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關鍵詞:水資源;城鎮化;管理
中圖分類號:C93文獻標識碼: A
1 我國城市化的速度,人類有史以來最快的
中國現有城市數量共663個,其中包括31個省、自治區、直轄市的654個城市,以及港澳臺地區的7個城市。城市的地域范圍,到底發展到哪些位置,包括城市建設的布局,都可以通過遙感資料清晰定位,比如說10m的精度,甚至2m、1m的精度都能看到,現在最準確的數據可以提供0.5m甚至更高的分辨率。在衛星的眼睛下面,沒有什么能被遮蔽。
《中國1990―2010年城市擴張衛星遙感制圖》顯示,我國的城市建成區面積在過去20年中增加了2倍以上,一些城市的建成區更是擴張了20倍以上。這些數字印證了中國正在進行人類有史以來規模最大、速度最快的城市化進程。
1990年時,中國省級行政單位城市建成區超過1000km2的只有北京。到2010年,有7個城市越過這道標桿。
1990年至2000年擴張面積最大的省份分別是廣東、山東、江蘇、浙江和遼寧;同期占用耕地最多的依次是廣東、山東、江蘇、浙江和上海。
在下一個十年中,這個排名分別是江蘇、山東、浙江、廣東和北京,以及江蘇、山東、浙江、廣東和北京。
在這種背景下,永城、慈溪、上虞、晉江等城市的面積增加最快,都達到20倍以上。另有19個城市擴張了10至20倍;66個城市擴張了5到10倍。
東北老工業基地雖然在1990年前城市化程度較高,但近20年來發展相對緩慢。同時,除了四川之外,中部和西北地區的城市發展也比較緩慢。
深圳,從一個漁村發展到1990年的62平方公里,2010年達到692平方公里,增加了10.5倍。”成都的城市建成區面積從1990年的113平方公里增加到2010年498平方公里。
衛星遙感排除了多級統計上報等中間環節,所得到的信息,與過去大大不同。比如,2006年5月對河北柏鄉縣的遙感影像測量顯示,居住面積為縣域面積的19.7%,但2006年初統計年鑒中記載的這個比例只有11.2%;河北任縣的遙感影像測量顯示,居住面積比例為21.8%,而當時統計年鑒中記載的這個比例為9.9%。
城市建成區面積是城市化的一個表現,是城市化的一部分。城市化更直接指農村人口向城市人口的轉變。
2城市化帶來的效應
2.1人口密度降低、GDP增加
中國城市的人口密度每平方公里從2000年的0.99萬人,下降到2009年的0.89萬人。反映居民擁有的人均建成區面積有所增加,間接反映人均居住面積的增加,從一個側面反映出居民生活有所改善。中國城市密度最高的城市分別是攀枝花、伊春、天水、汕頭和鄂爾多斯,人口密度均超過每平方公里3萬人。北京、上海、廣州的城市建成區人口密度分別是每平方公里0.6萬人、1.26萬人、1.02萬人。
同時,建成區的平均GDP從1990年的每平方公里0.79億元增加到2000年的2.97億元,再到2009年的7.05億元。
2.2 城市海拔越來越低
遙感高程數據表明,過去20年間我國城市在平面上越來越大,在立體上城市地面的平均高程“越來越低”。天津市的建成區在1990年的平均海拔5.95m,到2000年降到4.12m,2010年下降為3.26m。寧波市城區的平均海拔高度在上世紀90年代為7.99m,2000年為6.11m,到2010年降為4.82m;
城市建成區的平均海拔下降意味著抵御自然災害的能力會有所下降,在災害面前更加脆弱;此外說明城市越來越多地占用了耕地。因為質量比較高的耕地往往在海拔相對低一點的平坦區域,最近20年的城市擴張多數占用了這樣的區域。
當然也有一些城市,比如香港、煙臺、廈門、日照等城市的高程沒有太大變化。還有少數幾個城市的高程在不斷增高,比如青島、海口、深圳等。以深圳為例,1990年的平均海拔為9.7m,2000年變成10.66m,2010年增長到22m,這幾個城市的特點基本一樣,可供繼續建設的平坦地域有限,導致持續向高處發展。
城市規劃中在多少高程上存在多少年一遇的洪水都是明確的,海拔降低后抵御洪水的能力降低。我國城市尤其是沿海地區城市向低海拔擴張的趨勢,使得城市更易受到極端天氣事件的影響。
2.3 城市不透水層面積越來越大
不透水地面是城市地區的特征,中科院南京地理與湖泊研究所專家借助高分辨率衛星影像,選擇南京夫子廟、新街口、北京西路、南湖和燕子磯工業區五個監測區,進行分析。分析表明,商住混合區的不透水率最高,不透水地面比均高達82%左右。其次為居住區,而機關文教區與工業區的不透水率較低。
另外,5大區域面的555個有效用地斑塊樣本的不透水率數據分析表明,市政設施用地的不透水率最高(80%-100%),居住與道路廣場用地的不透水率接近(50%-95%,55%-85%),而工業用地的不透水率相對較低(40%-75%),平均城市建設用地不透水率約69%。
不透水地面的增加,會提高區域降雨徑流系數、改變洪峰頻率分布和設計洪水過程線,使得同樣降雨條件下的地表徑流和河川徑流增加,自降雨到洪峰形成的時間縮短,洪峰流量增加,使城市一遇降雨就滿地積水,并由此造成城市河道防洪壓力加大,徑流對河道的沖刷和侵蝕作用增強。
