機(jī)逐漸顯露，為了解決水資源供需矛盾，各國(guó)均把利用劣質(zhì)水開(kāi)發(fā)利用作為彌補(bǔ)淡水資源短缺一個(gè)途徑。美國(guó)目前已建成3400余處污水再利用工程，全國(guó)50個(gè)州中有45個(gè)采用了污水灌溉。印度自80年代開(kāi)始，每年用于農(nóng)田灌溉污水占城市污水量的50％以上。以色列污水利用率已達(dá)70%，其中1／3用于灌溉，約占總灌溉水量的1／5。ARO的水土研究所的資料表明，目前經(jīng)處理的工業(yè)廢水和微咸水用于農(nóng)業(yè)灌溉的分別為2億m3和1億m3，計(jì)劃到2010年，工業(yè)廢水利用量將達(dá)到5.4億m3，60％生活污水也將用于灌溉，而淡水用于灌溉的量從11億m3下降到5.0億m3，即農(nóng)業(yè)灌溉用水的一半左右將由經(jīng)處理工業(yè)廢水和其他劣質(zhì)水來(lái)滿足。
如以色列采取各種方法綜合利用水資源，包充分利用天然降水、污水利用和微咸水利用。1.2工程節(jié)水
改進(jìn)地面灌水在發(fā)展噴、微灌同時(shí)，各國(guó)重視對(duì)常規(guī)灌水方法的改進(jìn)與發(fā)展，并研制出繩索控制灌溉、波涌灌、地面浸潤(rùn)灌溉、負(fù)壓差灌溉、土壤網(wǎng)溉、集水灌溉、皿灌、水平地灌、膜上灌、抗旱坐水種、水稻淺濕趕循環(huán)交替間斷灌水方法和水稻節(jié)水控制灌溉等許多新方法、新技術(shù)。
1.3農(nóng)藝節(jié)水
二是利用田內(nèi)集水，即通過(guò)收集周圍平地或集水區(qū)的水分來(lái)穩(wěn)定作物產(chǎn)量。
1.4化學(xué)節(jié)水
制訂合理的節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展政策，是節(jié)水的關(guān)鍵。
1節(jié)水農(nóng)業(yè)投資政策
1.1節(jié)水農(nóng)業(yè)投資現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題
多年來(lái)，我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)水利投資非常重視。3年來(lái)，全國(guó)共投入節(jié)水灌溉資金250億元，其中，利用節(jié)水灌溉的貼息貸款53億元，各級(jí)財(cái)政投入73億元，群眾自籌124億元，大大地促進(jìn)了節(jié)水農(nóng)業(yè)推廣，新發(fā)展節(jié)水灌溉工程面積8450萬(wàn)畝。截止到1998年底，全國(guó)節(jié)水灌溉工程面積已達(dá)1533萬(wàn)公頃，其中噴灌、滴灌和微噴灌面積146.7萬(wàn)公頃，管道輸水灌溉面積520萬(wàn)公頃，渠道防滲面積866.7萬(wàn)公頃，推廣水稻節(jié)水灌溉和坐水種等非工程節(jié)水面積1333萬(wàn)公頃。
（4）忽視節(jié)水農(nóng)業(yè)效益的外部性。
2、節(jié)水科技政策
2.1節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)系統(tǒng)
節(jié)水農(nóng)業(yè)的概念有多種說(shuō)法，但我們認(rèn)為節(jié)水農(nóng)業(yè)最基本的內(nèi)涵是應(yīng)用節(jié)水技術(shù)高效利用水資源，水資源包括灌溉水和降水，高效指提高水資源的“有效性”和“轉(zhuǎn)化效率”。節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)系統(tǒng)由相互聯(lián)系、相互制約的工程節(jié)水、生物節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水和管理節(jié)水四個(gè)子系統(tǒng)組成。
1）工程節(jié)水子系統(tǒng)。包括：（1）輸水工程--渠道防滲、低壓管道輸水；（2）集水工程--梯田、水窖、坑塘、水庫(kù)等；（3）灌水工程--常規(guī)節(jié)灌(如小畦灌、細(xì)流溝灌、隔溝灌、膜上灌、間隙灌、淺濕曬等）和現(xiàn)代噴微灌等措施。
2)生物節(jié)水子系統(tǒng)。理論上講，生物節(jié)水技術(shù)的“水分轉(zhuǎn)化效率”功能具有無(wú)限性，對(duì)節(jié)水農(nóng)業(yè)具有特別重要的意義。
3）農(nóng)藝節(jié)水子系統(tǒng)。4）管理節(jié)水子系統(tǒng)。包括水資源優(yōu)化調(diào)度、灌溉自動(dòng)化控制、節(jié)水灌溉制度、節(jié)水種植制度、價(jià)格杠桿、農(nóng)戶參與等措施。發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)應(yīng)以上述四個(gè)子系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化集成，節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)和節(jié)水旱作農(nóng)業(yè)并舉。消除“節(jié)水農(nóng)業(yè)=節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)=節(jié)水灌溉工程=噴滴灌”這種認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，應(yīng)全面推進(jìn)節(jié)水農(nóng)業(yè)。節(jié)水旱作農(nóng)業(yè)與節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)同屬節(jié)水農(nóng)業(yè)范疇，二者不可偏廢，節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)不應(yīng)排斥農(nóng)藝、生物和管理節(jié)水措施，節(jié)水旱作農(nóng)業(yè)也不應(yīng)排斥工程節(jié)水措施。
2.2節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)存在的問(wèn)題
節(jié)水技術(shù)水平尚處于低層次水平
節(jié)水技術(shù)服務(wù)體系不健全
節(jié)水技術(shù)選擇缺乏科學(xué)性
節(jié)水技術(shù)與增效相脫離
用水效率低下
用水效率和水資源利用率兩個(gè)不同的概念，它偏重于單位水資源所獲得的效益。我國(guó)的水資源開(kāi)發(fā)利用率較高，但是水資源利用效率比較低下，導(dǎo)致寶貴的水資源浪費(fèi)十分嚴(yán)重。
