水资源与水环境管理

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇水资源与水环境管理范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

水资源与水环境管理范文第1篇

关键词： 水文，水资源，信息化建设

中图分类号：TV213文献标识码： A

翻开中国历史，从史前社会、黄帝、尧、舜、禹开始，人们就在与洪水进行持续不懈的斗争，据史料记载，从公元前206年以来，我们国家发生大水灾就1029次，大约每两年就会发生一次。历史上中国中原大地上发生过的特大的洪水曾经无数次淹没大片土地，冲毁了农田，房倒屋塌，到处是白茫茫洪水肆虐，人死牲亡的悲剧不断上演，在洪水过程中逃生的人们纷纷跑到丘陵或山上去避难。传说中得大禹治水三过家门而不入的动人故事至今仍然在鼓舞着人民群众与洪魔抗争。作为中华民族母亲河的黄河在历史上曾决口泛滥1500多次，大的改道26次，平均每3年有一次决口，大约每100年发生一次大改道。

公元1117年（宋徽宗政和七年），黄河决口，淹死100多万人。公元1642年（明崇祯15年），黄河泛滥，开封城内37万人，被淹死34万人。1933年黄河决口62处。1938年，在河南花园口扒开黄河大堤，使1250万人受害。

在洪灾的侵吞中，大城市不能免。据考证，历史上洪水曾五进北京城，天津市曾8次被淹。

本世纪最大洪水有三次。一次是建国前，两次为建国后。1931年，中国发生特大水灾，有16个省受灾，8省受灾面积达14170万亩，占8省耕地总面积的百分之二十五以上。据历史资料记载半数房屋被冲，流域内百分之五十人口流离失所，遭受洪水灾害的民众举家逃难。全国受洪灾影响人口达1亿人，死亡370万人，令人触目惊心。

解放后全国性的大水灾主要有三次，1954年大水灾和1991年大水灾、1998年大洪水。1954年那次全国受灾面积达2.4亿亩，成灾面积1.7亿亩。长江洪水淹没耕地4700余万亩，死亡3.3万人，京广铁路行车受阻100天。国家对自然灾害的救济费为3.2亿元。1998年大洪水在长江沿岸军民的共同努力下取得胜利，水灾造成的损失减少到最低限度。

其他重大水灾有：1958年黄河郑州花园口出现特大洪水，郑州黄河铁桥被冲毁。海河流域1963年遭历史上罕见的洪水，受灾面积达6145万亩，减产粮食60多亿斤。长江最长的支流汉江1982年遭特大洪水，安康老城被淹，损失惨重。

目前，我国平均每年受洪涝面积约一亿亩，成灾6000万亩，因灾害造成粮食减产上百亿公斤。

残酷的现实告诉我们认真做好水文水资源管理工作，密切监测雨情和河流水情，研究洪水发生规律，确保人民生命财产安全对于经济建设和社会发展具有十分重要的意义，作为一名从事水文水资源管理工作者，认真总结水文水资源管理经验，从技术角度分析研究自己从事工作特点，全面做好水文水资源管理工作，是我们的重要任务。

1 水资源管理信息化建设的原因

水资源信息化建设的主要目的就是实现资源的合理分配，科学管理资源，避免造成资源浪费，使其利用率得到提高。将信息技术融入水资源管理中，有利于提高管理效率，降低管理难度，水资源管理的信息化是社会经济发展的必然要求。

1.1 传统的管理手段无法适应现代化社会的高要求

传统的管理模式中存在很多缺陷，主要表现为对水资源利用的监管不力，导致了大量资源的浪费。目前，社会经济正处于迅速发展时期，人们对水资源的需求量越来越大，若仍然采用传统的管理模式，无法满足人们的用水需求。因此，必须要通过建立有效的管理模式，达到节约资源的目的。只有利用先进的现代化管理手段，才能实现资源的科学管理与分配。

建立节约型社会，有利于解决我国干旱地区的缺水问题，水利部门应该加大力度对城市水利工作进行监督，明确与水资源利用率相关的要求，实现统一管理。另外，还要完善相应的水资源管理制度，了解取用水量、供水水源、资源状况等信息，将信息通过整合后，可直接输入信息管理系统，便于保存。

1.2 经济发展的必然要求

目前，我国已经将信息技术逐渐融入水资源管理中，不过其中仍然存在一些问题，例如水资源管理的信息化建设尚未成熟，地区之间也呈现出分布不均的现象。与水土保持、防汛抗旱等信息化建设相较，水资源信息化建设非常落后，由于地区间在经济发展方面存在很多不平衡性，导致很多地区还没有实现信息化管理，也并没有建立一个统一的开发标准与开发平台。地区与地区之间的联通较为困难，在已经建立信息化管理的省市中，很多其他业务与水资源监管系统均无法实现联通。系统集成的实现也十分困难，必须要以专项业务为依据，建立取水许可监测系统与管理系统，实现资源的集成与整合。

2 水文水资源管理的信息化建设探讨

从地区水资源情况可看出当地的经济发展状况，水文工作的实施与开展受到很多因素的影响，若想在灌溉区进行其他的施工建设，一定要依靠当地的水文资料，建立水资源管理与监控系统，科学管理水资源。通过监控系统，可以了解当地的降水量、地质情况、水资源利用情况等，为了适应现代化社会发展需求，必须建立信息化管理模式，将科学技术应用于管理模式中，使其充分发挥作用。

2.1 水资源管理系统的基本组成

水文水资源管理系统的建立主要依靠数学模型、仿真模拟与计算机网络共同完成，对水资源管理中的各种信息进行采集，于可视化角度下，实施灌区的调度工程，在每个分水枢纽中，都可以实现自动化监控，以采集信息为依据，管理者可以迅速做出正确决策，促进管理水平与水资源调度效率的提升。