此外,不透水地面的增加,還嚴重阻隔地表水循環過程,削弱降雨下滲對地下水的補給,導致城市化連片地區地面下沉。由于不透水地面取代了原來的農田和森林植被,地面通過植物蒸騰作用散發的熱量減少,大量反射、儲留然后釋放太陽輻射熱,極大地增加了城市熱島效應,使環境舒適度大大降低。
2.4 城市熱島效應
城市化導致的城市強降雨增多,近百年來地球正經歷著以波動式變化、呈升溫趨勢為特征的全球氣候變暖過程,1906~2005年全球地表平均氣溫上升了0.74℃,同期我國全國地表平均氣溫升高約1.1℃。
全球變化與城市化導致我國半數以上大城市極端降水強度和頻數的變化趨勢比周圍大。當城市上空水汽充足,容易產生強對流天氣,有利于形成對流云和對流性降水,包括各種強度的強降水和暴雨事件。建筑群還使城區的平均風速減小,靜止的空氣使得濕空氣在城區堆積,夏天的雷雨變得更加猛烈。另外,大氣中的污染物中如果含有特別大的水溶性顆粒物,因凝結核效應,可能也會誘發降水。
3.1水資源管理體制
一個國家水資源管理制度及其政策,是政治經濟體制、經濟發展水平、自然地理條件以及宗教、文化等因素綜合作用的產物。我國目前的城市水資源管理體制仍然帶有很濃厚的計劃經濟色彩,并未擺脫計劃經濟體制的束縛。我國城市水問題,管理機制的不完善是重要原因。多數城市的水源歸水利部門管理,配水由城建部門管理,污水處理歸環保部門管理。管理體制造成“管水源的”不管供水、“管排水的”不管治污,“管治污的”不管污水回用,“管水量的”不管水質,,“管供水的”不管排水,水資源利用與保護的系統性被人為分割,地方條塊分割,部門之間 和行政區域之間各自為政,違背了水循環的自然規律,無法按照市場原則建立從供水、排水到污水處理回用的合理價格體系和調節機制。加快改革過時的水管理體制,是我國應對水資源嚴重短缺、確保水資源持續利用的迫切任務。
水務統一管理是提高水資源利用效率、改善水環境、保護水資源的有效手段,也是應對水資源短缺、確保水資源持續利用的主要趨勢。從20世紀末開始,我國嘗試推進水務統一管理體制的改革。全國已有30個省、自治區、直轄市進行了水務統一管理體制改革。上海、哈爾濱、深圳、北京、海口等城市實現了由水利部門進行水務統一管理;河北省98%以上的縣市實現了水務統一管理。統一管理促進了水資源合理開發、利用和保護,在一定程度上緩解了水的供需矛盾。但水務統一管理是一項系統、復雜的工程,如何協調系統內各環節之間、各利益相關者之間的關系,如何統籌水資源統一管理與其他相關的經濟與社會發展政策、機制的相互關系,依然是水務統一管理面臨的挑戰。
3.2城市規劃
近三十年來,我國城市發展迅速但是城市規劃建設沒解決好人與自然、人與洪水的矛盾,防洪工程、排水管網建設滯后、標準低,以“防、排”為主的防洪排澇體系沒有向“生態型”、排蓄并重的轉變。城市面積不斷擴張,大量洼地、水塘被填,原有蓄洪地被擠占,綠地、農田變成高樓大廈、道路,不透水面積持續擴張,顯著改變暴雨產流匯流的下墊面條件,雨水下滲減少,徑流系數增大,積澇現象嚴重。城市防洪建設投資嚴重不足,防洪工程質量差。目前有一半左右的城市沒有達到國家規定的防洪標準。在全國600余座有防洪任務的設市城市中,約有40%的城市防洪標準低于20年一遇。在272座有防洪任務的地級及地級以上城市中,對外河洪水的防御能力達到50年一遇標準的只有65座,20~50年一遇89座,低于20年一遇的有118座。上述防洪標準僅指防御外河洪水的能力,但目前許多城市的內河洪水和暴雨內澇問題日益突出,防御內部洪澇的標準一般僅為10~20年一遇,不少城市甚至一場較大的降雨就積澇成患。水資源管理由于涉及到水文地質等多個方面,因此有必要按照流域為管理單元,采取統一管理的模式。只有把整體性的規劃做好,并且統籌兼顧,才能使水資源得到合理的開發利用。
對于城市新開發區,在規劃階段就應注意水資源合理利用,直接實現污水回用的資源型, 不再經歷舊城區的排放污染型和處理達標排放型;特別是工業開發區和“綠、凈、美、安”的高級居住區與商業區的污水回用量很大,更應當注意。
3.3 水資源管理體制中產權制度
水資源的屬性是公共物品。城市的水資源所有者是全民或集體,在對水資源利用的過程中,低效開發、過度開采利用現象十分嚴重。其中最根源的原因就是產權制度模糊,水資源的經營權與所有權沒有劃清界限,各種行政主體與利益團體之間缺乏界定,權責不明晰。直接后果是水資源的使用權和支配權方面出現許多扯皮現象和紛爭,使水資源難以得到良好的保護盒適度的開發、合理的使用,水資源過多的利用和過低的效率并存。
對于城市水資源而言,生態系統需求與生活需求用水時最占據優先權的,隨后需要考慮的是各種各樣的經濟用水需求。需求管理的核心是將水資源看作一種稀缺的經濟資源,從而讓價格起到經濟杠桿的作用,使用水量的增長能夠理性化,達到解決水資源供需矛盾的作用。
建立國家水權制度,引入水使用權交易機制,是解決中國水資源總量不足、污染嚴重等一系列難題的重要途徑。2002年新《水法》對于中國要建立什么樣的國家水權制度,以及如何建立等關鍵性概念沒有明確定義,從而導致幾大問題懸而未決。建立國家水權制度的明確法律依據是什么?初始水權分配時到底分多少水?分給誰?怎么分?
