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一是常规水污染监测。通常情况下,当水体遭受污染时,其本身的颜色、透明度、密度以及温度等指标均会发生一定程度的变化,由此会直接导致水体反射率变化,这种变化在遥感图像上会呈现出形态、色调、纹理以及灰阶等特征的差别。为此,可以应用遥感图像对水体污染源、污染范围、浓度、面积等进行识别,同时借助遥感数据还能对水体污染进行跟踪监测。当水体出现热污染时,受污染区域内的水温会高于其它水体,此时,可应用热红外影像对水体温度进行反演,借此来识别污染源、范围、面积等信息,进而监测污染情况。二是突发性水污染监测。目前,很多流域的水资源常常会出现突发性水污染问题,为确保饮用水安全,可在突发性水污染出现后,利用小型飞机或是卫星等遥感影像数据,对污染过程进行追踪,为污染物拦截排放方案的制定提供依据。
(1)降水量监测。通过遥感资料能够获取降水的空间分布特征,这种方法适用于一些雨量监测站或是雷达观测站比较稀少的地区。目前,可用于估算降水量的遥感信息源主要包括雷达、气象卫星以及航空飞机等等,其中雷达常被用于短时期局部地方价降雨量的预测预报,而气象卫星则可对大范围降雨进行估算。雷达是微波遥感的重要组成部分之一,其主要是利用大气层中的降水粒子对电磁波的吸收与散射作用,再通过对回波信号的处理,从而确定出降水粒子的后向散射能量,最后借助计算机便可计算出实时降雨量。在某些特殊的情况下,雷达很难对数据进行有效数据,如云层较厚,此时可将雷达与卫星两种测量方法进行结合,由此便可对降雨量进行测定。
(2)蒸发量监测。这是一种借助物理方法对地表能量与质量转化进行勘测的手段。近年来,随着RS技术在水文水资源领域中的广泛应用,使得蒸发量的估算日趋成熟。在对蒸发量进行计算的过程中,可借助全遥感信息模型。例如,在对某水域的水资源进行调查中,可以利用ERDASIMAGINE8.7系统中的几何计算模型,确定检查点的误差,并借助野外采点数据,在地图上选点后,用数字化仪对控制点坐标进行采集。
(3)地下水观测。在水位勘测的过程中,地下水观测是一个相对比较复杂的环节,由于各种因素的影响,观测数据结果的准确性不高。而RS技术的出现使这一问题获得了有效解决,应用该技术可通过对地表植被和地形地貌等特征,间接获得地下水的勘测数据。虽然采用RS技术对地下水进行勘测时,无法直接观测到地下水,但是地下水反映在地表植被上的信息却能够借助遥感图像进行破译,由此便可获得相应的水文信息。
1.3RS技术在洪涝灾害评估中的应用
洪涝灾害是自然灾害中波及范围较广、危害性较大的灾害之一,由此造成的直接和间接损失非常巨大。应用RS技术能够对洪涝灾害进行实时动态监测,从而可以准确确定出洪水的淹没范围和面积,为灾害的控制工作提供了可靠的依据。随着RS技术的不断完善以及新数据源的出现,使该技术在洪涝灾害监测方面取得了一些进展。如有些业内人士应用RS与GIS技术,并以Radarsat影像为数据源,对我国淮河水情进行了实时监测,在较短的时间内对内涝区和淹没区的灾情进行了评估。
1.4RS技术在土壤水分及旱情监测中的应用
所谓的土壤水分具体是指土壤自身的湿度或是土体当中的含水量,它是地表水与地下水的连接纽带,一旦土壤水分大量流失,便会引起干旱。现阶段,很多专家学者都将研究的重点放在了RS技术在土壤水分与旱情监测中的应用上,并提出了多种土壤水分的监测方法,依据遥感光谱波段,可将监测方法分为两大类:
(1)光学遥感。主要是指利用可见光、近红外、热红外对土壤水分进行监测。此类监测方法的算法较多,常用且比较成熟的有热惯量法、植被指数法、作物缺水指数法等等。
(2)微波遥感。由于微波本身对云层具有较强的穿透力,并且不会受到光照条件的限制,最为重要的是长波段的微波可以穿透植被并对土壤有一定的穿透能力。所以,可利用微波遥感对土壤水分进行监测。在实际应用中,微波遥感分为两种方式,一种是被动式,即通过微波辐射计获取土壤的亮温温度,在借助相应的模型反演土壤水分;另一种是主动式,即借助土壤本身的介点特性与含水量的关系对土壤水分进行监测。
1.5RS技术在水域解译中的应用
为水域解译的具体流程。由于水资源本身具有低反射率与较强的红外波谱吸收特性,故此在遥感卫星影像当中,其特征更加明显。表物解译结果。
1.2GIS技术在生态用水量计算中的应用所谓的生态用水量也被称之为生态需水量或是生态环境用水量,这是随着生态环境逐步恶化而出现的新概念,从广义的角度上讲,生态用水就是维持全球生态系统水分平衡所需要的实际水量,如河流、湿地等维持自身功能的需水量。生态用水是目前水文水资源领域中研究的重点课题之一,借助GIS集成生态环境调查结果及相关数据,可以为生态环境的评价、管控以及其它方面的应用研究提供详实、具体的资料。同时,通过地理信息系统获取各个地区不同的土地覆盖植被类型的面积,再结合生态用水量的计算模型,便可准确计算出生态用水量。
1.3GIS技术在防洪减灾中的应用防洪减灾是一项系统性较强的工作,其中主要包括对洪水风险特性的了解和认识、对水灾成灾机理的探讨以及对防洪减灾体系的完善等内容。GIS技术在防洪减灾中的应用体现在如下几个方面:①防洪决策支持系统。GIS在该系统中的应用有空间数据管理,如查询、检索、更新等,借助GIS的空间分析能力可以为防汛指挥决策提供决策支持,并为各种应用模型的构建提供数据支撑。②洪涝灾害风险分析。应用GIS技术可以将洪水的危险性和承灾体的易损性以及损失评估等几个方面的自然、地理、社会因子的相应权重进行空间叠加,这是分析洪涝风险及对其进行区划的有效手段之一。③防洪。GIS技术在城市防洪中主要有以下几个方面的应用:积水退水的预测预报、排水设施管理、暴雨分布的可视化显示、暴雨时空特征分析等等,这为城市防洪工作的有序进行提供了强有力的技术支撑。
2.GIS在水文水资源领域应用中的发展趋势展望
2.1GIS研发标准统一化当前,在GIS技术研发领域尚未建立统一的技术规范和标准,使得GIS开发平台和数据模式呈现出多样化的特征,缺乏对GIS技术在水文水资源领域研发的针对性。为有效解决这一问题,应当建立统一的GIS应用规范和研发标准,使GIS能够满足大范围内的水文信息交流,为构建水文水资源信息管理网络平台提供技术支撑。
论文关键词:给水排水工程区域规划优化
目前,我国城市水资源短缺和水环境恶化严重,除了自然因素以及人口增长,城市化、工业化进程加快,建设资金严重不足,一些中心城市规模过大等原因外,还存在着一个不容忽视的因素,即给水排水工程的规划观念落后于经济社会的发展,而且规划研究方法有待改进。
1传统给水排水系统规划存在的问题
目前,给水排水系统规划已从早期的以单一费用指标为目标,对单一设施或者个别河段进行中、短期的被动单一工程开发对策,发展到了多部门参与的以“净效益”为代表的以单指标为目标,对区(流)域进行长期、中期、短期一体化的多工程开发对策,并取得了巨大的进步。然而给水排水这2个领域规划的某些观念和方法仍然存在不足之处。过去几十年的发展,形成了城市建设注重给水、偏废排水,忽略生态用水,对有限的水资源一味开采、利用,却缺乏有效保护的现状,造成水资源短缺和水环境质量的不断恶化。而且由于缺乏区域统筹规划,各城市仅关注本城市可获取的水量、水质及水系的上下游问题,结果常常出现城市之间污染转嫁、上游城市过度开发形成断流,从而导致整个流域或区域用水日趋紧张的局面。由此可见,违背自然规律,不仅造成自然界水资源的恶性循环,同时也使人类对于水的开发利用陷于困境。
2树立区域(或流域)给水排水工程综合规划的观念
2.1提高对水资源的认知水平进人21世纪,我国的资源、环境问题中,水问题尤为突出。长期以来对水资源过度无序地开采,对水体循环任意的干扰和破坏,已造成很多地方在水量和水质两方面失去动态平衡,出现了水少与水浪费并存、水多与生态失衡并存、水脏与水管理不善并存的严峻局面,严重地制约了社会经济的发展。
为了实现社会可持续发展,必须呼吁全社会提高对水资源的认知水平,改变长期以来人们关于水取之不尽、用之不竭的观念。水作为人类及一切生物不可代替的生存要素,既应有足够的数量,也要有可用的质量,有“量”无“质”,或有“质”无“量”,都将制约人类社会的可持续发展;改变城市建设偏废排水,城市规划中给水,排水各行其是、互不约束的现象,将给水排水视为水体循环系统中的一个子系统,是相互依存、相互制约的2个过程。一个城市给水排水工程的规划、建设,应充分体现出给水排水内在的统一性,通过协调开采与补给,破坏与恢复之间的动态平衡,确保水体始终处于良性循环,长久地供给人类利用。
