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淮北市水资源可持续开发利用、管理及其对策研究 摘要 水资源是人类赖以生存和发展的基础自然资源，是一种不可替代的资源， 是生态环境的控制性因素之一，同时又是战略性经济资源，也是国民经济和社 会可持续发展的基础。水资源短缺是2 1 世纪可持续发展中诸多矛盾的焦点，如 何加强水资源高效持续利用，实现社会经济可持续发展，成为全世界广泛关注 的话题。 淮北市是皖北地区重要的能源工业城市，同时也是我国北方地区严重缺水 的城市之一，属于资源型、水质型及工程型缺水。随着城市水平的提高和社会 经济的快速发展，水资源开发利用程度较高，水资源短缺问题已经成为淮北市 实施可持续发展战略的制约因素。 本研究在翔实的基本资料的基础上，遵循可持续发展、水资源生命周期、 水资源价值等理论，贯彻水资源开发利用新战略，以水资源可持续利用支撑经 济社会可持续发展为核心，坚持全面规划，统筹兼顾，标本兼治，综合治理， 按照兴利除害相结合、开源节流治污并重等原则，紧密结合淮北市水资源时空 分布不均匀、水量水质不匹配、地下水超采等特点，通过对淮北市水资源开发 利用及管理现状调查与评价，采用灰色预测法、b p 神经网络法、组合预测等方 法对淮北市未来需水量进行预测并进行供需平衡分析，科学地评价淮北市水资 源的承载能力，全面、系统地阐述了淮北市水资源可持续开发利用及管理的战 略问题，提出了淮北市水资源可持续开发利用与管理的对策。 关键词：淮北市水资源可持续开发利用管理对策研究 r e s e a r c ho nc o u n t e r m e a s u r ea b o u tw a t e r 舭s o u r c eu s t a i n a b l e e x p l o i t a t i o na n d u t i l i z a t i o nm a n a g e m e n ti nh u a i b e ic i t y a b s t r a c t w a t e rr e s o u r c ei sak i n do fi r r e p l a c e a b l ef u n d a r n e n t a ln a t u r a lr e s o u r c et h a t t h em a n k i n dd e p e n d so nf o re x i s t i n ga n dd e v e l o p i n g ，a n do n eo ft h ec o n t r o l l i n g f a c t o r so ft h e e c o l o g ya n de n v i r o n m e n t ，i ti s a l s oa l li m p o r t a n t s t r a t e g i c e c o n o m i cr e s o u r c e ，t h eb a s ef o r t h en a t i o n a le c o n o m ya n dt h es u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t 。飘l es h o r t a g eo fw a t e rr e s o u r c ei s am a l nc o n t r a d i c t i o no f 也e s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ti nt h e21s tc e n t u r y h o wt ou t i l i z ew a t e rr e s o u r c e r a t i o n a l l ya n dh o wt or e a l i z et h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n th a v eb e c o m ea c o r p o r a t et h e m ea l lo v e rt h ew o r l d h u a i b e ii sa ni m p o r t a n ti n d u s t r i a lc i t yi n 、a n b e i a n das e r i o 懈w a t e r s h o r t a g ec i 撂i nn o r t hc h i n a i tb e l o n g st ow a t e rq u a l i t ys h o r t a g ea n dw a t e r r e s o u r c e ss h o r t a g e w i t ht h ep o p u l a t i o ni n c r e a s i n g ，t h ef a s td e v e l o p m e n to f e c o n o m ya n ds o c i e t ya n dt