水利工程論文-灌溉水源工程改造與發(fā)展摘要：對(duì)中國(guó)水資源情況進(jìn)行了綜合分析！關(guān)鍵詞：灌溉水源改造發(fā)展1水資源緊缺、資源開(kāi)發(fā)進(jìn)入高成本階段1.1中國(guó)水資源緊缺狀況水資源不同于一般礦產(chǎn)資源，它是在周而復(fù)始的水文循環(huán)中隨機(jī)、流動(dòng)、可資利用的水。中國(guó)年均水資源總量約28124108m3，其中河川徑流總量27115108m3，地下水資源8288108m3(含地表水與地下水相互轉(zhuǎn)化重復(fù)計(jì)算的7279108m3)?？偭烤邮澜绲?位，而人均占有量?jī)H2300m3，只相當(dāng)世界的1/4，居第88位。各地年際間降水可差數(shù)倍，年內(nèi)降水極不均勻；尤其是水資源地域分布差異極大，占全國(guó)人口42%、耕地62%的北方干旱、半干旱地區(qū)，水資源總量?jī)H占20%，使得北方地區(qū)已嚴(yán)重缺水。導(dǎo)致水資源緊缺的另一問(wèn)題是全國(guó)年均廢污水排放量達(dá)342108m3，江河、湖泊約82%受到不同程度的污染，嚴(yán)重污染的占30%，城市地表水污染更為普遍，水資源受到極為嚴(yán)重的破壞。農(nóng)業(yè)用水還受到工業(yè)及城鎮(zhèn)居民用水劇增的競(jìng)爭(zhēng)，全國(guó)灌溉用水量在1988年達(dá)到最高值3941108m3，以后逐年下降，至1997年降為3598108m3，占全國(guó)總用水比重也從1949年的97%下降到了70%左右。目前一般年份全國(guó)每年缺水360108m3，農(nóng)業(yè)缺水占300108m3。農(nóng)業(yè)因缺水受旱面積每年平均2670萬(wàn)hm2，糧食減產(chǎn)達(dá)(600800)億kg；全國(guó)近半數(shù)的大中城鎮(zhèn)供水不足，因缺水造成的工業(yè)損失每年約2000億元。缺水還帶來(lái)生態(tài)環(huán)境的迅速惡化，黃河近十年來(lái)多次斷流。長(zhǎng)江中、下游1999年初也出現(xiàn)少見(jiàn)的礙航現(xiàn)象。水資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)，使北方不少中小河流內(nèi)陸化，河水常年污臭，河道淤積，湖泊萎縮，河口淤塞。北方地下水資源的長(zhǎng)期超采，已形成多處大面積地下水漏斗，水井出水量減少，甚至干枯報(bào)廢；由此帶來(lái)較大范圍的地面沉降，京津以南河北平原，開(kāi)采井深從2030m已發(fā)展到300400m，累積地面沉降100mm的面積已達(dá)該地區(qū)面積的55%，遼寧、山東沿海一帶海水入浸已達(dá)千余平方公里，甚至南方的蘇州、無(wú)錫、常州等地也出現(xiàn)地面沉降，面積達(dá)3000km2。全國(guó)總用水量還會(huì)逐年大幅度上揚(yáng)，而農(nóng)業(yè)用水預(yù)計(jì)很難增長(zhǎng)，灌區(qū)水源不足，是灌溉面積萎縮的主要原因之一。我國(guó)水資源的緊缺局面，已成定局，并在繼續(xù)惡化，正成為制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“瓶頸”。1.2我國(guó)水資源開(kāi)發(fā)已進(jìn)入高成本階段水資源量有天然資源量、可利用資源量和開(kāi)采利用量之分。前面涉及的都是天然資源總量，表示我國(guó)水資源的天然稟賦差?？衫盟Y源還與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的實(shí)力、科技水平和資源開(kāi)發(fā)的邊際效益有關(guān)，資源開(kāi)發(fā)應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上可行、環(huán)境允許等條件。美國(guó)的可利用水資源占自然資源的21%左右，日本為27%，我國(guó)這一資源量預(yù)計(jì)為700108m3，占自然資源的25%。