跨流域水污染范文（精选9篇）
跨流域水污染 第1篇
近年来, 伴随着工业化和城市化进程的不断加快和粗放型经济发展模式的影响, 我国环境污染问题日益显著。2007年的太湖流域水污染事件引发了公众对流域跨界水污染的广泛关注。
太湖是我国的第三大淡水湖, 位于浙江省和江苏省的交界处, 北临无锡, 南滨湖州, 西接宜兴, 东临苏州。2007年5月29日, 太湖水污染事件爆发, 无锡市发生了饮用水危机。5月28日, 据无锡市南泉水源厂的工人表示, 从太湖引来的水中的溶解氧含量于当天晚上就开始下降了, 太湖无锡水域水体大面积发黑、发臭。5月29日, 政府开始采取一系列有效措施, 到六月份初, 蓝藻事件带来的影响才逐渐消除。
若对2007年这起太湖流域污染事件进行深入的分析, 便能看到我国对流域水资源的管理以及流域跨界水污染防治的法律体系、法律制度等方面均存在不容忽视的问题。对于我国的流域管理, 相关部门仍是不能明确把握流域与区域之间的关系。在实际管理中, 相关部门未能将流域管理与行政区域管理两种管理模式相结合, 不能很好地调动流域和区域两方面的积极性;在立法方面, 重视实体性的立法而忽视程序性立法也是一个不容忽视的问题, 这种现象的存在使得实体法与程序法“一长一短”, 造成了实体性立法不能发挥功效的局面
为贯彻对流域水资源进行全面的保护以及对流域跨界水污染进行预防的理念, 应该对我国流域跨界水污染立法现状进行全面的分析以及对不完善之处进行修补, 需要思考这些问题:流域跨界水污染防治的立法体系的不完善之处?流域跨界水污染防治的法律制度的不健全?完善相关立法的缺陷及提高流域跨界水污染防治的效果的对策又有哪些?
2 我国关于流域跨界水污染防治的立法现状
对我国流域跨界水污染防治的立法现状进行分析, 较为贴切的方法是以两个不同的角度作为出发点, 其一是将现阶段的法律体系、制度与过去的法律体系、制度进行比较, 其二是对我国现阶段具体的水污染防治情况加以考察。通过这两个角度可以较为清晰、透彻的了解立法基本现状及其实效。
为应对日益严重的水污染问题, 1996年我国修订实施了水污染防治法。进入21世纪后, 我国在立法层面上对于水资源的保护更上一层楼。第一, 立法目的和原则规定为:“防治水污染, 保护和改善环境, 保障饮用水安全, 促进经济社会全面协调可持续发展”使得其更加的鲜明;第二, 从内容上看, 我国不断地完善法律体系缺陷, 继而推出了《中华人民共和国水法》、《环境保护法》、《太湖流域管理条例》等法律法规、规章制度;第三, 从管理体制上看, 相关部门根据流域的特点, 提出流域管理与区域管理相结合的管理方式, 对我国的流域水资源进行了较具特色的管理, 且取得了良好的管理效果。归纳而言, 立法对水污染防治机制的完善起着重要的作用, 流域跨界水污染防治的立法体系、体制的完善对水污染防治机制的进一步改革尤为重要。
虽然我国在流域跨界水污染防治方面取得了良好的成绩, 但是从实际情况看, 我国的水污染仍较为严重。第一, 相关管理体制仍存不合理之处, 流域管理机构缺少“硬性”职权, 只具备“软实力”;第二, 在法律体系层面上, 我国紧缺在刑法上对流域跨界水污染防治进行管理的法律条文, 使得进入刑法领域的流水污染事件少之又少;第三, 制度的不完善较为明显, 首先是制度本身的不完善, 其次就是制度执行机制不完善。
归纳而言, 我国较之过去的立法有“质”上的进步, 但是立法上的完善不是能一蹴而就的, 现阶段立法仍存在很多急需完善的地方, 若忽视这些不完善的“点”和“面”, 这些“不完善”将严重阻碍我国对水资源的保护。所以就流域水污染防治的现状而言, 我国在流立法上较之20世纪90年代的立法来说的的确确是取得了惊人的进步, 但是较之于水污染的现状来看, 我国立法完善的脚步仍没有跟上水污染逐步加重的速度, 以至于水污染的治理仍难以在实质上取得成效。
3 我国对流域跨界水污染防治立法的不足
对我国流域跨界水污染防治立法的不足在上述已略有介绍。将我国的立法现状与相关部门的执法管理、水污染防治效率以及其他层面相结合进行分析, 可以清晰看到我国水污染防治立法上存在的不足之处。
3.1 中国流域跨境水污染防治法律体系尚不健全
在水污染突发事件频发的近几年, 存在一种怪现象, 即我国对水污染事件责任人的刑事制裁方面的法律严重缺位。据国家环保部门的权威统计数据表明:我国水污染突发事件呈与日俱增的势态, 但是进入司法领域的水污染事件却很少, 加上我国刑法对这一层面所涉程度较浅, 导致以犯罪的名义进入司法程序的水污染事件少之又少。宜兴市人民检察院的5名检察官写出了长达5万余字的课题调研报告。他们认为:“刑法的立法现状与我国将水当成‘重要的具有战略意义的物质元素’的地位很不相称。”
3.2 中国流域跨境水污染防治法律制度尚不完善
第一, 我国对水污预防和水污染治理的做法, 有主次颠倒之嫌。《我国水污染防治》规定, 水污染防治应该坚持预防为主、防治结合、综合治理的原则。然而实际情况却与此前所提规定大相径庭。较多水污染突发事件在水污染预防阶段的人力、物力投入较造成水污染事件后的人力、物力投入相比可谓是冰山一角。这一现象的产生仍要归因于法律制度上的不完善。若是在水污染产生之前加大水污染预防的力度, 如持续有效地对企业的排污进行管制与监督、真正意义上推行污染建设项目的环境影响评价制度等, 那么水污染突发事件的出现的概率必定会大大降低。
第二, 我国对水污染防治的法律制度缺乏与时俱进的特点。我国现行的水污染防治法律制度包括环境影响评价、排污收费管理、重点水体总量控制、水污染限期治理以及其他基本制度。相对于外国而言, 我国目前水环境监测网络不完善, 公众参与制度不健全, 排污总量控制制度的实施仅限于重点水体, 对于小打小闹的企业排污并没有严格的进行监督以及其他之法律制度上的不完善, 因此我国需要从流域跨界水污染的现状出发, 对我国的水污染防治法律制度进行改革和完善。
3.3 中国流域跨境水污染防治立法技术存在不科学之处
对于我国流域跨界水污染防治立法, 总体表现为立法速度快、数量多。但是在立法技术上的表现来看, 我国立法技术仍出于较低水平, 立法技术不科学, 使得水污染问题的处理以及预防的效果都被限制在一定的程度。与国外的立法技术进行比较不难发现我国的立法技术存在着较多不完善之处。首先是立法技术上存在着缺乏公众参与的问题, 公众参与往往能提高立法的科学性, 提高公众参与程度能够使得对水污染问题的解析更加透彻。第二是我国流域跨界水污染防治的地方立法质量比较低。根据各地区的不同情况, 分别从实际情况出发实施颁布了各式各样的地方性法规等, 但是这些法规在一定程度上往往不能从流域的整体性出发对流域水污染起到防治的作用, 使得水污染的防治效果不佳。