h ec o n t i n u o u si n c r e a s i n go fw a t e rr e s o u r c eu s e ，t h e s h o r t a g eo fw a t e rr e s o u r c e sh a sb a f f l e dt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fh u a i b e i c i t y se c o n o m i c s t h i sr e s e a r c hb a s i n go ut h eb a s i cd a t e ，k e e p i n go nt h e p r i n c i p l eo f s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ，m o d e mw a t e rc o n s e r v a n c yt h e o r ya n ds oo n c a r r y i n g o u tn e ws t r a t e g i e so ft h ew a t e ru t i l i z a t i o n i nt h es o r eo fw a t e rr e s o u r c e c o n t i n u o u su t i l i z a t i o n s u p p o r t i n g t h e e c o n o m i c a l s o c i e t y c o n t i n u o u s d e v e l o p m e n t p u r s u i n g o v e r a l l p l a n n i n g ，a w h o l em e a s u r e ，c o m p r e h e n s i v e u t i l i z a t i o n ，k e e p i n go nt h ei m p o r t a n tp r i n c i p l eo f b e s tu s ea n da v o i dh a r m f u ls i d e s ， d e v e l o p i n gr e s o u r c e sa n ds a v i n gw a t e r c o n s i d e r i n gt h ev a r y i n gg r e a t l yi n s p a t i a la n dt e m p o r a ld i s t r i b u t i o n ，o v e r l o a d e de x p l o i t a t i o no fg r o u n d w a t e r , b y i n v e s t i g a t i n ga n de s t i m a t i n go fe x p l o i t a t i o n ，u t i l i z a t i o na n dt h ep r e s e n ts i t u a t i o n o fa d m i n i s t r a t i o ni nh u a i b e i ，u s i n gt h e g r e ym e t h o d ，b pn e u r a ln e t w o r k ， c o m b i n a t i o nf o r e c a s t i n g ，a n t i c i p a t et h ef u t u r ew a t e rd e m a n di nh u a i b e i 。a n d a n a l y z et h es u p p l ya n dd e m a n db a l a n c e e s t i m a t et h eb e a r i n gc a p a c i t yo fw a t e r r e s o u r c ei nh u a i b e io b j e c t i v e l y i n t r o d u c et h es t r a t e g i cp r o b l e mo fc o n t i n u o u s u t i l i z a t i o na n da d m i n i s t r a t i o no fh u a i b e iw a t e rr e s o u r c ec o m p r e h e n s i v e l ya n d s y s t e m a t i c 。