如我國(guó)的農(nóng)業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)采用粗放型灌溉方式，水的利用效率很低，水的有效利用率僅在40%左右，現(xiàn)有灌溉用水量超過(guò)作物合理灌溉用水0.5至1.5倍以上，椐有關(guān)資料分析，美國(guó)1990年用水效率為10.3美元/m3，1989年日本為32.4美元/m3，我國(guó)1995年用水效率為10.7元/m3，我國(guó)1995年的用水效率只有美國(guó)的1990年1/8，日本1989年的1/25（匯率按1995年1.32美元計(jì)算），說(shuō)明我國(guó)節(jié)水潛力很大。
2.3節(jié)水農(nóng)業(yè)科技政策
（2）建立節(jié)水技術(shù)選擇論證制度。（3）科學(xué)地制定節(jié)水高效農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
3節(jié)水農(nóng)業(yè)水價(jià)政策
3.1農(nóng)業(yè)水資源市場(chǎng)特征及交易原則
3.1.1、農(nóng)業(yè)水資源市場(chǎng)
建立和完善農(nóng)業(yè)水資源市場(chǎng)是非常必要的。3.1.2農(nóng)業(yè)水資源市場(chǎng)特征
主要表現(xiàn)在：首先，農(nóng)業(yè)水資源市場(chǎng)的壟斷性與廣闊性,這就決定了農(nóng)業(yè)水資源市場(chǎng)不可能放開(kāi)，不完全的市場(chǎng)，培育水資源市場(chǎng)只能是在政府調(diào)節(jié)下的有步驟地進(jìn)行；其次，農(nóng)業(yè)水資源市場(chǎng)的雙重性，水資源具有生產(chǎn)資料和消費(fèi)資料雙重性，因而農(nóng)業(yè)水資源市場(chǎng)也具有雙重性；第三，農(nóng)業(yè)水資源市場(chǎng)失效性，主要表現(xiàn)在節(jié)水效益的外部性及其農(nóng)業(yè)水資源的保護(hù)方面；第四，農(nóng)業(yè)水資源市場(chǎng)交易所有權(quán)恒定性，農(nóng)業(yè)水資源市場(chǎng)中水資源所有權(quán)是不變的。
3.1.3農(nóng)業(yè)水資源市場(chǎng)交易原則
由于農(nóng)業(yè)水資源市場(chǎng)所具有的特殊性，決定了農(nóng)業(yè)水資源市場(chǎng)交易原則具有特殊性。3.2農(nóng)業(yè)水資源市場(chǎng)存在的問(wèn)題
為了實(shí)現(xiàn)水資源國(guó)內(nèi)水資源市場(chǎng)發(fā)揮作用，對(duì)水資源市場(chǎng)進(jìn)行培育是十分必要的。農(nóng)業(yè)水資源市場(chǎng)的培育，其關(guān)鍵是建立合理的水價(jià)體系?？茖W(xué)的水價(jià)體系是水利經(jīng)濟(jì)良性循環(huán)的重要保證，也是合理利用水資源的調(diào)解器。3.3農(nóng)業(yè)水價(jià)政策
（4）建立科學(xué)的水價(jià)體系，確保地表水、地下水及降水聯(lián)調(diào)機(jī)制順利實(shí)施。如對(duì)于河水灌區(qū)，為了充分利用水資源，充分利用地下水進(jìn)行灌溉，適當(dāng)提高地表水資源價(jià)格，地表水地下水資源的比價(jià)足以刺激地下水資源開(kāi)發(fā)為限，對(duì)于地下水資源潰乏而地表水資源豐富地區(qū)，可以適當(dāng)提高地下水資源價(jià)格，確保地表水資源合理利用，保護(hù)地下水資源。
4、21世紀(jì)節(jié)水農(nóng)業(yè)管理戰(zhàn)略
4.1、水資源管理一體化
如區(qū)域水量與水質(zhì)管理的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，流域管理與行政管理的協(xié)調(diào)統(tǒng)一、水資源管、供、用和治理協(xié)調(diào)、水資源利用和濕地保護(hù)統(tǒng)一，水資源地表與地下水—降雨聯(lián)調(diào)，水資源開(kāi)發(fā)利用與森林保護(hù)相統(tǒng)一，區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和布局充分考慮水資源承受能力等等。
流域水資源管理一體化包括水量（包括地表水、地下水）、水質(zhì)和開(kāi)發(fā)利用，采取統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一管理。具體而言，流域水管理機(jī)構(gòu)給各地區(qū)和各部門(mén)分配地表水，要以這些地區(qū)和部門(mén)做到合理開(kāi)發(fā)利用當(dāng)?shù)氐叵滤Y源為前提。地區(qū)和部門(mén)合理開(kāi)發(fā)利用地下水，包括利用當(dāng)?shù)氐乇韽搅魅斯ぱa(bǔ)給地下水的各種措施。
4.2面向國(guó)內(nèi)國(guó)際市場(chǎng)，適當(dāng)開(kāi)展水資源貿(mào)易
市場(chǎng)是資源配置的重要手段，向國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)要水資源，并且適當(dāng)開(kāi)展水資源貿(mào)易，是解決21世紀(jì)水資源的重大方略之一。
對(duì)于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，主要是通過(guò)水資源的市場(chǎng)調(diào)解實(shí)現(xiàn)水資源的合理的調(diào)配。研究結(jié)果表明，水價(jià)與水資源量之間存在如下關(guān)系：Q=Q(P/P)，式中，Q2為調(diào)整后的用水量；Q1為調(diào)整前的用水量；P1為原水價(jià)；P2調(diào)整后的水資源價(jià)格；E水資源價(jià)格彈性系數(shù)。由此可見(jiàn)，建立科學(xué)的水價(jià)體系是水資源合理調(diào)配的關(guān)鍵。
4.3、建立高效有序的水資源管理機(jī)制
（1）將節(jié)約用水、保護(hù)水資源作為一項(xiàng)基本國(guó)策。
4.4以水權(quán)為中心，建立節(jié)水交換激勵(lì)機(jī)制
所謂的水權(quán)，指水資源的所有權(quán)和使用權(quán)。水資源配置過(guò)程，實(shí)質(zhì)上就是水資源“水權(quán)”的重新分配過(guò)程。水權(quán)在調(diào)節(jié)水資源供需和水資源轉(zhuǎn)移過(guò)程中扮演著重要角色，水權(quán)是水資源管理的中心，研究建立水權(quán)的理論和可操作性的交換機(jī)制，通過(guò)市場(chǎng)的交換，實(shí)現(xiàn)水資源的有效分配，是21世紀(jì)農(nóng)業(yè)水資源管理的重要趨勢(shì)和方向。