新劃定的三條“水紅線”,明確回答了后三個問題:以2020年為標準,分水總量為6700億m3;以“存量不動、動增量”的方式,給各個省區明確的用水總量指標。以此為基礎,中國水權制度的基本框架已部分框定,各地分配的水量可視為自有水權。下一步,則是建立不同省市之間的水權交易制度,建立以效益為基礎、以市場為媒介,靈活的全流域水資源高效配置機制等。雖然在法律層面和具體制度框架設計上尚存爭議,但三條“水紅線”的加快落實,將從根本上改變政府、企業和個人的用水理念,守住并用好中國有限的水資源。
應逐步按照市場經濟原則建立水價支持體系,保證供水企業資產利潤率不低于城市企業平均利潤率。這樣就會隨著其資產的不斷增加,其年利潤也隨之水漲船高,必將成為水源建設的主要資金來源,形成滾雪球式的良性循環發展。并且為引進外資提供了優越的競爭力,為將來全面實現污水回用創造有利條件。
3.4 科學研究
在現有的水資源緊張的狀況下,如何積極利用當前的技術成果,尋找新的水資源,是一個值得深入探討的課題。新的水資源包括經過處理的雨水、廢水、海水等等。舉例來講,我國對于雨水的利用現在還處在比較落后的地位,如果城市處于降雨量充沛的地區,完全可以對雨水稍加處理后加以利用,這也將是對非傳統水資源進行開發的一條有效途徑。
水資源具有隨機性的特點,水資源的工程難以量化和準確預測,城市水資源在開發利用要以其承受能力為基準,充分考慮本地區實際情況和城市需求,結合城市現狀和水資源可持續發展,來確定水資源的開發方式。要利用科學的數據和方法來對水資源的管理進行決策,使水資源的開采做到有計劃、有步驟,節約和利用并重的原則。
中國城市化進程中的諸多問題仍未達成充分共識。中國的城市到底大不大、應該有多大?城市“長大”與城市化率如何相關?擴城本身是不是“好”的城市化?這一系列疑問,都需要科學、客觀的解答。
3.5 法制建設
僅憑行政和技術手段,不可能解決中國的水資源問題,加強法制是“三條紅線”落實的重要措施。城市水資源管理的模式應該充分考慮到形式的發展,集中執法職能,加大執法力度,綜合執法。通過對內部執法部門智能的設定和劃分,使政策的制定于審批,和監督處罰的只能相對分離,形成既相互制約又相互協作的合理運作機制,提高執法能力和執法水平,強化水利執法,為水資源管理保駕護航。
根據最嚴格水資源管理制度,要將水資源開發、利用、節約和保護的主要指標納入地方經濟社會發展綜合評價體系,縣級以上地方政府主要負責人對本行政區域水資源管理和保護工作負總責。國務院將對各省、自治區、直轄市的主要指標落實情況進行考核,并由水利部將考核結果交由干部主管部門,作為評價地方官員的重要依據。
水資源管理責任和考核制度,無疑會激發地方官員嚴格管理水資源的積極性,但考核的指標如果缺乏可操作性,考核流于形式,則難以調動地方官員管理水資源的積極性。要防止制度被高高舉起,輕輕放下,更要防止數據的造假。未來可能要對各地控制用水總量的目標進行分解,為用水開發設置管理紅線,但如果一切都是暗箱操作,很難避免地方政府為了完成任務、不逾越用水紅線而進行造假。
最嚴格的水資源管理制度中的三條紅線――控制用水量,控制排污量,提高用水效率,這些數據水利部門、環保部門都掌握。如果第一步能做到將這些數據向公眾公開,引入社會監督機制,可能效果會更好。比如,水利部門每年向公眾公布當年的用水計劃,用水分配指標,這樣,那些高耗水企業、奢侈性用水單位就會被明示出來,老百姓也能知道是哪些人在無度的掠奪水資源!
4 結束語
干旱缺水、城市水資源惡化等水問題關系到國計民生,涉及方方面面,具有廣泛的社會性。隨著我國經濟的持續快速發展和人民生活水平的提高,水利社會管理和公共服務的內涵不斷拓展,人們對防洪安全、供水安全以及環境質量等提出了更高的要求,為了適應經濟社會與資源開發利用持續發展模式的水資源管理的需要,切實提高水資源管理的水平,解決水資源管理現狀中存在的問題,實現水資源管理的目標,必須對現有的城市水資源管理體制進行創新,它需要我們所有水利工作者齊心合力的努力,不要讓后代的淚水成為地球上最后的水源。
參考文獻
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城市水資源不同于其它區域水資源,廣義的城市水資源應包括整個城市水資源系統即水源、輸水、水處理、配水以及排水和污水處理等子系統,涉及技術、經濟、立法、保護、管理等多方面的問題,應堅持統一規劃、科學開采、合理利用,嚴格管理的原則。
城市用水要求質量高、水量大、水量穩定、供水保證率高,并全部為高壓管道供水,供水部門一般為單一部分,所以很難引入競爭機制。城市供水水源要求水量充沛、質量好、開采費用低。一般以地下水、泉水為最佳,其次為無污染的水庫水,再次為江河水。由于城市用水量大,一般本地水源難以滿足,多從市外或較遠的地方飲水。例如山東省的濟南、青島及魯北各城市引用黃河水較多,煙臺、威海等市引用水庫水較多。城市用水量大,但排水量卻不大,大量的水用過之后,變成污水排出,排出的污水如不經處理直接排放,將會對環境造成不良影響,所以城市污水的排放也是城市水問題之一。
從近幾年的情況來看,城市水資源問題越來越嚴峻,由于降水量少,補源不足,本地水源越來越緊張,從外地引水越來越困難。以濟南為例,由于大量抽取地下水,一度造成泉水枯竭和南部山區水庫水量不足,引用黃河水處理成本高、水質低劣,市民怨聲載道;魯北各市以黃河水為主要水源,前幾年的黃河斷流,給魯北各市造成了很大威脅;降水量不足,使煙臺、威海水庫幾近干涸,2000年威海市出現了嚴重的水源危機,為此該市不得不限時限量向市民供水,水價曾達到每立方米40元,供水形勢之嚴峻可想而知。
目前我國城市水資源開發利用主要存在以下幾個問題:盲目開采水源。部分城市忽視水文規律,肆意開采本地地下水,造成本地地下水超采,補源困難;不經過科學論證,盲目引用鄰域水源,造成鄰域水源缺乏,同時影響本域補源。沿海城市地下水超采,造成海水入侵、咸水擴散;內陸地下水超采,形成大面積漏斗區,地面沉陷。嚴重破壞了生態環境。不利于城市水資源的可持續利用,將嚴重影響社會經濟發展。