i nt h ea n a l y s i s ，w eg o tt h ec o u n t e r m e a s u r e st ot h ew a t e rr e s o u r c e c o n t i n u o u s l ye x p l o i t a t i o n ，u t i l i z a t i o na n da d m i n i s t r a t i o ni nh u a i b e i k e y w o r d s ：h u a i b e ic i t y , w a t e rr e s o u r c e ，c o n t i n u o u s ，e x p l o i t a t i o na n d u t i l i z a t i o na d m i n i s t r a t i o n ，t h er e s e a r c ho fc o u n t e r m e a s u r e s 表2 1 表2 2 表2 3 表3 1 表3 2 表3 3 表3 4 表3 5 表5 一l 表5 2 表5 3 表5 4 表5 5 表5 6 表5 7 表5 8 表5 9 表5 1 0 表5 1 1 表5 1 表6 2 表6 3 表6 4 表6 5 表6 6 表6 7 表7 一l 表格清单 淮北市2 0 0 4 年主要产品产量统计表1 0 淮北市人口、工业增加值变化一览表1 1 淮北市多年平均水资源总量计算成果表1 1 淮北市2 0 0 4 年地表水蓄水工程设施调查统计表1 3 淮北市2 0 0 4 年地下水供水设施调查统计表1 4 淮北市历年自来水及自备井供水情况表1 4 淮北市2 0 0 4 年用水量统计表1 5 淮北市不同用水部门现状水价调查表( 2 0 0 4 年度) 1 8 需水量预测方法分类表2 8 淮北市用水量实际值与预测值对照表( 线性回归分析法) 3 4 淮北市需水量预测表( 线性回归分析法) 3 4 后验差检验指标表3 6 淮北市用水量实际值与预测值对照表( 灰色数列分析法) 3 6 淮北市需水量预测表( 灰色数列分析法) 3 7 淮北市1 9 9 5 2 0 0 4 年用水量与各项影响因素值4 2 用水量模拟值与实际值比较对照表( b p 神经网络法) 4 2 淮北市需水量预测表( b p 神经网络法) 4 3 不同方法预测值比较表4 3 淮北市需水量预测表( 等权平均组合预测法) 4 4 淮北市地表蓄水工程库容调查统计表4 6 淮北市各水平年地表水多年平均可供水量计算成果表4 6 淮北市地下水多年平均可开采量计算成果表4 7 淮北市2 0 1 0 年可供水量计算成果表4 7 淮北市2 0 0 4 现状年水资源供需平衡表4 8 淮北市2 0 1 0 水平年水资源一次供需平衡预测表4 9 淮北市2 0 1 0 年各项指标数据5 4 2 0 0 5 2 0 1 0 年淮北市农业节水工程规划表5 9 图1 1 图l 一2 图2 一l 图2 2 图2 3 图3 1 图4 一l 图4 2 图5 1 图5 2 图5 3 图5 4 图5 5 图5 6 图6 1 图6 2 图7 一l 图7 2 插图清单 淮北市水资源流域分区示意图5 技术路线图一6 淮北市月气温和降雨量变化曲线图8 淮北市主要河流境内积水面积及兴利库容对比图9 2 0 0 4 年淮北市产业结构比例图l o 淮北市2 0 0 4 年用水构成图1 5 水资源生命周期框2 4 水资源价值流示意图2 6 d w 检验法3 3 人工神经元模型3 7 基于b p 算法的神经元网络结构图3 8 b p 算法学习流程图4 1 b p 算法网络验证程序流程图4 1 模拟值与实际值比较图( b p 神经网络法) 4 3 水资源系统与社会经济系统的关系5 0 水资源承载力影响因素关系图5 2 房屋集水处理流程图6 3 雨水系统流程图6 4 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金妲王些盍堂或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的 任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签字：互南 签字日期：如j 年，j 月，日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金胆王些盍堂有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅 或借阅。本人授权金壁王些太堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存、汇编学 位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：显岛 签字同期：列年j 胡7 日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 知1“ 奄广 媚剀， 寸严 1 q ：少 ： ： ：期。 话编一轹爱蠕腓 耀鞋 第一章引言 1 1 选题背景及意义 我国是一个水资源短缺、水旱灾害频繁的国家，水资源总量居世界第6 位，但人均占有量较低，位居世界第1 0 9 位，仅为世界人均水量的1 4 “1 。 受水资源时空分布不均的影响，我国南方水多，北方水少，且降雨多集中在 6 9 月份，给可持续开发利用造成很大困难。