2.2树立区域、流域观念。形成区域、流域给水排水工程建设的整体协调发展纵观世界各国发展历程,当工业化和社会城市化急剧发展,使原有的经济结构、社会结构和生活环境迅速改变,工业、人口、资源等各类矛盾日益尖锐时,各国便纷纷步人了区域经济发展阶段,进行工业结构的调整和合理布局,规划、开发新区,控制疏散大城市人口以及自然资源的开发与环境保护等,在此期间,区域规划被广泛地推行采用,成为实现区域经济发展的重要前提。区域规划中有一项很重要的专业规划即水资源综合利用规划,其主要内容之一就是给水排水工程规划。
区域性的给水排水工程规划,应根据区域水资源时空分布特点或河流水体上、下游的水文水利关系,进行水资源开发和水污染控制,在区域范围内通过水资源的合理调配,平衡供需矛盾,通过协调污水处理程度、排污口及水体自净容量之间的关系,维系河流水资源的供给能力,保证下游城市的生存和发展,维护区(流)域生态平衡。除此之外,区域给水排水规划还应根据区域内水资源可供量及分布特点、水环境承载力,对区域内各城市用地布局、产业结构、发展需求进行分析评价,限制大耗水工业与重污染工艺的发展,提倡建设节水工业和采用清洁工艺,从而促进区域经济一水资源一环境的共同协调发展。
2.3保障区(流)域生态环境需水。提倡水资源综合利用忽视水资源与生态环境系统之间的关系是20世纪水资源管理的失误,直接导致了生态环境的恶化,引发出河道断流、地下水位下降、森林退化和生物多样性减少等诸多问题。要解决这些问题,必须重新审视水资源管理策略,强调水资源、生态系统和人类社会的相互协调,重视生态环境和水资源的内在关系,遵循“必须首先满足基本生态需水”的原则,对供水、用水、节水、排水、污水处理及其回用等的统一管理方式进行重点改革。此外,还需充分考虑水资源的合理永续利用。提倡一水多用,提高生活用水的重复使用率,工矿企业实行循环用水、分质用水、回收利用污水,将以往对水污染的消极治理变为积极预防,这样才能促进水环境质量向着有利于人类当今和长远利益的方向发展。
3以系统分析方法进行给水排水工程规划
系统分析方法是解决社会用水供需矛盾以及水体环境恶化与恢复的平衡矛盾的比较科学的、有效的方法之一。其主要特点是研究问题时重点把握问题的整体性、相关性以及对周围环境的适应性。区域性给水排水工程规划不仅涉及的问题庞大而复杂,而且工程耗资大、周期长,常常需要对众多可行方案的优劣进行评价和判断。在区域或流域范围内,采用系统分析方法对规划方案进行深层次论证,可以保证各类水资源的合理利用以及各类给水排水设施的合理布局,为日后区域给水排水设施的统一调度、优化运行奠定良好的基础。
采用系统分析方法建立的给水排水综合规划优化的概念模型如下:目标为水资源量使用最少、水处理设施费用最少、COD排放量最少,约束条件为水资源可供给量约束、用水与排水系统内水量平衡约束、再生水利用约束、环境最大承载力约束。
式中:为生活用水;W,为生产用水;W为生态用水;W为排水量;W为再生水量;W为水资源可利用总量;为污水排放系数;为再生水利用系数;or为再生水占水资源总量的比例;MaxCOD为环境COD最大允许排放量。
薛城区属淮河流域湖东京杭大运河水系,区内大小河流共17条,多发源于山丘地带,均属季节性河流,自东向西,自北向南分别注入京杭大运河和微山湖。区内主要河道为薛城大沙河、周营沙河以及位于常庄、沙沟、周营等镇内的小河流。
全区面积506平方公里,辖六镇一街,361个行政村,至2002年底,总人口达44.91万人,其中薛城南部地区主要包括沙沟镇和周营镇,人口18万人,占全区总人口的40%,共有耕地20万亩,约占全区耕地面积的58%,而水资源量仅占全区水资源总量的24%,水资源的贫乏严重制约当地经济的可持续发展,水资源资源的可持续利用。2.水资源状况
南部地区河流主要有周营沙河以及位于常庄、沙沟、周营等镇内的小河流,发源于山丘地带,均属季节性河流,自东向西,自北向南分别注入京杭大运河和微山湖。该区域无大中型水库,50年代后期先后兴建了小营、南常三村、九队等5座小型水库,塘坝110座,总有效蓄水能力为300万立方米。2.1地下水
薛城南部区域地质属薛南变质岩区,总面积217平方公里,占全区总面积的43%,区域内隐伏着太古界片麻岩,花岗片麻岩,地下水赋存于风化裂隙中,岩层风化深度较浅,贮水条件较差,水量很小,单位涌水量小于10m3/d。地下水主要为附近农村生活及生产用水,对工农业取水无集中开采价值。
参考2001年枣庄市水资源试验站提交的《枣庄市地下水资源评价报告》和1997年省水利厅科教处组织专家评审验收的《山东省枣庄市薛城区地下水规划管理研究》成果有关成果数据:薛城区多年平均地下水资源量9000万立方米,其中薛城南部地区1350万立方米,可开采量仅700万立方米。
根据枣庄市历年地下水资源量计算成果,统计为地下水资源量丰水年份有15年,平水年份有16年,枯水年份有13年(特枯年份有6年)。2.2地表水
依据1993年《薛城区水资源长期供求计划编制》以及枣庄水文水资源勘测局2001提交的《枣庄市地表水资源分析评价报告》有关成果数据:薛城南部地区多年平均降雨量803.7mm,多年平均降水总量为1.75亿立方米;薛城南部地区多年净流量4375万立方米,其中周营大沙河年净流量2160万立方米。
根据统计资料,薛城区1956~1999多年平均径流量为1.104亿立米,折合径流深230毫米,其中周营大沙河年径流深为217.1毫米,多年平均径流量为1800万立方米。2.3水资源特点
一、降水特征:薛城南部区域降水量具有以下特征。
1、降水季节变化大。年降水量的70~80%,集中在汛期6~9月,且7、8月份降水量又占全年降水量50%左右。
2、降水量年际变化大,存在着丰枯交替,连枯、连丰的现象。
二、地表径流特征:地表径流在地域时空分布的特点,总趋势同年降水量基本一致。
1、区域分布不均匀,山区为高径流区,平原区为低径流区。
2、季节变化大,径流量年内变化剧烈。汛期暴雨产生洪水,发生洪涝灾害,枯季径流量小,时常发生河道干涸,水源十分不足现象。
3、年际变化大,丰枯交替,连丰和连枯水的情况经常发生。
三、地表水资源特点:由于汛期降水集中,造成地表径流量可利用率较低,流失量大,尽管兴建了一批拦蓄工程,但拦蓄量不足地表径流量的10%,存在一定的开发潜力。
四、旱涝灾害频繁:由于降水特征季节性强,年内、年际变化大,地域分布不均,年内变化反映夏多冬少,秋多春少;年际变化反映偏旱年多于丰水年,旱多于涝。据史料记载,大面积洪涝灾害平均5年一次。干旱危害经常发生,其中春旱危害面积大,持续时间长,给农业生产、人畜用水造成困难,2002年干旱造成该区域内大面积粮食减产,严重区域出现绝产现象。2.4水资源总量
南部地区平均年径流总量为3430万立方米,其中地表水资源量为2730万立方米,地下水资源量为700万立方米。由于径流主要由降水形成,因此径流变化特征与降水相似,汛期来量集中,约占全年的58.2%,拦蓄工程少,造成径流大量流失,容易发生洪涝灾害。
随着人口增长和社会经济的发展,薛城区南部水资源短缺问题,将使工农业用水更加紧张,将严重制约南部区域经济的可持续发展。3.存在的问题
由于薛城南部所处的地理位置,降水年际、年内分布极不均匀,经常出现旱涝灾害同地持续发生。汛期面临洪涝灾害严重,旱季又面临水资源紧缺的问题。近几年连续干旱,造成薛城南部地区严重缺水,绝大部分河道断流、水库塘坝干涸,大面积粮食作物因缺水减产、甚至绝收,严重影响了南部地区群众的生产、生活。从长远的角度看,随着城市的发展,缺水问题将更为严重。为此,我们必须根据薛城南部地区的实际情况,防汛与抗旱、拦蓄与防洪相结合,正确处理经济发展与水资源的关系,在跨流域调水工程没有建设配套前,充分利用洪水资源缓解缺水问题成为可能和必要。4.利用洪水资源的措施4.1进一步扩大控制洪水的能力
薛城南部地区是我区旱灾高发地区,水资源人均占有量约占全区的24%,年降雨量的60%左右集中在汛期两三个月,洪水峰高量大,特别是较集中的几场大雨的洪水流量甚至高达40%~60%。目前所建设的拦蓄工程只能控制年总径流量的10%,洪水控制能力很低,致使大量的洪水资源得不到利用而白白流失。由于没有拦蓄,大量洪水短时间内排走,洪水过后,随之而来的便是干旱。为此,解决缺水问题,首先要对现有水库进行加固处理,在保证水库运行安全和来水量充足的前提下,进行必要的扩容,增加现有水库塘坝的拦蓄水能力,经薛城区水务局统计、分析、论证南常系列水库有较大扩容的潜力,其中小营水库扩容能力最大,可增加兴利库容46万立方米;其次,在拦蓄条件好的区域新建拦蓄洪水工程,特别是在沙沟南常山区丘陵区域内,新建一些小水库、小塘坝,进一步增强控制洪水和利用洪水资源的能力。