4 我国流域跨界水污染的法律对策
通过对我国流域跨界水污染防治的立法现状的分析、其不足之处的论述以及对松花江事件和太湖流域水污染事件的了解, 得出的结论是:我国急需相应的法律对策来应对我国水污染防治法律层面的缺陷, 使水污染突发事件频发这一现象得到控制。
第一, 完善水污染防治的法律体系是“有法可依”的需要。上述对刑事立法严重缺失为例说明, 我国对于水污染防治的法律体系上需要进一步的完善, 应该更加具体的增设跨界水污染问题产生时在承担责任这一领域的相关法律, 促进我国解决“跨界水污染问题难以进入刑事领域”的怪现象。现阶段我国以《环境保护法》、《水法》、《水污染防治法》为核心。但是仍是停留在这一单薄的立法体系上尚不能有效的处理所有水污染防治问题。所以我国应该根据流域水污染防治的现状和需要, 建立健全的流域水污染防治法律体系, 这是遏制我国流域水污染恶化的一个基本对策。第二, 提高立法上的主动性。《水污染防治法》的最新修订是在近几年层出不穷的重大水污染突发事件导致饮用水危机的背景下提出的。往往水污染问题的产生能够使得相应的法律、法规、规章制度的出现, 采用这种“水污染进”则“法律进”, “水污染停”则“法律停”的现象实为不合理。针对这种情况, 我国的立法机关在立法上应该放长眼光, 既能对已经出现的跨界水污染问题进行深层次的分析从而制定相应的法律、法规、规章、制度。第三, 合理完善我国水污染防治法律制度的执行机制。在水污染防治中不难看到这种情况:各部门从自身利益出发来考虑问题, 忽视整体利益, 在水资源保护实践中互相推脱, 不愿意承担相应的职责。为应对此种情况, 完善水污染防治法律制度的执行机制应给予足够的重视, 在立法层面上对各部门给予明确的职责, 充分调动各大流域管理机构的积极性, 一改以往流域管理机构只被赋予“软职能”的消极被动局面, 使得这些作为派出机构的流域管理机构能够发挥其真正的职能, 从整体上提高水污染防治法律制度的执行水平。第四, 须在立法上规定:流域作为一个独立整体的对象。其因在于分割了流域的整体性势必会导致流域的管理出现混乱的局面, 产生不必要的麻烦, 如几个区域之间就跨界流域水污染问题有不同意见时, 可能会出现“公说公有理婆说婆有理”情况, 使水污染问题的及时解决遭到阻碍。为防止流域水污染进一步的加剧, 我国应该采取立法的形式确定流域的整体管理, 不然很难对流域的水环境状况进行有效的控制。
摘要：2005年的松花江水污染事件和2007年的太湖流域水污染事件引发了公众对流域跨界水污染的广泛关注。就流域跨界水污染防治立法而言, 《水污染防治法》、《太湖流域管理条例》等法律、法规、规章、制度相继出台。但是以流域跨界水污染防治实践观之, 现状不容乐观。究其原因, 我国流域跨界水污染防治立法及相关制度不完善是主因。鉴于此, 从我国流域跨界水污染防治现状为出发点分析我国相关立法及法律制度的不足, 并在借鉴英国泰晤士河流域跨界水污染治理经验的基础上提出相应的完善建议。
浅析南水北调中线工程跨流域调水 第2篇
【摘 要】南水北调中线工程是由汉水及长江引水，缓解河南、河北和京津地区水资源危机的特大型跨流域调水工程。该工程以城市供水为主要目标，兼顾农业与生态用水，是党中央、国务院根据我国经济社会发展需要作出的重大决策，不仅经济效益巨大，而且政治意义深远。本文通过对近年中线工程实施情况的分析，力求比较客观、全面地介绍南水北调中线工程建设的发展水平与动向、社会经济效益、对自然环境的影响以及建设中遇到的问题。
【关键词】南水北调；效益；环境影响
1.调水工程所涉及的效益关系
1.1调水工程的经济效益
长距离大流量的调水要改变用水区的自然生态环境和经济结构，涉及许多地区居民的利益，因此不仅是个水利问题，而且是个社会问题。现在，随着调水工程技术的发展，采取调水措施大多是以多用途的综合利用水源为目标。设计周全的调水工程不仅改善了用水地区的农业灌溉，改变了缺水地区水、盐平衡状况及水土资源的综合平衡状况，极大的增加了农作物的产量。与此同时还能获得发电、城市和工业用水、航运、防洪等多方面的经济效益。
（1）灌溉：对于干旱、半干旱地区，人口增长与相应的粮食短缺和环境容量存在较为突出的矛盾，调水灌溉可以使粮食产量大幅度增加，从而解决粮食短缺的问题。但与此同时，也存在一些其它的矛盾。由于灌溉用水量大，而相对来说农产品的价值较低，灌溉用水效率低下，灌溉不当导致土地盐碱化等原因使调水灌溉经济效益低下。因此，在南水北调中线工程实施过程中这些因素度必须切实考虑，实现调水工程的最大效益。
（2）发电：以发电为目的是调水工程的一大特色。比如，在加拿大已建和在建的调水工程中，95%的调水量是用于水力发电，因此，加拿大最近几年改变了策略，不再向美国出口水，而将电力输送到美国而获得巨大的经济效益。同样，世界的大多数调水工程也都有水力发电功能，且取得良好的经济效益。鉴于此，南水北调中线工程调的水是自流，完全可以利用地势落差来发电，这样经济效益会更大，而不仅仅是为农业城市供水。
（3）航运： 丹江口水库加高后，可使丹江的库容从目前的209.7亿m提高到330亿m ，使丹江地区的水域面积扩大，出现平湖，利于航运发展。比如在香花宋岗建设大型码头，加深河南南阳盆地与湖北江汉平原的经济交流，对促进中国主要粮棉地区地经济发展具有重要意义，同时也可拉动豫、陕、鄂交界贫穷地区的经济，帮助当地脱贫致富。
（4）工业发展：国家建设大型调水工程需要进行大量的投资，同时，大型调水具有调节水量的作用，可以促进调水工程沿途及受水区的生态循环。南水北调工程投资引起对水泥制造业、金属冶炼业、电器机械及器材制造业、石油化工业的需求。这些产业的发展以及利用中部地区技术、人才、教育优势和信息技术改造中部地区的传统农业，将带东中部地区高新技术产业的发展。其次，先节水、治污，再送水，是南水北调工程实施的一个基本原则，以节水、提高用水效率和治污为前提，发展节水农业、节水工业和低污染产业，促进中部地区产业结构的调整。
1.2调水工程的社会效益
从世界范围来看，一些大型长距离跨流域多用途调水工程的建设，不仅取得了巨大经济效益，而且促进了所在地区的社会进步，使得社会、经济全面向前发展。他们的这些正是我们实施南水北调工程可以借鉴的经验，通过与国外工程的比较，结合自身条件研发出适合自己发展的道路，将南水北调工程的效益发挥到极致。
1.3调水工程的生态环境效益
（1）调水有利于水循环、调水使受水区增加广阔的水域，导致大气圈与含水层之间的垂直水汽交换加强，有利于水循环。（2）调水形成薄层积水土壤的过湿地段——湿地，可净化污水和空气补偿调节江湖水量、调节气候，有助于形成食物链基地，保护生物多样性。（3）调水灌溉可防止因超采地下水带来的危害。（4）调水灌溉还对地区防洪起到作用。（5）调水有利于休闲和旅游业。（6）调水有益于人类健康。（7）调水灌溉有利于环境变化的良性循环。