鉴于目前我国水资源所面临的 形势，如果在水资源开发利用上没有大的突破，在管理上不能适应这种残酷 的现实，水资源很难支持国民经济迅速发展的需求，水资源危机将严重威胁 我国社会的可持续发展。 淮北市位于安徽省北部，与河南省、江苏省毗邻，是皖北地区重要的能 源工业城市。全市多年平均降水量8 4 4 3 m m ，水资源总量8 3 4 1 亿m 3 ，人均 水资源占有量3 9 8i l l 3 ，不足全国平均水平的1 4 和世界平均水平的1 1 6 ， 属严重缺水地区。淮北市境内无稳定地表水，工农业生产和居民生活用水主 要依靠开采地下水。伴随着人口的增长和经济社会的快速发展，用水量也在 呈逐年上涨趋势，由1 9 8 0 年的1 2 1 亿m 3 增加到2 0 0 4 年的4 2 1 亿m 3 。而且 由于长期开采地下水，市区西部岩溶地下水水位累计下降了3 4 8 ，形成了 以大唐( 淮北) 发电厂为中心的2 6 0 k m 2 的水位降落漏斗，导致其上覆孔隙含 水层被疏干，周边农村生产、生活用水受到极大的影响。淮北市争取的一些 重点项目也因为水资源短缺的问题而纷纷搁浅。因此淮北市水资源短缺问题 已经成为制约淮北市经济社会跨越式发展的瓶颈，也是目前亟待人们解决的 重大课题之一。 国家对我国的水资源问题十分重视，提出了水资源可持续利用的理念， 使人们认识到实现社会可持续发展的一个重要内容就是实现水资源等自然 资源的可持续利用。从2 0 0 2 年开始，水利部在张掖、绵阳、大连等城市开 展节水型社会建设试点工作：2 0 0 2 年水利部联合国家发展计划委员会开展了 全国水资源综合规划的编制工作，颁布了全国水资源综合规划编制大纲及技 术细则，并要求各地市编制水资源综合规划。开展节水型社会建设试点工作 的目标是通过试点建设，取得经验，逐步推广，力争用1 0 年左右的时间， 初步建立起我国节水型社会的法律法规、行政管理、经济技术政策和宣传教 育体系。通过建设，不断提高试点地区水资源和水环境的承载能力，使试点 地区在水资源的管理方面达到“城乡一体，水权明晰，以水定产，配置优化， 水价合理，用水高效，中水回用，技术先进，制度完善，宣传普及”。1 。淮 北市水资源的特点在安徽省及淮海经济区内具有显著的代表性，因此，淮北 市在2 0 0 4 年被安徽省人民政府列为节水型社会建设试点城市。本论文是结 合“淮北市节水型社会建设”和“淮北市水资源综合规划”等项目进行的， 研究的成果可运用于淮北市节水型社会建设及淮北市的水资源管理工作中， 为实现水资源的可持续利用、保障国民经济和社会的可持续发展提供科学的 理论和先进的方法，有着切实的实际意义。 1 2 研究现状 1 2 1 国外研究进展及现状 伴随着科学技术的进步和社会生产力的飞速发展，全球人类共同面对着人 口快速增长、资源过度消耗、生态环境质量严重下降等问题。人们逐渐认识到 高消耗、高污染、先污染后治理的传统发展模式已不再适应当今和未来发展需 要，必须寻找一条社会、经济、资源、环境相协调的可持续发展道路。1 9 7 2 年， 在瑞典斯德哥尔摩召开的世界环境大会上，人们开始明白“只有一个地球”的 含义。1 9 8 7 年，在世界环境与发展委员会上由b r u n d f l a n d 夫人等作了题为我 们共同的未来中，明确提出了“可持续发展”的概念。1 9 9 2 年6 月，在巴西 里约热内卢召开的世界环境与发展大会上，通过了意义深远的( 2 1 世纪议程 行动纲领，标志着“可持续发展”的概念以被人们接受。1 。 在( 2 1 世纪议程中强调了以河流流域为单元的淡水资源的统一利用和 管理以及公众参与的重要性，主要包括是资源合理开发利用的基础应由资源 保护、需求管理和减少排污等诸多方面的工作组成；应优先考虑防洪和水库 泥沙淤积的控制：为了对水资源进行评估以及缓解洪水、旱灾、沙漠化和污 染的影响，必须建立相应的国家级数据库；土地和水资源的一体化管理应以 流域或子流域为单位加以实施。对于水资源可持续开发利用的概念，认为至 少包括：水资源开发利用不仅考虑当代，而且要将后代纳入考虑的范畴；水 资源可持续利用与人口、资源、环境和经济协调起来，相互促进；水资源可 持续利用要实现整体、协调、优化与高效。1 9 8 8 年，f a l k e n m a k 提出水资源 可持续利用的各种条件：确保雨水能够渗透且能用于足够大范围的生物群落 自我维持生产；必须保持土壤的可渗透性和水资源保持能力；必须有可利用 的饮用水；必须有足够的水源来保证公共卫生；鱼和其他的水生生物必须得 到保护并且能够食用。2 0 0 3 年，d a n i e le l o u c k s 认为可持续水资源系统是一 个能维持其生态、环境和水文完整性，同时能够充分帮助实现现在和未来社 会目标的系统”。 针对水资源短缺、水环境污染等水资源危机的出现，世界上一些国家从 2 0 世纪6 0 年代开始就提出了水资源管理措施。荷兰、美国、法国等国家在 水资源管理实践方面走在了世界的前列，进而推进了水资源管理活动的研究 和讨论。1 9 9 2 年在爱尔兰召开的“国际水和环境大会一2 1 世纪的发展与展 望”上提出了水资源系统及可持续研究的问题。