在进行拦蓄洪水的同时要建立健全水库、塘坝等拦蓄工程洪水调度机制。目前薛城区已建立自动化量雨系统,但是还不是全面自动化雨情雨量监控,随着经济的发展、科学的进步,薛城区防汛指挥系统的将逐步建立并完善水库、塘坝等拦蓄工程的自动监测,不断提高水利工程拦蓄洪水的能力。因此,我们要根据实际情况,进一步建设水库、塘坝洪水自动化监测调度工程,最大限度地发挥水库、塘坝的拦洪、蓄水、供水作用,科学调度,减少资源浪费。4.2充分发挥河道蓄洪作用
薛城区南部多年平均降雨量为804毫米,其中夏季占59.2%,薛城南部地区大小河流年总径流量约3430万立方米,其中汛期洪水总量约占河流总径流量的60%。区域内河流一般源短流急,河道有水期往往集中在汛期某个洪水过程,如果不抓紧拦蓄洪水,一场洪水短短几天就流走,因此,要充分发挥河道天然蓄滞洪水的作用。目前国内外许多地区对河道进行多级开发,修建多级拦河坝,一方面利用河道拦蓄洪水,减少下游防洪压力;另一方面充分利用洪水资源,改善周边环境,增长洪水与地面的接触时间,增加地下水的补给。周营大沙河是南部最大的河流,多年评价径流量1800万立方米,除上游有小型水库1座外,基本没有拦蓄工程,河水利用率不足5%,开发的潜力很大,如果拦蓄量达到20%,通过灌溉工程配套建设,可改善灌溉面积1.5万亩,有效改善沿河两岸的水利条件,缓解用水紧张的局面,减少引湖灌溉的费用。根据周营大沙河的长期规划治理方案,该河道经综合治理后拦蓄量将达到40%,可有效的改善河道沿岸水环境,缓解严重缺水的局面。山东省胶东地区连续两年严重干旱,河道拦洪工程发挥很大作用,威海、烟台两地拦河坝共拦蓄洪水约1000万立方米,使胶东地区缺水紧张局面得到缓解。这些成功拦蓄洪水的例子为薛城南部的水资源提供发展模式,使拦蓄汛期洪水资源缓解薛城南部缺水问题成为可能和趋势。4.3建立水资源价格机制
水作为重要的生产资料,与原料、工具有同等的意义,都是商品,应具有其本身的价值。在市场经济杠杆调节作用和国家宏观调控下,充分发挥水价格的配置资源的功能,合理调整产业结构,制订水资源的价格政策。
2水资源污染治理与水资源环境保护的市场化运营模式
2002年编撰的《中华人民共和国水法》已明确规定,我国的水资源隶属国家所有。虽然法律这样规定,但水资源却只归属国家政府机关,致使水资源所有者利益缺失。使每一份水系资源拥有真正的产权所有人,进行分级处理是解决这一问题的有效方法。水资源的国有资产公司负有相当大的责任,其中如何治理江河水污染、控制水资源环境的2次污染和保护水资源至关重要。这种职责就是要实时监控水环境的变化,也要对已发生污染的水资源及时治理。公司可将这些治理情况实时到网上,让群众监督,也可以向市场拍卖税务污染治理项目。治理污染的资金来源一方面是国家政府的财政补贴,另一方面由包揽水资源进行管理从而获取利益的水公司拨付。我国水资源的治理到现在都没有取得实质性成绩的根本原因就是没有调动群众积极性,如果有群众参与,一切事情都会有事半功倍的效果。治理水资源是利国利民的事情,全民有参与的必要性。可加大治理水资源重要性的宣传力度,争取更多的民众参与其中。
3水资源污染治理与水环境保护市场化运营的意义
进行水资源污染治水管理和水环境保护措施计划十分必要。一方面,中国国情造成独有的水资源特性,这种特性会模糊承担河流湖泊治理环境保护项目的责任,因为如今社会主义市场化的发展要求,会对水资源治理产生消极影响。所以,采用合适的治水模式,达到对水资源的合理使用和有效保护,提高水资源用水率,让水资源真正循环利用,这便是水资源治理与水环境保护市场化运营的意义所在。我国各地水资源分布不均,有的地方水资源丰富,存在水资源浪费现象,而有些地方严重缺水,以至于生活用水都十分困难,这种水资源现状的差异让人们对水资源产生误解。因为用水效率不高,水资源污染严重,水环境保护欠缺,节约水的潜力非常大,却很少有人有这种意识。水资源污染治理与水环境保护市场化运营的有效作用是:
1)保证水资源合理利用,避免水资源浪费的情况发生,促进实现水资源的可持续发展;
1.1水资源开发利用现状2012年,民勤绿洲实际供水量3.14亿m3,其中蓄水工程0.82亿m3,占总供水量的26.10%;外流域调水1.10亿m3,占总供水量的35%;地下水工程1.22亿m3,占38.90%。现状供水以外流域调水和提取地下水为主,总量比上年减少26.80%,地下水平均水位下降0.39m,但水位相对稳定区域面积达1527km2,较上年相比增加951km2。2012年,民勤绿洲总用水量3.14亿m3,其中工业用水量0.20亿m3,占总用水量6.40%;农田灌溉用水量2.67亿m3,占85%;林草用水量0.10亿m3,占3.20%;城镇生活用水量0.07亿m3,占2.20%;农村生活用水量0.10亿m3,占3.20%,用水结构见图2。与上年相比用水总量减少约26%,农业仍是主要用水部门,但经压缩灌溉面积,实施节水改造工程,使用节水新技术,农业用水减少较多。
1.2用水水平及用水效率分析实施治理后民勤绿洲用水效率逐步提高,生产用水定额进一步降低,生活用水水平稳步提升。绿洲人均用水量自2005年的1549m3下降到2012年的1134m3,下降约27%;万元GDP用水量自2005年的1957m3下降到2012年的1462m3,下降了25.30%;万元工业增加值用水量自2005年的132m3下降到2012年的104m3,下降了21.20%;农田综合灌溉亩均用水量自2005年的762m3下降到2012年的420m3,下降了44.80%;以上数据说明民勤绿洲用水水平及效率在不断提高。民勤绿洲用水水平及效率虽然在不断提高,由于受自然条件、行业经济发展模式及经济发展水平的影响,与全省相比,还有一定差距。民勤绿洲人均用水量超过了全省平均水平,人均GDP、单方水GDP均低于全省平均水平,万元工业产值用水量均高于全省平均水平;农田灌溉亩均用水量和全省平均水平相比较高,现状年民勤绿洲与全流域及全省全国的用水水平指标比对见表1。
1.3水资源开发利用现状评价通过民勤绿洲水资源开发利用现状分析并结合其利用特点,提出十项指标对民勤绿洲水资源开发利用现状进行综合评价,结果见表2。民勤盆地水资源开发利用率大于100%,已处于开发利用失衡状态;人均年用水量约为人均水资源量的两倍,说明水资源重复利用率高和地下水存在轻微超采现象;从水资源利用消耗率和农村耕地面积灌溉率,可以看出,水资源消耗量大于可利用水资源总量,水资源量欠缺、节水有待加强;红崖山水库水质不达标,需要强化治理。但总体来说,较上年水资源供需矛盾有所缓解,水资源趋于合理化利用,用水效益和效率均有提高,而且民勤盆地大滩、双茨科漏斗中心区域面积124.60km2,比2010年减少4km2,漏斗中心水位上升0.26m,可见民勤地下水位下降趋势已基本遏止,地下水超采得到了控制,生态环境正在逐步恢复。
2民勤绿洲水资源开发利用中存在的问题
经过区域内各级政府和广大群众的不懈努力,2011年民勤蔡旗断面过水2.80亿m3,民勤盆地地下水开采0.89亿m3,西营河向民勤专用输水渠连续3年超额完成地表水量调度任务,近期治理目标已全面实现。2012年民勤蔡旗断面过水3.48亿m3,民勤盆地地下水开采0.86亿m3,干涸了51年的青土湖连续三年形成了3~15km2的人工季节性水面,远期治理两大约束性指标也提前8年实现。通过治理,加快了区域农业产业结构调整和灌区节水改造工程实施,不断完善水资源配置体系,地下水位开始回升,绿洲生态系统逐步恢复,促进了人与自然和谐相处,治理效果显著。在此基础上,为加快后期治理步伐并提前实现规划远期目标,流域提出将后十年的治理任务集中在前五年完成并编制《石羊河流域重点治理规划调整实施方案》,经水利部审查同意,国家发展改革委员会也已批复。民勤绿洲治理取得了重大阶段性成果,虽然还存在水资源总体缺乏、地下水补排不平衡问题,相信在调整之后会一一解决,本文就后期水资源利用和治理中容易产生和存在的一些问题,主要提出以下几点:
2.1流域治理节奏较快,巩固治理成果任务艰巨由于规划实施步骤调整,原规划中对2020年预测的社会经济发展指标及制定的水资源配置方案发生巨大变化,已不能适应新形势下民勤绿洲经济社会的可持续发展,况且治理节奏加快,将原计划十年的治理任务于五年内完成,时间缩减任务量剧增,治理难度加大。水资源情势变化复杂,动态难以及时摸清及时控制,更容易导致实际工作难以落实到位、跟不上计划调整进度,影响整体实施,可见,巩固治理成果任务艰巨。
2.2水量水质调控不同步,节水治污有待加强水资源治理不仅是水量治理还包括水质的治理,目前民勤绿洲有外流域调水、西营专输水工程,新增民勤输水渠改建及调水延伸工程,水资源量紧缺问题大大缓解;据2011年石羊河流域水资源公报,民勤盆地水质恶化严重,红崖山水库矿化度年均0.40g/L,全年在0.20~0.76g/L之间,由2010年的Ⅲ类水降为Ⅳ类水,变化明显且有污染加重的趋势,说明水资源治理存在重水量轻水质的不同步问题,而有量无质或有质无量的水都会再次加剧水资源危机、生态恶化。目前民勤绿洲主要依靠外流域调水和开采地下水供水,农业、工业、生活节水、治污力度不够,有待广泛推行各种新型技术工艺设备并全面普及使用,增强整体治理效果。
2.3水资源管理体制不健全,运行机制不完善水资源统一管理与调度涉及到的各方利益调整极为复杂,限于灌区间局部利益关系,管理中的一些突出问题很难解决,理论上提出和制定的各种管理办法及利用方案,由于各级部门责任分工不明确具体,存在相互推诿现象,水资源统一管理困难重重。没有将市场机制引入水资源管理体系,建立与民勤绿洲社会主义市场经济体制相适应的水资源运行机制,为促进区域内水资源的高效合理利用,应当逐步健全并完善与之统一的水资源管理体制机制。
3民勤绿洲水资源持续利用的对策措施
3.1基本思路立足本区域及外调水资源,以生态保护与改善为根本,以水资源的统一管理与调度、合理配置与利用为核心,工程措施与非工程措施相结合,区域治理与流域综合治理相结合,生态效益与经济效益兼顾,全面推进节水型社会建设,统筹规划水资源,协调好“三生”用水,提高水资源利用效率和效益,遏制民勤绿洲生态系统恶化趋势,实现水资源的可持续利用,支撑经济社会的可持续发展,达到人与自然和谐共处。
3.2对策措施
3.2.1优化和科学实施调整方案,落实后期治理任务近期治理目标实现后提出了调整规划实施步骤,以调整后的实施方案为依据,研究制定新条件下的水资源利用模式及配置方案,认真总结近期治理经验,尽可能地细化明晰治理目标和实施进度,强化对治理进度、实施效果的跟踪、监测和评估分析,及早发现问题及时解决,优化和科学实施调整方案,坚定不移地落实后期治理任务,巩固近期治理成果,防止治理反弹,确保目标任务按时实现。
3.2.2水量水质齐抓,开源节流并举在解决水量问题的同时不忘齐抓水质治理,结合整个流域的综合治理,加强水源区保护,控制污染源,制定水污染防治规划,严格新建项目污染物排放总量审批,采取污染物总量控制考核和排放收费制度,保护水库水质,逐步改善河流水质,遏制水质恶化趋势。寻找新水源,兴建新型水利工程,对被视为民勤绿洲的生命工程的红崖山水库实施加高扩建工程,增加有效库容、提高调节能力;重视节流工作,总理曾在视察民勤工作时中提到节水是关键,开源节流并举,科学合理地调配水资源,利于更好地实现远期治理目标。
3.2.3落实最严格水资源管理制度,深化水权制度改革按照实行最严格水资源管理制度的要求,健全管理措施,完善管理制度,建立水资源管理责任制与考核制,实现责任到位、措施到位,强化取水许可管理、加大水资源费征收力度及执法监督力度,落实“三水”联合调度制度,对水资源进行统一规划、统一配置、统一调度及统一管理;继续深入推进水权制度改革,大力开展水权交易,积极培育水市场,实行超定额累进加价的阶梯式水价管理办法,充分发挥价格在水资源配置中的杠杆作用,确保远期目标如期完成与工程效益早日发挥。
3.2.4继续推进节水型社会建设民勤绿洲治理的根本措施是节水型社会的持续深入建设,关键在于制度建设和体制创新。进一步完善各项制度,增强群众节水意识,形成以“总量控制与定额管理”为核心的“政府宏控、市场引调、民主协商、公众参与”的水资源管理机制,大力推行“设施农牧业+特色林果业”的主体生产模式,破解“结构性缺水”命题,加快水资源配置保障工程建设,完善区域水资源科学配置工程体系,加大重点治理的资金投入与政策支撑力度,全力推进高效节水防污型社会建设。
2完善水资源管理制度创新的法制建设
在进行水资源管理制度创新的过程中,必须加强对相关法律体系的建设,加快水资源管理制度的法制化进程。提高政府和水利部门管理人员的法律意识,增强其法律意识和法治思维能力,使水资源管理制度创新能够有法可依,使创新制度的执行力得到大幅度的提升。水资源管理制度创新需要提高社会参与度,在市场经济的调节作用之下,对水资源进行优化配置,提高水资源的利用效率,使水资源管理朝着市场经济方向发展。广泛的社会参与可以使水资源管理制度的创新得到更加全面的落实,提高全民的节水意识和水资源保护意识,使水资源管理成为全民的责任。
3对监督体系和考核制度进行创新
水资源管理制度的创新需要建立全新的监督体系和考核制度,全面、科学、系统地对水资源管理工作进行监督和考核,并制定相应的奖惩制度,有效激励水资源管理工作的实施和节水工作的开展。创新的监督体系需要对水资源管理的各项管理制度进行监督,通过不同的监督形式,对不同领域的水资源管理工作进行监督。对水资源管理成果和管理的决策者进行考核,通过制度创新对水资源环境代价进行严格的控制,将决策者的政绩加入到考核体系之中。水资源管理制度创新需要对管理责任进行明确的划分,并建立相应的奖惩制度,对制度实施起到十分关键的激励作用。
1.2分析范围及论证范围团山水库分析范围为石梁河全流域(流域面积239km2)及受水区绥阳县中心城区退水所涉及的洋川河全流域(流域面积126km2),共计365km2;取水水源论证范围为石梁河团山水库坝址以上流域(流域面积14.7km2);取水影响论证河段为团山水库库区河段(河长约2.84km,库区面积约0.42km2)、团山水库坝址至石梁河河口区间河段(河长25.3km),共计河长28.1km;退水影响范围主要为洋川河绥阳县城污水处理厂退水口至下游河口区间长9.7km河段。
1.3区域水资源状况及其开发利用分析分析范围内主要河流有团山水库所在河流石梁河、工程受水区绥阳县中心城区退水所涉及的洋川河。石梁河系芙蓉江右岸一级支流,属长江流域乌江水系,全流域面积239km2,主河道全长32.2km,主河道加权平均坡降为11.9‰,流域形状系数0.231,多年平均径流量15000万m3。洋川河系洛安江左岸一级支流,全流域面积126km2,河长28.9km,主河道平均比降11.8‰,流域形状系数0.151,多年平均径流量7900万m3。分析范围内已建成灌溉水库工程2处,小型引水灌溉工程42处,提水灌溉工程30处。灌溉面积22182亩(其中水田20339亩,旱地1843亩)。分析范围内水资源总量22900万m3,现状开发利用水量1786万m3,水资源开发利用率7.80%;耗水量1079万m3,占水资源总量的4.7%。分析范围内水资源开发利用程度一般,水资源具有一定开发利用潜力,为促进区域经济发展,有条件和必要对石梁河水资源进行进一步的开发利用。
1.4取用水合理性分析城市生活用水方面:绥阳县城市生活用水量预测主要根据《室外给水设计规范》(GB50013-2006)采用分类预测法进行预测,远期规划水平年(2030年)采用180L/(人•d);供水管网损失10%;未预见水量按10%考虑;水厂自用水量按总用水量的5%计。由于县城工业用水单独考虑,故上述所取定额符合一般城市生活用水规律。农田灌溉用水方面:根据当地灌溉习惯结合现状灌溉渠系实际情况,下游农田灌溉P=80%保证率灌溉用水定额水稻取320m3/亩、玉米56.4m3/亩、辣椒45.9m3/亩、油菜59.3m3/亩基本合理。用水总量控制指标方面:绥阳县现状用水量1.787亿m3,2015用水指标1.812亿m3、2020用水指标1.985亿m3、2030用水指标2.041亿m3,分别比现状增加0.025亿m3、0.198亿m3和0.254亿m3,团山水库供水量仅0.0599亿m3,而且主要是用于绥阳县城生活用水,符合《遵义市实施最严格水资源管理制度指标方案》对用水总量控制指标的要求。