1.4调水工程的技术特性
一般来说，任何调水工程都是由水源工程、输水工程和供水工程所组成的，亦即都包括取水、输水和用户供水的各种水工建筑物。根据调水量、调水距离、用途、实现调水区域的自然地理条件，调水系统某些环节的工程技术方案可能很不相同。
1.4.1水源工程
（1）在人口稠密的丹江口地区，水利枢纽在河口范围内以调节河川径流以尽量减少淹没土地。
（2）在克服水水源工程中，根据地形条件，有时需要设置水泵站提水进入渠道，用水泵汲水来头差。
（3）在供水河流不能保证所需要的调水量的情况下，要建水库甚至是梯形水库，以便进行季调节和多年调节河川径流。
1.4.2输水工程
南水北调中线为长距离输水，因此主要采用渠道输水。从保持调水水质和水量以及保护生态环境的角度看，渠道中有无防渗护面和何种防渗护面是非常重要的。因此，在输水干渠上做防护层，甚至做混凝土防护层，以减少水量散失，为将高水质大量的湖水输送至北方缺水区奠定坚实的基础。
1.4.3供水工程
（1）在水被送到农业灌溉用水区后，再用水区要按照干、支、斗、农、毛的灌溉渠道等级体系，建设大量的灌溉配水区网。
（2）为了选择最佳的调水线路和工程结构方案，一般要进行多方案的设计。
（3）从水的调配来看，设计每一局部调水系统时，考虑其在大区或国家统一水利系统中的位置，用调水渠道把国家主要水源连接起来，形成国家统一水网。
2.中线优缺点
中线的优点是水质比较有保证，可以供水的范围比较大。中线只与汉水、长江的水质有密切关系，它不与淮河、黄河平交，因此水质较有保证。主要解决大中城市生活及工业用水，兼顾农村乡镇及农业用水问题。中线的缺点是丹江水量不够以及输水渠要穿过许多大小河汊，需要建许多交叉建筑物。这些渡槽、倒虹吸的规模都比较大。长的有几公里，短的也有好几百米，不仅工程量大、造价高而且运行、维护、管理也不容易，任何一座建筑物发生故障，就会影响到正常输水。另外中线渠线的北段，即淮河以北的很长距离内，缺少较大的水库来调蓄水量，运行上的灵活性要差些，再有倒虹吸的渠段均无法通航。另外，露天水渠的渠水有被污染的问题，因此在施工过程中必须把这些因素考虑进去，才能使其发挥巨大作用。 （下转第308页）
（上接第238页）3.结尾
南水北调中线工程无论是在规模上还是在技术难度上都可与世界上已建工程相媲美，同时也自然有一定的艰巨性和复杂性，在调水工程的规划、设计、建设和运行管理中，应根据自身的自然地理条件、工程地质、社会经济等实际情况和条件，设计创造出合适的调水模式。同时在调水渠道线路、工程施工、水工建筑物设计、环境与生态保护工程、节水、污染治理也可借鉴国外先进经验和技术，成功实施南水北调工程。 [科]
【参考文献】
跨流域水污染 第3篇
20 世纪80 年代,针对现实社会冲突问题,Fraser和Hipel以元对策理论为基础,对运算法则进行完善,并增加约束条件,从而形成了冲突分析方法,即F-H( Fraser-Hipel) 分析法。F-H分析法借助冲突模型表述现实冲突问题,根据局中人的目标和态度对可行局势进行偏好排序,再通过稳定性分析求得冲突问题的均衡解。针对冲突问题的分析,Sakamoto等[1]从局中人的角度,引入第三方协调人。Hamouda等[2]从偏好的角度,提出一组新的偏好结构。从冲突模型角度,曾勇等[3]使用经典F-H分析法分析跨区域冲突问题; 张永军等[4]利用三维图示模型解决跨区域水质冲突问题。从稳定性分析角度,赵微等[5]提出考虑决策者对冲突问题预见能力的冲突问题分析方法; 韩雪山等[6]提出考虑局中人三步行为的Nash均衡分析法; 彭本红[7]通过统计分析确定偏好排序的排序概率,得出各方优先选取局势的概率。从冲突分析法的应用领域入手,赵超等[8]、施国庆等[9]、陈家昀等[10]、周敏等[11]分别将冲突分析法应用于统计领域、西部水电农村移民后的土地再分配领域、中日钓鱼岛争端和企业冲突领域。
针对黄河流域上游地区和中下游地区之间出现的跨边界水污染冲突问题,本文从稳定性分析角度出发分析冲突问题。
1 冲突分析方法
1. 1 冲突分析模型的基本要素
在冲突分析模型中,局中人指冲突事件的参加者,Ν = { 1,2,…,n} 表示n个局中人,i∈Ν = { 1,2,…,i,…,n} ,i指代第i个局中人。策略是指局中人可能采取的各种措施,xi表示局中人i的策略。每个局中人选择一种策略后,这些策略构成的集合称作冲突的一个局势,用q表示,qi表示第i个局势,Q表示所有局势的集合,Q = { q1,q2,…,qm} ,q = { x1,x2,…,xi,…,xn} 。偏好是局中人根据局势对其的效用表达出的喜好程度,用P表示,Ρ = Ρi( q) 表达了局中人i对q的偏好程度,其中,q∈Q。对于局中人i,将所有可行局势按照满意程度由强到弱依次排序,用 Ρi表示,称作局中人i的偏好向量。相对局势q2,局中人i更加偏好局势q1,可以表示为。
冲突分析模型用H表示
1. 2 偏好向量
并非所有局势都是可行的,经过分析,去除所有不可能的局势,留下所有可行局势。对每个局中人来说,各个可行局势产生的后果是不同的,因此,给局中人带来的效用也不同。根据各个局势给局中人带来效用的大小,局中人表现出对应的满意程度。
1. 3 可行局势和有利局势
在冲突分析模型中,局中人i的移动转移情况用可达矩阵 Τi表示: 当b≠q时,i在一步之内由局势b移动到局势q,可以用 Τi( b,q) = 1 表示,否则,用 Τi( b,q) = 0 表示。在b = q时,Τi( b,q) = 0。
i以b为出发点,一步之内可以移动到的局势组成一个集合,称为可行局势集,用Si( b) 表示:
考虑效用增加情况,i在移动后效用增加的局势集合定义为矩阵 Τi+: 在 Τi( b,q) = 1,且时,Τi+( b,q) = 1,其他情况下,Τi+( b,q) = 0。
定义有利局势集为
1. 4 稳定性分析
在对冲突分析模型进行稳定性分析时,对于其中的一个可行局势,当某个局中人在主观判断下没有单方改进它的意愿和动机时,这个局势对于该局中人来说具有稳定性。当所有局中人都认为某个可行局势具有稳定性,则这个局势就是冲突分析模型的一个平衡点。根据冲突分析的一致性原理,冲突分析模型可以至少确定一个平衡点。
1. 4. 1 冲突均衡分析
冲突分析模型的稳定性取决于局中人的主观判断,局中人对于局势移动的预见性与局中人的主观判断密不可分。预见性表现了局中人对冲突发展的预见能力,同时也有利于局中人利用自己的预见性进行博弈,以此提高自己的效用。某个局中人在主观判断下没有单方改进某局势的意愿和动机时,即对该局势不存在单方改进时,这个局势对于该局中人来说具有合理性。本文结合预见性和合理性两个特性,将冲突问题的解分为Y1型解和Y2型解。