1 9 9 3 年“第二届国际实验与 网络资料水流情势学术大会”上探讨了水资源管理的水文学基础和信息资料 问题。1 9 9 4 年，联合国教科文组织、国际水资源协会与国际水文科学协办召 开了“变化世界中的水资源管理研究规划国际学术研讨会”，探讨了可持续 发展水资源管理研究展望、水资源开发中的风险和不确定性、水资源可持续 管理的决策支持系统和水资源开发与环境保护协调4 个专题。1 9 9 6 年，联合 国教科文组织( u n e s c o ) 国际水文计划工作组将可持续水资源管理定义为 “支撑从现在到未来社会及其福利而不破坏它们赖以生存的水文循环及生 态系统完整性的水的管理与使用”。同年，在日本京都召开了“国际水资源 及环境研究大会：面向2 l 世纪新的挑战”，讨论了流域尺度下的可持续水资 源系统管理的应用实例等问题。1 9 9 7 年召开的第5 届“不确定性增加下的水 资源可持续管理学术大会”，洪水与干旱管理、水资源开发对环境的影响、 水文与生态模拟和环境风险评价等成为重要议题。1 9 9 8 年在武汉召开了“国 际水资源量与质的可持续研讨会”，探讨了流域水量与水质的统一管理问题。 1 9 9 8 年国际水文学会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”，探讨了水资 源管理的经验和教训、面对挑战的区域可持续水资源管理、水资源管理的研 究方法。2 0 0 0 年m i g u e la m a r i n o 和s l o b o d a np s i m o n v i c 在水资源综合管 理中指出，从2 0 世纪8 0 年代开始，人类从事水资源管理活动的目标和内 容发生了根本性的变化，传统的不可持续的水资源管理方式已经不再适应新 形势的要求，而新的管理方式仍在摸索中，水资源管理活动正处在探索过程 中。2 0 0 0 年国际水文科学学会( i a h s ) 在美国召开了“水资源综合管理研讨 会”。主要探讨了可持续发展条件下的水资源综合管理的目标和内容，以及 交流水资源综合管理的经验。2 0 0 1 年，国际水文科学学会在荷兰召开了“区 域水资源管理研讨会”，会议针对区域范围内水资源管理的有关问题进行了 研讨，包括：以往水资源管理活动的经验和教训；面对新挑战的区域可持续 水资源管理；水资源管理的研究方法。2 0 0 2 年c a b r e b b i a 和 p a n a g n o s t o p o l o s 在水资源管理中指出，当前水资源管理问题在全球变 的越来越复杂，现代水资源管理所涉及的学科和领域已经超出了传统水文地 质中关于水资源管理的思考和限制m ，。 1 2 2 国内研究进展及现状 国内学术界对水资源可持续开发利用和管理理论的综合研究已经展开， 但更多地集中在水资源专题研究方面。阮本清在研究流域水资源管理中认 为，流域水资源管理就是将流域上、中、下游，左、右岸，下游与支流，水 质与水量，地下水与地表水，治理、开发与保护等作为一个完整的系统，将 除害与兴利结合起来，按流域进行协调和统一调度的管理。他认为流域水资 源管理的实质就是建立一套适应水资源自然流域特性和多功能统一性的管 理制度，使有限的水资源实现优化配置和最大的综合效益”3 。吕一河在中国 水资源需求管理的研究中认为，水资源需求管理就是综合运用行政的、法律 的和经济的手段来规范水资源开发利用中的人类行为，从而实现对有限水资 源的优化配置和合理利用。水资源需求管理强调把水作为一种稀缺的经济资 源，对水资源的优化利用应着眼于现存的水资源供给，而不是自发地向新的 供水能力投资以满足未来需求。水资源需求管理政策涉及运作环境、激励机 制和直接干预三大方面，这三方面政策是密切联系、相辅相成的。邵益生 在研究城市水资源管理中认为城市水资源管理的目标是充分利用城市水资 源的可恢复性和可再生性的特征，通过综合手段，加强科学管理，最大程度 地降低或消除因水资源固有的脆弱性带来的不利影响，使有限的城市水资源 得到持续合理的开发利用，以满足因城市社会经济持续发展和城市居民生活 水平不断提高而持续增长的用水需求，并产生最大的资源效益、环境效益、 经济效益和社会效益。实现城市水资源管理的目标应采取的综合手段主要包 括技术、经济、法律、行政、教育和政策等6 个方面”。 在水资源管理理论研究方面，1 9 9 4 年赵宝璋主编的水资源管理中指 出，以水的资源观点、水的系统观点、水的经济观点以及水的法制观点出发， 对水资源的合理开发发利用、规划布局与调配以及水资源保护等方面建立统 一的、系统的综合管理体制，按照相关法律由水行政部门实施管理。该书认 为水资源管理活动主要包括规划管理、开发管理、用水管理和水环境管理。 冯尚友将水资源管理定位为支持实现可持续发展战略目标，在水资源及水环 境的开发、治理、保护、利用过程中，所进行的统筹规划、政策指导、组织 实旌、协调控制、监督检查等一系列规范性活动的总称。吴季松在2 0 0 0 年 和2 0 0 2 年先后出版了水资源及其管理的研究与应用和现代水资源管 理学概论两部专著，更多地从水行政管理角度探讨了水资源管理的理论与 实践。