2.2 采集与传输数据信息系统的建立

数据信息的采集非常重要，建立数据信息采集系统，便于在多个采集区域进设置水位传感器、雨量传感器、视频监控、闸位数据等，了解当地的水位、分干渠与干渠状况。

以往灌溉区域通讯方式分为两种，分别是超短波无线通讯网与数字微波通讯网，进入信息化社会后，以往的通讯方式已经无法满足现代化社会的要求，现阶段的图像、数据、视频与音频传输数量越来越多，因此，需要依靠强大的信息传输渠道，将无线宽带与系统相连接后，便可实现数据的传输。

2.3 网络系统

网络系统是实现信息资源共享的基础，为此，可建立一个覆盖面积广，且能够实现所有图像、数据、视频、音频传输的计算机网络，便于及时了解到当地水资源的使用量与其他信息，为水资源管理建立一个有效的管理平台，实现资源共享。除此之外，还需要建立全球定位系统、地位信息系统，全球信息系统可随时定位，地理信息系统便于分析与处理数据。同时还可以结合模拟仿真系统，对采集到的信息以统一标准进行管理与存储。

2.4 水质与旱情监测系统

通过在灌溉区域设置监测断面，有利于监测断面的水质情况，另外，还可以在系统中建立监测数据库，当水资源中存在污染物扩散时，利用系统实现模拟分析，有利于预测河流水质的变化情况，及时采取相应措施解决水资源污染问题。

旱情信息可通过土壤、气温、降水等体现，水文站可利用先进的信息管理系统，了解到所在区域的相关信息，根据这些信息，可判断该地是否存在旱情，利用定位系统，能够直接找出旱情所在地。

3 结束语

水文水资源管理的信息化建设有利于提高水资源的管理效率，同时，也可以使水资源利用率得到提升，水资源能够实现最大化限度的利用，本文首先分析了水资源管理信息化建设的原因，然后详细研究了水文水资源管理的信息化建设方案，这对于我国节水型社会的建立具有重要意义，本次研究可为以后水文部门建立水资源信息化管理模式提供依据，实现水资源管理的规范化与水资源的合理利用。

参考文献

[1]胡四一.全面实施国家水资源监控能力建设项目 全力提升水利信息化整体水平――在全国水利信息化工作座谈会暨国家水资源监控能力建设项目建设管理工作会议上的讲话[J].水利信息化，2012（06）.

水资源与水环境管理范文第2篇

    论文摘要:我国城市郊区面临严峻的水资源和水污染形势。城市郊区现行的水环境管理体制和运行机制改革是解决水环境问题的根本出路。通过对城市郊区水环境管理现状进行了系统研究,指出现行管理体制和运行机制所存在的深层次原因,提出了改革城市郊区水环境管理的对策。

    城市郊区指中心城市经济社会发展过程中在周边区域中所形成的,其特征、结构和功能介于传统城市与乡村之间的地理区域,是城市和乡村社会、经济等要素相互作用、相互渗透的交叉地带。城市郊区是城市发展的最具有生命力的区域,现行城市郊区水环境的严峻现状严重制约了城市郊区的经济社会发展。城市郊区半工半农的产业特点和以农村集体管理为主导的管理体制使其所面临的水环境问题相较于普通城市和农村具有复合型的特点,所面临的水资源短缺和水环境污染的问题更为复杂,因此对城市郊区水环境管理进行系统研究,破解城市郊区经济社会发展的“水瓶颈”问题就显得格外紧迫。

    一、城市郊区水环境管理中存在的问题

    (一)缺乏统一管理体制,水环境管理与发展不相适应

    现行郊区水环境管理实行的分散式的管理体制,水资源、水污染等管理分属不同部门,水环境管理责权交叉多,难以统一规划和协调,部门间管理工作缺乏有效衔接,造成了水环境管理的脱节,割裂了水环境的整体性和联系性,不利于水环境综合管理,制约了经济社会发展。

    (二)管理法律体系尚不完善

    我国关于水环境管理的法律实行的是水污染和水资源分立立法的形式,部分立法内容存在交叉甚至冲突。目前,我国水环境综合管理的法律体系尚未建立,涉水部门多,部门起草立法时缺乏综合平衡,立法实践又先后,缺乏通盘考虑,涉水法律存在交叉,妨碍水环境管理的法律执行。水环境管理的立法现在注重实体性立法,缺乏程序性立法,造成实体性立法规定的目标难以实现。对于水环境管理的概念缺乏必要的界定,可操作性较差。

    (三)水环境管理运行机制缺失

    1.以行政管理为主导的管理方式不能满足水环境管理的要求

    政府在水环境管理中处于主导地位,实行以行政管理为主的高度集中的调控政策。水环境管理职能和经营职能界限不清,水环境管理主要以各级政府投资为主,造成了水环境管理工作具有片面性和不可持续性的特点,单独依靠行政手段已经远远不能满足水环境管理的需要。

    2.水环境管理经济手段运行机制缺失

    市场机制是微观领域有效的资源配置手段,各种税、费、补贴、信贷等是水环境管理的经济手段。在水环境管理相对薄弱的城市郊区,经济手段的实施由于管理力量的薄弱,制度规范的缺失造成实施和监管难度较大,制约了水环境管理市场机制作用的发挥。

    3.监督及参与机制缺失

    我国城市郊区水环境管理责任制尚不健全,地方政府在水环境管理方面兼有裁判员和运动员的角色,监管动力不足,造成了水环境管理执法不力、监管不力的结果。城市郊区水环境管理方面的参与机制并不健全,水环境质量公告制度尚待健全,公众的水环境知情权落实不够,对水环境规划和水资源分配等参与不够,参与渠道和方式落实不够,缺少公众参与监督的有关规定,不能建立起公众监督机制,使得水环境管理缺乏广泛的公众参与。

