本文是一篇水利工程師論文范文，發(fā)表在《水利發(fā)展研究》上，雜志是由水利部主管，水利部水利發(fā)展研究中心主辦的綜合性學術(shù)刊物。本刊的定位是水利系統(tǒng)軟科學研究領(lǐng)域的綜合性學術(shù)刊物，綜合報道國家的水利發(fā)展戰(zhàn)略、水利政策、法制建設(shè)、水利經(jīng)濟、水利管理、水利信息和工程建設(shè)等方面的方針政策、理論、技術(shù)和經(jīng)驗，為我國水利事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供服務和支撐，緊緊圍繞水利部的中心工作和重點，對我國水利發(fā)展具有普遍性、關(guān)鍵性的重大問題，開展理論與實踐上的探討，同時依托水利部發(fā)展研究中心的信息優(yōu)勢，適當介紹國外的先進理論和經(jīng)驗。

　　摘要：國際公認的水資源利用程度的警示線是40%，是在不考慮廢污水處理與利用以及“洪水資源化”的前提下的設(shè)立的標準;目前我國水資源開發(fā)利用程度平均接近25%，但南北差異很大極不平衡，北方河流長時期水資源利用程度高達80%，甚至更高;隨著我國廢污水的處理程度的大幅度提高，水利工程的建設(shè)和“洪水資源化利用”的常態(tài)化，結(jié)合中國特點與實際，經(jīng)分析我國水資源開發(fā)利用程度的警示線可適當提高，我國北方設(shè)高為60%，南方也可維持在40%。

　　關(guān)鍵詞： 水資源開發(fā)利用程度(率) 警示線,中水利用,水利工程師論文范文

　　1. 水資源開發(fā)利用率的概念

　　1.1 水資源開發(fā)利用率定義

　　水資源利用程度的主要指標為“水資源開發(fā)利用率”。

　　水資源開發(fā)利用程度，即水資源開發(fā)利用率，是指流域或區(qū)域耗水量占水資源總量的比例，是水資源利用中的耗水程度。

　　通常從水資源規(guī)劃利用角度，水資源開發(fā)利用率是指供水能力，即保證率為75%時可供水量與多年平均水資源總量的比值，是表征水資源可利用程度的一項指標。

　　從水資源利用統(tǒng)計分析計算的角度，除了實際耗水量，也可采用供水量與總的水資源量之比，體現(xiàn)的是水資源量被耗用即供用水利用的程度。

　　水資源開發(fā)利用又可分為河川徑流(簡稱地表水)水資源開發(fā)利用和地下水資源開發(fā)利用，一般以河流為單元只統(tǒng)計地表水資源開發(fā)利用，流域為單元時綜合統(tǒng)計，或分別統(tǒng)計，但不特別指出時(如綜合利用率)，也僅是指地表水資源開發(fā)利用;比如一條河流的開發(fā)利用就是指該河流的地表水資源開發(fā)利用。

　　由于河流來水并不是一成不變的，又有豐水年、枯水年和平水年之分，所以在計算當年實際河流水資源開發(fā)利用率時，隨著水量的變化又有所不同。當然，一年里也有豐水與枯水期，豐水期即汛期的水水庫攔蓄后枯水期使用。

　　1987年9月11日國務院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)了國家計委和水電部“關(guān)于黃河可供水量分配方案報告的通知”。黃河可供水量分配方案為依據(jù)黃河河川徑流量為370億m3。黃河可供水量是扣除輸沙水量及生態(tài)水量，亦稱河道外的可利用量。

　　如黃河斷流最嚴重的1997年利津入海徑流量只有18.6億m3，當年地表水資源利用率高達80%，當然這里指的是消耗程度，也就是說80%的水被耗用掉，那么當年的利用程度更高一些，因為利用量中有一部分回歸河道并沒有被消耗。