左其亭和陈曦2 0 0 3 年出版了面向可持续发展的水资源规划与管理。 该书从可持续发展的观点出发，对水资源管理理论做了初步探讨。该书专门 探讨了现代水资源管理工作的工作流程、管理目标和水资源管理基本内容， 并且提出了面向可持续发展的水资源管理活动的主要内容。根据信息技术发 展的特点和现代水资源管理的要求，该书还专门探讨了水资源的信息化管 理，介绍了电子信息技术和”3 s ”( g i s 、g p s 和r s ) 技术在水资源管理活动 中的应用。林洪孝在水资源管理理论与实践中界定水资源管理活动为： 依据水资源环境剧载能力，遵循水资源系统自然循环功能，按照经济社会规 律和生态环境规律，运用法规、行政、经济、技术、教育等手段，通过全面 系统的规划，优化水资源配置，对人们的涉水行为进行调整与控制，保障水 资源开发利用与经济社会和谐持续发展。该书对水资源管理的理论和框架体 系做了较为全面的探讨，论述了水资源管理活动的目标、原则和方法等内容， 并构架了水资源管理活动的主要内容。1 。 需水量预测方法的应用上，国内外专家学者主要分为三大类，一类是直 观预测法，它是一种定性预测，指依靠人的直观判断能力对未来用水状况进 行判断的方法，也称直观判断法。具体包括头脑风暴法、特尔斐法、主观概 率法、关联树法、先行指标法等；另一类是时问序列方法，是指对过去历年 的用水数据进行统计分析以寻找其随时间的变化规律并预测未来用水量的 方法。具体包括约束外推预测法、概率预测法等；第三类模拟模型预测法是 指根据“同态性原理”建立需水模型，确定需水模型的各种边界条件，从而确 定未来用水量与现用水量之间的关系。具体包括回归分析法、工业用水弹性 系数预测法、灰色预测方法、人工神经网络方法、系统动力学方法等。 本研究项目所开展的针对淮北市具体水资源特点，因地制宜地确定水资 源开发利用、管理及对策方面的研究在国内未见公开报道。 1 3 研究的主要内容及技术路线 1 3 1 主要内容 本研究统筹考虑淮北市河流水系特征( 或水文地质条件) 与行政分区， 将整个区域划分为北区、中区和南区三部分。北区( 肖濉新河水系) 面积为 7 3 7 k m 2 ，包括闸河、龙河、岱河、龙岱河及肖濉新河，由相山区、烈山区、 杜集区和濉溪县县城组成。中区( 南沱河水系) 面积5 5 7 k m 2 ，以宿永公路 为界的北部地区，包括王引河和南沱河，由濉溪县钟楼乡、刘桥镇、岳集乡、 百善镇、韩村镇、铁佛镇、徐楼镇、五铺乡、四铺乡、赵集乡、古饶镇等乡 镇组成。南区( 浍河水系) 面积1 4 4 7 k m 2 ，包括包河、浍河、獬河和北淝河， 由濉溪县任集镇、南坪镇、双堆集镇、陈集乡、临涣镇、祁集镇、白沙乡、 五沟镇、杨柳乡、孙町镇等乡镇组成。淮北市行政区划及河流水系图见附件。 淮北市水资源流域分区示意图如图1 1 。 图1 1 淮北市水资源流域分区示意图 本研究的主要内容包括：进行淮北市水资源开发利用现状调查与评价， 分析了淮北市水资源开发利用及管理中存在的问题；选择线性回归法、灰色 模型法、b p 神经网络法等方法对淮北市未来的需水量进行预测，并对结果比 较分析，最后运用等权平均组合预测法确定淮北市未来水资源需求量；在研 究影响水资源承载能力主要因素的基础上分析了淮北市水资源的承载能力； 运用可持续发展、水资源生命周期、水资源价值等理论对淮北市水资源可持 续开发利用的策略进行研究，提出了具体的措施；结合节水型社会试点建设 的目标及重点对淮北市水资源管理方面提出深化水资源管理体制改革、建立 健全各项用水管理制度、调整产业结构优化资源配置、构建良好的节水型社 会建设软环境、加强水法规建设等要求；提出了建立水资源管理信息系统、 地下水动态监测系统、水资源管理决策支持系统的设想。 1 3 2 技术路线 本研究在翔实的基础资料的基础上，遵循可持续发展、水资源生命周期、 水资源价值等理论对淮北市水资源及水资源开发利用现状进行调查和评价， 采用线性回归法、灰色模型法、b p 神经网络法等不同方法对淮北市未来的需 水量进行预测，并对不同方法得出的结果比较分析，最后运用等权平均组合 预测法确定淮北市未来水资源需求量，进行水资源供需平衡分析。在分析了 影响水资源承载能力主要因素的基础上分析了淮北市水资源的承载能力，最 后全面、系统地对淮北市水资源可持续开发利用及管理的战略问题进行了研 究，并提出科学可行的解决对策。具体技术路线如图卜2 。 6 第二章淮北市水资源概况 2 1 基本情况 2 1 1 自然地理 淮北市位于安徽省北部，地理坐标为东经1 1 6 。2 3 1 1 7 。0 2 ，北 纬3 3 。1 6 3 4 。1 4 。西北与河南省接壤，东北与江苏省毗邻，属省际边 界城市，是淮海经济区和亚欧大陆桥陇海兰新经济带上的重要能源工业 城市之一。1 9 6 0 年4 月国务院批准设市，现辖濉溪县和杜集、相山、烈山三 区，2 1 个镇、7 个乡，1 5 个办事处。全市总面积2 7 4 1 k m 2 ，其中市辖区面积 5 4 3 k m 2 ，濉溪县面积2 1 9 8 k m “1 。 