水源單一。有些城市水源單一,缺乏后備水源和輔助水源,一旦出現單一水源斷流、水污染等事件,將無法應對。
水資源重復利用率低。目前,許多城市尚無中水利用措施,全部為一次性用水,浪費了大量優質水源。工礦企業用水,循環水和冷卻水等如不能重復利用,是嚴重的水資源浪費。
污水處理不力。由于污水處理成本高,許多城市忽視污水處理工作,僅有小部分的污水得到處理,整個城市排放的大量污水,對下游水環境造成嚴重污染。
對城市水資源的可持續利用可采取以下幾項措施:
多源取水。隨著城市經濟的飛速發展,各項用水量將逐漸增加,現有水源將明顯不足。城市水資源系統要充分利用本地和鄰近流域的多種水源,經過科學論證、合理開采、聯合調度運用。要保證既要滿足生活、生產用水要求,也要滿足生態用水要求。開采水源,必須進行科學論證,要符合水文規律,才能達到水資源可持續利用的目的。地表水開采利用率應不超過天然徑流量的40%;地下水的開采利用,以不形成漏斗區為原則。
分質供水措施。由于各用水部門對水質要求不同,可采取分質供水措施。市民生活用水,關系群體健康大計,且用水量少,應優先供應優質水,如地下水。工業生產和生態用水,用水量大,但對水質要求不高,可根據需要分別供應各種地表水。沿海城市應考慮充分利用海水。供水部門應按照部門、行業、廠礦企業對水質的不同要求,建立分質供水系統。日前,山東省鄒平縣決定按照“充分利用地表客水,儲備限用地下水,優水優用,充分配置”的原則,對縣城開發區及縣城規劃區自來水管網覆蓋區域內一切自備水源井,分三步驟予以封井或優化并網,該區域內工業用水除特殊工序外,改用去年開始運營的鄒平黃河供水公司工業供水網供水,居民生活用水全部改用自來水管網供水,達到分質供水的目的。
節約用水。各用水部門要采取各種有效的節水措施,防止跑、冒、滴、漏。要大力宣傳節水,強化市民節水意識,做到時時處處節約用水。
中水利用和重復利用措施。建立中水設施是提高生活用水重復利用率的根本措施。較集中的居民區、學校和用水較大的三產企業(如賓館、飯店等),均應建立中水設施。將一次用水進行簡單處理后,可供衛生、綠化等方面使用。工礦企業,應加強循環水、冷卻水等的重復利用,以降低生產成本,提高水的重復利用率。應建立再生水利用系統,再生水處理后,可向水質要求低的部門直接供水,或用于回灌補源。
加強污水處理。城市污水處理是投資大,直接效益低,遠期和間接社會效益高的系統工程,必須加強。污水處理系統可視情況分別對污水進行一級處理和二級處理,由于二級處理花費較大,應在其處理上給予統籌安排。個別污染嚴重的企業,在排水系統中必須建立一級處理系統,降低水污染程度,做到達標排放。
城市是人口和工業集中的地方。城市用水主要是人們的生活飲用水和工業用水。城市由天然水體取水,供人們生活和工業使用,用過的水又排回天然水體,這就是水的社會循環,在水的社會循環過程中,用過的水中常會有許多廢棄物。一般天然水體都是一個生態系統,對排入的廢棄物有一定的凈化能力,稱為水體的自凈能力。由于社會循環的水量不斷增大,排入水體的廢棄物不斷增多,一旦超出了水體的自凈能力,水質就會惡化,從而使水體遭到污染。受污染的水體,將喪失和部分喪失使用功能,從而影響水資源的可持續利用,并加劇水資源短缺的危機。水環境污染,現已成為世界性的重大問題,而我國的水環境污染尤其嚴重,已使國民經濟遭受重大損失。
對城市污水進行處理,使其排入水體不會造成污染,從而實現水資源的可持續利用,稱為水的良性社會循環。城市由未受污染的天然水體取水,一般是比較經濟的,因為為滿足用水對水質的要求(特別是生活飲用水)而進行的水處理比較易行。當水資源短缺危機出現時,為減少由天然水體取水的量,可以采取循環回用使用過的污、廢水的方法。將清潔的冷卻水循環使用于工業用水,比較簡單,也比較經濟。將含廢棄物較多的城市污水和工業廢水回用于工業,為滿足工業用水水質要求而進行的水處理會復雜得多,且也比較昂貴。將盡量多的污、廢水回用于工業,可以顯著減少由天然水體的取水量,緩解水資源危機。
現代的水處理新技術,已能將城市污水處理到符合人們生活飲用水水質標準要求的程度。在國外,已建起了一定規模的水處理實驗廠,也就是說,現在在技術上有可能實現城市污水回用做生活飲用水,甚至做到城市污、廢水的零排放,這不僅將最大限度地緩解水資源危機,并完全消除城市對水環境的污染。在載人宇宙飛船中,已經實現了水的封閉循環和零排放。美國公共法規92-500規定,到1983年美國實現城市污水零排放作為全國性目標(后來美國已由這一目標后退)。當然,要將城市污水回用做生活飲用水,以及實現城市污水的零排放,費用是很高的。但是,這說明城市水資源短缺,只是相對的,并且主要是一個經濟問題。
從水的良性社會循環角度看,人們生活和工業生產用過的污、廢水排入天然水體以前需要經過處理,為此需要花費一定的費用。如果回用污、廢水的處理費不高于上述回用費用,無疑是比較合理的,否則便需從多種方案中進行選擇。
為解決水資源短缺危機,可行的有以下途徑:
(1)節水
我國許多地區,由于水價過低等原因,一方面水資源短缺,一方面又存在著大量浪費水的現象,所以節水,杜絕浪費,是緩解水資源危機的首要任務。在水資源短缺地區,應發展節水型工業,各種工業宜采用節水型工藝,減少單耗。生活方面采用節水型用水器具。提高器具質量,加強管理,減少跑冒滴漏。一般城市管道漏損量很大,可達10%以上,所以減少漏損是非常重要的。
節水不僅可減少從天然水體的取水量,緩解水資源危機,并且可減少供水和給水處理費用。此外,節水還可同時減少排水量和污、廢水處理費用。據測算,隨著我國城市化進程和經濟的發展,城市用水量會不斷增加,相應地排水量也會不斷增加,為實現水的良性社會循環,城市供排水所需費用將增大到國民經濟難以承受的程度,只有節水,顯著減少城市供、排水量,才能將費用降下來,所以不僅水資源貧乏地區要節水,水資源充足的地區也要節水,在國外,這也成為目前發達國家的共識。從戰略角度,節水應受到高度重視。