水資源只是農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展眾多因素中重要因素之一，農(nóng)業(yè)用水向城市生活和工業(yè)轉(zhuǎn)移沒(méi)有根本影響農(nóng)業(yè)發(fā)展的根本原因是優(yōu)質(zhì)種子、化肥和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)，其中農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)發(fā)揮了不可替代的作用，可以說(shuō)，水資源“農(nóng)轉(zhuǎn)非”擠占了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所必須的農(nóng)業(yè)水資源資產(chǎn)，他迫使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)走高效用水之路，因而促進(jìn)了農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的發(fā)展，其最終結(jié)果是水資源資產(chǎn)增殖。
針對(duì)水資源“農(nóng)轉(zhuǎn)非”問(wèn)題，必須采取“以益補(bǔ)農(nóng)”的戰(zhàn)略，即，水資源“農(nóng)轉(zhuǎn)非”受益者采取經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償?shù)恼?，補(bǔ)償農(nóng)業(yè)水資源水權(quán)轉(zhuǎn)移額外投入或經(jīng)濟(jì)損失，如根據(jù)水資源“農(nóng)轉(zhuǎn)非”實(shí)際情況，可以適當(dāng)提高工業(yè)用水或生活用水等價(jià)格，所積累的資金用來(lái)投資節(jié)水農(nóng)業(yè)或?qū)λY源轉(zhuǎn)移者給予補(bǔ)償。
對(duì)于水資源流域管理，采用以水權(quán)為中心的管理，建立流域級(jí)水權(quán)交換機(jī)制。特別針對(duì)大江大河，水權(quán)在科學(xué)調(diào)配水資源方面更具有重要的作用。無(wú)論水價(jià)是否合理，節(jié)水對(duì)供水單位的收入帶來(lái)一定沖擊，為了鼓勵(lì)供水單位節(jié)水，國(guó)家或政府根據(jù)節(jié)水的實(shí)際情況，給予供水單位適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償獎(jiǎng)勵(lì)，補(bǔ)償獎(jiǎng)勵(lì)的數(shù)額足以調(diào)動(dòng)節(jié)水的積極性；
水資源作為人類社會(huì)生存和發(fā)展的基本條件，其綜合開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越受到重視。但由于人類對(duì)水資源規(guī)律認(rèn)識(shí)的不足以及常規(guī)的規(guī)劃和管理手段的局限性，對(duì)水資源實(shí)現(xiàn)綜合全面的管理難度很大。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展尤其是GIS技術(shù)的逐步成熟，開(kāi)發(fā)基于GIS系統(tǒng)的綜合水資源管理系統(tǒng)成為可能。在遼河流域水資源管理系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中，GIS作為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)數(shù)字化地圖等空間數(shù)據(jù)和水文信息等屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理，同時(shí)，GIS還為流域規(guī)劃項(xiàng)目中所采用的水量模型（IGSM）和水質(zhì)模型（MIKE11）等提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，將各個(gè)環(huán)境模型很好的銜接和協(xié)調(diào)起來(lái)。GIS系統(tǒng)強(qiáng)大的圖形處理和輸出能力更為水資源管理決策提供了直觀的數(shù)據(jù)支持。從遼河水資源管理系統(tǒng)實(shí)際的應(yīng)用情況來(lái)看，GIS技術(shù)在流域水資源相關(guān)空間數(shù)據(jù)的獲取、管理、分析、模擬和顯示等方面起到了不可替代的作用，在評(píng)價(jià)水資源規(guī)劃方案和進(jìn)行復(fù)雜的水資源管理決策方面也起了重要的支持作用。
2GIS技術(shù)和水資源管理的結(jié)合
（1）GIS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
GIS是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下，對(duì)空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、分析和顯示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它采用地理模型分析方法，適時(shí)提供多種空間地理信息，輔助相關(guān)的地理研究和地理決策[1]。由于GIS可將地理空間模型化并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，因此它還具有對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行描述、模擬和預(yù)測(cè)的功能。相對(duì)于常規(guī)意義上的信息系統(tǒng)，GIS具有空間分析能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)來(lái)源廣泛、工作方式直觀形象等特點(diǎn)[2]，在對(duì)空間數(shù)據(jù)的查詢和分析功能要求較高的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
（2）流域水資源管理的內(nèi)容