　　1.2國際公認的水資源利用程度的警示線

　　2002年新修訂“中華人民共和國水法”，中國人大司法解釋權(quán)威性提出：國際上一般認為的對一條河流的開發(fā)利用不能超過其水資源量的40%的警示線。

　　該數(shù)值是大范圍長時段的平均值。對于不同年份以及年內(nèi)不應該是一個固定數(shù)據(jù)，同時具有兩個明顯特征：各時段各地區(qū)是不一致的;隨著經(jīng)濟的發(fā)展水利工程發(fā)展、科學技術(shù)發(fā)展，雨水利用遍地開花與大型工程洪水集中利用、污水處理后中水利用等各種手段得到應用，應該說該警示線數(shù)據(jù)也不是一成不變的，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展而隨之改變;同時，中國屬于嚴重缺水國家并且旱澇頻繁不可能完全照搬所謂的國際上警示線。

　　2. 我國水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

　　我國水資源開發(fā)利用程度接近25%，從全國而言，不完全一樣，呈現(xiàn)“北高南低”，南方特別是西南，水資源豐富而利用量少，利用程度低，而北方尤其是西北干旱地區(qū)和華北地區(qū)利用程度高。

　　2.1 北方水資源開發(fā)利用率較高

　　北方主要河流已超過50%，其中海河流域和黑河流域個別年份已超過90%。黃河、海河、遼河、淮河的水資源利用率一般都超過了國際警示線，其中海河和淮河每年大約引黃河水100億m3，部分內(nèi)陸河超過100%。

　　2007年甘肅省水資源公報：水資源開發(fā)利用程度，即毛用水量與水資源量(自產(chǎn)地表水與不重復地下水之和)之比。全省為45.8%;內(nèi)陸河流域為100.2%;黃河流域為37.8%;長江流域為4.1%。

　　淮河水資源公報：2008年淮河流域地表水資源開發(fā)利用率為49.9%(地表水資源開發(fā)利用率是指地表水供水量占地表水資源量的百分比)，山東半島地表水資源開發(fā)利用率為19.9%，淮河片地表水資源開發(fā)利用率為45.6%。

　　2008年海河流域天然徑流量為126.93億m3，地表水供水量123.10億m3，扣除跨流域調(diào)水43.25億m3，當?shù)氐乇硭�供水�?9.85億m3，地表水資源開發(fā)利用率為62.9%

　　2.2 南方水資源開發(fā)利用率普遍較低

　　根據(jù)中國水資源公報，2008年從國境外流入我國境內(nèi)的水量為233億m3;從國內(nèi)流出國境的水量為6057億m3，流入國際邊界河流的水量為647億m3;全國入海水量為16101億m3。

　　從2008年來看，每年我國超過2.2萬億m3河川徑流水資源沒有被利用入海出境了。

　　南方水資源開發(fā)利用程度低，長江流域僅為18%。

　　根據(jù)云南水資源公報2008年全省水資源開發(fā)利用率(水資源開發(fā)利用率為河道外供水量與多年平均水資源量的比值)為6.9%。

　　2007年珠江流域片水資源開發(fā)利用率為20.2%，但個別地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)也超過80%，其中經(jīng)濟發(fā)達的珠江三角洲的水資源開發(fā)利用率最高，達83.1%。

　　2.3 我國水資源開發(fā)利用率地區(qū)差異大

　　我國水資源開發(fā)利用率呈現(xiàn)北高南低與降雨帶與人類活動關(guān)系密切。

　　因受人口密度、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、作物組成、節(jié)水水平、水資源條件等多種因素的影響，各地區(qū)的用水指標值差別很大。

　　1999年中國水資源公報根據(jù)水資源量計算和供用水統(tǒng)計成果，并考慮跨流域調(diào)水、水庫蓄水變量和地下水儲存變量等因素的影響，對九大流域片地表水控制利用率(地表水源供水量占地表水資源量的百分比)進行了估算。地表水控制利用率也是地表水資源開發(fā)利用率。松遼河片為24%(其中遼河流域為52%)，海河片為94%，黃河片為76%，淮河片為78%，長江片為15%，珠江片為18%，東南諸河片為14%，西南諸河片為2%，內(nèi)陸河片為34%(其中河西內(nèi)陸河為80%)。

