水利工程论文-灌溉水源工程改造与发展.doc

水利工程论文-灌溉水源工程改造与发展摘要：对中国水资源情况进行了综合分析！关键词：灌溉水源改造发展1水资源紧缺、资源开发进入高成本阶段1.1中国水资源紧缺状况水资源不同于一般矿产资源，它是在周而复始的水文循环中随机、流动、可资利用的水。中国年均水资源总量约28124108m3，其中河川径流总量27115108m3，地下水资源8288108m3(含地表水与地下水相互转化重复计算的7279108m3)。总量居世界第6位，而人均占有量仅2300m3，只相当世界的1/4，居第88位。各地年际间降水可差数倍，年内降水极不均匀；尤其是水资源地域分布差异极大，占全国人口42%、耕地62%的北方干旱、半干旱地区，水资源总量仅占20%，使得北方地区已严重缺水。导致水资源紧缺的另一问题是全国年均废污水排放量达342108m3，江河、湖泊约82%受到不同程度的污染，严重污染的占30%，城市地表水污染更为普遍，水资源受到极为严重的破坏。农业用水还受到工业及城镇居民用水剧增的竞争，全国灌溉用水量在1988年达到最高值3941108m3，以后逐年下降，至1997年降为3598108m3，占全国总用水比重也从1949年的97%下降到了70%左右。目前一般年份全国每年缺水360108m3，农业缺水占300108m3。农业因缺水受旱面积每年平均2670万hm2，粮食减产达(600800)亿kg；全国近半数的大中城镇供水不足，因缺水造成的工业损失每年约2000亿元。缺水还带来生态环境的迅速恶化，黄河近十年来多次断流。长江中、下游1999年初也出现少见的碍航现象。水资源的过度开发，使北方不少中小河流内陆化，河水常年污臭，河道淤积，湖泊萎缩，河口淤塞。北方地下水资源的长期超采，已形成多处大面积地下水漏斗，水井出水量减少，甚至干枯报废；由此带来较大范围的地面沉降，京津以南河北平原，开采井深从2030m已发展到300400m，累积地面沉降100mm的面积已达该地区面积的55%，辽宁、山东沿海一带海水入浸已达千余平方公里，甚至南方的苏州、无锡、常州等地也出现地面沉降，面积达3000km2。全国总用水量还会逐年大幅度上扬，而农业用水预计很难增长，灌区水源不足，是灌溉面积萎缩的主要原因之一。我国水资源的紧缺局面，已成定局，并在继续恶化，正成为制约国民经济发展的“瓶颈”。1.2我国水资源开发已进入高成本阶段水资源量有天然资源量、可利用资源量和开采利用量之分。前面涉及的都是天然资源总量，表示我国水资源的天然禀赋差。可利用水资源还与国民经济的实力、科技水平和资源开发的边际效益有关，资源开发应满足经济上合理、技术上可行、环境允许等条件。美国的可利用水资源占自然资源的21%左右，日本为27%，我国这一资源量预计为700108m3，占自然资源的25%。这是一个动态的、相对的资源量，在一定的经济与科技水平下，是有限的，不能认为水资源取之不尽、用之不竭，盲目乐观是没有根据的；但是科技发展是无限的，可供人类开发利用的水资源也应是无限的，人类经济生活总要向前发展，不会停滞，过分悲观也是没有必要的。因而，在水资源开发利用上，发展科技、发展经济才是硬道理。可利用资源在一定的技术经济条件下是有限的，超越一定的经济与环境条件的水平，过分开发就会出现相对成本过大，水资源开发的边际净效益变为负值，得不偿失。水资源的利用程度可用开发的边际费用来衡量，分为边际成本为零、不变边际成本和递增边际成本阶段。边际成本为零即增加水资源开发量，几乎不增加开发成本，如引洪灌溉，简易无坝引水等。显然，我国早已超过这一阶段。不变边际成本(或低成本)阶段，即资源开发成本与开发量成正比，单位资源开发量的成本不变，我国50、60年代发展灌溉大致属于这一阶段。递增边际成本(或高成本)阶段是指新增单位资源开发成本越来越大，资源开发越多，单位资源开发成本越高，当达到某种开发规模以后，单位资源开发成本与运行管理成本之和可能大于新增单位资源所产生的效益，出现边际净效益为负的情况，得不偿失；表现为水资源已近枯竭，或经济实力已无力支撑资源的进一步开发。