流域水資源管理是對(duì)流域水資源的開(kāi)發(fā)、利用、治理、配置、節(jié)約和保護(hù)等方面在系統(tǒng)層次上的定量分析和綜合集成。一方面它提供了進(jìn)行流域國(guó)土規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)布局規(guī)劃的水資源基礎(chǔ)，另一方面它通過(guò)對(duì)水量時(shí)空分配的再調(diào)整和水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的制定，協(xié)調(diào)了防洪除澇、節(jié)水灌溉、城鎮(zhèn)供水、水利發(fā)電、水土保持等專項(xiàng)規(guī)劃之間的關(guān)系，在人類開(kāi)發(fā)利用水資源的全過(guò)程中占有重要地位。由于水的流動(dòng)性特點(diǎn)，在流域內(nèi)一個(gè)點(diǎn)上的擾動(dòng)會(huì)影響到周邊和下游地區(qū)[3]，因此在進(jìn)行流域水資源綜合管理的過(guò)程中，必須基于相應(yīng)的環(huán)境模型分析各項(xiàng)管理戰(zhàn)略和開(kāi)發(fā)方案的環(huán)境影響，同時(shí)結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀缓蜕鐣?huì)條件，以及各方對(duì)水資源功能的要求進(jìn)行綜合、分析和比較，最終擬定流域內(nèi)水資源管理的最優(yōu)方案。
由此可見(jiàn)，在進(jìn)行力流域水資源規(guī)劃和管理過(guò)程中，非常強(qiáng)調(diào)運(yùn)用各種環(huán)境過(guò)程模型，如穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)水流模型、多維水質(zhì)模型和污染擴(kuò)散模型等。這些模型大都具有明顯的空間特性[4]，但這些環(huán)境模型在對(duì)空間數(shù)據(jù)的操作尤其是在結(jié)果顯示方面仍顯困難。而空間分析和空間數(shù)據(jù)管理正是GIS的優(yōu)勢(shì)。GIS可以為這些環(huán)境模型提供整體的基于GIS邏輯原理的空間操作規(guī)范，用以反映具有空間分布特性的模型研究對(duì)象的移動(dòng)、擴(kuò)散、動(dòng)態(tài)變化及相互作用過(guò)程。在GIS中，基本概念是空間位置、空間分布和空間關(guān)系，而基本研究對(duì)象是被抽象成點(diǎn)、線、面的空間實(shí)體及其相關(guān)屬性。與之相對(duì)應(yīng)，在環(huán)境模型中，基本概念是物質(zhì)、能量及其運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化，而基本研究對(duì)象是諸如水、人口等明顯具有空間分布特性的環(huán)境要素[5]。GIS和環(huán)境模型在概念和研究對(duì)象上的相似性、互補(bǔ)性，使得二者的結(jié)合合理又具有實(shí)用價(jià)值。
在歐盟-遼寧水資源項(xiàng)目中，基于GIS的水資源管理系統(tǒng)的流程如下所示：
3基于GIS的流域水資源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1系統(tǒng)目標(biāo)
以遼河流域的水資源規(guī)劃和管理為例，建立基于GIS的流域水資源綜合管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要包括以下幾個(gè)方面：
(1)能存儲(chǔ)和處理流域水文學(xué)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的相關(guān)資料，并能提供查詢功能。
(2)通過(guò)基于GIS的查詢和分析，能提供必需的空間信息，為今后水利工程布局提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
(3)能為決策機(jī)構(gòu)提供豐富的社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息，為水資源的調(diào)配提供依據(jù)。
(4)可對(duì)水資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀及存在的主要問(wèn)題以及未來(lái)需求量進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)。
(5)能對(duì)水資源的開(kāi)發(fā)潛力進(jìn)行分析計(jì)算，為合理開(kāi)發(fā)水資源提供決策依據(jù)。
(6)結(jié)合相關(guān)的環(huán)境模型，能對(duì)水資源開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略和方案做出評(píng)估
3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
為了安全、高效的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析和共享，基于GIS的水資源管理系統(tǒng)應(yīng)采用C/S模式和B/S模式相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2）。在數(shù)據(jù)庫(kù)管理方面，可通過(guò)面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)縫集成。
3.3系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)
基于上述分析，遼河流域水資源管理系統(tǒng)主要集成以下模塊：數(shù)據(jù)錄入模塊、檢索和查詢模塊、統(tǒng)計(jì)分析模塊、空間分析模塊、輔助決策分析模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊。（見(jiàn)下圖）。
（1）數(shù)據(jù)錄入模塊。用于系統(tǒng)中空間和屬性數(shù)據(jù)的獲取與更新?？臻g和屬性數(shù)據(jù)可通過(guò)鍵盤(pán)、掃描儀及數(shù)字化儀等輸入設(shè)備錄入計(jì)算機(jī)，也可從其它系統(tǒng)直接將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入本系統(tǒng)，同時(shí)這一模塊還提供對(duì)數(shù)據(jù)的適時(shí)更改和補(bǔ)充功能。
（2）檢索與查詢模塊。提供屬性-空間的邏輯查詢和空間-屬性的空間查詢功能。由于GIS系統(tǒng)中數(shù)據(jù)同地圖中點(diǎn)、線、面相對(duì)應(yīng)，這兩種操作實(shí)際結(jié)果是一致的。數(shù)據(jù)庫(kù)的操作能及時(shí)反映在地圖上，而對(duì)地圖的操作也能在數(shù)據(jù)庫(kù)中表現(xiàn)出來(lái)。