1.5取水水源论证团山水库坝址以上流域面积14.7km2,多年平均径流量922万m3,经长系列调节计算,团山水库坝址处流域水资源量可满足团山水库设计供水量599万m3/a(P=95%城市供水588万m3/a、P=80%农田灌溉用水10.8万m3/a)的要求。至规划水平年(2030年)上游流域内用水较现状增加耗水量仅占来水量的0.03%。因此,团山水库工程取水在水资源量方面是可靠的。根据坝址河段水样水质检测结果,现状水质能满足集中式供水水源地和农田灌溉水质要求。取水口以上流域内无工矿企业,主要污染源为少量农田灌溉用水退水,农村生活用水基本无退水,今后水质下降的可能性不大。取水口以上流域今后将划为水源地保护区,农田灌溉用水退水量将进一步削减,同时严禁新设排污口等活动,取水水源水质可得到保障并有改善的可能。取水口河段具备成库建坝的地形地质条件,同时取水口的设置也能够满足水库泥沙淤积需求和取水量的需求,且坝址下游农田灌溉用水今后由团山水库生态放水管一并下放,管道尺寸满足放水要求,取水口设置合理可行。
1.6取水和退水影响分析团山水库取水对区域水资源量虽有一定影响,但按多年平均径流量的10%(0.029m3/s)下放生态流量,对区域水资源及下游河道的生态影响较小。水库下游有农田灌溉工程,灌溉设计流量为0.021m3/s,下游灌溉用水量由生态放水管统一下放,对下游农田灌溉取水影响不大。同时,建议在初蓄期积极引导灌区群众进行适度水改旱,尽可能减少灌溉用水量,确保水库尽早正常蓄水,正常发挥效益。团山水库工程在建设期其污废水按退水处理方案处理达标后排入石梁河,坝址河段枯季情况下接纳排放的污废水后悬浮物(SS)、五日生化需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)浓度均小于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ类水质要求。施工期对河道水功能区造成一定影响,但该影响将随着施工的结束逐渐减弱直至消失。运行期影响较大的绥阳县中心城区城市用水退水。退水影响的洋川河属“洛安江绥阳遵义县保留区”,由于纳污河流洋川河退水口来水量较大,只要对城市用水产生的污废水处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)“一级标准A标准”后排放,退水对水功能区的影响较小,加之影响河段无其他用水户取水,故绥阳县中心城区城市用水退水对水功能区和第三者的影响不大。
1.7水资源保护措施项目建设过程中,要对生产废水和生活污水采取有效措施处理后达标排放,严禁将污废水直接排入河道;作好水土保持工作,对弃渣进行妥善处理,对项目施工造成的地表恢复植被[6]。对水库大坝、泵站及库尾河段进行水质监测,遇异常情况要查明原因并报告当地水行政主管部门,同时停止供水并采取措施即时解决。水库蓄水前,必须对淹没区进行库底清理,以免蓄水后淹没区内植物腐烂、农厕中粪便等造成二次污染。水库管理站修建化粪池处理生活污水,污水经处理后用于浇灌农田和绿地,生活垃圾拟与当地生活垃圾一同处理。加大水土保持工作力度,植树种草、对库区25°以上坡耕地实行退耕还林、坡改梯等水保工程,缓解库内泥沙淤积,逐步恢复库区库周生态环境的同时,提高水库自身运行年限。合理安排水库蓄水计划,通过下泄一定流量等措施来减小水库蓄水和运行对下游河段生态环境和农田灌溉的影响。建立一个自上而下的水资源保护领导小组,主要负责水库在运行过程中,实施水资源保护的领导、管理和监督实施工作。配合涉及县、乡、村对负责范围内水资源保护措施实施情况进行监督管理,搞好工程水资源保护工作。
一、 在“水权与水市场”研究中不应自设禁区
在“水权与水市场”讨论中,许多同志认为,国有水资源的所有权是丝毫不能改变的,无论是何种情形下的水,其所有权都是国家的,不能进入市场,人们仅有使用权而已。
这点反映在许多同志的文章中。如江西省水利厅刘政民认为,在水资源国家所有的体制下,水权的中心问题只是水资源的使用权问题。讲建立水市场、水资源的交换或者交易,实际上是使用权的交易,不是所有权的交易[1]。学者胡鞍钢、王亚华认为,我国水资源实行国家所有……通常所说的水权实际上指的是水资源的使用权,或者说是用水权[2]。浙江省水利厅张金如认为,由于水资源国家所有的特定性,一般来说,水资源所有权是不能转让的。水权转让实质是转让水资源使用权及其派生的权属[3]。学者姜文来认为,水资源所有权永远属于国家或集体,这是法律强制的结果。所以,水资源市场中水资源所有权是不变的[4]。还可以举出许多,总之,表述不尽相同,意思大致一样,即认为水资源属国家所有,水的所有权都不能进入市场。
也正是在这自设的前提下,许多同志将眼光投放在水资源使用权上,要象设置土地使用权制度那样来建立水资源使用权制度,要将取水许可改为水资源使用权,就成了顺理成章自然不过的事。可是,在这过程中又忽略了国家已经在《民法通则》中将水资源的使用权从水资源所有权中分离出来成为水面(域)使用权这个事实,忽略了取水时水是动产,而在动产上不能设定使用权这条民法原理,而且这样的使用权理论也无法解释现实中取水者实际处分水的事实(现象),因此,就遇到了难以逾越的障碍。
然而,我们要问,这自设的前提成立吗?这是问题的症结所在。现实是:计划经济时代的国有观念束缚了人们的思想,影响了其对市场经济体制下产权制度变革和水权发育的感知,实际上这是人们画地为牢,自设禁区,自己禁锢了自己。
二、水资源的所有权能否向市场主体转移?
水资源属国家所有,水的所有权真的都不能进入市场吗?答案是否定的。我国的社会主义市场经济体制强烈呼唤着水的所有权进入市场,其不但需要水资源产权中的他项权利——水面(域)使用权的流转,更需要在水的所有权流转过程中,通过厂商、市场主体追求利益最大化,提高水资源的利用效率,实现资源的较优配置,而只要顺应客观需求在制度上稍作安排,水的所有权就可以进入市场。诚然,《民法通则》第八十一条中有“国家所有的矿藏、水流……不得买卖、出租、抵押或者以其他方式非法转让”的规定,但这规定指的是水流(即江河)不得转让,水流是整体概念,还包含有承载体——土地空间的成分,是从整体上说,法律并未规定水流(江河)中的水不得转让。由于自然界的水是可再生资源,因此水流(江河)不得转让,不等于说水也不得转让,也就是俗话说的,江河不能卖,不等于河水也不能卖,牛不能卖,不等于牛奶也不能卖,这二者是有根本区别的,应该容易理解。而且同一条规定中,对不得转让的矿藏,也有可由公有单位和公民开采的规定,单位和公民通过开采即可获得矿产品(后文有详细分析),显然,不得转让是指整体而言。当然,这规定也提醒我们取水的时候,必须保证江河不断流,这也是法律的要求。改革开放以来我国产权制度的变迁历史,尽管这过程缓慢,仍然在这方面向我们揭示了光明的前景。
其实,水资源中部分水的所有权在现实生活中已经千百次地实践着从国家向市场主体转移的过程,黄河沿岸农民取水浇地,水经农民的手“没了”的事实,无可辩驳地说明了这一点,而且人们也早就接受了商品水的事实。我们现在要做的不过是予以承认并加以理论化,在制度上明确而已。
什么是商品,某种意义上说,商品就是在市场中转移所有权的物品,所谓商品交换,实质上是商品所有权的交换。所有权不能转移、交换的是不能称为商品的,如我国的土地至今未被称为商品,尽管其使用权可以依法转让。承认了商品水,实质上就承认了水的所有权在市场中可以转让、流通的事实。一方面承认水的所有权可以转移、交换,另一方面又不敢面对水的所有权转移、交换的事实,硬要将使用权分离出来,让使用权去进入市场交换,这就是部分同志主张的实际状况,所以说,那些同志的主张实际上是自相矛盾的。董文虎文章中的这一段话:在水市场中水资源水权永远是国家的,不宜使用“买断”的做法,只有水工程的产权或水利工程所供之水的水权可以买断[5],最明白不过地反映了这种矛盾状态。
按照目前的法律框架,农业集体经济组织所有的水库、水塘中的水的所有权属于集体,连同水库一起,从理论上说,要进入市场已无障碍,因法律并未禁止,产权也明晰,依照市场法则进行即可。水资源中的国有部分,进入市场的途径显得模糊些,需从制度上作出安排。在这个问题上,提请同志们将眼光稍稍放远一些,看一看同样是国有的矿产资源是如何成为企业的矿石、百姓家中的煤块,同样是国有的森林资源是如何成为各种市场主体手中的林木和木材,这之间的转化是如何实现的。常识告诉我们,企业、百姓、各种市场主体,他们对掌握在自己手中的矿石、煤块、林木和木材享有最终的处分权,即是有着实实在在的所有权的,绝不仅仅是只享有使用权。经过分析与研究,我们发现矿产、森林这两种资源的转化是通过二条不同的路径实现的,国家对这两种资源的产权流转设置了不同的制度。