区域地貌单元主要有低山丘陵、山涧盆地和洪冲积平原。低山丘陵与 山涧盆地呈n n e 向展布于本区北部，其中山丘区面积1 2 8 k m 2 ，海拔5 0 3 4 3 m ； 山涧盆地面积2 3 0 o k m 2 ，海拔3 2 o 5 0 o m ；洪冲积平原广泛分布于中南 部地区，面积2 3 8 3 k m 2 ，占全市面积的8 6 9 ，海拔为2 2 5 3 2 o m 。以寒武 和奥陶系地层形成的山丘，分两列由东北向西南延伸。平原区地势自西北向 东南缓缓倾斜，平均地面坡降1 5 1 0 0 0 0 。 区域地质特征：本区地层属华北地层区、鲁西地层分区、淮河地层小区， 北部出露古生界寒武系、奥陶系碳酸盐岩夹碎屑岩，在山涧盆地等构造部位， 下伏有石炭、二迭系煤系地层。山涧盆地和平原区为第四系洪冲积物所覆 盖。区域构造处于n n e 向新华夏构造体系与纬向构造体系的复合部位。北部 属徐宿弧形构造中段，自西向东分布有肖县相山石楼复背斜、朔里 杨庄( 闸河) 复向斜，东部馒顶山老龙脊郭山寨复背斜。另有大小断层 2 0 0 多处。 区域土壤主要有：坡残积成因的棕壤、红色石灰土、黑色石灰土，分布 于低山残丘周围及山涧盆地边缘地带，总面积1 1 2 2 k m 2 ；冲洪积成因的潮 土一一黄泛砂土，分布于山涧盆地、宿永公路以北平原及主要河流近岸地 带，面积1 0 8 2 8 k m 2 ；洪冲积成因的砂礓黑土，面积1 4 4 6 2 k m 2 ，分布于永 宿公路以南广大平原地区。 淮北市处于亚热带和暖温带的过渡地带，属暖温带季风气候区，春夏季 盛行东南风，炎热潮湿多雨，秋冬季盛行东北风，气候干燥少雨。本地区多 年平均降水量8 4 4 3 m m ，但年际变化大，年内分配不均，年最大降水量 1 3 8 0 2 m m ( 1 9 6 3 年) 是年最小降水量5 4 8 o m m ( 1 9 6 6 年) 的近2 5 倍；6 9 月降水量占全年的6 5 7 0 。年均水面蒸发量9 9 7 5 m m ( 以e 。计) ，多年月 平均水面蒸发量除7 、8 两个月外，其余月份均大于同月降水量。年均干早 指数1 2 6 ，年均气温1 5 1 。c ，最高气温4 1 1 。c ( 1 9 7 2 年6 月1 日) ，最 7 低气温一2 1 3 。c ( 1 9 6 9 年2 月5 日) ，年均日照时数2 3 1 5 8 小时，积温4 7 5 3 6 。c ( t 5 。c ) ，年平均无霜期2 0 2 天，太阳辐射总量1 2 4 5 千卡c m 2 ；年均 风速3 o m s ，最大风速1 9 o m s ，干热风多出现在5 月中、下旬，年均相对 湿度6 9 1 。气候条件虽然适宜各类农作物生长，但旱涝等自然灾害交替频 繁发生3 。 指标( 雨量，m m ：气温，) 月 图2 - 1淮北市月气温和降雨量变化曲线图 2 1 2 河流水系 淮北市属淮河洪泽湖水系，地表水系发育，自北向南依次分布有闸河、 龙岱河、肖濉新河、王引河、南沱河、浍河、獬河等七条主要河流，水流均 自西北流向东南，注入洪泽湖。境内主干河道总长3 7 8 o k m ，两岸配套大沟 1 4 0 余条。市范围内区主要河流有闸河、龙岱河、肖濉新河等，均为季节性 河流，一般偏旱干旱年份及枯水季节，常常干枯见底，偏丰丰水年份及 汛期洪水泛滥，洪涝旱灾较为严重“。 ( 1 )闸河流域面积4 6 6k m 2 ，境内集水面积1 9 6 7 k 2 ，主干河道长度 4 1 o k m ，其上建有节制闸3 座，总库容4 0 0 0 万i n 3 ，兴利库容3 0 0 0 万m 3 。 ( 2 ) 龙岱河属肖濉新河支流，流域面积1 7 4 5 k m 2 ，其上建有节制闸3 座，库容3 9 6 5 万m 3 ，兴利库容2 7 0 3 万m 3 。 ( 3 )肖濉新河黄桥闸上流域面积1 5 6 2 k m 2 ，境内全长4 0 9 k m ，集水面 积1 4 8 3 k m 2 。其上建有淮纺节制闸，总库容8 0 0 万i l l 3 ，兴利库容5 6 0 万n 1 3 。 ( 4 ) 王引河伸大庄闸上流域面积1 1 1 2k m 2 ，境内长度3 0 4 k m ，集水 面积1 6 1 0k m 2 。其上建有仲大庄闸，库容3 3 l 万m 3 ，兴利库容2 6 0 万i l l 3 。 ( 5 ) 南沱河徐楼闸上流域面积2 7 7 3k m 2 ，境内全长4 6 2k m ，集水面 积3 4 4 + 6k m 2 ，建有徐楼、四铺2 座节制闸。其中徐楼闸上蓄水库容8 5 0 万 m 3 ，兴利库容6 2 0 万m 3 ，四铺闸闸上库容7 7 5 万m 3 ，兴利库容6 2 0 万m 3 。 ( 6 ) 浍河南坪闸上控制流域面积3 4 7 2 k m 2 ，境内全长6 2 o k m ，集水面 积1 0 7 0 3k m 2 ，南坪闸库容8 0 0 万m 3 ，兴利库容6 4 0 万m 3 。 ( 7 ) 獬河流域面积3 4 4 1k m 2 ，境内全长3 9 3 k m ，集水面积3 4 4 1 k m 2 ， 其上建有李大桥闸，蓄水库容2 5 7 万m 3 ，兴利库容2 0 0 万i n 3 。 ( 8 ) 北淝河流域面积1 6 7 0k m 2 ，境内全长6 3 k m ，集水面积1 2 4 5 k m 2 。 ( 9 ) 新北沱河上游截源后，流域面积8 5 0k m 2 ，境内全长1 2 5 k m ， 其上建有蔡桥闸，蓄水库容1 8 0 万m 3 ，兴利库容1 4 0 万i n 3 。 综上所述，全市河道节制闸1 4 座，蓄水总库容4 7 9 0 万m 3 ，兴利库容 3 6 1 0 万m 3 。全市现有大沟1 4 0 余条，长1 5 3 9 k m ，中沟2 1 9 0 条，长3 6 1 5 k m ， 大、中沟上游建有涵闸2 5 1 处，蓄水总库容2 5 5 0 万m 3 ，兴利库容1 7 8 0 万 i n 3 。淮北市主要河流境内积水面积及兴利库容对比如图2 2 ，淮北市河流水 系图见附图。 图2 2 淮北市主要河流境内积水面积及兴利库容对比图 淮北市山丘区中型水库1 座华家湖水库，库容1 3 3 0 万l m 3 ，兴利库 容9 1 0 万m 3 ，小型水库3 座，总库容1 5 1 万m 3 ，兴利库容1 2 7 6 万i n 3 。东 北山丘区较大的塘坝有4 处，库容1 9 0 万m 3 ，兴利库容1 6 3 万m 3 。但是山 丘区水库、塘坝位于岩溶发育地带，渗漏较为严重，一般蓄不住水，偏旱 干旱年份，基本干枯见底。 淮北市大小煤矿星罗棋布，每年因采煤沉陷土地约5 0 0h m 2 ，据2 0 0 6 年 3 月实测资料，全市采煤沉陷区共有2 0 9 个，水面面积3 0 9 8 4k m 2 ，平均水 深约2 4 m ，现状库容7 8 5 8 万j 1 1 3 ，兴利库容6 5 0 8 万m 3 。 2 1 3 社会经济 淮北市辖杜集区、相山区、烈山区和濉溪县。全市2 0 0 4 年底总人口为 2 0 9 4 万人，其中市区人口9 1 2 万人。全市人口密度为7 6 4 人k m 2 ，是全国 平均人口密度1 3 2 人k m 2 的近6 倍，其中市辖区人口密度为1 6 8 0 人k m 2 。全 市现有耕地面积2 0 0 3 万亩，其中市区耕地面积为2 2 3 万亩，人均占有耕 地0 9 6 亩。 9 淮北市是一个新兴的能源工业城市，在建市四十多年的发展过程中，己 形成了以煤炭、电力、纺织、酿酒四大行业为支柱，轻工、建材、化工、冶 金、机械、电子、医药等行业共同发展的工业格局。2 0 0 4 年全市地区生产总 值1 6 9 1 亿元( 当年价) ，其中市区为1 2 4 7 2 亿元；工业增加值8 2 4 6 亿元， 其中市区为7 6 5 9 亿元。第一、二、三产业增加值分别为2 4 0 4 、9 3 0 3 、5 2 0 3 亿元，产业结构比例为：1 4 2 ：5 5 ：3 0 8 “。 图2 32 0 0 4 年淮北市产业结构比例图 农业以种植业为主，粮食作物主要有小麦、玉米、高粱、山芋、稻谷， 大豆等，耕地面积约3 1 8 8 3 万亩；经济作物主要有棉花、芝麻、油菜籽、 花生、瓜果蔬菜等，耕地面积约7 8 1 7 万亩。农、林、牧、渔及服务业增加 值之比为6 2 7 ：1 2 ：2 7 9 ：5 2 ：3 0 ，农民人均纯收入2 6 3 9 元。 淮北市工业产品主要有煤炭、发电、酿酒、纱布、水泥、玻璃、橡胶等， 主要产品产量见下表2 1 ： 表2 1淮北市2 0 0 4 年主要产品产量统计表 1 9 9 0 - - 2 0 0 4 年期间，全市农业增长率分别为1 0 1 ，工业年均增长率为 1 5 2 ；人口自然增长率分别为6 1 0 ；城市人口自1 9 9 0 年到2 0 0 4 年由4 3 6 万人增加到8 0 9 万人，城市化水平相应由2 7 o 提高到3 8 6 。下表2 2 为 淮北市历年人口及工业增加值变化表。 2 2 水资源概况及特点 2 2 1 地表水资源 l o 淮北市北部处于支流上游，分布有低山残丘，因位于地表水分水岭边缘 的岩溶发育区，拦蓄的地表水体多被渗漏殆尽，地表水资源较为匮乏。尤其 市区内闸河、龙岱河、肖濉新河属季节性河流，非汛期及偏旱一干旱年份基 本干枯见底。淮北市南部濉溪县境内，南沱河、浍河来水面积较大，地表水 资源相对较丰富”3 。 表2 2淮北市人口、工业增加值变化一览表 2 2 2 地下水资源 淮北市地下水资源可划分为松散岩系孔隙水和基岩裂隙岩溶水两大类 型。松散岩系孔隙水分布于山涧盆地、洪一冲积平原区及肖濉新河西南古河 道区。岩溶水主要赋存于古生界寒武、奥陶系及石炭系上统的地层中，这些 地层主要岩性为可溶性石灰岩和白云质灰岩，岩溶水主要分布在朔里一一杨 庄盆地东西两侧。根据淮北市淮河流域水资源规划成果，淮北市多年平 均水资源总量8 3 4 1 亿m 3 。其中：地表水资源量3 9 5 1 亿m 3 ，地下水资源量 5 1 8 亿m 3 ，重复计算量0 7 9 亿m 3 。淮北市多年平均水资源总量计算成果见 表2 3 。 表2 3 淮北市多年平均水资源总量计算成果表单位( 亿m