定义1: i表示当前局中人,Ν - i表示除当前局中人之外的其他局中人,可行局势集合用Q表示,q表示当前可行局势,q1,q2,q3分别表示第1、第2 和第3 个可行局势,q,q1,q2,q3∈Q,可行局势集合为Si( q) ,有利局势集合为Si+( q) ,Ρi( q) 为i对q的偏好。
定义2: 局中人i的当前局势为q,固定除i之外 Ν- i个局中人的策略,i在主观判断下没有单方改进q的动机,即i不能通过变动策略获得更加偏好的局势,则称q为i的Y1型解。。
定义3: 局中人i的当前局势为q,对i来说,q的所有有利局势q1∈Si+( q) 都存在至少一个由其他局中人 Ν - i实施的对应的有利局势q2∈SN+- i( q1) ,使得,此时,i不存在q3∈Si+( q2) ,或者i存在q3∈Si+( q2) ,但是,则q是Y2型解。
其中:
对N个局中人来说,q∈Q都满足Y1型解或Y2型解,则局势q为冲突分析模型的一个均衡点。
1. 4. 2 平衡状态分析
冲突分析模型的均衡点可能不止一个,为了更好地应对这种情况,从中选出最优解,借助各局中人的偏好排序进行平衡状态分析,通过统计分析偏好排序的排序概率,得到的结果反映了各局中人优先选取各个可行局势的概率。
对于局中人i,将所有可行局势按偏好顺序进行排列,记录下偏好序号,把i最为偏好的可行局势偏好序号记为1,以此类推,i最不偏好的可行局势偏好记为M,偏好序号用字母m表示,根据公式算出i的M个可行局势对应的概率值。再利用公式求 n 个局中人每个可行局势的概率值的和,将结果由小到大进行排列,结果越小,该结果对应的可行局势越可能被各局中人优先选择。选取几个较小值作为参考。
1. 4. 3 结合分析
冲突均衡分析可以得出冲突分析模型的均衡点,平衡状态分析可以得到各局中人优先选择的可行局势,将两种分析结果结合,就可以获得各局中人优先选择的均衡局势,即冲突分析模型的最优解。
2 实证分析
2. 1 冲突局势
黄河被称为中国的“母亲河”,发源于青海省巴颜喀拉山,流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东等9 个省区,在山东垦利县流入渤海,全长5 464 km,流域面积79. 5 万km2。黄河流域上游从河源到贵德,两岸以山岭和草地高原为主,海拔高度均超过3 000 m,高峰高度在4 000 m以上,河道呈S形,河源段400 km内,两岸湖泊、草地、沼泽众多,河水水清量大,水流稳定,担负着为中下游地区提供净水的重要任务。
20 世纪90 年代以来,黄河的污染速度超过治理速度,污染治理工作陷入恶性循环。从根本上探究,地方保护主义和体制弊端有着不可推卸的责任。
黄河流域为了发展经济而忽视环境保护,中上游地区尤为明显。地方领导重视GDP和当前利益,忽视环境保护和长远利益,归根结底在于地方领导的任用与考核没有与环境保护问题挂钩,即使挂钩,也是流于形式。同时,由于体制问题,黄河上游地区与中下游地区很难协调一致并共同处理污染问题。
因此,上游地区与中下游地区跨边界水污染冲突很严重,亟待解决。
2. 2 冲突建模
2. 2. 1 确定局中人
黄河流域上游地区为经济发展忽视环境保护,又不愿意消减污染物,中下游地区要求“谁污染谁治理”,倾向于上游单独承担治污费用,上游地区和中下游地区矛盾突出。政府作为第三方,目的在于化解冲突,促进双方合作,推进全流域协调可持续发展。因此,冲突分析模型的局中人为上游地区、中下游地区和政府。
2. 2. 2 局中人策略
上游地区策略: ①采取末端治理的方式,部分消减污染物; ②采用源头治理方式,完全消减污染物。
中下游地区策略: ①根据“谁污染谁治理”的原则,要求上游地区单独承担治污费用; ②根据“谁受益谁补偿”的原则,愿意承担部分治污费用。
政府的策略: ①补偿政策。对上游地区进行补偿,激励上游地区防治水污染,保护生态环境; 对中下游地区受到污染的情况进行补偿。②惩罚政策。惩罚上游地区的污染行为,增加治污成本; 惩罚中下游地区无偿享受外部性收益的行为,要求对上游地区治污行为承担部分费用。
2. 2. 3 可行局势
在冲突分析模型中,存在上游地区、中下游地区和政府3 个局中人,每个局中人又都有2 种策略,共有6 种策略,每种策略有“是”和“否”两种选择,26= 64,所以,共有64 种局势,但是并非所有局势都是可行局势,经过比较分析,把不可行局势删除,最后剩下12 种可行局势,局势编号为1 到12,具体见表1。表1 中,1 表示选择该策略,0 表示拒绝该策略。
2. 2. 4 偏好向量分析
政府倾向于促进上游地区和中下游地区的合作,实现全流域的协调和可持续发展。政府局势偏好的判断依据以下原则: ①上游选择完全消减污染物的策略; ②补偿政策和惩罚政策相结合; ③中下游地区和上游地区相互合作。
中下游地区局势偏好的判断依据以下原则:①上游地区选择完全消减污染物的策略; ②政府对上游地区采取补偿政策和惩罚政策。
上游地区局势偏好的判断依据以下原则: ①政府对其采取补偿政策,对中下游地区采取惩罚政策;②中下游地区选择承担部分治污费用的策略。
以政府为例,局势10 中,政府采取补偿政策与惩罚政策,局势2 中,政府采取补偿政策,局势10 比局势2 更符合政府的局势偏好,因此,在政府的偏好向量排序中,局势10 在局势2 之前。局势2 中,中下游地区承担部分费用,体现中下游地区与上游地区的合作,而局势12 要求上游地区为污染付费,显然偏离相互合作,因此,从政府的角度出发,局势2在局势12 之前。结合政府局势偏好判断原则,依次类推,得到政府的局势偏好向量排序,见表2。中下游地区与上游地区的局势偏好向量排序通过各自的局势偏好判断原则,通过同样的方法得到( 表2) 。
2. 2. 5 稳定性分析
在对冲突分析模型进行稳定性分析时,当所有局中人都认为某个可行局势具有稳定性,则这个局势就是冲突分析模型的一个平衡点。根据冲突分析的一致性原理,冲突分析模型可以至少确定一个平衡点。再利用平衡状态分析,得到各局中人优先选取各个可行局势的概率,从而选出最优解。
a. 冲突均衡分析。利用局中人对于局势移动的预见性,当局中人在主观判断下没有单方改进当前局势的动机时,该局势具有合理性。只有当所有局中人对某个可行局势都是Y1型解或Y2型解时,该局势才是冲突模型的均衡点。冲突模型均衡分析结果如表3 所示。
由表3 可知,2、4、10 和11 这4 种可行局势是冲突分析模型的均衡点。
b. 平衡状态分析。均衡分析结果表明,冲突分析模型存在4 个均衡点,为了从4 个均衡点中选出最优解,借助各局中人的偏好排序进行平衡状态分析,通过统计分析偏好排序的排序概率,得到的结果反映了各局中人优先选取各个可行局势的概率。偏好排序的排序概率分析结果如表4 所示。