這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、相對(duì)的資源量，在一定的經(jīng)濟(jì)與科技水平下，是有限的，不能認(rèn)為水資源取之不盡、用之不竭，盲目樂(lè)觀是沒(méi)有根據(jù)的；但是科技發(fā)展是無(wú)限的，可供人類開(kāi)發(fā)利用的水資源也應(yīng)是無(wú)限的，人類經(jīng)濟(jì)生活總要向前發(fā)展，不會(huì)停滯，過(guò)分悲觀也是沒(méi)有必要的。因而，在水資源開(kāi)發(fā)利用上，發(fā)展科技、發(fā)展經(jīng)濟(jì)才是硬道理。可利用資源在一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下是有限的，超越一定的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境條件的水平，過(guò)分開(kāi)發(fā)就會(huì)出現(xiàn)相對(duì)成本過(guò)大，水資源開(kāi)發(fā)的邊際凈效益變?yōu)樨?fù)值，得不償失。水資源的利用程度可用開(kāi)發(fā)的邊際費(fèi)用來(lái)衡量，分為邊際成本為零、不變邊際成本和遞增邊際成本階段。邊際成本為零即增加水資源開(kāi)發(fā)量，幾乎不增加開(kāi)發(fā)成本，如引洪灌溉，簡(jiǎn)易無(wú)壩引水等。顯然，我國(guó)早已超過(guò)這一階段。不變邊際成本(或低成本)階段，即資源開(kāi)發(fā)成本與開(kāi)發(fā)量成正比，單位資源開(kāi)發(fā)量的成本不變，我國(guó)50、60年代發(fā)展灌溉大致屬于這一階段。遞增邊際成本(或高成本)階段是指新增單位資源開(kāi)發(fā)成本越來(lái)越大，資源開(kāi)發(fā)越多，單位資源開(kāi)發(fā)成本越高，當(dāng)達(dá)到某種開(kāi)發(fā)規(guī)模以后，單位資源開(kāi)發(fā)成本與運(yùn)行管理成本之和可能大于新增單位資源所產(chǎn)生的效益，出現(xiàn)邊際凈效益為負(fù)的情況，得不償失；表現(xiàn)為水資源已近枯竭，或經(jīng)濟(jì)實(shí)力已無(wú)力支撐資源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。水利部在1985年曾作過(guò)分析，當(dāng)時(shí)就已有部分水資源開(kāi)發(fā)工程出現(xiàn)凈效益為負(fù)，說(shuō)明我國(guó)水資源開(kāi)發(fā)已進(jìn)入高成本階段。日本自己評(píng)定已于1975年步入高成本階段，其主要標(biāo)志是資源開(kāi)發(fā)成本大致與灌溉系統(tǒng)的年費(fèi)用(年運(yùn)行費(fèi)與折舊費(fèi)之和)相當(dāng)；其時(shí)，日本的水資源開(kāi)采量占可利用量的75%。美國(guó)水資源開(kāi)發(fā)被認(rèn)為尚處于等邊際成本階段向邊際遞增成本階段過(guò)渡，其相應(yīng)利用量占可開(kāi)發(fā)利用量的69%。我國(guó)的平均情況是開(kāi)采量占可開(kāi)發(fā)利用量的74%，接近于日本水平，高于美國(guó)水平，結(jié)合經(jīng)濟(jì)實(shí)力與科技水平，應(yīng)已進(jìn)入了高成本階段?？紤]到地域的差別，北方水資源開(kāi)發(fā)成本比南方高，抽水灌區(qū)成本比自流的高，所以，北方地區(qū)、抽水灌區(qū)應(yīng)早步入高成本階段。1.3多元化是我國(guó)水資源開(kāi)發(fā)的主要趨勢(shì)一般地說(shuō)，引水較建庫(kù)便宜，用地表水比地下水便宜，水資源開(kāi)發(fā)進(jìn)入高成本階段后，一些原來(lái)認(rèn)為開(kāi)發(fā)成本高的資源或取水方式會(huì)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)合理，出現(xiàn)水資源開(kāi)發(fā)方式與資源種類的多元化。西北的高揚(yáng)程抽水灌區(qū)，在80年代末還有人認(rèn)為劃不來(lái)，現(xiàn)在議論少多了；南方的小型塘堰在大型灌區(qū)修建以后，為了少占地，農(nóng)民平塘、廢堰的不少，現(xiàn)在又開(kāi)始重視與修復(fù)起來(lái)；被棄之不用的微咸水，不少地方已在擴(kuò)大利用；北方地區(qū)的平原水庫(kù)曾被蓋棺定論為錯(cuò)誤的，現(xiàn)在也有些地方開(kāi)始研究其合理布局。