（3）統(tǒng)計(jì)分析模塊。包括對(duì)查詢結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析、對(duì)空間分析結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析以及對(duì)水文、土壤、人口、經(jīng)濟(jì)等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)的范圍可由用戶自行設(shè)定，如通過(guò)矩形、圓形或多邊形工具來(lái)確定范圍大小。同時(shí)，這種統(tǒng)計(jì)分析功能既可進(jìn)行一項(xiàng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，也可對(duì)多項(xiàng)數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析查詢，查詢結(jié)果可通過(guò)報(bào)表、地圖、表格或文字說(shuō)明的形式打印輸出。
（4）空間分析模塊。負(fù)責(zé)對(duì)圖形進(jìn)行地形分析、緩沖區(qū)分析、空間疊置分析等操作，并能將分析結(jié)果進(jìn)行匯總，以各種專題圖表及統(tǒng)計(jì)圖表的形式輸出。
（5）輔助決策分析模塊。主要包括水量計(jì)算模型(如遼河流域項(xiàng)目中使用的IGSM水資源模型)、水質(zhì)模型（如MIKE11模型）、水資源供需分析及預(yù)測(cè)模型、決策支持系統(tǒng)模型等。以上模型可對(duì)一項(xiàng)或多項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)或評(píng)價(jià)，從而了解流域或特定地區(qū)水資源開(kāi)發(fā)利用情況及發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，通過(guò)模型模擬出各個(gè)候選方案的實(shí)施效果后，可利用決策支持系統(tǒng)模型優(yōu)化出水資源合理開(kāi)發(fā)利用和管理的最佳方案，為最終的水資源管理和規(guī)劃決策提供直接的依據(jù)。
（6）數(shù)據(jù)輸出模塊?？蓪⒔y(tǒng)計(jì)、分析和決策的結(jié)果以文本、報(bào)表或圖形的形式輸出。
4系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)
基于GIS的水資源管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)如下主要功能：
（1）預(yù)測(cè)分析
例如通過(guò)輸入動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可適時(shí)做出地下水位等值線圖，并經(jīng)系統(tǒng)的空間分析模型計(jì)算出地下水庫(kù)的庫(kù)容量，進(jìn)而利用輔助決策分析模塊中的水資源預(yù)測(cè)模型對(duì)未來(lái)地下水資源的變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。
（2）水資源調(diào)度分析
根據(jù)農(nóng)業(yè)、工業(yè)等部門(mén)在當(dāng)時(shí)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的比例及生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行指標(biāo)分析，確定合理的供水量，使有限的水資源得到最優(yōu)的分配，進(jìn)而發(fā)揮出最大的經(jīng)濟(jì)效益。
（3）信息檢索和查詢
可對(duì)研究區(qū)歷年觀測(cè)的水文資料進(jìn)行檢索，如歷年降水量、徑流量、地下水位年變化和月變化、水庫(kù)入庫(kù)量、廢水排放量等。還可對(duì)系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)或經(jīng)系統(tǒng)分析而派生出各種圖形文件進(jìn)行查詢，如耕地、渠道、河流水系、水庫(kù)地形等高線、典型年降水量等值線等。
（4）模擬與決策
如利用水量計(jì)算模型和水質(zhì)評(píng)價(jià)模型對(duì)候選的可行水資源管理方案的實(shí)施效果進(jìn)行模擬，直觀的對(duì)候選方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。進(jìn)一步可將預(yù)測(cè)結(jié)果輸入決策支持系統(tǒng)模型，求得規(guī)劃方案的最優(yōu)解。
2012年長(zhǎng)春市總供水量22.51億m3（包括引用的過(guò)境水量）。用水量中農(nóng)田灌溉用水量13.91億m3，工業(yè)用水量3.16億m3，城鎮(zhèn)公共用水量0.68億m3，城鎮(zhèn)生活用水量1.89億m3，農(nóng)村生活用水量0.94億m3，林牧漁用水量1.72億m3，生態(tài)環(huán)境用水量0.21億m3。全市萬(wàn)元GDP用水量為50.5m3/萬(wàn)元，人均綜合用水量297.4m3/人。
二、長(zhǎng)春市再生水資源利用情況
2012年在總供水量22.51億m3（包括引用的過(guò)境水量）中，地表水供水量12.35億m3，地下水供水量9.80億m3，中水回用量0.36億m3，見(jiàn)圖2。至2012年，長(zhǎng)春市北郊污水處理廠和南部污水處理廠生產(chǎn)再生水，規(guī)模分別為0.24億m3/年和0.12億m3/年。中水回用量共0.36億m3，占總用水量的1.6%。
三、再生水資源利用的必要性
長(zhǎng)春市人均年占有水資源量?jī)H為400m3，遠(yuǎn)低于國(guó)際公認(rèn)的人均1,000m3的水資源安全線，約為全國(guó)人均占有量的16%，全省的23%，長(zhǎng)春是水資源短缺的城市。再生水可以應(yīng)用到城市河湖景觀、農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)（如熱電廠冷卻水）、地下水回灌、市政用水（沖洗馬路、消防、沖廁、綠化澆灌）等諸多領(lǐng)域。如圖1，長(zhǎng)春市僅農(nóng)業(yè)灌溉、城鎮(zhèn)公共、工業(yè)三個(gè)領(lǐng)域全年共耗水8.9億m3，占全市總耗水量的73%。長(zhǎng)春市2012年全年經(jīng)污水廠處理后污水排放量為4.3億m3。大量污水排入河體沒(méi)有得到利用。在全市水資源供需矛盾日益突出的今天，及早重視和開(kāi)展生活污水、雨水、工業(yè)廢水的再生利用，以滿足沖廁用水、河湖景觀用水、道路澆灑、綠化用水、農(nóng)業(yè)灌溉用水、洗車用水和工業(yè)用水等水質(zhì)要求低的用戶需求，緩解水資源供需矛盾是十分必要的。
四、再生水資源利用的可行性
1．再生水應(yīng)用在水處理技術(shù)具備可行性污水處理廠出水水質(zhì)達(dá)到GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)要求，再經(jīng)膜處理技術(shù)，出水可滿足對(duì)不同水質(zhì)的需求。