根据表4 的结果,将Z值由小到大依次排列,即可得到各局中人对各可行局势的选择顺序,优先选择方案依次为局势10、2、12、4、8、6、9、11、1、3、5、7。
c. 结合分析。冲突均衡分析可以得出冲突分析模型的均衡点,平衡状态分析可以得到各局中人优先选择的可行局势,结合两种分析结果,即可获得冲突分析模型的最优解。由冲突均衡分析可知,局势2、4、10、和11 是冲突分析模型的均衡点; 通过平衡状态分析可知,优先选择方案依次为局势10、2、12、4、8、6、9、11、1、3、5、7。两者结合,最终得到局势10 是冲突分析模型的最优解,即政府采取补偿政策和惩罚政策,中下游地区负担部分治污费用,上游地区采用完全消减污染物的策略。
3 结论
在对冲突分析模型进行稳定性分析时,结合局中人对局势移动的预见性,以及局中人主观判断局势不存在单方改进状态下局势的合理性,利用预见性和合理性两个特性将冲突问题的解分为Y1型解和Y2型解,求出冲突分析模型的均衡点。考虑到冲突分析模型的均衡点可能不止一个,于是借助统计分析手段对各局中人的偏好排序进行平衡状态分析,得到各局中人优先选取各个可行局势的概率。两种结合,最终得到冲突分析模型的最优解。
针对黄河流域上游地区与中下游地区矛盾突出、呈现跨边界水污染冲突的情况,构建冲突分析模型,通过冲突均衡分析得出冲突分析模型的均衡点。接着利用平衡状态分析得到各局中人优先选择方案,两种分析结果结合,最终确定局势10 是冲突分析模型的最优解,即政府采取补偿政策和惩罚政策,中下游地区负担部分治污费用,上游地区采用完全消减污染物的策略。分析结果有利于黄河流域上游地区与中下游地区的合作,促进整个流域的协调可持续发展。
黄河上游地区与中下游地区存在固有的利益冲突,单纯的行政手段难以从根本上解决问题,只有通过立法,对各地区的职责和权限加以确认,通过有效的约束与激励机制,促进流域统一管理。同时,将环境保护切实纳入到地方领导的政绩考核之中,加大环境友好型产业的发展,限制高污染、高消耗的产业发展,不断加强污染治理能力,促进环境与经济协调发展。
摘要：针对黄河流域跨边界水污染冲突问题,采用冲突分析法,构建由政府、中下游地区和上游地区作为局中人的冲突分析模型。结合预见性和合理性特性对冲突分析模型进行冲突均衡分析,得出冲突分析模型的均衡点,再通过平衡状态分析得到各局中人优先选取各个可行局势的概率,两者结合,选取最优解。结果表明,政府采取补偿政策和惩罚政策,中下游地区负担部分费用,上游地区采用完全消减污染物的策略是冲突分析模型的最优解。
湘江流域水污染防治长效机制初探 第4篇
【关键词】湘江流域 水污染防治
中图分类号：X14 文献标识码：A 文章编号：1003-8809（2010）12-0005-02
一、湘江流域概况
湘江是湖南的母亲河，是湖南人民赖以生存和发展的重要基础。它发源于广西壮族自治区灵川县海洋山西麓的海洋坪，自西向东北蜿蜒而下，斜贯湖南省境，从湘阴县芦林潭入洞庭湖。湘江干流在湖南省内全长670km，沿途接纳了大小支流2157条，集雨面积8.51万km2，多年平均入湖水量624亿m3，是洞庭湖水系中流域面积最大、产水最多的河流。湘江流域也是湖南省最发达的区域，流域面积占全省的40.3%，跨永州、郴州、衡阳、娄底、株洲、湘潭、长沙、岳阳8个地市，流域内城镇密集、人口众多、工业集中。2008年末，流域内人口4069万人、GDP5738.88亿元、工业增加值1995.7亿元，分别占全省的59.5%、75.2%、76.4%。
二、湘江流域水污染概述
随着经济建设日新月异的发展，湘江流域生态环境问题日渐凸显出来，集中体现在流域陆生生态环境破坏、水土流失严重、地质灾害频现、森林资源锐减；水生生态环境退化、生物多样性受到严重威胁、水生生物资源遭到不可逆性破坏；流域水体水质遭受有机物和微生物及重金属等的复合污染，其中汞、镉、氨氮、石油类、总氮以及粪大肠菌群在干支流沿线均超标，流域的总体水环境质量逐年下降。
湘江流域水环境质量现状。根据对湘江干流19个省控及国控断面2005～2008年水质监测数据的分析，湘江流域呈工业污染源、生活污染源和农业面源多重污染相结合的局面，流域主要污染物为氨氮、石油类、总氮以及粪大肠菌群，这些指标基本全线超标，超标较为严重的河段为株洲段和湘潭段，其中超标最为严重的为总氮和大肠杆菌，超标率几乎为100%；特征重金属污染物为砷、汞、镉等重金属污染物，主要超标河段为衡阳段、株洲段、湘潭段，超标较为严重的为砷和镉，超标率接近30%。锡矿山地区75个地下水井中，14个砷含量超标，最高超标倍数达153倍；地表水中涟溪河水系砷最大超标倍数达107倍。城市饮用水源特别是下游长株潭核心区饮水水源水质不能得到保证，对沿线城市居民的健康构成威胁，流域水环境质量亟待改善。
三、湘江流域环境污染原因分析
湘江流域水污染原因非常复杂，是主客观、多种因素交叉渗透、相互叠加影响的结果，具体来说有如下方面：
（1）产业结构与布局不合理，污水排放不达标。全省主要的工业行业如冶金、化工、建材、轻工、食品加工、机械等几乎都分布在该区域，尤其集中在郴州、株洲、衡阳、湘潭、长沙等城市，形成了郴州三十六湾、株洲清水塘、衡阳水口山、湘潭竹埠港、长沙坪塘等重要工矿区。产业结构偏重与布局不合理相互作用，使污染问题更加突出。
（2）城市污水和生活垃圾零处理排放。截止2008年底，流域内建成城市污水处理厂18座，处理能力为123.7万t/d，实际处理量67.97万t/d，流域内城镇生活污水平均处理率仅22.56%，大量未经处理的城市生活污水直接排入河流，成为湘江流域水污染的重要来源。城市垃圾无害化处理率仅39.3%，也是造成湘江流域水污染的主要原因之一。
（3）农业面源污染逐年递增。伴随着流域内农村经济的飞速发展，化肥、农药使用量也跟随逐年增加，农村养殖业规模和数量都有长足增长，然而畜禽养殖基本都选择近水场地，用排水方便，处理率极低，农业面源污染俨然成为不容忽视的重要污染源。
（4）环境监测和环保执法监管面临尴尬困境。我国的流域水污染防治的管理体制是以环境保护部门为主、多个部门共同参与的体制。政府方面的管理框架是横向与纵向交叉的矩阵模式，横向上是流域内同级政府部门；纵向上，分为中央、省和地方三级，实行上一级政府与部门的双重领导，构成流域水污染防治流域管理、部门管理、行政区域管理相结合的管理体制。具体到湘江流域，环境监测、预警滞后，应急处置迟缓，环保执法部门职责分工不明确，导致执法能力薄弱，缺乏上、下游之间的地方利益平衡机制，地方利益主体地位无法协调认定，扯皮现象时有发生，一江同治很难收到实效。
四、湘江流域水污染防治长效机制初探