    二、城市郊区水环境管理存在矛盾及分析

    (一)水环境整体联系性和水环境分散管理的矛盾

    整体性和联系性是水环境的自然属性,是水环境实行统一管理的必然要求。我国长期处于计划经济的阶段造成我国水环境管理实行分立管理的现状,导致了水环境管理各职能部门权责交叉、利益冲突。水环境管理职能的割裂、水环境管理职能界定的不清晰,造成各职能部门在进行水环境管理的时候不能够充分考虑水环境整体公共利益,造成了在水环境管理立法出现交叉,个别条文冲突的现象。

    (二)水环境管理与城市郊区经济发展的矛盾分析

    城市郊区是地区经济的增长点,是经济发展最具活力的地带,同时也是水环境管理力量薄弱的地带,水环境管理制度尚待完善,与经济社会发展的要求有较大差距,水资源短缺与水污染的矛盾日益尖锐。郊区经济发展以高投入低产出的粗放型经济发展模式为主,在各地重视本地国民经济发展,努力增加本地税收的推动下,造成政府对水环境管理的执行性大打折扣,水环境形势日益严峻。

    (三)水环境行政管理与市场机制运作的矛盾

    长期的计划经济体制管理造成了我国水环境管理以行政管理为主导的现状,水环境管理受政府施政方针的影响较大,水环境管理以政府投入和政府推动为主,缺乏可持续性。市场机制在微观层面上是资源配置的有效途径,要充分发挥市场机制,客观上要求改变政府职能。改变政府在水环境管理中运动员、裁判员身份不分的现象。

    (四)城乡二元结构现状与城乡一体化建设之间的矛盾

    城乡二元结构的根本原因是资源和福利城乡间分配的不平衡,公共物品的不均衡分配是直接表现之一。城市郊区作为城市发展的新增长区域,具有较强的水资源需求和水污染治理要求,但是城市郊区公共资源投入不足造成水环境管理力量薄弱,制度缺失,造成水资源短缺和水污染加重的现实状况日益严重。

    三、城市郊区水环境管理改革的对策

    (一)城市郊区水环境集成管理

    水环境的分散管理割裂了水环境的整体性和联系性,部门间的分权管理使水环境管理的各个方面缺乏协调和配合,造成管理资源的浪费。构建以政府统领的水环境集成管理的体制,整合管理资源,统筹管理涉水事务。实行水环境的城乡统一管理,实现水环境管理的部门间的集成、地域间的集成、管理内容的集成、管理对象的集成。推进水环境管理体制创新,推行区域水量和水质的统一管理,调整目前水环境管理部门为事业单位性质,增强其行政权力,赋予其财权、事权,加强对涉水事务的协调能力,确保执行的有效性。实现郊区水环境管理开发、利用、保护、治理、回用为一体的综合管理体制。

    (二)加强城市郊区水环境管理制度建设

    建立健全各级水环境管理法规体系建设,根据水环境的整体性和联系性的特点,统筹规划水资源和水污染管理立法。完善地方各级水环境管理制度,注重对水环境管理综合性立法,统筹考虑各部门和水环境资源相关单位利益。注重地方水环境管理的程序性立法,明确界定水环境管理的权责。建立水环境管理审批、运营、监督机制制度的建立,推行许可证制度。进行郊区水源污染防治立法,完善取水权、排污权交易立法。加强水环境管理的执法队伍建设,强化执法监督,提高管理效率。

    (三)转变政府职能,充分发挥市场机制作用

    转变政府职能,提升政府对水环境管理运行的指导和监督作用,充分发挥市场机制的资源配置作用。明确进行水环境相关权利界定,实行所有权和使用权的分离,建立完善水资源相关权利的市场交易制度,特别是个体与群体的取水权、排污权交易制度。丰富水环境管理的组织形式,推行现代企业制度,完善水环境管理的投融资制度,推行水环境管理涉水者治理模式。丰富产业组织形式,实行推行股份制、出租、拍卖、委托经营等形式提高涉水企业的运行效率。强化政府宏观调控职能,丰富水环境管理调控手段,推行系统的水环境管理税、费、补贴、信贷等经济手段,加大水环境调控经济手段的研究,特别是级差税、费以及绿色信贷方面,促进生态农业、生态工业、生态产业园区的建立,促进水环境与社会经济的和谐发展。

    (四)建立和完善参与和监督机制

    加强水环境管理集体和个人的水环境知识宣传和教育,发挥管理对象的监督和参与作用,是做好水环境管理工作的基础。建立起水环境相关单位、个人在水环境管理中的参与和监督机制,丰富参与渠道,可以以水环境监督委员会、用水协会、节水互助小组、水环境管理听证会等制度形式,加强水环境管理监督。对涉水事务执行过程和涉水企业的运作过程舆论指导、决策建议、运行监督,形成良好的水环境管理的参与氛围,进行提升水环境管理效率。

    (五)将水环境管理与郊区经济社会发展相结合

    城市郊区是地区经济的增长区域,也是地区社会管理资源的薄弱区域,高耗水、重污染的工、农业单位是造成郊区水环境状况恶化的重要原因。优化郊区经济结构和产业布局,结合地区水环境特点,鼓励发展低耗水、低污染的工、农业产业,从财政、税收、信贷、价格等渠道制定优惠政策,坚持发展绿色经济,发展生态农业,将经济社会发展与水环境优化利用相结合,将水文化建设与水景观建设相结合,打造地方经济发展特色,推进城市郊区的城镇化建设,实现郊区经济社会的可持续发展。

    参考文献:

    [1]陈佃红.浅谈农村水环境存在问题及治理对策[J].治淮,2008,(2):42-43.

    [2]毛春梅,施国庆,黄涛珍,丁守森.淄博市水资源与水环境管理体制研究[J].水资源保护,2007,(6):75-79.