2．再生水應(yīng)用可產(chǎn)生良好的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益污水回用可削減排入水體的污染物含量，產(chǎn)生良好的環(huán)境效益；目前長(zhǎng)春市生活用水價(jià)格為2.5元/m3，再生水成本不足生活用水價(jià)格的一半，應(yīng)用于地面沖洗、綠地澆灌、景觀、沖廁、工業(yè)冷卻水等，減少用戶水費(fèi)開(kāi)支，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，目前自來(lái)水價(jià)格提高正在調(diào)研階段，漲價(jià)已成趨勢(shì)，再生水的經(jīng)濟(jì)效益將進(jìn)一步展現(xiàn)；再生水資源利用的開(kāi)展將給污水處理的建設(shè)和運(yùn)行帶來(lái)新的發(fā)展模式，從而更好的吸引各種社會(huì)資本的投入，增強(qiáng)供水安全性，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展，因此具有良性的社會(huì)效益。
五、長(zhǎng)春市再生水應(yīng)用有利條件
《長(zhǎng)春市排水專項(xiàng)》中已對(duì)污水處理廠再生水水量制定了規(guī)劃，規(guī)劃中到2020年，再生水量將達(dá)到85萬(wàn)t/日，污水回用率將達(dá)到27.3%。近期建設(shè)再生水資源利用工程3項(xiàng)，總規(guī)模15萬(wàn)t/日，管線長(zhǎng)度52km。
六、關(guān)于長(zhǎng)春市再生水應(yīng)用推廣的建議
1．政府支持和政策的引導(dǎo)是再生水推廣的前提北京和天津是再生水資源利用推廣較早的城市，出臺(tái)的政策、法規(guī)、條例較完善、成熟。長(zhǎng)春市在推行再生水應(yīng)用的同時(shí)，借鑒兩市成功的經(jīng)驗(yàn)是必要的。如天津市政府制定的《印發(fā)市計(jì)委關(guān)于中水回用項(xiàng)目相關(guān)政策扶持意見(jiàn)的通知》津計(jì)基礎(chǔ)（2002）778號(hào)文件；天津市物價(jià)局制定的《關(guān)于回用水試銷價(jià)格的復(fù)函》津價(jià)商（2002）447號(hào)文件；天津市人大常委會(huì)通過(guò)的《天津市城市排水和再生水資源利用管理?xiàng)l例》等一系列的條例[2]。長(zhǎng)春市政策較落后，2014年4月15號(hào)執(zhí)行的長(zhǎng)春市人民政府令第54號(hào)文件《長(zhǎng)春市城市排水與污水處理管理辦法》第五條“鼓勵(lì)、支持城市排水與污水處理科學(xué)技術(shù)研究，推廣應(yīng)用先進(jìn)實(shí)用的技術(shù)、工藝、設(shè)備和材料，促進(jìn)污水的再生利用和污泥、雨水的資源化利用，提高城市排水與污水處理能力”，政府已經(jīng)意識(shí)到再生水應(yīng)用的推廣，但力度不夠，需要制定一系列的條例約束和引導(dǎo)，只有政策先行，才能更好的推廣和落實(shí)。
2．制定《長(zhǎng)春市再生水資源利用規(guī)劃》是再生水應(yīng)用的綱領(lǐng)和依據(jù)長(zhǎng)春市目前還沒(méi)有這項(xiàng)規(guī)劃，建議開(kāi)展此項(xiàng)工作。合理的預(yù)測(cè)再生水的水量是十分重要的，規(guī)劃設(shè)計(jì)前要做好調(diào)研工作，做到數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。不同用戶不僅在水量上需求不同，對(duì)水質(zhì)也有各自的要求。要考慮不同用戶生產(chǎn)或用途的多方面的需求，不僅要對(duì)污水廠再生水水量規(guī)劃，同時(shí)也要對(duì)再生水工藝進(jìn)行研究，確定服務(wù)半徑，供水水質(zhì)和水量，最終選擇合適的工藝。城市再生水資源利用在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，必須貫徹落實(shí)規(guī)劃的要求，在新建或擴(kuò)建污水處理廠的同時(shí)建設(shè)再生水資源利用工程。
3．制定合理的價(jià)格是推行再生水推廣的重要經(jīng)濟(jì)杠桿完善并實(shí)施分類且分檔的再生水價(jià)格體系。再生水價(jià)格分民用、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、市政等幾類，建議民用再生水、農(nóng)業(yè)灌溉、市政用水價(jià)格為低檔，工業(yè)用水價(jià)格為較高檔。建議推行階梯式水價(jià)，即分檔設(shè)置用水定額，當(dāng)耗水量超過(guò)第一檔用水定額時(shí)提高用水價(jià)格，當(dāng)超過(guò)最高檔時(shí)應(yīng)大幅提價(jià)。制定價(jià)格前，應(yīng)全面和充分的進(jìn)行調(diào)研和民意調(diào)查，制定合理的價(jià)格。通過(guò)水價(jià)體系的調(diào)整與完善，在確保普通居民低耗水量的價(jià)格不增加居民負(fù)擔(dān)的前提，用水大戶的自來(lái)水價(jià)應(yīng)大幅提高，進(jìn)而拉大再生水與自來(lái)水的差價(jià)，從而增強(qiáng)用水大戶使用再生水的積極性。
4．建立再生水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和健全監(jiān)測(cè)管理措施不同行業(yè)對(duì)再生水水量、水質(zhì)的要求不同，建議擬定完整的可滿足各行業(yè)回用需求的再生水水質(zhì)指標(biāo)及地方標(biāo)準(zhǔn)。城市市政管線規(guī)劃的同時(shí)應(yīng)考慮再生水資源利用工程的實(shí)施；管網(wǎng)輸送再生水被二次污染的概率高，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)控措施。同時(shí)要避免由于施工人員失誤致使再生水與生活飲用水管道錯(cuò)接現(xiàn)象的發(fā)生，加強(qiáng)施工監(jiān)管[3]。
5．建立和完善再生水資源利用行業(yè)管理機(jī)構(gòu)建立行業(yè)監(jiān)督體系，健全制度、依章辦事、廉潔自律。應(yīng)分階段建立再生水行業(yè)現(xiàn)代管理體制，調(diào)整機(jī)構(gòu)，使之有利于形成市場(chǎng)化，引領(lǐng)進(jìn)入健康的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。