地方政府作为地区利益的代表，也是流域污染治理的主要投入者，然而，在流域水污染治理中，地方政府面临的却是投入与受益分离、事权与财权不统一的尴尬.不可避免的是上下游之间的利益冲突，排污获利，治污受损，导致流域水污染成为痼疾，久治不愈。归根结底还是利益之争。
（1）创新湘江流域水污染防治管理体制。建立省对地市流域水污染治理的直接监管体制。 其一，对现有的流域水污染防治管理体制进行改革，建立独立的流域水污染防治专门机构，行政上隶属于中央环境保护部，由国家财政支持，成员由省及地市负责人担任，负责全流域水污染防治规划的制定、实施和监管，同时督促省政府对流域地市政府的有效监管；其二，在流域各地市建立其独立的分支机构，负责各地市的流域水污染防治规划的制定、实施和监管。这样从体制上根本解决了流域水污染管理信息缺失和高成本的问题。同时，从流域监管全局来说，对地市的监管力度的加强也有了制度上的保障。由原来的通过对地市环保部门的间接监管，变为由流域水污染防治机构对地市政府的直接监管。主要有以下方面：一是重大工、矿业污染源的达标排放和总量控制；二是城镇生活污水处理厂的达标排放及总量控制；三是流域内的水源保护区、生态保护区、跨界断面等点源和农业面源污染的直接监管。全面实现湘江流域水环境和水资源的统一管理,既达到平衡流域各方利益的目的,又使得区域管理落实到位，实现真正的一江同治。
（2）健全流域水污染防治的政策体系。全面统筹流域水污染治理资源配置，优化流域水污染防治的整体规划设计，努力提高政策的实际操作效果。贯彻落实总量控制政策，严把污染治理实际成效关。强化农业面源的研究与控制，科学规划规模化农业养殖业的布局，在水体自净化限度内配套排污环保设施建设，以期将农业面源污染的影响计入流域水体排污总量控制管理之中；厘清流域污染物总量控制、排污许可证、排污申报之间内在的逻辑关系，整合不同政策管理手段成有机体系，充分发挥合力效应，使得流域水污染防治政策实效最大化。
（3）建立湘江流域水污染治理的平衡补偿机制。湘江流域生态补偿机制是建设“两型社会”的一大构想。湘江流域水污染平衡补偿机制的建立须遵循可持续发展的要求,按照“谁污染、谁赔偿，谁受益、谁补偿”原则, 建立上、下游之间的利益补偿与平衡机制，明确不同利益主体保护或破坏生态环境行为产生的环境利益和经济利益间的分配关系。遏制“保护失利、污染获利”思想和行为继续蔓延。
（4）引入流域水污染防治独立第三方环境监督与政策评估机制。流域水污染防治，不管是政策的制定，还是具体的管理措施的落实，流域水污染防治政策评估至关重要。以环境审计为代表的独立第三方环境监督与政策评估机制，以期对流域水污染防治全程的即时审计监督，有效修正政策的落实和治理实效的目标化。虽然尚处于探索阶段，但其监督与约束的积极意义已经凸显出来，对于流域水污染防治实际效果跟踪反馈有着其他途径无可比拟的优势，其政策评估的目标、原则、主体、程序、方法以及结果的运用的明确性，形成对流域水污染防治政策评估的资金约束机制，从而成为有效的政策评估反馈机制。
湘江流域水污染问题的除了历史遗留因素外（如工业结构及布局），主要是流域上、下游地市间的利益冲突。换句话说，上游排污获利与下游承担污染造成损害和损失，在长期无法调整和理顺的情况下，引起流域水环境容量资源使用恶性竞争，资源被过度使用，产生了严重的流域水污染问题。所以，必须要构建湘江流域水污染防治长效机制，实现流域水污染的有效治理。必须尊重流域水污染治理的客观规律，调整经济结构与布局，转変湘江流域经济发展模式和生活方式，实现湘江左、右两岸同治，流域上、下游同治，干流、支流同治，城市与农村同治，切实加快“资源节约型，环境友好型”的两型社会建设，实现社会经济又好又快发展。
参考文献：
[1]《湖南省湘江流域生态环境综合治理规划》，2009年12月
跨流域调水工程效益分析 第5篇
一、各国大规模调水工程实践
(一)巴基斯坦西水东调工程
巴基斯坦的西水东调工程是世界上已建的调水量较大的工程之一,从西三河向东三河调水,灌溉农田2300万亩,解决东三河下游的灌溉等用水问题,使其由原来的粮食进口国变成每年出口小麦150万吨、大米120万吨的国家。自上世纪70年代以来,西水东调工程在灌溉供水、发电和防洪等方面的效益陆续发挥;促进了缺水区的经济开发;提供廉价无污染水电,促进航运事业发展;净化污水,改善水质;调水大坝和渠道一带还成了吸引旅客的休闲旅游资源。
(二)美国跨流域调水工程
美国已建的跨流域调水工程有10多项,包括世界著名的有联邦中央河谷工程、加利福尼亚北水南调工程等,它们主要为灌溉和供水服务,兼顾防洪与发电,年调水总量达200多亿m3,发展灌溉素有干旱荒漠之称的西部地区土地面积多达2000多万亩。通过调水工程,加利福尼亚、洛杉矶等地的生活和工业用水得到了保证,工农业生产都得到了高速发展,缩小了美国东西部社会经济发展的差距。
(三)澳大利亚雪山调水工程
澳大利亚的内陆地区干旱缺水现象一直是国家面临的严重问题,因此,1949年澳大利亚开始兴建雪山调水工程,在雪山河及其支流上修建水库,通过自流或抽水,经隧洞或明渠,将南流入海的雪山河水调入城市,并于1975年完工。调水产生了巨大的发电效益,电能输送到堪培拉、悉尼等重要城市;为调水建造的16座水库,点缀于绿树雪山之间,成了旅游胜地;而西部的水质大为改善,生态环境宜人。
世界上其它著名调水工程还有:前苏联的伏尔加莫斯科调水工程、加拿大的魁北克调水工程和印度的纳加尔朱纳萨加尔工程等。
二、各国跨流域调水工程效益
大规模跨流域调水是人类一项改善水资源的宏伟工程,其对环境、社会、经济的影响效益是十分巨大和复杂的,总结国外的经验教训,对于我国顺利进行调水工程具有重要意义。
(一)正面效益
1. 经济和社会效益
调水工程缓解了缺水地区工农业用水等问题,很多国家地区以调水工程为核心,规划了一些如电力开发、旅游等经济效益好的项目,用这些项目的经济收入补充调水工程投资,不仅确保了工程的正常运行,还能按期偿还工程投资。如:调水可以增加通行线路和里程,促进航运事业发展,降低运输成本,加强区域经济交流;调水可以把营养盐带入调水体系,有利于饵料生物和鱼类生长与繁殖,促进渔业发展;调水还可以增强水自身的净化能力,改善水质,扩大水域,营造人工生态景观,发展旅游业等,取得了显著的经济效益和社会效益。
2. 生态环境效益
调水使缺水地区增加了水域,从而加强了各含水层之间的垂直水气交换,江湖水量得到补偿调节,有利于水循环,改善了受水区气象条件;输水渠道沿线地表水和地下水的相互作用及变化,促进受水区土壤薄层积水,进而形成局部湿地,汇集和储存水分,缓解生态缺水,为珍稀和濒危野生动物提供了栖息的场所。