    [3]杨继富,李久生.改善我国农村水环境的总体思路和建议[J].农村水利,2006,(5):21-24.

    [4]许玉明.全面推进水务一体化管理体制改革,促进城市发展[J].城市发展研究,2006,(1):63-66.

    [5]曾维华,张庆丰,冯艳,杨志峰.中国水环境管理体制改革初探[J].环境污染治理技术与设备,2002,(12):92-95.

水资源与水环境管理范文第3篇

关键词：水环境容量；流域评估；可持续发展

1.引言

自20世纪70年代以来，我国就开始了关于水环境容量的相关研究，在理论研究方面取得了很大进展，并一定程度上应用于环境管理。基于水环境容量的相关技术和手段，如总量控制、排污许可证制度在部分区域的小范围内开展了试点应用并取得了一定的成绩。2003年，中国环境规划院组织完成了全国地表水环境功能区划工作，这是水环境容量的基础工作，有了水环境功能区划，才能确定水体的水质目标，进而计算水环境容量；随后中国环境规划院又组织完成了全国地表水环境容量核定工作，通过此工作，第一次摸清了我国的容量资源分布状况。这两项工作的完成，丰富和完善了水环境功能区划理论及方法、水环境容量计算模型及方法方面的经验，并获得了大量的第一手资料，为以环境容量分布状况为依据约束和指导社会经济发展和产业布局奠定了基础。

过去水环境容量研究和实践主要从自身角度出发，还没有做到将水环境容量真正与地区[8]的经济、社会发展挂钩，还没有成为环境管理基础。问题的解决主要集中于以下两个方面，一是解决水环境容量应用的准确性问题，真正建立水体“污染物－水质”准确的输入响应关系；二是明确水环境容量应用的安全程度，即如何控制才能既保证水环境处于安全水平、同时不影响地区的经济发展和人民正常生活这两方面的问题。目前，随着水环境容量测算模型和技术的深入发展第一个问题已基本解决，本研究重点对水环境容量应用的安全性进行分析，基于区域宏观管理在新形势下的需要进行有针对性地研究。

2.不同保证率地表水资源量条件下的水环境容量转化

容量测算过程中常用的90％保障率与环境管理需要存在一定的差异，需要分析风险概率，基于水环境安全和环境管理的要求确定水环境容量。按照自产水资源量计算水环境容量，可以使用统一的水质标准既方便比较，又坚持了公平和公正性，也避免了有水资源而无水环境容量（水质标准为Ⅰ类和Ⅱ类的水体）的矛盾现象。

选择50%、75%和90%三个不同保证率条件下的地表水资源量，分别代表平水年、枯水年和特枯水年的地表水资源量。可证，对于某流域/区域内全部水体，忽略非汛期流速和降解能力的变化，不同保证率地表水资源量之比即为对应的水环境容量之比。

对于流域/区域尺度的水环境容量计算，以上结论意义重大。受制于人力物力，流域/区域尺度的水环境容量计算往往只能计算某一保证率地表水资源量条件下的水环境容量。流域/区域尺度的水环境容量计算精度要求不高，因此，已知某保证率地表水资源量条件下某流域/区域内全部水体的水环境容量，又知该保证率和另一保证率地表水资源量，即可得另一保证率地表水资源量条件下某区域/流域内对应水体的水环境容量。

3.水环境容量负荷率概念及水环境安全分级评估方法

水环境容量负荷率即为某污染物入河量与水环境容量的比值。如果比值大于1，说明人类活动超出水环境容量负荷。考虑我国目前环境现状和环境管理的需要，将水环境安全状态划分为四个级别，分别为：

Ⅰ级：表示水体环境处于良好状态，此时进入水体的污染物总量低于90％保证率年径

流量下的水环境容量；

Ⅱ级：表示水环境处于一般状态，此时进入水体的污染物量介于75％保证率年径流量和90％保证率年径流量下的容量之间；

Ⅲ级：表示水环境已处于警戒状态，此时进入水体的污染物量介于50％保证率年径流量和75％保证率年径流量下的容量之间，存在一定的风险；

Ⅳ级：表示水体环境已处于危机状态，此时进入水体的污染物量已高于50％保证率年径流量下的水环境容量，水质将发生明显的恶化趋势。

4.我国水环境安全分级评估

4.1计算方法

选取化学需氧量为控制因子，以流域/区域为单元，计算境内水体在90%保证率地表水资源量条件下的水环境容量，折算得到50%和75%保证率地表水资源量条件下的水环境容量。以调查得到的流域/区域化学需氧量排放总量为基础，考虑南北方和流域间的差异，分别选取适当的入河系数和非点源分担比例，折算得到各流域/区域化学需氧量当年入河总量。入河总量与水环境容量的比值即为现状水环境容量负荷率，计算公式如下：

式中：A是水环境容量负荷率；W现状是点源污染物排放量；r1是点源污染物的入河系数；r2是点源污染物在污染物总入河量的贡献率/分担比例；W90%是90%保证率地表水资源量条件下计算得到的水环境容量，Qα%是50%或者75%保证率的地表水资源量。

4.2流域评估结果

评估结果如表1。总体上看，我国水环境安全状况呈西部好于东部、南部好于中北部的特点。由于我国的开发活动相对集中于东部的七大流域，因此东部水环境安全状况堪忧。七大流域中，位于我国南部的长江流域和珠江流域处于良好状态；位于中北部的除松花江流域处于一般状态，辽河流域、海河流域、淮河流域和黄河流域均处于危机状态。

表1我国七大流域水环境安全评估分级

4.3区域评估结果

我国各省级行政区域的水环境容量承载状况呈明显的片状分布特点。东北片水环境容量承载负荷比较严重，水环境处于危机状态，所占比例约35％；西南片水环境容量承载负荷较小，水环境处于良好状态，所占比例约25％；西北片和东南片部分区域的水环境容量承载负荷相对较轻，水环境处于一般状态，所占比例约25％；其余区域介于一般状态和危机状态之间，划分为警戒状态，所占比例约15%。具体分布为：