(2)污、廢水回用前已述及,污、廢水回用可以減少城市由天然水體的取水量,緩解水資源危機,所以污、廢水回用也是節水的重要方面。可行的污、廢水回用有多方面,工業企業內部水的循環利用和重復利用是應用最廣的一種,但是我國在這方面與發達國家尚有不少差距。
城市污水回用于工業,需要進行比排入天然水體更復雜的水處理,但對水資源短缺的地區,它在許多方案中仍是比較經濟合理的一種,在國外已是一種成熟技術,但在我國尚處于起步階段,今后潛力是很大的。將城市污水回用于公用設施和住宅沖洗廁所、澆灌綠地,景觀用水,澆灑道路等,一般稱為中水道技術,也是很值得推廣的。
(3)優質優用、合理調配
城市附近的農業灌溉用水,用水量很大,大都取自天然水體。城市用水為滿足人們生活飲用需要,也要求取自天然水體。在水資源短缺地區,這就形成了城市和農業爭水的矛盾。如將城市污水回用于農業灌溉,將原來用于灌溉的水供給城市,就能緩解爭水矛盾和水資源危機。我國已有不少城市污水用于農田灌溉,但有的使用未經處理的污水或雖經處理但水質尚達不到灌溉要求的水灌溉,結果使農產品受到污染,是有待改進的。如將城市污水經適當處理,使其水質滿足農業灌溉的要求,則城市污水回用于農業灌溉是可以得到迅速發展的。
(4)海水
海水可大量用于工業冷卻用水,從而減少城市對淡水的需求。對沿海地區的城市,利用海水是緩解水資源危機的重要途徑。
(5)雨水
雨水是一種重要的淡水資源。現代大城市市區面積很大,大部分地面為不透水鋪面覆蓋,遇到暴雨會形成洪澇災害。如將雨水部分貯積起來,則可獲得可觀的水資源。對年降水量為500mm的半干旱地區,1km2年降水體積為50萬m3,例如100km2市區面積,年降水體積可達5000萬m3。在城市住宅小區或適當地方貯積雨水,可用于澆灑綠地、道路、水景以及下滲補充地下水,改善生態環境,并緩解水資源危機。
(6)飲用水除污染
由江河取水的城市,若水質受到上游城市或其他污染源的污染而不宜再作水源時,稱作水質型水資源短缺。現代的飲用水除污染技術,能將受到一定程度污染的源水處理到符合生活飲用水水質標準的要求,為此只要在現有城市自來水傳統處理工藝基礎上,再增加除污染處理設施就可以了,為此當然需要增加一些費用,但比城市污水的處理費用要低。飲用水除污染,可以緩解水質型水資源危機。但要完全解決水質型資源危機,需要大力治理污染源,即需要對城市排出的污、廢水進行處理。對一個水系而言,上游城市由水系水體取水,用過后又排入水系,下游城市再由水系水體取水,這可稱為水的間接回用。現代的城市化進程和經濟發展,已使水的這種間接回用達到很高的比例。例如,對美國這樣水資源充沛的國家,80年代已有40%的水被城市和工業用過一次,所以對排入水體的城市污、廢水進行處理,是實現水的良性社會循環的重要環節。
我國城市污水的二級處理率至今僅為不到15%,再加上工業廢水及農業面污染源,致使城市水域90%受到污染。所以城市水質型水資源危機是我國普遍存在的現象。據測算,即使到2050年,我國城市污水處理率達到80%,由于城市污、廢水量相應增加,那時水環境污染狀況仍得不到根本改善,如果不進行飲用水除污染,人們肯定難以接受長達數十年飲用受污染水。所以,飲用水除污染與污染源治理應該同時給以重視。但現實是,污染源治理已受到高度重視,而飲用水除污染卻重視不足,特別是未給予資金支持,致使我國城市受污染水源的飲用水除污染率僅為1%左右,不能不說是一個偏差。
若將水的間接回用作為水的社會循環的一部分來看,上游城市污水處理的程度與下游城市取水的水質有關。所以,在經濟上存在一個上游城市污水處理與下游城市飲用水除污染處理總費用的問題。顯然,上游城市污水處理程度愈高,即費用愈多,下游城市的飲用水除污染處理費用就會愈少。極端情況是,上游城市污水處理的程度使排放的水質達到天然水體的水質,下游城市只需對源水進行常規處理而不需再增設飲用水除污染設施,但這時上游城市污水處理費用會高到經濟發展現階段無法承受的地步。將上游城市污水處理程度和費用適當降低(當然還要兼顧其他方面的影響),這時排出的污水對水體水質會造成一定程度的污染,下游城市就需要增加飲用水除污染費用,但總費用會比上述極限情況低許多,可能是目前比較合理的方案。所以,飲用水除污染應是整個水環境污染治理的一環。
(7)遠距離調水
當城市出現水資源危機時,也可以由遠處的水體調水。當然遠距離調水需要比較高的費用,且與調水的距離相關,即調水距離愈長,費用愈高。遠距離調水應在充分節水的基礎上進行。因為若不節水,用水浪費嚴重,用水效率低,必然要調更多的水,并且調來的水也會有相當部分被浪費掉,不能充分發揮調水效益。調水愈多,城市污水增加的也愈多,不僅增大調水費用,同時也增大了污水處理和排放的費用,若不能同步建設污水處理設施,還會加重對水體的污染。
遠距離調水應與節水及污、廢水回用進行經濟比較。城市節水及污、廢水回用在許多情況下比遠距調水經濟。對水質型水資源短缺,遠距離調水應與飲用水除污染進行經濟比較。據測算,在城市自來水廠因進行飲用水除污染而增加的投資約和25~50km輸水投資相當,即當調水距離超過25~50km時,其投資將比飲用水除污染工程投資要高。為降低遠距調水的成本,有的工程采用明渠輸水,據調查明渠輸水大多數會受到污染,調來的水也需進行飲用水除污染處理,使水的成本更高。
水對于人類社會,雖然是不可替代的,卻是可以再生的。水在城市用水過程中,不是被消耗掉了,即水量上不發生變化(理論上),而只是水質發生了變化,失去了使用功能。用水處理的方法改變水質,使之無害化、資源化、特別是再生回用,就能實現水的良性社會循環,既減少了對水資源的需求,又減少了水的排放,減少對水環境的污染,一舉兩得,這對人類社會發展是有重大意義的。美國工程院在世紀之交,以改善人類生活質量為評選標準,評出20世紀20項最重大工程技術成就中,“水處理”在電氣化、汽車、飛機之后,排名第4,足見其重要性。