调水后,受水区可以施行调水灌溉,减少了对地下水的开采,有利于地表水、土壤水和地下水的合理调度,能有效防止地面沉降,起到保水固土的作用;受水区通常会因为增加和保证了灌溉水量,而提高土地资源的承载能力(土地资源承载力是指一个国家或地区的土地资源,在一定的投资水平下持续利用时的食物生产能力及其所能供养的一定营养水平的人口数量)。
(二)负面影响
国外这些跨流域调水工程发挥积极作用的同时,也产生了一些不易挽回的负面影响。
1. 水量变化影响
调水工程利用原河床调水,势必会增加水流量和流速,易引起河床不稳定;调水流域的干、支渠沿线,渠道渗漏会影响所经地段的土壤与地下水的平衡;调水后,因排水不畅,易引起土壤盐碱化,危害农作物种植和生长。
2. 生态环境问题
调水工程的源头和沿线范围内会有许多污染源,如果处理不当,调来受污染的水,反而会加剧受水地区的水污染程度,一旦发生大范围的水污染突发事件,若处理不及时,监控措施不到位,可能造成大范围的生态灾难。在水量调出区的下游及河口地区,因下游流量减少,可能会引起河口咸水倒灌,水质恶化,破坏下游及河口区的生态环境。
3. 传播疾病问题
不同地区调水可能会产生特定的不同影响,如输水区中含有的某些有害物质和元素,在调水过程中可能传播入受水区,影响人类健康,像疟疾、脑炎、血吸虫病等。
针对于此,各国政府都高度重视调水工程的生态平衡和环境保护工作,以便更好发挥调水工程的长久效益。
三我国跨流域调水工程
(一)我国跨流域调水工程历史与现状
我国调水工程最早可以追溯至公元前486年引长江水入淮河的邢沟工程,之后始于春秋,成于元代的京杭大运河,也在交通落后的古代对我国南北政治、经济、文化交流起了巨大的促进作用;公元前256年的都江堰引水工程,扩大了灌溉受益面积,使成都平原沃野千里。
现阶段,我国仍存在着诸多如污染性缺水、浪费性缺水、区域水资源短缺及人均水资源量严重不足等的水资源问题,影响和制约社会经济的可持续发展。因此我国在遵照可持续发展战略措施的前提下,兴建了一些利国利民的跨流域调水工程,包括丹江口水利枢纽工程,江都江水北调工程,东深引水工程,引滦入津工程,引黄济青工程,引大入秦工程和大型闽江调水工程等,以及最为重要、规模最大的南水北调工程。这些水利工程绝大部分都带来了明显的经济和社会效益,不仅缓解了缺水地区城市和工农业用水,而且带来了水力发电、航运、养殖、旅游等综合效益,使缺水地区经济增长和社会福利不断扩大,但不可避免也带来了一些负面效益。
(二)南水北调工程及其社会经济效益
南水北调工程目的在于解决北方地区水资源严重短缺问题,经过多年的研究勘测,最终分别在长江上游、中游和下游规划了三个调水区,形成南水北调工程西线、中线和东线三条线路,与长江、黄河、淮河和海河四大江河联系,逐步构成以“四横三纵”为主体的中国大水网。
1. 工业效益
南水北调工程使受水区摆脱了缺水束缚,在补充工业发展所必需水资源的同时也为其产业多元化的发展创造机会。具体来说,南水北调中线、东线一期工程的兴建拉动了水泥制造业、金属冶炼业、电器机械制造业、石油化工业及其关联产品的需求,可使原有企业扩大规模,并通过改组提高效益,加速城市产业结构的调整;工程的建设使中东部地区技术、人才、教育优势被充分利用,提升了中东部地区的传统产业,促进了制造业的信息化;工程中大量高新技术的应用,将带动中东部地区高新技术产业的快速发展;与此同时,调水后工业部门的扩张与发展,解决了一部分城市人员就业问题,并吸引大量廉价劳动力,增强了经济持续增长的动力。
2. 农业效益
调水工程可以使我国缺水地区日益严重的旱情灾害得到很大程度的缓解。在增加工业、生活用水的同时,通过归还挤占的农业用水、生态用水以及回收工业用水为农业所利用,使可浇灌耕地面积进一步扩大,低产的缺水农田得到有效灌溉,并可在水较丰沛地区适当发展新的灌溉面积,为提高农产品产量和改善农业种植结构,发展特色、高效农业创造条件,提高农业生产的产出。
3. 交通运输效益
调水可以增加水域通行线路和里程,促进航运事业发展并降低运输成本,加强区域间经济交流。我国历代水利工程使内河航运畅通、对当时的政治稳定、军事需要,经济发展以及南北文化交流起到了重要作用。
(三)调水中涉及的其他问题
如前所述,各国的跨流域调水工程都不可避免会影响生态环境。调水工程在实施过程中会淹没沿途的大面积土地,破坏农田和野生生物的生长环境,导致土壤盐碱化,使得粮食减产,严重者甚至引起了引水渠两岸百米宽地沼泽化。同时,淹没地区的居民需要搬迁,变更职业。政府为妥善安置移民,一方面将增加迁入地区的土地负担,处理不当就将造成毁林、水土流失等现象,影响社会稳定和经济发展,另一方面,也会大幅增加政府财政负担。
四、我国可持续发展水利思路
我国以南水北调为典型代表的跨流域调水工程是一项重大举措,在充分肯定调水工程对缺水地区产生的巨大社会经济效益的同时,我国应总结国外经验教训,正确应对调水工程可能产生的各种负面影响,确立可持续发展的思路,遵循朱基总理在2000年提出的“三先三后”原则,即“先节水后调水,先治污后通水,先环保后用水”,进行引入水和当地水的优化配置和高效利用,并建立相应的经济补偿机制,以消除调水带来的负面影响。
(一)提高用水效率
对调入的水,在确保该地区粮食和引水安全的前提下,在农业、市政与工业、环境用水之间进行优化配置,提高用水效率及水的经济价值。南水北调工程正在建设中,保证工程建成后运营期间水资源的可持续利用,关系到调水工程的趋利避害,与人民生产生活的融合以及能否稳定服务于社会工农业的运营。
(二)高度重视调水工程的生态平衡和环境保护
审慎考虑调水工程对居民生活条件、城镇供水条件、农业生产条件、渔业、林业经营条件、河道演变、航运条件等的影响;认真进行环境评价。防止生态系统恶化或者将损失降到最低,保证环境用水量的充足,发展节水农业、节水工业和低污染产业,以促进中东部地区产业结构的调整。
(三)增强水商品意识,逐步建立水市场及相应的配套措施
调水工程建成后,政府更要加大力度鼓励节水,根据各流域水资源的不同情况区别对待,可以采用分层或者阶梯式水价,从政策上调整水价,利用经济杠杆,增强人们的水商品意识和节水意识,鼓励农民实施节水农业,要求工业提高循环用水率,鼓励市民个人节水行为,建立节水型社会,充分发挥水的综合效益,以达到水资源的可持续利用。
参考文献
[1]蒋国富.国外跨流域调水经验对我国南水北调中线工程的启示[J].世界地理研究,2006(04):35-40.
[2]杨云彦.南水北调工程与中部地区经济社会协调发展[J].中南财经政法大学学报,2007(3):3-8.
[3]李蓉,赵敏,常玉苗.跨流域调水对区域生态环境影响界定及影响因素分析[J].生态环境,2009(2):155-157.
[4]沈文兴.跨流域调水工程对环境影响问题探讨[J].能源与环境,2007(06):83-84.