1986年颁布的《民法通则》对我国的产权制度作了一些原则性的规定,对形态为不动产的国有资源如土地、森林、水面、矿藏等设定了使用权制度,从此便拉开了我国产权制度改革的序幕。虽则上演在中华大地上的这出波澜壮阔的剧目演绎得让人感到沉重,仍在艰难而又顽强地进行着。
先从矿产资源谈起。《矿产资源法》第三条规定:矿产资源属于国家所有。《民法通则》第八十一条规定:国家所有的森林、山岭、草原、荒地、滩涂、水面等自然资源,可以依法由全民所有制单位使用,也可以依法确定由集体所有制单位使用,国家保护它的使用、收益的权利;使用单位有管理、保护、合理利用的义务。国家所有的矿藏,可以依法由全民所有制单位和集体所有制单位开采,也可以依法由公民采挖。国家保护合法的采矿权。
根据以上规定,全民所有制单位和集体所有制单位以及公民依照法定的程序可以取得矿产资源使用权,即采矿权,也有人称之为矿山使用权。这时候,权利主体得到的是矿产资源使用权(采矿权),不是矿产资源本身。尔后,矿产资源使用权(采矿权)权利主体行使使用权(采矿权),即开采矿山后得到矿产品,矿产品作为权利主体行使使用权(采矿权)后得到的收益,为权利主体所有而发生所有权的转移。这样,国有的矿产资源便通过矿产资源使用权(采矿权)权利主体行使使用权(采矿权)后获得收益而转化为权利主体所有的矿产品,由此进入了市场,继而经过市场交换,最后成为工厂里炼铁的矿石、百姓家烧饭的煤,完成了国有矿产资源中矿产品所有权向市场主体转移的过程,实现了国有矿产资源的价值。市场主体为此付出了向国家缴纳采矿权使用费、采矿权价款、资源税、矿产资源补偿费等代价。
国有水资源中部分水的所有权是否也可以参照上述方式向市场主体转移呢?《民法通则》第八十一条对国有水资源也设定了使用权制度,将水资源所有权中的水资源使用权分离出来成为水面(域)使用权。能不能把水的取得看成使用水面(域)的收益呢?由于使用水面(域)与水的取得之间没有上述行使采矿权与得到矿产品之间的那种必然的逻辑联系,而且取水与使用水面(域)之间存在极大的差异性,实际上是二类不同性质的用水,显然行不通,因此,国家又设置了取水许可制度,将使用水面(域)与取水这二类不同性质的用水区别处置。
目前,在推进水资源使用权制度的改革方面仍大有用武之地,我们对于水资源使用权的关注应该从这方面用心。水面(域)使用权,不但应该在《水法》中加以明确,还需要根据不同的使用方式对其加以扩展,将其扩展成水运权(包括航运权、竹木流放权)、渔业权(养殖权、捕捞权,《渔业法》已作规定)、水能权(发电权)等,并在此基础上参照土地使用权和土地承包经营权的流转制度制定上述权利和承包经营权的流转制度,以满足生产、生活需要,满足市场经济中产权流转的需要,发挥水资源的效益。2001年10月颁布的《中华人民共和国海域使用管理法》中关于海域使用权的规定与水面(域)使用权何其相似乃耳,对有关水面(域)使用权的立法来说,不啻是一个绝妙的参照体
至于取水方面,就需要考虑采取什么改革措施来实现国有水资源中部分水的所有权向市场主体转移的问题。国有森林资源最后转化为各种市场主体手中的林木和木材的事实,给我们提供了最好的样板。当然,我们还可作另一种设想,即是将取水作为水面(域)使用权的一种特殊表现形式,那么,行使水面(域)使用权(即取水)后得到的水作为行使使用权的收益为取水者所得,水的所有权也就从国家向取水者转移了,就如同采矿权权利主体行使采矿权后得到矿产品那样,水的所有权也就可以通过这样的途径进入市场。余下的问题是:把取水作为使用水面的特殊形式在理论上能否说通,能否作出正确、圆满的表述。如果真能作出完满解释的话,这倒不失为一种好的选择,有赖同志们开动脑筋,发挥智慧。不过,无论通过哪一种选择,最后实现的目的仍然是让水的所有权进入市场,尽量减少束缚,满足市场经济中产权流转的需要,并非如许多同志说的那样是使用权的交易。 三、国有水资源中部分水的所有权如何向市场主体转移?
《森林法》第三条规定:森林资源属于全民所有,由法律规定属于集体所有的除外。同样地,国家在《民法通则》第八十一条中对森林资源也设定了使用权制度。根据这条规定,全民所有制单位和集体所有制单位依法对国家所有的森林享有使用权,享有使用、收益的权利,负有管理、保护、合理利用的义务,森林的所有权仍属于国家;公民、集体依法享有对集体所有的或国家所有由集体使用的森林的承包经营权。现实中权利主体通过行使森林使用权而获得部分林木、木材的所有权应是题中应有之义,不过,从这规定本身,还看不出国有森林中的林木所有权如何向市场主体转移。
1998年修订《森林法》时,国家在产权制度改革方面迈出了极为关键的一步,尽管未在现行自然资源产权制度创新中引起轰动,但对其所昭示的方向和意义怎么评价都不为过。可以说,其开创了国有自然资源直接向市场主体转让的先河。
请看修改后的《森林法》第十五条规定:下列森林、林木、林地使用权可以依法转让,也可以依法作价入股或者作为合资、合作造林、经营林木的出资、合作条件,但不得将林地改为非林地:
㈠ 用材林、经济林、薪炭林;
㈡ 用材林、经济林、薪炭林的林地使用权;
㈢ 用材林、经济林、薪炭林的采伐迹地、火烧迹地的林地使用权;
㈣ 国务院规定的其他森林、林木和其他林地使用权。
依照前款规定转让、作价入股或者作为合资、合作造林、经营林木的出资、合作条件的,已经取得的林木采伐许可证可以同时转让,同时转让双方都必须遵守本法关于森林、林木采伐和更新造林的规定。
除本条第一款规定的情形外,其他森林、林木和其他林地使用权不得转让。
具体办法由国务院规定。
根据以上规定,国有的、集体的森林资源5类森林中的3类森林、林木和林地使用权,在不得将林地改为非林地的条件下可以依法转让(注意:这里规定的3类森林可以依法转让,显然指的是森林所有权的转让),也可以依法作价入股或者作为合资、合作造林、经营林木的出资、合作条件;与此同时,已经取得的林木采伐许可证也可以转让,转让的双方都必须遵守关于森林、林木采伐和更新造林的规定。
在这条规定里,法律并未对转让对象作出限制,这就明白无误地告诉我们,国有森林资源中3类森林的所有权可以向市场主体转移。这个事实以最权威的方式向人们证明“公有资源(或稀缺资源),其所有权和使用权必然是分离的”观点是错误的,同时也向人们证明了国有自然资源的所有权也并不是绝对不能进入市场。既然在国有森林资源中可以实现的事,为什么不能在国有的水资源中实现呢?答案显然是肯定的。因此,我们完全可以效仿《森林法》,顺应客观需求在《水法》中作出水资源中部份水体可以依法转让的规定,那么,许多问题就迎刃而解了。“三家村”说过一个故事:放下即实地。用来比喻,甚为贴切。
在具体操作中,可以与现行的取水许可制度结合共同运作。现实中,社会成员根据国家关于取水许可的规定,在取用着国家的水资源,消耗着国家的水资源,如灌溉、城市和乡镇供水、工业供水等行业,也就是在事实上处分着国家许可其取用的水——在这过程中分明存在着水的所有权的转移,只是国有水资源中的部分水的所有权是在哪个环节转移,成为市场主体的水的所有权,不明朗。从目前来看,似乎是缴交了水资源费、取水后,取水者就取得了水的所有权,取水者就可以占有、使用、收益和处分所取得的水了,因此,转让制度的设置就应该在这一环节考虑,使国家所有的水资源有偿成为取水者所有的水。
在水资源有偿转让方面,可参照国有矿产资源、森林资源有偿利用的收费(税)办法,确定水资源有偿转让的税、费制度。现行的水资源费制度存在着明显的缺陷,需对其作修正、完善工作,属何性质,应该明确,征收范围更应从全国统筹考虑。张范认为,《水法》规定水资源属于国家所有,而现行的水资源费是地方政府征收,不纳入中央收入,也就是说,水资源费不是水资源真正产权的价值补偿[6]。此说不无道理。
汪怒诚部长认为,资源水价是水价组成中最重要、最活跃的部分[7]。这个结论产生于水资源的可持续利用和社会公平原则的内在要求。为更好地体现这一点,可参考台湾地区水资源局“考量包括丰水期、枯水期等时间因素,北中南三地的地区因素,地面水和地下水的取水水源及公共给水、农业、工业、水力发电的用水标的等因素,配合不同水源的不同的外部成本,研拟出适当水权费率”的办法[8],制定我国的水资源费率,因时、因地、因量而异征收,并根据地方财力确定中央、地方分成办法。关于水资源的法律制度,台湾地区与大陆不同,其在所谓《水利法》中直接规定了“水权”的定义,规定“水权”是指“依法对于地面水或地下水取得使用或收益之权”,亦未设置水面(域)使用权制度,不过,其制订水权费率的办法值得借鉴。