目前幾種比較有前途的水資源或水資源開(kāi)發(fā)方式包括：多水源聯(lián)合運(yùn)用，降雨資源利用，回歸水的開(kāi)發(fā)利用，劣質(zhì)水的合理利用，以及全流域水資源涵養(yǎng)與綜合開(kāi)發(fā)等。實(shí)行水資源的多元化開(kāi)發(fā)，是灌區(qū)改造與發(fā)展的首要任務(wù)，以提高灌區(qū)水源的供水保證率(例如由現(xiàn)在75%提高到85%以上)，為灌區(qū)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。2水資源開(kāi)發(fā)方式的發(fā)展2.1大、中、小水源工程的聯(lián)合調(diào)度我國(guó)灌區(qū)的水源工程都有一個(gè)形成過(guò)程，在大型引水樞紐或水庫(kù)建立以前，都依賴于一些小型引、蓄水工程維持部分灌溉面積或低保證率的農(nóng)業(yè)供水，而在建立大型水源工程后，在一定程度上忽視了小型工程的作用。早在60年代中國(guó)提倡的引、蓄、提結(jié)合大、中、小聯(lián)合調(diào)度的“長(zhǎng)藤結(jié)瓜”水資源開(kāi)發(fā)方式，曾經(jīng)在節(jié)約投資、擴(kuò)大灌溉面積方面，起了很好的作用；在水資源日趨緊張的今天，應(yīng)該重新審視、評(píng)價(jià)它的特殊意義。我國(guó)北方引水有“1個(gè)流量灌667hm2(1萬(wàn)畝)”的經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值在世界上也大致如此。然而，南方水庫(kù)、水稻灌區(qū)在考慮到灌區(qū)小型水庫(kù)、塘堰的作用后，卻能“1個(gè)流量灌1333hm2(2萬(wàn)畝)”或更多，這就是“長(zhǎng)藤結(jié)瓜”的作用。這種作用表現(xiàn)為大型骨干工程對(duì)河川徑流的巨大引蓄功能，灌區(qū)內(nèi)小型水庫(kù)、塘堰、洼地能攔蓄地表徑流，并按引蓄結(jié)合、相互補(bǔ)償、揚(yáng)長(zhǎng)避短組織起來(lái)，是一種具有現(xiàn)代資源開(kāi)發(fā)觀念、符合水資源開(kāi)發(fā)規(guī)律、具有1+12的系統(tǒng)效應(yīng)的現(xiàn)實(shí)的系統(tǒng)工程。幾十年的實(shí)踐證明，這是一種成功的開(kāi)發(fā)方式。在新的水資源緊缺形勢(shì)下，要完善這一水資源開(kāi)發(fā)方式，特別要注意以下幾個(gè)問(wèn)題。(1)骨干引蓄工程除險(xiǎn)加固。目前，不少灌區(qū)的主要引水渠首老化損壞嚴(yán)重。僅大型灌區(qū)的667座渠首中，已報(bào)廢或失效的占14.8%，嚴(yán)重老化損壞的占39%，安全性降低，功能衰減，有水引不進(jìn)來(lái)。相當(dāng)數(shù)量的骨干水庫(kù)還是病庫(kù)、險(xiǎn)庫(kù)，中小型水庫(kù)病險(xiǎn)庫(kù)更多，有些水庫(kù)移民問(wèn)題尚未解決好。水庫(kù)建好后，不能蓄水或不敢蓄水，不僅汛期隱患極大，也談不上水資源充分利用。對(duì)水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固，整修好渠首工程，是緩解資源緊缺的首選方案。(2)增補(bǔ)灌區(qū)內(nèi)小型蓄、引水工程。灌區(qū)內(nèi)小型引、蓄工程有三大功能。補(bǔ)充水源，一般南方灌區(qū)塘堰供水量可達(dá)凈灌溉用水量的1/32/5。北方可利用舊河床、低洼地、臨村池塘等蓄水，如果供水生產(chǎn)率提高到12kg/m3，水源緊缺地區(qū)能有1/101/15的水面，一般年份也可提供11.5次灌溉用水，在經(jīng)濟(jì)上還是合理的。配合干支渠引水調(diào)蓄，增加復(fù)蓄次數(shù)等方式，削減渠系用水高峰，增加田間灌水的靈活性；當(dāng)小型蓄水工程與干支渠合理聯(lián)結(jié)時(shí)，可以采用閑時(shí)引水蓄積和接納退水、搜集回歸水，增加小型工程的復(fù)蓄次數(shù)等方式，提高水的利用率。南方灌區(qū)塘堰還可進(jìn)行綜合利用，是停