1. 引言
四平市位于吉林省西南部,地處松遼平原腹地,全市幅員面積14004 km2。轄公主嶺市、雙遼市、梨樹縣、伊通縣和遼河農墾區、鐵東區、鐵西區、四平市經濟開發區、四平市紅嘴高新技術開發區,全市總人口331.89萬人,總土地面積14080km2。四平市水資源匱乏,人均水資源量不足全國的1/4。加強水資源檔案的歸檔、管理對四平市水資源合理開發、高效利用、有效節約、優化配置、積極保護和綜合治理,促進四平市人口、資源、環境和經濟的協調發展具有重要意義
2. 水資源工程檔案的特點
水資源除與建筑、水文、氣象等專業聯系緊密外還牽涉到農業、工業、交通、通信、市政、生態環境等各個方面,導致了歸檔的水資源檔案在種類上的多樣性,包括水資源工程建設檔案、文書檔案、財務檔案、聲像檔案、設備檔案等。水資源工程按其建設過程包括工程項目提出可行性研究、設計、決策、招(投)標、施工、質檢、監理到竣工驗收、試運行等全過程。可行性研究階段的文件材料主要由設計單位提供給管理單位歸檔,工程投產運行管理階段的文件材料由管理單位歸檔,施工建設階段涉及的文件材料比較多,有設計文件、建設管理文件、監理管理文件、施工管理文件、設備文件等。
水資源工程項目檔案包括工程建設的全過程,管理單位的文書檔案包括黨群、人勞、工會、審計等文件,這些檔案包括了紙質和電子兩種文件。對于紙質文件按照傳統的做法將其歸檔保存。對于各種電子文件則根據電子文件檔案管理規范管理外,為了保證有效的利用,根據電子文件的特點,通過實踐經驗,對電子文件采用兩種格式歸檔的方式,取得了很好的效果。
3. 制定電子文件歸檔的范圍和責任
首先明確電子文件歸檔范圍。各機關部門正式發文的文件及各類水資源工程項目在規劃、咨詢、勘察、設計、招標投標過程中形成的電本文由收集整理子文件應納入歸檔范圍,如項目建議書、可行性研究報告、環境影響評估報告、水土保持報告、工程地質勘察報告、試驗報告、總體規劃、方案設計、初步設計、施工圖設計、招標投標文件、施工圖階段、設計修改等有關文件。二是明確各部門兼職檔案管理員對電子文件管理職責和歸檔時間,保證電子文件及時歸檔及完整性。
4. 電子文件的特點
電子文件實現了快速檢索查詢,提供重復利用,減少檔案利用人員工作時間,提高生產,同時減少對紙質檔案造成的磨損,有利于保護紙質檔案。減輕電子檔案管理人員的勞動量,提高檔案管理的工作效率和水平。但電子文件具有不穩定性,一是所依賴的軟硬件不穩定性。現在計算機軟、硬件系統更新換代快,尤其是軟件系統。幾年的時間就出現新的電子文件存儲的數據結構變化而需要轉換的問題。二是載體的不穩定性。從磁帶到磁盤、光盤電子文件的載體也在發生變化,有的載體壽命短,不易長久保存。三是電子文件具有可改性,經更改后除與原文對照,否則不能確定是否更改,其真實可靠性遠不如紙質檔案。四是容易被損壞。如碰撞、電磁干擾等都容易造成全部數據的不可用。
5. 電子文件的歸檔(移交)
在電子文件歸檔過程中,各歸檔單位要按電子文件移交目錄及有關說明歸檔(移交),填寫電子文件登記表、電子文件元數據表,主要內容有:工程名稱、文件編號、題名、形成時間、計算機型號、操作系統名稱、應用軟件名稱及版本號。電子文件載體要求為光盤,并刻錄為一次性只讀。這是因為光盤既具備大容量和低成本的優點,又是一種可以移動的存儲介質,并且不能被修改。要求各歸檔單位歸檔時以項目為單位進行組盤。即一個項目應刻錄在一張或多張光盤上,但不能1張光盤刻錄2個及以上的項目電子文件。光盤刻錄后,應在每張光盤上貼上標簽作好標識。存儲歸檔電子文件的載體中除存有歸檔的電子文件外,還應同時存有相應的的說明文件和電子文件目錄,說明文件為純文本文件,其內容包括對工程概況和電子文件歸檔說明等。說明文件內容包括案卷名稱、檔號、形成時間、電子檔案份數、歸檔時間等。
6. 電子文件利用及管理
根據電子文件歸檔與管理規范,“把帶有歸檔標識的電子文件集中,拷貝至耐久性好的載體上,一式3套,一套封存保管,一套供查閱使用,一套異地保存。”為了更好的使用,我們采用一檔三存的辦法管理電子文件,即一種電子文件三種保存辦法,即保存了原始文件的原始性,又使使用者能正常使用。由于光盤多次使用易磨損,易造成無法讀取數據,因此,我們只要求歸檔單位交兩套光盤保存,為查閱及管理方便,我們使用了大容量移動硬盤,考慮到兼用性問題,硬盤格式化為fat32格式,然后將光盤的數據拷貝到硬盤中,按檔案編號建立文件夾,這樣,減少了光盤的磨損,也不用從大量的光盤中尋找,而且硬盤容易組織數據,體積小,節約了大量的時間。
7. 對電子文件歸檔及利用的建議
7.1 國家應制定處理電子文件的格式標準。為了使電子公文文件能夠超越操作平臺、超越軟件系統而被準確地識讀,就需要國家制定統一的標準格式,使其不依賴于原來的設備和軟件更新的影響,降低對設備的依賴性。從目前看應制定以xml語言為基礎的字處理文件的格式是比較好的選擇。
7.2 根據電子文件歸檔與管理規范,特殊格式的電子文件,應在存儲載體中同時存有相應的查看軟件。這樣會造成軟件一起歸檔,使用者怎么使用,軟件所依賴的操作系統、硬件設備又如何歸檔是值得研究的問題
關鍵詞:水資源管理學
1建立水資源管理學的必要性
水資源是影響國民經濟發展的物質基礎之一,是生物生存不可缺少的資源。隨著人口的增加和國民經濟的發展,水資源短缺成為世界關注的重大資源環境問題。
我國水資源問題更加嚴重。目前我國600多個城市中,400多個城市存在供水不足問題,其中比較嚴重的缺水城市達110個,全國城市缺水總量為60億立方米,影響工業產值2300億元,農業灌溉每年缺水達到300億立方米,直接影響糧食生產穩定和發展。據預測,2030年中國人口將達到16億,屆時人均水資源量僅有1750立方米,水資源開發利用將達到極限。水污染加劇了我國水資源供需矛盾,目前,50%的地下水被污染,70%以上的地表水屬于四類以上的水質,90%以上的城市水域污染嚴重。此外,地下水超采引起的環境問題日益突出,部分地區出現海水倒灌,如華北地區形成的地下漏斗世人矚目。