　　總之，我國水資源開發(fā)利用程度地區(qū)分布不均，“北高南低”，隨氣候和人類活動而變化，干旱年高，豐水年低，隨社會發(fā)展總用水量增加。

　　3. 我國干旱缺水狀況決定了必然需要大量水資源

　　我國是一個干旱缺水嚴重的國家，我國的人均水資源量只有2300 m3，僅為世界平均水平的1/4，位列世界第121位，是全球人均水資源最貧乏的國家之一，是聯(lián)合國認定的“水資源緊缺”國家。

　　我國年年有干旱，平均不到3年發(fā)生一次重特大旱災，尤其經(jīng)常發(fā)生區(qū)域性特大旱災。正是我們重視水利工程的建設(shè)，“水利是農(nóng)業(yè)命脈”，大興水利，在許多大旱之年仍然奪取農(nóng)業(yè)大豐收，使我國糧食產(chǎn)量逐年創(chuàng)新高。

　　我國又是幅員遼闊的國家，各地氣候等自然條件差異很大，西南、東南沿海地區(qū)因受季風和臺風影響，降水量相對比較豐富，水資源量也就相對較為豐富，但北方特別是西北，尤其是西北內(nèi)陸地區(qū)降水量稀少，水資源量匱乏，人均水資源量僅為全國平均數(shù)的1/8—1/10。過去，我國旱災高發(fā)的區(qū)域主要在干旱缺水的北方地區(qū)，特別是西北地區(qū)。近幾年，在傳統(tǒng)的北方旱區(qū)旱情加重的同時，南方和東部多雨區(qū)旱情也有所發(fā)生，甚至在擴展和加重。

　　2010年中國西南大旱范圍波及中國西南五省市區(qū)(云南、貴州、廣西、四川及重慶)并蔓延到湖南等省市。旱災影響范圍已由傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)擴展到工業(yè)、城市、生態(tài)等領(lǐng)域，工農(nóng)業(yè)爭水、城鄉(xiāng)爭水、超采地下水和擠占生態(tài)用水現(xiàn)象越來越嚴重，特別是人畜飲水嚴重困難，花費很大人力物力。

　　據(jù)氣象專家分析，這是有氣象資料以來，西南地區(qū)遭遇的最嚴重干旱。干旱的原因是降水少、氣溫高，兩重原因共同作用，加上持續(xù)時間很長，導致自然災害造成損失嚴重。

　　4. 我國水資源受海洋季風控制降水時空分布不均

　　要充分認識水資源性天然可再生資源。在太陽和地球表面熱能的作用下，地表上的水不斷被蒸發(fā)成為水蒸氣，進入大氣環(huán)流，隨著氣流運移與上升，冷暖氣流的交匯，水蒸氣遇冷又凝聚成水滴，在重力的作用下，以降水的形式落到地面，這個周而復始的過程，稱為水循環(huán)。在大氣環(huán)流的影響下，把海洋和大陸的水循環(huán)溶成一體，我國水資源補給來源主要為季風大氣降水，東南季風、西南季風是形成我國降水的主要水源，把太平洋、印度洋的水汽輸送到我國西南、東南廣闊地區(qū)，特別是東南季風深入到我國中西部地區(qū)，連我國新疆降水也是西風環(huán)流把大西洋的水汽輸送過來。比如臺風是一個典型的海陸水循環(huán)的氣象現(xiàn)象，臺風輸送大量的海洋水汽，短時間帶來大量降水，形成暴雨，給所到陸地造成災害。

　　河流來水并不是一成不變的，受降水影響，有豐、枯之分。而我國幅員遼闊，東西南北氣候差別大，同時受到環(huán)流和季風影響，降水年際年內(nèi)都變化非常大，導致我國水資源從空間分布不均、時間上年際有豐枯差異、年內(nèi)多集中于汛期。

　　從年內(nèi)角度看，我國大部分地區(qū)降水主要集中在汛期，其降水量占全年降水量的60%以上，經(jīng)對汛期和冬季降水統(tǒng)計，扣除雪山冰川融水(降雪降雨又有補充)外，中國水資源每年更新來源于海洋季風大氣降水超過90%以上。