（1）福建、江西、广西、海南、四川、贵州、云南和青海处于良好状态，这些地区的水资源相对比较丰富，大多数地区目前经济欠发达，因此水环境状况总体较好；

（2）内蒙古、黑龙江、安徽、湖北、湖南、甘肃和新疆处于一般状况，这些地区多为水量相对丰富、经济一般地区；

（3）广东、重庆和宁夏处于境界状态，这些地区自产水资源并不丰富，有的地区经济发展较快，水环境承受较大的压力；

（4）北京、天津、河北、山西、上海、江苏、辽宁、吉林、山东、河南和陕西处于危及状态，这些地区多为水资源贫乏，经济发展速度较快，水环境承受较高的负荷。

5.结论与展望

本文提出了基于水环境容量基础研究的水域环境安全分级预警体系。由基准的多个保证率水量条件，确定了警戒的保证率水量条件和对应的分级原则、分级方法，不仅可对当前我国各个区域的水环境容量负载率进行评估，更可通过多年的连续评估，寻找其中的规律，为水环境管理提供政策建议。

进一步深化容量区划理论技术，推进基于水环境容量的四类主体功能区划分。“十一五”规划中明确指出，国土空间将划分为优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发四类主体功能区，并按照主体功能定位调整完善区域政策和绩效评价。在对水域进行容量分级划分的基础上，可以进一步借助GIS空间分析和遥感技术，延伸至陆域控制范围，统筹考虑区域社会经济布局发展、产业结构和布局方式与环境保护的关系，通过兼顾环境容量负荷和经济增长模式转变的硬性要求，打破行政区域的界限，促进生产要素在区域间自由流动，合理布局生产力，是我国未来城市化健康发展的有效保证。

水资源与水环境管理范文第4篇

关键词：太湖流域；水环境管理；专职机构；生态修复

中图分类号：F2 文献标识码：A 文章编号：16723198（2012）16006002

0 引言

太湖位于中国东部的长江下游三角洲，位居蝶形盆地中央，是我国第三大淡水湖泊（面积为2，334平方公里，水深约为2米）。太湖流域地势平坦，河网水系发达，凭借着得天独厚的地理位置和自然地理环境优势，当地的生活、工业及农业用水得到了保障、并提供了交通运输、水量调节、旅游服务和水产养殖等多种功能服务。创造约全国11.6%国内生产总值的太湖流域，只占了全国大约0.4%的土地面积和3%的人口，在国家经济社会发展中有不可代替的地位，是我国工业化和城市化程度最高、经济发展最快、投资增长和社会发展最具活力的地区之一。二十世纪下半叶，随着人口的迅速增长与工业的快速发展，使太湖由贫营养湖泊变为富营养化湖泊，季节性的藻类暴发，降低了公共和个人环境的舒适度。营养物通过城市、工业和农业废物废水排入入湖河道和大气，最终进入太湖。

1 太湖流域水环境的污染情况

自1950年以来，太湖水质受污染的步伐明显加快。从1991-1999年的监测情况来看，1997年以后水体的总氮、总磷及叶绿素a含量等指标也均呈现下降趋势。2003年在太湖梅梁湾爆发了大规模的蓝藻，对当地居民的生活造成了巨大的影响，而在4年后，使当地居民的饮用水发生危机的太湖蓝藻再次爆发。

2 影响太湖流域水环境的因素

（1）生活污水是太湖流域主要的污染源。伴随着太湖流域经济的快速发展，居民的收入和生活质量得到迅速提高，并进一步促进了当地农民生活方式向城市化的转变。研究表明，太湖流域的年生产生活污水已达50X108t/a，而在这些生活污水中，处理率却不足20%。例如在2000年，江苏无锡市排入纳污河道的生活污水中，所含的化学需氧量，已经占到了河道化学需氧量纳污总量的28%之多，平均每排放1X108t生活污水，约排放化学需氧量为37000t，比工业废水排放化学需氧量高出了14000t之多。

（2）乡镇企业的快速发展，使得太湖流域水环境污染程度进一步加深。太湖流域内工业化以1970年以来出现的乡镇工业为主的“苏南模式”为代表快速发展，进而相应增加了对生产用水的需求。随着生产技术的发展，水的再利用率得到了提高，但由于用水量的加大，使得工业废水排放量仍然站在不断增长。以黑色冶金、化工、纺织、印染为代表的行业，是污染水质的重点行业。与此同时，乡镇企业分散性的布局、多变性的经营方式，对水质造成了极为严重的污染。

（3）治理力度滞后于经济发展，废污水处理能力不足。近几年来，太湖流域城镇人口的增长率高于5%，GDP的增长率高于10%，从而造成污水排放量较大幅度的增加，但与此同时，治理排污的力度却明显不足。例如在太湖地区城市污水处理厂的建设，太湖流域的城市污水量，其中包括生活污水和工业废水大约为350X104t/d，而到2000年，实际的污水处理量却仅为80X104t/d，不到污水应处理量的1/4，且大多为1～2级处理。

（4）水环境管理投入不足，有效的法制管理手段尚未形成。以水质保护和水资源的利用为主的流域管理，缺乏统筹考虑生态系统。现行法律法规，不能充分满足太湖流域综合管理的整体需求。在太湖流域的水环境监测方面，各部门之间的职责存在着混乱的现象、监测的指标也比较单一化、监测的信息不一致、获取的数据得不到共享等问题。公众参与水环境管理的合作机制尚未得到体现，治理更多的是政府行为，基层组织和百姓的参与度不高。水环境资源价格体系有待进一步的完善，水资源费偏低，水资源生态补偿机制、排污权交易制度还未全面推开。