地下水的合理埋深是針對(duì)地下水的動(dòng)態(tài)調(diào)控提出的，它不是一個(gè)確定的深度而是一個(gè)變化的范圍。灌區(qū)大量引用地表水灌溉將使區(qū)域地下水位上升，可能導(dǎo)致次生鹽堿化現(xiàn)象的出現(xiàn)，因此，地下水合理埋深的上限應(yīng)是不引起土壤嚴(yán)重積鹽，危害作物生長(zhǎng)的地下水最小埋深。地下水合理埋深的下限在一些關(guān)于灌區(qū)水量調(diào)控的研究中將其確定為生態(tài)水位（保持植物正常生長(zhǎng)的最大地下水埋深），在降水稀少、缺乏灌溉的干旱地區(qū)將生態(tài)水位作為地下水合理埋深的下限是必要的［7］。涇惠渠灌區(qū)屬于半濕潤(rùn)易旱區(qū)，降水較為豐富，灌溉充分，作物生長(zhǎng)所依賴的土壤水除了地下水補(bǔ)給外，主要有降水、灌溉入滲及渠道滲漏的補(bǔ)給，地下水對(duì)其補(bǔ)給量所占的比例相對(duì)于以上幾種補(bǔ)給來(lái)源的補(bǔ)給量較小，且考慮到灌區(qū)出現(xiàn)的含水層枯竭、地面沉降及抽水成本等問(wèn)題，涇惠渠灌區(qū)地下水合理埋深下限的確定應(yīng)綜合考慮有利于地下水接受補(bǔ)給、動(dòng)態(tài)恢復(fù)和機(jī)井的允許提水深度等因素。
1．1合理埋深上限的確定
參考羊錦忠、李鳳嶺等人對(duì)土壤積鹽與地下水關(guān)系的分析成果，根據(jù)防止土壤鹽堿化的重要指標(biāo)－毛細(xì)上升高度和作物根系主要活動(dòng)層厚度來(lái)確定地下水位合理埋深上限［8］，其計(jì)算公式如下：Hmin＝Hp＋Z（1）式中：Hmin為地下水合理埋深上限，m；Hp為土壤毛管水上升高度，m；Z為作物根系主要活動(dòng)層厚度，m。土壤毛細(xì)上升高度對(duì)不同的土壤質(zhì)地是不同的，作物根系主要活動(dòng)層厚度隨作物種類的不同而不同。灌區(qū)土壤質(zhì)地與文獻(xiàn)［9］中所研究的地區(qū)的部分土壤質(zhì)地類似，不同土壤質(zhì)地的毛細(xì)上升高度可參考文獻(xiàn)［9］實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)；研究區(qū)內(nèi)作物主要活動(dòng)層厚度可參考文獻(xiàn)［10］確定。根據(jù)式（1）可計(jì)算灌區(qū)不同分區(qū)地下水合理埋深上限。
1．2合理埋深下限的確定
根據(jù)涇惠渠灌區(qū)多年實(shí)測(cè)資料的分析以及實(shí)地考察，將涇渭河河漫灘及一級(jí)階地地區(qū)、涇河二級(jí)階地地區(qū)、涇河三級(jí)階地及渭河二級(jí)階地地區(qū)多年平均地下水埋深作為各分區(qū)有利于地下水接受補(bǔ)給、動(dòng)態(tài)恢復(fù)的最大適宜埋深，即地下水合理埋深下限；黃土臺(tái)塬區(qū)地下水埋深較大，部分地區(qū)埋深超過(guò)了灌區(qū)一般農(nóng)用機(jī)井的允許提水深度，因此綜合考慮該區(qū)能夠接受地下水接受補(bǔ)給及動(dòng)態(tài)恢復(fù)的適宜深度和機(jī)井的允許提水深度，將該地區(qū)地下水合理埋深下限設(shè)定為25m，各分區(qū)地下水位埋深下限結(jié)果詳。
2灌區(qū)水資源聯(lián)合調(diào)控
2．1調(diào)控思路水資源聯(lián)合調(diào)控的模式
將地下水位的合理埋深上下限作為約束條件，首先根據(jù)各用水部門(mén)實(shí)際用水定額及工業(yè)經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)發(fā)展和人口增長(zhǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)出各部門(mén)的需水量，然后以保證用水需求和充分利用地表水為目的，對(duì)地表水、地下水進(jìn)行初步供需平衡，再次，將初步調(diào)控結(jié)果中的地表水、地下水利用量以及降水量、蒸發(fā)量、徑流量、氣溫等作為影響因素，利用PSO－RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)出各分區(qū)的地下水位，根據(jù)地下水位對(duì)多種水源進(jìn)行平衡調(diào)控。若某區(qū)預(yù)測(cè)結(jié)果超過(guò)了地下水合理埋深的下限，則利用水均衡法計(jì)算出極限埋深條件下的地下水可開(kāi)采量，進(jìn)行供需平衡（地表水供水量不變），對(duì)于缺水部分考慮以其他水源進(jìn)行補(bǔ)充；若埋深小于上限，則調(diào)整井渠用水比，減少地表水引用量，適當(dāng)增加地下水開(kāi)采量。
2．2調(diào)控方案
設(shè)置針對(duì)灌區(qū)水資源利用特點(diǎn)、涵養(yǎng)水源及灌區(qū)節(jié)水工程的實(shí)施狀況，本文設(shè)置了兩種水資源聯(lián)合調(diào)控方案，基本方案和節(jié)水方案?；痉桨甘窃跐M足各行各業(yè)需水條件下對(duì)灌區(qū)水資源進(jìn)行調(diào)控，該方案比較切合實(shí)際；節(jié)水方案是考慮灌區(qū)節(jié)水工程的實(shí)施狀況、節(jié)水意識(shí)的普及狀況及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，最大限度地減少各行業(yè)的用水定額，特別是通過(guò)調(diào)整灌區(qū)農(nóng)作物種植比例來(lái)減少農(nóng)業(yè)灌溉這一灌區(qū)最大耗水部門(mén)的用水量，從而使得灌區(qū)缺水量達(dá)到最小，該方案需調(diào)整灌區(qū)的發(fā)展模式及提高人們的節(jié)水意識(shí)，實(shí)施周期較長(zhǎng)。
2．3供需水量預(yù)測(cè)
（1）需水量預(yù)測(cè)。需水量預(yù)測(cè)是保證水資源可持續(xù)利用的前提。涇惠渠灌區(qū)需水量預(yù)測(cè)包括農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活及生態(tài)需水量預(yù)測(cè)。由于定額法考慮全面周到，因此運(yùn)用定額法對(duì)各部門(mén)的需水量進(jìn)行預(yù)測(cè)。
（2）供水量預(yù)測(cè)?？晒┧渴撬Y源供需平衡分析的要素，根據(jù)調(diào)控思路，對(duì)灌區(qū)地表水可供水量及其他水源（主要指污水回用及雨水集蓄）可供水量進(jìn)行預(yù)測(cè)。對(duì)灌區(qū)蓄水工程、引水工程進(jìn)行調(diào)節(jié)分析計(jì)算，可算出不同水平年地表水可供水量；污水及雨水回用水可廣泛應(yīng)用于地下水回灌，工業(yè)用水，農(nóng)業(yè)灌溉、城市非飲用水，景觀環(huán)境用水等，對(duì)緩解灌區(qū)水資源短缺有著重要的意義，因此可作為供水水源之一，參照《西安市雨水利用規(guī)劃》、《西安市水中長(zhǎng)期供求規(guī)劃》可估算出不同水平年各研究單元污水及雨水回用量。
2．4地下水埋深預(yù)測(cè)