　　正因為洪水期為了防洪，每年我國超過2萬億m3河川徑流水資源沒有被利用流入海或出境了。

　　5. 人類活動的影響著我國警示線標準的設(shè)立

　　5.1 大中型水庫攔蓄洪水

　　只有通過建立高壩大庫有更多的蓄水庫容，才有可能實現(xiàn)“洪水資源化”。我國建設(shè)了小浪底，特別是三峽水利樞紐工程具備了特大型水庫的建設(shè)經(jīng)驗和能力，具有調(diào)節(jié)洪水能力大庫高壩大系統(tǒng)骨干工程作基礎(chǔ)，依靠關(guān)鍵技術(shù)作支撐。

　　洪水資源化就是把入海汛期洪水攔截下來留在陸地以備利用，增加水力發(fā)電量、作為社會供水和生態(tài)環(huán)境用水等。在黃河流域用來調(diào)水調(diào)沙，即利用洪水通過水庫調(diào)度水沙把庫區(qū)和河道內(nèi)的泥沙排入大海。把洪水大量蓄在陸地有利于對抗海洋的升高趨勢。

　　在我國很多地方形成了傳統(tǒng)的看法，洪水是災害，要盡快排走、入海為安;沒有把洪水當做資源，“興利與除害結(jié)合”也僅是說利用非洪水資源和防大洪水。洪水給人類帶來過巨大災難，同時洪水也可利用，即具有水害和水利雙重特性。

　　洪水資源化的提出意在防洪減災、除害與興利有效地結(jié)合起來，實現(xiàn)“給洪水出路，讓部分洪水為我所用”的治水戰(zhàn)略，進一步促進人水和諧發(fā)展。

　　坦率說洪水是不能完全控制的，也是無法完全根治的，盡管我國在大江大河已經(jīng)建立了有效的防洪體系，洪水難題仍將是中國長期的心腹之患;既然不能掌控洪水，那么我們可以利用工程措施和“管理洪水”，采取包括“洪水資源化”為主要內(nèi)容的措施綜合治理洪水。洪水利用和洪水資源化在我國水資源相對緊缺顯得尤為重要。

　　我國水庫調(diào)節(jié)能力有限，比如黃河上僅有龍羊峽為多年調(diào)節(jié)水庫，而著名的三峽水庫也只是季調(diào)節(jié)水庫。

　　我國正在大力開發(fā)水利水電清潔能源，主要河流已經(jīng)做了規(guī)劃，建議在可行性的基礎(chǔ)上適度提高壩高增加庫容，為防洪和洪水利用增加有效的“公益性”庫容。一方面多蓄洪水達到防洪目的、另一方面多發(fā)電彌補水電因枯水期帶來的調(diào)峰、同時也為社會供水和跨流域供水提供的可能。如長江流域以三峽水庫以上可分為三級，在干支流前端的水庫作為一級，可在汛期中蓄洪，中間大量水庫依次8月中下旬蓄洪、三峽水庫和丹江水庫可在9月蓄洪，這樣就形成了汛期中后期的蓄洪達到了梯級利用洪水發(fā)揮更大的效益。

　　5.2 集水工程

　　雨水利用就是把從自然或人工集雨面流出的雨水進行收集、集中和儲存，以備人類所用的一種方法。

　　雨水利用將會為解決未來水資源的短缺問題做出重要貢獻。

　　收集雨水用于人畜飲用和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，我國2010年西南大旱部分地區(qū)的水窖發(fā)揮的很大作用。水資源匱乏的甘肅省開展雨水集蓄利用技術(shù)的研究及推廣工作，2009年已累計建成各種蓄水窖253萬眼，穩(wěn)定解決了252萬人的飲水困難，發(fā)展集雨節(jié)灌農(nóng)業(yè)457萬畝，在雨水利用方面積累了豐富的經(jīng)驗和技術(shù)。在治理水土保持也發(fā)揮巨大作用，淤地壩與層層梯田能夠達到“水不下山”。