3 流域水环境管理的基本启示

（1）建立一个太湖流域综合管理专职机构，把水资源的开发利用、水污染防治和相关生态系统的开发保护等职能进行统筹，从而实现流域系统的开发和利用。该机构主要应当承担五个方面的职责：一是制定统一的流域环境标准、法律法规、生态功能区划和水环境功能区划，并为各类规划实施资金配套；二是制定流域相对统一的产业发展模式、在产业发展过程中实行总量控制、生态补偿等措施；三是负责管理协调太湖全流域水资源的均衡开发利用，确保可持续发展，并通过沟通，解决跨省市的水环境纠纷；四是负责建立一个统一的跨省市跨部门的水环境监测网络平台，实现资源和数据共享，并建立回顾评价机制；五是负责对太湖流域各地方有关部门执行国家法律法规及相关政策的实际情况进行有效的监督。

（2）制定一部立足于流域综合管理的法律法规，保障流域经济社会环境的可持续发展。一是明确流域管理机构和有关部门的职责，梳理各管理岗位之间的关系；二是进一步整合完善各相关法律条款，规范水资源利用和保护、水污染防治、生态系统的保护和恢复以及社会经济的发展等。

（3）充分利用市场经济杠杆的作用，促进环境资源利用效益的最大化。一是深化环境价格政策，包括水资源费、水权分配和水权交易、及排污权交易等方面。二是建立激励机制。设立分类专项资金，提供补助、补偿、奖励和税收减免。三是推行区域内生态补偿机制政策，有效提高。上下游水质补偿，发展生态林、水稻等种植方式。

水资源与水环境管理范文第5篇

关键词：QUAL2K；水质风险评价；系统集成；水质模拟；老灌河

中图分类号：TV122；P333.9 文献标志码：A 文章编号：1672-1683（2015）06-1093-04

Abstract：With the increasingly prominent water environment pollution problem，the demand of water quality risk assessment is rapidly increasing as well.In this article，we chose the one-dimensional steady state water quality model-QUAL2K model，which has small data demand and is broadly applied to river network model，to simulate the water quality and evaluate the water quality risk.In order to simplify the model development process，improve the calculation efficiency，optimize display effects of model results，and achieve the application in water quality risk assessment，we transformed the QUAL2K model into B/S architecture system integration，utilized ArcGIS platform to achieve the visually dynamic display of water quality simulation results and thematic map production，and then proposed the water quality risk assessment method from the water quality risk probability based on time step water quality simulation results.The method can provide the decision-making basis for the water environment management.

Key words：QUAL2K model；water quality risk assessment；system integration；water quality simulation；Laoguanhe River

随着社会经济的迅猛发展，人口基数的不断增大，水资源危机已成为当今世界许多国家面临的严重问题。我国虽然水资源总量相当丰富，但我国水资源量时空分布不均衡、与人口耕地分布不相适应等特点。同时，随着城镇化进程的加剧，工业化的发展迅速，水质型缺水和资源型缺水导致水资源对社会经济的制约日益突显。河流作为工业和生活等用水的主要来源，其污染严重威胁着人们的生存环境，因此定量评估河流水质风险的需求也显得尤为突出。

河流水质模型现在已经广泛应用于水环境管理中，包括污染物的模拟和预测、水环境管理规划与水质评价等方面。利用数学模型对河流水污染进行控制是十分有效的，它可以分析各种污染物在水环境中的状态和演变规律，为流域水环境优化管理提供决策依据[1-2]。本文遵循实用性、先进性、可行性、简洁性、现实性等基本原则，同时，考虑模型数据资料的可获取性和模型的广泛适用性，选取对数据需求量相对较少的QUAL2K水质模型为水质模拟与风险评价的模型工具。QUAL2K模型作为一个强大的水质计算模型，在可视化及结果展示方面略显薄弱，因此在水环境管理决策支持等应用领域未能广泛应用。本研究将针对于这一方面的研究缺失，建立基于B/S结构的QUAL2K模型，并在利用ArcGIS Server组件，实现河流一维水质模拟与风险分析，具体的模型系统设计框架见图1。

1 模型集成与方法

1.1 QUAL2K模型介绍

QUAL模型于1971年由美国德克萨斯州水利发展部开发完成，QUAL-Ⅰ模型是其最早的形式[3]；随后美国水资源工程公司与美国环保局于1972年合作开发了QUAL-Ⅱ模型的第一版，随后根据各版本的优秀特性对模型进行更新；1982年美国环保局推出了QUAL2E模型，通过使用有限差分法求解一维平流弥散物质输送过程，并通过反应方程求解河网水质，运用隐式向后差分法求解定常或非定常状态下的水质，但是QUAL2E模型仍然存在一些不足之处[4-8]；经过对QUAL2E模型的多次修正和功能扩展，美国环保局又于2003年推出了最新的QUAL2K版本；后来，Pelletier等人[10]在QUAL2K模型的基础上开发了QUAL2Kw模型。该模型可以在Windows的界面下进行操作，并可以通过VBA程序对QUAL2K模型进行修改。QUAL系列模型能够模拟多个点源和线源的排污、取水，以及支流汇入和流出等功能，也能够模拟简单的水工建筑物，如可以添加多个溢流堰等。该模型能够模拟13个水质指标和3种通用组分等多种指标，通用性强，对数据的需求量小，在国内外得到了广泛应用[9-14]。