上述問題的解決,一靠科學技術,二靠科學的管理。技術的發展是一個緩慢的過程,加強科學管理能起到投資少、見效快、效益大的作用,何況水利科技的發展,在很大程度上也受到管理的制約。
應該承認,目前我國很重視水資源管理工作,也取得了一定的成效,但也必須承認,目前的水資源管理工作,無論是理論上還是實踐上,都與現實的要求相差甚遠,開展水資源管理系統研究,系統總結水資源整理水資源管理的知識體系,建立水資源管理學,指導我們的工作,迫在眉睫。建立水資源管理學是十分必要的。
2水資源管理學研究對象與研究內容
2.1水資源管理與水資源管理學
關于水資源管理的概念,盡管我們用的很多,但目前學術界尚不統一。《中國大百科全書》是權威的工具書,在不同的卷中,有不同的解釋。
水資源管理是“水資源開發利用的組織、協調、監督和調度。運用行政、法律、經濟、技術和教育等手段,組織各種社會力量開發水利和防治水害;協調社會經濟發展與水資源開發利用之間的關系,處理各地區、各部門之間的用水矛盾;監督、限制不合理的開發水資源和危害水源的行為;制定供水系統和水庫工程的優化調度方案,科學分配水量”(陳家琦等)(水利卷)
為防止水資源危機,保證人類生活和經濟發展的需要,運用行政、技術、立法等手段對淡水資源進行管理的措施。水資源管理工作的內容包括調查水量,分析水質,進行合理規劃、開發和利用,保護水源,防止水資源衰竭和污染等。同時也涉及水資源密切相關的工作,如保護森林、草原、水生生物,植樹造林,涵養水源,防止水土流失,防止土地鹽漬化、沼澤化、砂化等(李憲法等,)(環境科學卷)。
運用、保護和經營已開發的水源、水域和水利工程設施的工作。水利管理的目標是:保護水源、水域和水利工程,合理使用,確保安全,消除水害,增加水利效益,驗證水利設施的正確性。為了實現這一目標,需要在工作中采取各種技術、經濟、行政、法律措施。隨著水利事業的發展和科學技術的進步,水利管理已逐步采用先進的科學技術和現代化管理手段(李石等)
作者認為,目前關于水資源管理的概念很多,但在內涵和外延上存在不同的差異。水資源管理具有時代的內涵,不同時代,水資源管理概念是不同的。在古代,偏重于干旱洪澇災害的管理,此時一切活動都圍繞其進行,大禹治水的故事流傳至今,不僅僅說明了大禹治水的精神可頌揚,在一定程度上也說明,洪澇災害依然是威脅我們中華民族生存的大問題。隨著人口的不斷增多,經濟的迅速發展,淡水相對于人的需求供給不足,水向水資源轉變,水具有了經濟內涵,此時,人類面臨的問題除了干旱洪澇災害之外,增加了水資源短缺問題,為了增加水資源供給,人類加大了水資源開發力度,在一定程度上緩解了水資源的供需矛盾,但同時帶來了新的問題:生態環境的惡化,生態環境惡化正在蠶食人類的文明。目前,人類同時面臨著干旱洪澇災害、水資源短缺、生態環境惡化等多重危害,水資源管理必須解決這個問題。如果僅僅以水論水,解決我們面臨的困境幾乎是不可能的。所以,水資源管理中的“水資源”,不僅僅包括通常我們所說的可供人類利用的淡水資源,而且應該包括能夠被人類可利用的一切水,如海水、污水、微咸水、洪水等,只有將水資源管理放在與水有關的復合系統之中,從綜合的角度出發,采取協調的手段才能解決人類對水資源需求問題。
從這個角度來看,上述概念都存在存在時代的烙印,與現代水資源管理要求存在一定的差異。陳家琦的定義偏重于開發利用,而且對水資源管理的內容進行了部分闡述;李憲法的定義,是以解決水資源危機為出發點的;李石的定義最終落實在“開發的水源、水域和水利工程設施”上,范圍更加狹窄。用現代認識水平來看,這些概念既有一定的合理性,也存在完善補充的問題。
從整體上來看,這些定義以水資源開發作為主線,保護的目的是為了更好的開發,保護為開發服務,“保護”處于被動的地位;其次,視野相對狹窄,此概念大多只局限于水資源本身,缺乏復合系統下對水資源的綜合認識,以水論水;第三,生態環境的概念缺乏;第四,資源高效利用問題沒有提到應有的地位;第五,概念尚需要進一步精練,在解釋水資源管理概念的同時,有的將水資源管理的包含的內容也納入進去,需要進一步提煉。
作者認為,所謂的水資源管理,就是為了滿足人類水資源需求及維護良好的生態環境所采取的一系列措施的總和。
目前,關于水資源管理,我們開展了系列的工作,進行了理論上的探討,積累了不少的經驗,形成了大量的知識,但水資源管理否能已經成長為“學”呢?,尚缺乏系統的探討。作者認為,水資源管理學是否成立,主要取決于水資源管理學是否具有明確的區別于其它學科的研究對象,只有明確的研究對象,水資源管理才能漸漸成長為水資源管理學。
作者認為,水資源管理學已經清晰的研究對象,就是研究水資源高效利用保護的各種措施規律,水資源是管理的對象,也是水資源管理學管理的核心。水資源管理學是管理水資源知識體系,其理論基礎包括系統論、可持續發展理論、超生命周期理論等。
2.2水資源管理學研究內容
水資源管理學作為一門正在成長的學科,研究內容至少應包括以下諸方面:
(1)水資源數量管理和質量管理
其包括水資源數量管理,水資源質量管理,以及水資源數量和質量綜合管理。
(2)水資源法律管理
水資源法律管理,是通過法律手段強制性管理水資源行為,在水資源管理學中,水資源法律管理占有重要地位,其主要內容包括國內外水資源法律的比較、水資源法律演進、水資源法律具體內容、水資源法律存在的問題與改進等等
(3)水資源權屬管理
水資源權屬管理是水資源管理學的重要內容,包括水權的分配、交易、管理等。
(4)水資源行政管理
水資源行政管理,是通過行政手段對水資源管理的行為,是以水資源管理行政體制為研究核心,重點研究中央和地方行政關系、以及涉水管理部門協調管理的問題,實現政府管理“到位”而不“越位”等。流域管理和水務管理理論與方法也是行政管理的重要研究內容。