　　雨洪利用是解決城市缺水和防洪問題的一項重要措施。北京市從2003年就制定并執(zhí)行了《關(guān)于加強建設(shè)工程用地內(nèi)雨水資源利用的暫行規(guī)定》，要求以后所有新建、改建、擴建工程均應加入雨水利用工程的建設(shè)，否則有關(guān)部門將不予驗收。

　　5.4 跨流域調(diào)水工程

　　中國水資源分布的一個重要特點是南方水多、北方水少，空間分布很不平衡。河川徑流主要來自降水，影響中國大部分地區(qū)降水的是來自西太平洋的東南季風和印度洋、孟加拉灣的西南季風。

　　跨流域調(diào)水工程水資源與洪水資源化重新分配有了保障。

　　毛澤東同志視察黃河提出“南方水多，北方水少，如有可能，借一點來是可以的。”

　　南水北調(diào)總體規(guī)劃推薦東線、中線和西線三條調(diào)水線路。通過三條調(diào)水線路把長江、黃河、淮河和海河四大江河的聯(lián)系起來，構(gòu)成以“四橫三縱”為主體的總體布局，以利于實現(xiàn)我國水資源南北調(diào)配、東西互濟的合理配置格局。規(guī)劃設(shè)想三條調(diào)水線路的多年平均年調(diào)水總規(guī)模448億m3，其中東線148億m3，中線130億m3。

　　把南水北調(diào)工程近期的主要供水對象確定為城市，可逐步置換擠占農(nóng)業(yè)及生態(tài)用水，限制超采地下水、利用豐水年增加北調(diào)水量，恢復和改善地下水環(huán)境，增加農(nóng)業(yè)、生態(tài)用水量。

　　根據(jù)近期規(guī)劃結(jié)果，2020年，全國將從跨流域調(diào)水工程中利用118億m3的水量來支持地下水超采治理，壓縮相應的地下水開采量。

　　5.5污水處理與利用

　　國際公認的水資源利用程度的警示線不考慮廢污水處理與利用的前提下的設(shè)立的標準。

　　根據(jù)國際普遍情況，在一般情況下社會用水大約有70%最終會轉(zhuǎn)變成污水，重新排入河流系統(tǒng)。因此，如果水資源的利用率為40%，那么就大約有28%的污水排入河流，與原來的60%未使用過的河水相融合，整條河流就幾乎增加了一半的污水，對河流造成了比較嚴重的污染。這里的社會用水中主要污染物來源于工礦企業(yè)和城市生活。

　　國際普遍情況并不一定適合我國的具體情況，我國北方地區(qū)水資源開發(fā)利用程度高達80%，經(jīng)過二十多年的不懈努力，河流生態(tài)逐步得到恢復，特別是污水處理再利用或達標排放或零排放，因此，所謂的國際上公認的水資源利用程度的警示線早已或已經(jīng)不適應現(xiàn)實情況，建議我國水資源開發(fā)利用程度的警示線可設(shè)為50%較為合適。

　　污水處理再利用量是指經(jīng)過城市污水處理廠集中處理后的污水回用量，不包括工業(yè)企業(yè)內(nèi)部廢污水處理的重復利用量。中水又稱再生水、回用水，是指城市污水和工業(yè)廢水經(jīng)凈化處理，水質(zhì)改善后達到國家城市污水再生利用標準，可在一定范圍內(nèi)使用的非飲用水。如果能將這些廢污水通過處理轉(zhuǎn)化為中水無疑將是一塊巨大的資源。提高污水處理率，增加污水利用量，污水資源化邁入進行大量使用階段。

　　根據(jù)中國水資源公報，2008年全國總用水量5910億m3，用水消耗總量3110億m3，綜合耗水率(消耗量占用水量的百分比)為53%，2008年全國廢污水排放總量758億t;廢污水排放量是指工業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)和城鎮(zhèn)居民生活等用水戶排放的水量，但不包括火電直流冷卻水排放量和礦坑排水量。

　　提高其他水源如污水資源化、海水淡化利用量，未來將有超過1000億m3潛力。