1.2 QUAL2K模型集成

（1）水质模型B/S模式转化。

本研究将QUAL2K模型的EXCEL界面，通过POI进行B/S模式转化。运用JAVA调用VBA计算程序，将原本的EXCEL输入界面转化为基于建模过程导向式的数据输入形式，辅助使用者水质建模，其中数据输入界面包括基本信息、河道信息、初始水质信息、污染源信息、水质参数。河道信息界面需要输入模拟河道的经纬度、河段长度、海拔、曼宁系数等基本信息。初始水质信息需要填入模拟的初始流量值，以及初始的各河道的水质信息。污染源信息通过河道距离查找的形式，按照河道距离输入入河排污口及河道取水的相关信息。模型通过底图查看的功能，可以检查相关信息是否输入正确，并根据相关信息进行修正。能够简化模拟预测的操作难度。模型通过GIS二次开发，有效提高了模拟结果的可视化展示效果。

（2）水质模型封装及结果展示。

运用基础地形数据、河道矢量数据进行区域地形配图，结合河道划分气象、模型参数数据建立水质模型系统，用户可以根据不同的模拟数据设置和参数选择进行不同时期的水质模拟预测（图 2（a））。系统通过引导式操作步骤，模型运行，得到水质模拟结果。模拟结果展示有两种形式：一种为生成模拟结果的线性图；另一种生成GIS动态展示动画（图 2（b））。

1.3 水质风险评价方法

风险（Risk）是对自然或人类活动造成潜在损失发生的可能性和危害程度进行度量，其产生具有随机性和不确定性等特点，是典型的概率事件[15-16] 。水环境风险评价是评估水环境系统的质量状态超过给定水环境质量标准的控制限值的程度及其发生的概率[17]，是防止污染事故、控制环境污染的有效手段之一[18-20]。本研究提出的水质风险评价对象是监测断面水质类别的概率分布，即根据水质模型时间步长计算得到某计算单元系列水质模拟结果，经过水质评价后，分析其时间尺度上呈现的概率分布。例如计算步长设置5 min，模拟30 d得到每个计算单元8 640个模拟结果，根据《地表水环境质量标准》GB 3838-2002，确定各时间节点的水质等级，参考水质超标率的计算方法计算风险概率，水质未达标时间节点数量为Na，总的时间节点数为NT，则各模拟点位的水质风险概率为P=Na/NT×100%。

根据水质风险评价结果，将不同水质风险概率分级，其中0～20%为低风险，20%～40%为较低风险，40%～60%中等风险，60%～80%为较高风险，80%～100%为高风险。

2 案例分析

2.1 研究区概况

老灌河是南水北调中线水源地丹江口水库上游的一个重要支流，位于河南省西南部，是典型的山区型河道。老灌河发源于栾川县西伏牛山主峰北麓冷水镇小庙岭，介于东经111°01′-111°46′、北纬33°05′-33°48′。从马驹口入卢氏县，向西南温口与五里川支流汇合后折向东南，经朱阳关入西峡县境，流经西峡县桑坪、石界河、军马河、米坪、双龙等8个乡镇，穿西峡、淅川县境，在淅川县老城东双河镇附近入丹江，见图3。老灌河主要干流长254 km，流域面积4 219 km2，属南阳市面积3 266 km2，落差1 340 m。老灌河上游约116 km长处于深山区，两岸山势陡峭，群峰耸立，森林覆盖率达90%。

2.2 QUAL2K模型建模

自然河道受到外界环境影响较大，水质模型运算时需要将河道依据水动力学和水质特性将河道进行概化，建立合理的河道设置，便于水质模型的结果计算。通过老灌河降雨量和径流量的相关性分析，确定6月-9月为丰水期，1月-3月为枯水期，其余为平水期。将2012年1月-11月的氨氮、化学需氧量、溶解氧三个水质指标的水质监测数据用于模型的率定及验证，得到丰水期、枯水期、平水期三套率定参数，便于用户针对于不同的时期进行参数的选择。2.3 水质风险评价

运用模型系统计算各水期的水质风险结果，运用反距离插值法绘制各水期的溶解氧、氨氮、化学需氧量风险评价分级图（图4）。按水质指标分析，对于丰水期溶解氧来说，桑坪镇至米坪为高风险，西峡水文站和张营区域为较高风险，平水期和枯水期溶解氧为低风险；氨氮方面，桑坪镇至米坪风险高，其中丰水期和平水期为高风险，枯水期降低为较高风险，平水期石门水库下游至许营及丰水期西峡水文站附近也出现不同程度的水质风险，张营断面上下游全年存在较高风险；化学需氧量方面，桑坪镇至米坪为高风险，西峡水文站至张营全年处于较高风险至高风险，平水期杨河至许营也存在较低风险至较高风险。整体而言，化学需氧量水质风险较溶解氧及氨氮水质风险高。

结合流域的调研情况综合分析发现，老灌河地区桑坪镇至杨河区域受到生活污水及企业污染较为严重，应该控制上游企业的排污，同时加快地方农村分散式污水处理设施的建设；西峡水文站至张营段受到企业排污、城市河道污水排放以及农业面源污染的影响，对下游水环境影响较大，需要进一步分析研究各类污染物对下游水环境的影响并制定相应的管理措施，避免水质风险对丹江口水库水质的影响。

3 结论与展望

QUAL2K模型通过系统封装集成后，可以在B/S端进行水质建模与模拟计算，实现基于ArcGIS平台的水质模拟结果可视化展示。集成系统用于水质风险评价方法改进后，可以直观的渲染展示不同时期河道各水质指标超标的风险概率，为水环境管理提供数据支持，为水环境管理决策提供科学的支撑。

QUAL2K模型进行封装集成后能够将该模型技术应用于环境管理的业务化系统平台中，方便更多用户进行本地化的操作应用；简洁的界面设置和系统的本地化设置，降低了使用者建模能力的要求。模型率定和调试是模型应用中的重点，率定调参工具集成于系统平台将大大减少人工调试的成本，这将成为未来模型技术的集成与业务化运行的重要研究方向。

参考文献（References）：

[1]McIntyre，N R，Wheater，H S.A tool for risk-based management of surface water quality[J].Environment Model Software，2004，19：1131-1140.