(5)水資源規劃管理
水資源規劃,是對水資源開發利用未來科學描述。水資源管理學中的水資源規劃,主要研究水資源規劃的理論與方法,如水資源規劃的內容、原則、水資源規劃的方法、水資源規劃實施的保障等。
(6)水資源配置管理
水資源配置,是水資源可持續利用的核心內容之一,他是以水資源承載力為基礎平臺的水的的分配,在水資源配置過程中,由于我們長期擠占了生態用水,必須給予認真的考慮和回補。水資源優化配置的理論與方法能為水資源配置提供理論基礎和指南。
(7)水資源經濟管理
水資源經濟管理就是通過經濟手段對水資源利用進行調節和干預。包括水資源價值理論、水資源經濟管理體系、節水效益分析、水資源折舊、排污收費等等。
(8)水資源投資管理
水資源投資是維護水資源的重要保障,水資源投資管理主要包括與水資源投資有關的資金的籌措、資金的利用效率、資金的回收、資金的增(保)殖、資金投入對國民經濟的影響等等。
(9)水資源風險管理
水資源開發利用與保護,既有自然風險,如干旱、洪水等,也有由于人為的作用產生的人為的風險,如設備出現故障導致供水中斷等,水資源風險管理研究這些風險的產生、降低甚至消除,提出風險發生情況下采取的應急對策措施。
(10)水資源利用保護技術管理
主要包括城市節水技術管理(工業、城鎮生活節水)、農業節水技術管理、污水處理技術管理以及水資源配置技術、水利技術發展戰略等等。
(11)水資源工程管理
我國的水利工程遍布江河南北,這些工程布局是否合理缺乏全局性的分析和研究。水資源工程管理就是結合社會、經濟、環境等特點,研究水資源工程如何布局的理論與方法。在水資源工程布局過程中,要將產業布局、產業結構、產業制度和產業規模等作為重要因素加以考慮,謀劃優化的水資源工程布局,取得高的綜合效益。
(12)水資源數字化管理
隨著信息技術的飛速發展,水資源的管理必將有傳統的管理走向數字化管理,“3S”技術在水資源管理中將日益普及。水資源數字化管理就是如何利用現代信息技術管理水資源,提高水資源管理的效率。數字河流(湖泊)、工程仿真模擬、遙感監測、決策支持系統等是水資源數字化管理的重要內容。
(13)行業水資源管理
水資源具有多種功能,不同行業由于水資源利用方式、利用技術、利用效益等諸多因素的差異,對水資源管理也不相同,水資源管理具有一定的行業特點。行業水資源管理就是分行業研究水資源管理,如農業水資源管理、水資源景觀管理、工業水資源管理等等。
(14)國際水資源管理
世界有眾多的國際河流,國際河流的開發利用,由于涉及到相關的國家,上下游之間的矛盾處理更加復雜,水資源管理更具有特殊性。國際水資源管理,是以國際河流為研究對象,研究其開發、利用、保護和協調等相關問題。
(15)水資源綜合管理
涉及到水資源部門、行業和領域極其廣闊,對水資源管理不能就就水論水,必須將其放在社會、經濟、環境等復合系統中進行處理。森林管理、濕地管理、婦女在水資源管理中作用、WTO條件下水資源管理、水資源納入國民經濟核算體系、根據水資源狀況通過國際國內市場進行水資源貿易(包括間接貿易,如進口高耗水產品,出口低耗水商品等),等等,是水資源綜合管理的重要內容。
3、水資源管理學與相關學科關系
3.1水資源管理學與水資源學的關系
水資源學是一門綜合叉性學科,目前該學科還沒有完全定型,正處于成長時期。通常認為,水資源學是對水資源進行評價并制定綜合開發和合理利用規劃,解決水資源供需矛盾,以及對水資源實行科學管理和保護經驗的系統總結所形成的知識體系。水資源學的基本理論體系是建立在水資源本身存在、運移、轉化和調控的基本規律與系統論的基本觀念和方法的結合上,研究的重點是建立在系統論基礎上對水資源系統評價、開發和最優調控的基本規律。
水資源管理學與水資源學既有區別也有聯系。他們在研究方向上有一定的交叉性,交叉點是水資源管理。水資源管理學是自然科學和社會科學的綜合叉科學,在形成水資源學的過程中,也漸漸形成了水資源管理的知識體系,水資源管理學漸漸成長。他們的主要區別在于水資源管理學所涉及的面更廣泛,而且水資源管理學與管理學存在密切的關系。
3.2水資源管理學與管理學的關系
管理科學是一門應用多學科與多領域理論、方法、技術和知識的綜合叉科學,其目的就是研究人類利用有限資源實現組織目標的管理活動方面的動態、復雜和創新的社會行為及其規律(國家自然科學基金委員會,1995)。人的管理是管理學重要研究內容。
水資源管理學中的管理對象是水資源,而管理學中管理的對象是人,這是兩者的主要區別,但管理是要靠人的智慧。因此,管理學的原理可以為水資源管理學提供一定的理論支撐,水資源管理學的發展為管理學延伸提供新的增長極。
水資源管理學也是管理學的一個分支。
3.3水資源管理學與水文學的關系
水文學是研究地球上水的時空分布與運動規律并應用于水資源開發利用與保護的科學,作為水利科學的一部分,水文學的重要內容是地面水與地下水的觀測、評估與預測,并為規劃與管理提供依據。
水資源管理學需要水文學的支持,水文學為水資源管理學提供基礎數據,水資源的管理就是以水文學提供的各種數據為依據進行調控管理水資源,水資源管理學的基礎是水文學,兩者關系非常密切。但水資源管理學所涉及的內容比水文學研究的范圍更廣泛。
4結語
水資源管理學是多學科交叉的年輕的學科,其發展具有很大的現實推動力和潛力,目前學術界尚未引起高度重視,相應的研究成果也不多見。作者初論水資源管理學,意在拋磚引玉,希望引起學術界的關注和探討,推進水資源高效利用和保護。值得說明的是,作者及其同事合作成果《水資源管理學導論》即將完稿,并出版發行,但愿能為《水資源管理學》的發展貢獻微薄之力。
參考文獻
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姜文來,楊瑞珍著,資源資產論,北京:科學出版社,2003
王浩,王建華,秦大庸等,現代水資源評價及水資源學學科體系研究,地球科學進展,2002,12(1)