水利部在1985年曾作过分析，当时就已有部分水资源开发工程出现净效益为负，说明我国水资源开发已进入高成本阶段。日本自己评定已于1975年步入高成本阶段，其主要标志是资源开发成本大致与灌溉系统的年费用(年运行费与折旧费之和)相当；其时，日本的水资源开采量占可利用量的75%。美国水资源开发被认为尚处于等边际成本阶段向边际递增成本阶段过渡，其相应利用量占可开发利用量的69%。我国的平均情况是开采量占可开发利用量的74%，接近于日本水平，高于美国水平，结合经济实力与科技水平，应已进入了高成本阶段。考虑到地域的差别，北方水资源开发成本比南方高，抽水灌区成本比自流的高，所以，北方地区、抽水灌区应早步入高成本阶段。1.3多元化是我国水资源开发的主要趋势一般地说，引水较建库便宜，用地表水比地下水便宜，水资源开发进入高成本阶段后，一些原来认为开发成本高的资源或取水方式会变为经济合理，出现水资源开发方式与资源种类的多元化。西北的高扬程抽水灌区，在80年代末还有人认为划不来，现在议论少多了；南方的小型塘堰在大型灌区修建以后，为了少占地，农民平塘、废堰的不少，现在又开始重视与修复起来；被弃之不用的微咸水，不少地方已在扩大利用；北方地区的平原水库曾被盖棺定论为错误的，现在也有些地方开始研究其合理布局。目前几种比较有前途的水资源或水资源开发方式包括：多水源联合运用，降雨资源利用，回归水的开发利用，劣质水的合理利用，以及全流域水资源涵养与综合开发等。实行水资源的多元化开发，是灌区改造与发展的首要任务，以提高灌区水源的供水保证率(例如由现在75%提高到85%以上)，为灌区发展奠定了良好的基础。2水资源开发方式的发展2.1大、中、小水源工程的联合调度我国灌区的水源工程都有一个形成过程，在大型引水枢纽或水库建立以前，都依赖于一些小型引、蓄水工程维持部分灌溉面积或低保证率的农业供水，而在建立大型水源工程后，在一定程度上忽视了小型工程的作用。早在60年代中国提倡的引、蓄、提结合大、中、小联合调度的“长藤结瓜”水资源开发方式，曾经在节约投资、扩大灌溉面积方面，起了很好的作用；在水资源日趋紧张的今天，应该重新审视、评价它的特殊意义。我国北方引水有“1个流量灌667hm2(1万亩)”的经验，这个经验数值在世界上也大致如此。然而，南方水库、水稻灌区在考虑到灌区小型水库、塘堰的作用后，却能“1个流量灌1333hm2(2万亩)”或更多，这就是“长藤结瓜”的作用。这种作用表现为大型骨干工程对河川径流的巨大引蓄功能，灌区内小型水库、塘堰、洼地能拦蓄地表径流，并按引蓄结合、相互补偿、扬长避短组织起来，是一种具有现代资源开发观念、符合水资源开发规律、具有1+12的系统效应的现实的系统工程。几十年的实践证明，这是一种成功的开发方式。在新的水资源紧缺形势下，要完善这一水资源开发方式，特别要注意以下几个问题。(1)骨干引蓄工程除险加固。目前，不少灌区的主要引水渠首老化损坏严重。仅大型灌区的667座渠首中，已报废或失效的占14.8%，严重老化损坏的占39%，安全性降低，功能衰减，有水引不进来。相当数量的骨干水库还是病库、险库，中小型水库病险库更多，有些水库移民问题尚未解决好。水库建好后，不能蓄水或不敢蓄水，不仅汛期隐患极大，也谈不上水资源充分利用。对水库进行除险加固，整修好渠首工程，是缓解资源紧缺的首选方案。(2)增补灌区内小型蓄、引水工程。灌区内小型引、蓄工程有三大功能。补充水源，一般南方灌区塘堰供水量可达净灌溉用水量的1/32/5。北方可利用旧河床、低洼地、临村池塘等蓄水，如果供水生产率提高到12kg/m3，水源紧缺地区能有1/101/15的水面，一般年份也可提供11.5次灌溉用水，在经济上还是合理的。配合干支渠引水调蓄，增加复蓄次数等方式，削减渠系用水高峰，增加田间灌水的灵活性；当小型蓄水工程与干支渠合理联结时，可以采用闲时引水蓄积和接纳退水、搜集回归水，增加小型工程的复蓄次数等方式，提高水的利用率。南方灌区塘堰还可进行综合利用，是停