[2]Kannel P R，Lee S，Lee Y S，et al.Application of automated QUAL2Kw for water quality modeling and management in the Bagmati River，Nepal[J].Ecological Modelling，2007，202：503-517.doi：10.1016/j.ecolmodel.2006.12.033

[3]罗定贵，王学军，孙莉宁.水质模型研究进展与流域管理模型WARMF评述[J].水科学进展，2005，16（2）：289-294.（LUO Ding-gui，WANG Xue-jun，SUN Li-ning.Progress in study of water quality model and review ofriver basin management mode-l WARMF[J].Advance in Water Science，2005，16（2）：289-294.（in Chinese））

[4]Park S S.Lee Y S，A multiconstituent moving segment model for the water quality predictions in steep and shallow streams[J].Ecological Modelling，1996，89：121-131.

[5]Park S S，Uchrin C G.A stoichiometric model for water quality interactions in macrophyte dominated water bodies[J].Ecological.Modelling，1997，96：165-174.

[6]Park S S，Na Y，Uchrin C G.An oxygen equivalent model for water quality dynamics in a macrophyte dominated river[J].Ecological Modelling，2003，168：1-12.

[7]Anh D T，Bonnet M P，Vachaud G，et al.Biochemical modeling of the Nhue River （Hanoi，Vietnam）：practical identi ability analysis and parameter estimation[J].Ecological Modelling，2006，193：182-204.

[8]Pelletier G J，Chapra C S，Tao H.QUAL2Kw，A framework for modeling water quality in streams and rivers using a genetic algorithm for calibration[J].Environmental Modelling & Software，2006，21：419-4125.

[9]王亚炜，杜向群，郁达伟，等.温榆河氨氮污染控制措施的效果模拟[J].环境科学学报，2013，33（ 2）：479-486.（WANG Ya-wei，DU Xiang-qun，YU Da-wei，et al.Assessment of ammonia nitrogen pollution control in Wenyu River by QUAL2K simulation[J].Acta Scientiae Circumstantiae，2013，33（ 2）：479-486.（in Chinese））

[10]杨乐，钱钧，吴玉柏，等.基于QUAL2K模型的秦淮河水质优化方案[J].水资源保护，2013，29（3）：51-55.（YANG Le，QIAN Jun，WU Yu-bai，et al.Water quality optimization scheme for Qinhuai River based on QUAL2K model[J].Water Resources Protection，2013，29（3）：51-55.（in Chinese））

[11]方晓波，张建英，陈伟，等.基于QUAL2K模型的钱塘江流域安全纳污能力研究[J].环境科学学报，2007（08）：1402-1407.（ FANG Xiao-bo，ZHANG Jian-ying，CHEN Wei，et al.Assimilative capacity of the Qiantang River watershed based on a QUAL2K model[J]. Acta Scientiae Circumstantiae，2007（08）：1402-1407.（in Chinese））

[12]方晓波，张建英，陈英旭，等.基于纳污量的流域水环境管理模式――以金华江流域义乌段为例[J].环境科学学报，2008（12）：2614-2621.（FANG Xiao-bo，ZHANG Jian-ying，CHEN Ying-xu，et al.Environmental water management of a river watershed based on a simulative capacity Yiwu segment of Jinhua River watershed as a case study[J].Acta Scientiae Circumstantiae，2008（12）：2614-2621.（in Chinese））

[13]陈月，席北斗，何连生，等.QUAL2K模型在西苕溪干流梅溪段水质模拟中的应用[J].环境工程学报，2008（7）：1000-1003.（CHEN Yue，XI Bei-dou，HE Lian-sheng，et al.application of QUAL2K model for prediction of water quality in west Shaoxi[J].Chinese Journal of Environmental Engineering，2008（7）：1000-1003.（in Chinese））

[14]张宝，刘静玲，杨志峰.北京城市水系水环境模拟及情景分析[J].环境工程学报，2011，5（1）：16-22.（ZHANG Bao，LIU Jing-ling，YANG Zhi-feng.Water quality prediction and case study for urban river system of Beijing[J].Techniques and Equipment for Environmental Pollution Control，2011，5（1）：16-22.（in Chinese））

[15]郝芳华，李春晖，赵彦伟等.流域水质模型与模拟[M].北京：北京师范大学出版社，2008.（HAO Fang-hua LI Chun-hui，ZHAO Yan-wei，et al.Basin water quality modeling and simulation[M].Beijing：Beijing normal university pubilishing group，2008.（in Chinese））

[16]肖伟华，庞莹莹，张连会，等.南水北调东线工程突发性水环境风险管理研究[J].南水北调与水利科技，2010（05）：17-21.（XIAO Wei-hua，PANG Ying-ying ZHANG Lian-hui，et al.Study on the emergency water environmental risk management during operating period in the Eastern Route of South-to-North Water Diversion[J].South-to-North Water Transfers and Water Science & Technology，2010（05）：17-21.（in Chinese））

[17]祝慧娜，袁兴中，梁婕，等.河流水环境污染风险模糊综合评价模型[J].中国环境科学，2011（03）：516-521.（ ZHU Hui-na，YUAN Xing-zhong，LIANG Jie，et al.An integrated model for assessing the risk of water environmental pollution based on fuzziness[J].China Environmental Science，2011（03）：516-521.（in Chinese））

[18]金菊良，吴开亚，李如忠.水环境风险评价的随机模拟与三角模糊数耦合模型[J].水利学报，2008（11）：1257-1261，1266.（JIN Ju-liang，WU Kai-ya，LI Ru-zhong.Coupling method of stochastic simulation with triangular fuzzy numbers for water environment risk assessment[J].Shuili Xuebao，2008（11）：1257-1261，1266.（in Chinese））