本文采用粒子群算法（PSO）對(duì)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化［11，12］，并運(yùn)用優(yōu)化過(guò)的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)涇惠渠灌區(qū)地下水埋深進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過(guò)對(duì)涇惠渠灌區(qū)1981－2010年觀測(cè)井資料分析，選用降雨量、蒸發(fā)量、徑流量、渠灌引水量、氣溫、地下水開(kāi)采量6個(gè)指標(biāo)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入變量，地下水埋深為輸出變量。運(yùn)用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)PSO－RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)出的埋深數(shù)據(jù)可達(dá)到較高的精度要求，實(shí)測(cè)值、預(yù)測(cè)值擬合曲線Fig．3FittingcurveofgroundwaterburieddepthPSO－RBF網(wǎng)絡(luò)模型具體構(gòu)建步驟如下：①將RBF的中心、寬度以及網(wǎng)絡(luò)權(quán)值編碼成實(shí)數(shù)向量來(lái)表示種群中的個(gè)體。②初始化粒子群。③計(jì)算每個(gè)粒子的適應(yīng)度，將粒子的當(dāng)前位置作為初始pi，從種群中找出適應(yīng)度最小的粒子作為初始pg；將當(dāng)前適應(yīng)度與的適應(yīng)度進(jìn)行比較，如果當(dāng)前適應(yīng)度更好，則更新pi；對(duì)于每個(gè)粒子，將其pi適應(yīng)度與pg適應(yīng)度進(jìn)行比較，如果pi的適應(yīng)度更好，則更新pg；④對(duì)每個(gè)粒子的速度和位置進(jìn)行更新，產(chǎn)生下一代的粒子群。⑤如果當(dāng)前的迭代次數(shù)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的最大次數(shù)，則停止迭代，在最后一代找到全局最優(yōu)解的近似值，否則，返回步驟③。⑥將pg對(duì)應(yīng)的粒子作為RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，利用RBF算法進(jìn)行訓(xùn)練，直至滿足條件，結(jié)束訓(xùn)練。⑦利用灌區(qū)實(shí)驗(yàn)站1959－2008年的年均降水量、徑流量、氣溫及蒸發(fā)量資料，1981－2008年的年均地下水開(kāi)采量、渠灌引水量資料，建立時(shí)間序列模型，據(jù)此預(yù)測(cè)出灌區(qū)2009－2020年的年均降水量、徑流量、蒸發(fā)量、氣溫、渠灌引水量、地下水可開(kāi)采量。⑧將各影響因素變量值代入訓(xùn)練好的POS－RBF模型，對(duì)地下水埋深進(jìn)行預(yù)測(cè)。
2．5調(diào)控結(jié)果按所設(shè)置的調(diào)控方案及調(diào)控思路
對(duì)涇惠渠灌區(qū)各水文地質(zhì)分區(qū)水資源供需平衡分析，得到水資源調(diào)控結(jié)果（涇河二級(jí)階地地區(qū)所占面積最大，需水量最大，且考慮到篇幅限制，這里僅給出該地區(qū)調(diào)控結(jié)果）從上述可以看出：2015年75％保證率條件下，涇河二級(jí)階地地區(qū)未實(shí)行水資源供需調(diào)控時(shí)，總需水將達(dá)到36715萬(wàn)m3，為滿足需水要求，地表水供水量為19000萬(wàn)m3，同時(shí)需開(kāi)采地下水17715萬(wàn)m3，在該情形下運(yùn)用PSO－RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)地下水位埋深預(yù)測(cè)，得出埋深為13．1m，超出了埋深下限12．5m，表明需進(jìn)行供需調(diào)控。從需水調(diào)控角度出發(fā)，通過(guò)增加節(jié)灌面積，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等措施，可將需水量控制在34399萬(wàn)m3，節(jié)水量可達(dá)2316萬(wàn)m3；從供水調(diào)控角度出發(fā)，以地下水極限埋深12．5m為約束條件，利用水均衡法計(jì)算出該地區(qū)地下水最大開(kāi)采量應(yīng)為13534萬(wàn)m3；在地表水供水量保持不變的情況下，因限定了地下水開(kāi)采量，導(dǎo)致出現(xiàn)缺水現(xiàn)象，缺水率為5．4％，通過(guò)增加雨水集蓄和污水回用工程可降低缺水率。同理，2020年75％保證率條件下，涇河二級(jí)階地地區(qū)基本方案的需水量為38334萬(wàn)m3，初始水資源調(diào)控情形下，地下水埋深將達(dá)到13．3m，較2015年增加0．2m，超出了埋深下限12．5m。經(jīng)調(diào)控后，水資源需求量可下降為36821萬(wàn)m3，地表水供水量為18500萬(wàn)m3，地下水極限開(kāi)采量為13534萬(wàn)m3，雨水集蓄和污水回用量為3000萬(wàn)m3，將出現(xiàn)少量缺水，其缺水率為4．9％。綜合說(shuō)明，通過(guò)本次調(diào)控可緩解涇惠渠灌區(qū)水環(huán)境問(wèn)題，將地下水位埋深控制在易于恢復(fù)且不發(fā)生鹽堿化的合適范圍內(nèi)，同時(shí)將生活、工業(yè)污水經(jīng)處理后作為供水水源，可彌補(bǔ)供水量不足，但在2020年仍出現(xiàn)少量缺水，建議新建、改建水利工程，適當(dāng)增加地表水供水量。
3結(jié)論
（1）考慮到?jīng)芑萸鄥^(qū)屬于北方灌區(qū)以及灌區(qū)各水文地質(zhì)分區(qū)富水性的差異，以水文地質(zhì)分區(qū)為研究單元，對(duì)75％、50％保證率下的水資源進(jìn)行調(diào)控，結(jié)果可靠。
（2）PSO－RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，很大程度上克服了RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不恰當(dāng)選取網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及參數(shù)所帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)收斂慢的問(wèn)題。對(duì)涇惠渠灌區(qū)地下水埋深模擬預(yù)測(cè)結(jié)果表明，PSO－RBF算法具有較高的預(yù)測(cè)精度。