四、结语
以上围绕着回答国有水资源中部分水的所有权能否进入市场的问题,对我国水资源产权制度(内容可参阅本人《试论我国的水资源产权制度》)中各项权利的市场准入和制度创新问题作了粗略的素描。这是在不突破现有法律框架情况下的难度较小、成本较低的举措。若要突破,另当别论。总的看来,集体所有的水体的转让已无障碍;国有的水资源的转让制度呼之欲出;国有水面(域)使用权及承包经营权有待扩展成水运权、渔业权、水能权等,其流转制度亦有待参照土地使用权的流转办法制定。由于我国的市场经济体制还处于转型期,水权的发育亦仅处于初级阶段,人们对它的认识尚为肤浅,因此,还有待每一位社会实践的参与者破除迷信,解放思想,探索社会主义市场经济条件下产权流转的规律,总结改革实践中发生、发现的新事物、新视角、新观点、新理论,并加以提升,以促进水利事业蓬勃向前发展,实现水资源的可持续利用和社会进步。
参考文献
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[3]张金如。对水权转让的几点思考。中国水利报,2001-04-21(3)。
[4]姜文来。水权与水市场初论水资源市场。见:水利部政策法规司。水权与水市场(资料选编),2001。
[5]董文虎。再析水权、水价、水市场。水利发展研究,2001,(6)。
2系统设计思想
遵循黄委黄河水资源统一管理、水量统一调度、总量控制、分级管理、分级负责和系统科学先进、经济实用的原则,立足于现有黄河广域网系统和无线接入通信网系统,实现黄河水资源调度管理的远程监测与控制,确保黄河水调控制断面下泄流量不低于控制指标;根据黄河可供水量指标和引黄用水单位需水量,实现黄河水资源订单供水网络化管理,实时调配各个控制河段之间涵闸引水流量,达到可供水量的优化配置、合理调度;同时提高涵闸监控管理自动化水平,实现流量及预付水费水量自动控制、超量引水自动报警提示与调控,以及远程控制涵闸运行安全保护等功能。
2.1系统设计的科学性、先进性
以先进的调度系统,科学的调度手段作保证,提高水量调度的科学性、合理性、时效性:
1通过黄河计算机广域网、黄河通信系统和公网资源,实现对涵闸运行状况、运行参数的远程实时监测与监视;
2根据控制权优先级原则,实现对涵闸运行分级限权远程控制管理;
3改善涵闸管理条件,提高涵闸自动化管理水平;
4通过电子地图、电子表格,直观、动态、实时显示涵闸运行参数和运行状态,达到决策可视化效果;
5实现黄河订单供水申请、审批和引水的网络化管理;
6根据订单批准水量和预付水费水量,实现计算机自动控制引水;
7预留多种扩展接口,可以随时添加其他功能的传感器;
8系统具有较强的兼容性,可直接与有关控制中心网络系统联网,实现资源共享。
2.2系统运行的可靠性、安全性
系统的设计,充分考虑了涵闸本身的安全性、计算机网络和通讯系统的特点、以及水位、天气、人为等其他因素对系统的影响情况等,建立了自动报警系统,确保涵闸运行和远程控制万无一失。同时,系统数据的采集、分析、整理、存储、查询,也充分满足了实时监测和远程控制的需要。
2.3系统开发的兼容性、共享性
系统设计和所采集的数据资源具有良好的开放性和兼容性,能够较好被其他相关网络系统查询和应用,实现水量调度资源的共享、共用,从而提高资源的利用效率。系统开发研制具有前瞻性,充分考虑系统的扩展和升级,始终保持系统的科学先进特点。
3系统研制的主要内容
建设黄河水资源管理调度监控指挥系统。该系统包含市河务局指挥中心、各县河务局监控中心、涵闸监控站。市、县河务局中心主要包括监控计算机、打印机、管理软件和大屏幕投影设备,涵闸控制站包括监控设备、安全保护装置、计算机、运行软件和远程通信系统。市河务局指挥中心通过黄河广域网与县局监控中心联网,县局监控中心通过无线接入通信系统与前端控制站连接,从而实现对涵闸运行状态和运行参数的远程实时监测与控制,实现对黄河水资源订单供水的网络化管理。
4系统工作原理
前端闸位控制器、信息显示屏、水位传感器、电压、电流传感器分别有1片单片机与涵闸监控站的计算机通过4芯电缆实现远程多机串行通信。闸位控制器通过霍尔器件实时记录闸位变化,通过继电器等功率器件控制启闭电机,通过单片机与计算机通信,实现远程监测与控制。水位控制器实时采集闸前水位,并发送给计算机。计算机根据闸位、水位高度查找流量曲线,得到流量,并把闸门启闭高度、闸前水位和流量数据发送到闸房内的信息显示屏和远端控制计算机。县河务局的计算机通过调制解调器与涵闸值班室的计算机通信,市局计算机通过黄河计算机广域网与县局计算机通信,从而达到获取涵闸运行状态信息数据与远程监测控制涵闸的目的。当闸前水位抬高,引水流量超过批准引水流量时,系统报警提示并自动调控。当水闸升降到设定的极限高度,接触到限位开关,自动切断涵闸电源,闸门停止升降。当涵闸降落过程中遇到障碍物,克服一定向上顶压丝杠力后,承重弹簧被压缩,接触到行程开关,自动切断涵闸电源,闸门停止降落。闸位控制器、水位传感器均安装备用电源和存储器,在通信中断或没有市电时,系统自动切换到备用电源,单片机仍然正常工作并自动记录闸位、水位,存到存储器里面,待市电和通信正常后再把这些数据自动写入数据库。
5系统综合功能
实现黄河水资源的中央控制、限权管理、分级负责、科学调度、优化配置、实时监督、远程控制之目的,为黄河水资源统一管理、统一调度提供强有力的技术保障:
(1)实时监测。通过黄河计算机广域网和无线接入通信网,进行实时数据传输,各级水调部门实现对其所属供水管理单位执行水调命令情况、涵闸运行状况、运行参数进行远程实时监测;
(2)远程监视。通过闸前、闸室、前端监控站视频采集系统,远程监视涵闸运行过程。
(3)远程控制。根据中央集权和控制权优先级原则,实施分级限权管理,实现调度监控指挥中心的集中控制和上级对下级水量调度实施有效的远程控制与调节。当有权限的计算机控制中心实现对指定涵闸的控制时,该控制中心以下各级子控中心和前端控制站均无权启闭所指定的涵闸;
(4)电子地图、电子表格综合控制。
(5)黄河水资源订单供水网络化管理。县、市局网上申请订单用水指标,上级网上审核、网上下达批准的流量和水量,各级根据分配流量、水量,实时监控下级批准流量、水量引用情况,若引水超过批准指标,系统报警提示,并自动予以调整。
(6)预付水费水量自动控制放水。输入用水户预付水费数额和用水户需水时段,计算机自动计算供水量和平均流量,并在上级分配的用水指标范围内自动控制放水,任务完成后,计算机自动关闭涵闸,并计算出实时水费数额,通知用水单位;
(7)流量自动调整和控制。前端计算机依照市局分配流量,根据闸前水位变化情况,在实际引水流量超过分配流量5%时,自动调整闸门启闭高度,以控制流量不超标;
(8)安全运行保护装置。实现限位保护、断电数据保护、闸门运行(启、闭)异常保护等功能,确保涵闸远程控制安全、有效。
(9)自动报警系统。当引水量达到审批水量、引水流量超过批准流量、闸前水位超警戒水位、涵闸在远程控制中遇到故障,系统自动报警,并采取相应的安全保护控制措施。
(10)水调命令网上公告栏。实现水调命令的网上,提高其实效性。
(11)自动生成、存储、打印各级、各类水资源报表,建立统一、完善、兼容性好的综合信息数据库,便于各级查询和调用。
6系统主要技术指标
(1)工作电压:AC220V;
(2)前端计算机采集存储数据平均间隔时间≤10分钟。
(3)闸位传感器分辨率0.3mm,测量误差≤1mm;
(4)水位传感器测量误差≤5mm;
(5)流量测量误差≤5%;
(6)闸室显示屏显示数据无误差实时显示,闸位、闸前水位精确到厘米,流量保留两位小数。
(7)室外显示屏滚动显示闸位、水位、流量,10分钟变换一次实时数据。
(8)闸门运行异常保护装置在闸门正常启闭时不能出现动作,当闸门运行出现异常时,异常行程≤3mm时切断电源。
(9)断电记忆装置应在断电的同时启动,后备电源能保证停电167h以上用电。
(10)值班室—前端控制器通信速率1200bps,县局—涵闸值班室通信速率9600bps;
(11)县局至前端网络连接中断,30秒钟内自动重拨连接。
(12)系统平均无故障工作时间(MTBF):2000小时;涵闸前端平均无故障工作时间(MTBF):10000小时;
(13)最小维修时间(MTTR):1小时;
(14)工作环境温度:-10~50℃;
(15)储藏温度:-30~70℃。
7系统建设的实施情况
为保证本系统的科学合理、先进实用和安全可靠,我们先后多次组织人员对一些研制安装监测系统的单位进行了考查和学习,并查阅了大量国内外有关资料。在此基础上,应用计算机软硬件技术、先进的电子技术和传感器技术,在原阳县河务局柳园闸进行了“涵闸自动化远程实时监控管理系统”的研制开发。
经过几年来的不断实践和反复试验,并经过不断的完善和提高,2002年3月,体现“数字水调”思想的“黄河水资源管理调度监控指挥系统”的开发、研制、设计和试运行工作全部完成,系统的整体性能和综合控制功能,以及系统的科学性、先进性、安全性和可靠性已完全能够满足黄河水资源统一管理调度的数字化管理需要。
2002年4月29日,河南省科学技术厅组织的鉴定委员会专家对该系统整体运行情况和各项功能进行了现场测试,并在郑州召开了成果鉴定会,经过认真的分析、研究和讨论,鉴定委员会一致认为,“该项成果达到了同类研究国内领先水平,经济、社会效益显著,推广应用前景广阔”。
系统鉴定后,我局已在原阳县黄河河务局韩董庄、柳园、祥符朱引黄闸推广,并投入了水资源调度管理应用,实现了省、市、县河务局对原阳三座涵闸的远程实时监控,在今年的黄河水量调度工作中发挥了积极作用,取得了十分显著效果,达到了系统设计目的。
6月13日,李国英主任等黄委领导在专程考察该系统后指出,新乡市局开发的黄河水资源管理调度监控指挥系统是适应我们现在整个黄河下游目前微波通信条件下涵闸远程监控的一套系统,该系统是具有广泛推广意义的系统,适合黄河下游推广应用。
8社会效益和经济效益分析
,则总的污染损失最后得到第二种模型的目标函数
结果证明这种方法能够有效快速的算出分配水的方案。
一.问题的提出
水利工程建成后,预计2010年年调水量为110亿立方米,主要用来解决沿线20个大中城市的生活用水、工业用水和综合服务业的用水,分配分别为40%、38%和22%。这样可以改善该地区的生态环境和投资环境,推动经济发展。用水指标的分配总原则是:改善区域的缺水状况、提高城市的生活水平、促进经济发展、提高用水效益、改善城市环境。根据2000年的统计数据,各城市的人口数量差异大,基本状况和经济情况也不相同,各城市现有的生活、工业和综合服务业的用水情况不同,缺水程度也不同(如表所示)
二.问题的分析
2.1关于背景的分析
我国是一个水资源短缺且分布很不均匀,南方地区水资源较为丰富,占到全国的80%以上,而处于干旱半干旱的北方地区,水资源十分匮乏,许多学者调研提出要彻底解决中国北方水资源短缺的问题,不需采取跨流域调水,即“南水北调,南水北调工程2002年末正式动工,此举将极大化解北方城市的供水压力,在为工业服务业提供水资源的同时,也将大大提高居民的生活和城市环境,它不仅可以长生巨大的经济效益,而且其长远的社会和生态效益更无法估量。
2.2问题一分析
要综合考虑各种情况,给出2010年每个城市的调水分配指标,使得各城市的总用水量情况尽量均衡,我们考虑让每个城市都能供上足够的水,首先假设110吨全部用来解决这20个城市的用水问题(其中包括生活用水,工业用水及其服务业用水),“尽量均衡”的意思就是说让更需要水的城市多得到供水。由此为了更好的分配110吨水资源我们分别预测2010年的人口,工业情况以及服务业情况,再假设人均生活用水量,万元,服务业用水,万元工业增加值用水,均保持不变,即可预测生活用水,工业用水及其服务业用水的情况,再根据相加求和即可得到该城市总用水量,再根据求权重依次分配。
2.3问题二分析
由于各城市的基本状况和自然条件不同,对相同的供水量所产生的经济效益不同,从经济效益的角度,要注意到,每个城市的工业和综合服务业的发展受产业规模的限制,不可能在短时间内无限制的增长这一特点,我们采用logstic模型进行分析。工业产值及其服务业均可用灰色系统模型进行预测。
三.模型的建立
3.1预测2010年人口的模型
3.1.1模型的假设
1)假设各个城市人口自然增长率保持不变。
2)假设个个城市间人口数相对平衡,相互独立,互不影响。
3.1.2符号说明
1)x(t)为第t年某个城市的人口数
2)r(x)为自然增长率,是自然资源和环境条件所能容纳的最大人口数量。
3.1.3模型的建立
于是有:
(1)
对的一个最简单的假定是,设为的线性函数,即
(2)
设自然资源和环境条件所能容纳的最大人口数量,当时人口不再增长,即增长率,代入(2-2)式得,于是(2-2)式为
(3)
将(2-3)代入方程(2-1)得:
(4)
解方程(2-4)可得:
(5)
3.1.4模型的求解
为了对以后一定时期内的世界人口数做出预测,我们首先根据所给的数据依次求的全部城市的人口数。记为x=x(i,t)为第i个城市在第t年的人口。
将2000年看成初始时刻即,则2001为,以次类推,以2010年为t=10作为终时刻。用函数(5)对表3.1.1中的数据进行非线性拟合,运用Matlab编程得到相关的参数,可以算出可决系数(可决系数是判别曲线拟合效果的一个指标):
3.2预测2010年工业总产值和服务业总产值的logstic模型
3.2.1模型假设
1)工业产值和服务业产值也按logistic模型增长。(经过大量的资料证明工业产值和服务业产值的增长率在前面是逐渐的变大,后逐渐变小这符合logstic模型的增长趋势。)
3.2.3模型的建立
把上面第i个城市第t年的工业产值和服务业产值分别记为I(i,t){industry}S(i,t)[],则把第i个城市的人口增长模型中的x(t)改写成工业总产值和服务业总产值的logstic模型。
3.3综合调水问题
3.3.1模型的假设
1)个城市之间相互独立互不影响。
2)假设个城市人口,工业产值,服务业产值增长率保持不变。人口用水量不随时间变化,工业万元增长用水不变和服务业万元用水不变。
3)水只能一次性利用,不考虑循环利用。
4)个城市都处于缺水状态,都从外地调水,之间并不存在互不调水的问题。
3.3.2符号约定
3.3.3模型一的建立
为了使最大限度的使该地区的经济达到快速发展即
已知生活用水,工业用水以及服务业用水分配时所占的比例0.4,0.38,0.22
所以得
我们将人的生活用水按个城市所占人口平均分配,即
设人均产值为k则
(其中x为工业产值,y为综合服务业产值,rwei人口数)
设第i个城市的人均产值增加为
则
令为第i个城市在第n年的人均产值
(式中的n不是次方,而是第n年的含义)
设c为贫富差距,(一常数)为起初的贫富差距
贫富差距C定义为
为了不使贫富差距拉大我们要求
则得到一个规划问题
目标函数:
然而,我们考虑到居民日常生活用水,工业用水以及综合服务业对水的污染程度有所不同,我们的出了第二个模型如下
五.模型检验及其结果分析
5.1模型的检验
随着时间的增长我们发现人均产值在变小,人民生活用水质量不会差异很多,贫富差距会越来越小。
5.2模型结果分析
结果较为准确,到2010年20个城市工业调水最多的是第20个城市
六.模型优缺点分析
6.1模型的及其不足之处之处
模型一中按城市人口平均分配生活用水,虽然有所不足,但是能化简问题,使问题得到了很好的解决。
模型一可以看成模型二的特例,当很小时,可以忽略。的值要具体分析应用,由于地域不同可能会不一样。
模型没有考虑增速变化的情况,而且没有考虑水资源的循环利用问题,在全国实行科学发展观的今天我相信的值会越来越小。
6.2模型的优点
1)用logstic模型人口,预测工业和服务业较为准确,因为增长率按照时间在降低,就像美国的经济一样,总有一天会出现停滞状态,也就是说增长了最后会变成0,但是不是说绝对的这只是一个阶段的变化而已。
2)本模型考虑了环境污染的问题,用单位体积净化的成本来表述污染的程度,此处为本模型创新之处。
七.模型的改进
7.1关于2010年个数据的预测
可以用灰色系来预测2010年的工业产值及其综合服务业总产值,由于计算复杂所以采用简单的logstic预测。
7.2关于线性规划模型
计算过程中遇到了的的大小,可已经一步修正。
7.3运算运用矩阵
可以用matlab7.0直接求出二十个城市的情况。
参考文献
[1]姜启源等,数学建模(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2003
[2]郑錬,当代数学若干理论和方法[M].上海:华东理工大学出版社2002