关于跨流域调水的若干问题 第6篇
跨流域调水应考虑调出区的水资源承载能力及其变化规律。国际上通行的标准是, 河流本身的开发利用率不得超过40%, 调水量不得超过调出河流总水量的20%。其次, 应考虑调入区的水资源承载能力及其变化规律。调入区在通过节水、治污等措施后, 当地水资源仍然难以满足社会经济发展的需要, 需要谋求实施跨流域调水。再次, 应考虑调出区与调入区的整体水资源承载能力及其变化规律。调水所追求的目标是总体提高调出区与调入区的水资源承载能力。整体而言, 只有通过调整水资源的空间配置, 实施跨流域调水, 才能提高整体的水资源承载能力。因此, 应建立水资源条件论证制度和环境评价制度, 调整流域 (或区域) 间水资源分配, 维护流域 (或区域) 间的水资源社会公平, 合理确定水资源配置的数量、结构和布局[1]。
科学合理的跨流域调水应考虑“先节水、后调水, 先治污、后通水, 先环保、后用水”的基本思想。“先节水、后调水”是在确定调水规模时, 首先在挖掘节水潜力的前提下, 切实提高调出区和调入区的水资源承载能力, 摸清调出区可能提供的调出水量和调入区需要的调入水量;“先治污、后通水”是解决水污染的治理措施, 切实保护调入水资源的可利用价值, 为优水优用奠定基础;“先环保、后用水”是在水资源配置上, 切实保证生态和环境的基本水量需要, 包括合理开采地下水, 保证水资源的可持续利用, 保障社会经济的可持续发展, 维护人类的根本利益[2]。
2 建立投融资体制
跨流域调水工程一般是大型或特大型的水利基础设施, 它是从国家安全出发考虑安排的重大生产力布局, 对稳定经济和收入分配会产生重大影响。国内外经验证明, 此类重大的基础设施建设项目, 政府决策、协调是关键。运用市场机制, 更应充分发挥政府宏观调控作用。因此, 这类工程的投资主体一般是政府。政府是投资主体, 并不意味着完全依靠政府财政性资金无偿投入。过去我国水利建设项目资金来源主要依靠国家财政拨款和集体、农民投劳投资。近年来, 随着经济体制的改革, 逐步改变了单纯依靠国家拨款的形式, 开始采用多形式、多层次、多渠道的筹资方式, 开辟了水利投融资的新模式[3,4]。
从国外经验看, 大型骨干工程的国家投资多由中央和地方政府分担。美国在当前水利投资中, 农业骨干工程、农村供水工程一般是联邦政府无偿投资50%, 其余由地方负责, 由税收支出或政府担保优惠贷款。因此, 中央和地方政府的投资可以是无偿的, 也可以根据工程的收益情况要求一定回报, 作为各自对工程投入的资本金。根据我国的实际情况, 应按照市场经济规律的要求, 积极推行“谁投资, 谁受益”和“谁用水, 谁出资”的机制, 通过股份制形式明确工程建设中的责、权、利关系。股份制的特点、功能和机制可以从根本上理顺产权关系及相应的权益和义务;有利于改变国家为单一主体的投资结构, 而且产权关系明晰;有利于形成“利益共享, 风险共担”的机制, 入股投资的各方面利益建立在调水工程效益这一共同基础之上, 必然促使调水工程投资各方关心调水工程的兴衰、盈亏以及日常运营情况, 有利于调水工程的管理。受益地区承担资本金的额度, 可以按照各地区根据需调水量而认购的相应水权确定, 需水量越大, 股权越大, 承担的资本金就越多。受益地区根据需调水量确定资本金额度, 能够促使各地根据实际需要, 实事求是地提出合理的需水要求, 有利于科学地确定工程的调水规模, 充分发挥工程的调水效益。各地如果要取得较多的水权, 就必须支付较多的水权费 (资本金) ;要减少水权费的支付, 就必须内部挖潜, 积极合理开发本地水资源, 减少调水量。这样更需要水的地方就可以拥有更多的调水使用权, 从而使工程调水配置更合理, 使水资源向更需要的地区转移, 提高水的利用率, 实现水资源的优化配置。
3 建设管理运行体制
跨流域调水工程宏大, 其建设管理体制包含技术、经济、环境、社会、政治等多个领域的许多复杂问题。确保工程按计划顺利实施并达到预期的建设目标, 发挥最佳效益, 必须构建适应社会主义市场经济体制和水利改革要求的建设管理体制。工程建设管理体制的总体思路是:“政府宏观调控、股份制运作、企业化管理、用水户参与”, 按照规范的公司制要求, 实行市场运作。根据这一思路, 跨流域调水工程建设管理单位应按规范的公司制要求, 成立调水有限责任公司。按“国家控股, 授权营运, 统一调度, 公司运作”方式运作。
跨流域调水势必带来区域水资源的重新配置。因此, 必须统筹建立合理的水价体系, 实现水资源的优化配置, 保证区域水资源的可持续利用。
明确水价的构成要素。完整的水价应包括资源水价、工程水价和环境水价3个部分。资源水价, 具体表现为水资源费。需要不断地调整和变动, 不同用户在不同地区的不同时间, 使用不同量的水, 其资源水价是不同的。工程水价, 主要有固定资产投资、供水总成本。明确跨流域调水水价的制定原则, 包括公平性原则、区别性原则、水资源高效配置原则和成本回收原则。依据此原则, 在跨流域调水的受水区, 在水价制定和实施过程中应解决好以下方面问题:处理好主水和客水的关系, 受水区用水的次序应为先外调水, 后当地水;先地表水, 后地下水;同一水质、同类用户、不同水源 (工程引水、现有地表水、地下水) 的用水, 执行统一的用户水价, 实现水资源优化配置的重要手段和保证措施;在调水成本较高的地区, 政府应制定相应的政策, 如实行水价平摊的综合水价, 保证调水工程发挥效益;实行用水定额管理, 用水户实行阶梯水价, 定额内用水平价、超额用水高价, 以促进节水。
4 水资源统一管理
明确流域机构与各行政区域的水资源管理职责和权限划分, 建立统一规划、统一调配、统一管理、分级负责的流域水资源管理体制。区域内实行对防洪、排涝、蓄水、供水、用水、节水、污水处理与回用等涉水事务进行一体化管理的水务管理体制。地表水、地下水统一调度, 主水与客水统一配置。打破城乡界限, 统筹考虑主水、客水、地表水、地下水等各种水源, 统一管理水资源的开发、利用、治理、节约和保护, 对工业、农业、生活、环境、生态等不同用水需求, 区别对待, 保证重点, 使传统的农村水利向城市拓展, 使城市的供水体系向农村延伸, 实现水资源的优化配置。
参考文献
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谈跨流域调水泥沙对位山灌区的影响 第7篇
1 灌区基本情况
位山灌区地处鲁西平原的聊城市境内, 始建于1958年, 1960年停灌, 1970年复灌。涉及聊城市的东昌府区、临清、茌平、高唐、东阿, 冠县、阳谷及经济技术开发区8县 (市区) 的85个乡镇) 全部或部分耕地, 耕地面积540万亩, 是山东省也是黄河下游最大的引黄灌区, 全国五个特大型灌区之一。目前灌区骨干工程包括:位山引黄闸、东西输沙渠、东西沉沙池和三条输水干渠。
2 跨流域调水基本情况
2.1 跨流域调水次数
自80年代起, 聊城位山闸共计承担跨流域调水任务23次, 其中引黄济津7次, 引黄入卫 (入冀) 13次, 引黄济淀3次。
2.2 跨流域调水路线
主要线路:都是自聊城位山闸引黄河水, 经位山三干渠至临清刘口穿卫枢纽进入河北。
2.3 涉及到的主要工程
(1) 渠首位山闸:位山引黄闸始建于1958年, 于1981年冬改建, 设计引水流量240m3/s, 是黄河下游最大的引黄水闸。该闸主要担负着聊城市540多万亩农田灌溉、工业和“江北水城”生态供水任务, 以及引黄入卫、引黄济津、引黄济淀等跨省际、跨流域供水。自1970年开始引水截止2010年底, 累计从位山闸引水442多亿m3, 其中聊城市工农业引水357亿m3, 跨流域调水87亿m3 (占总引水量的19.6%) 。为聊城市和河北省部分地区的工农业生产、生态环境改善以及天津市生活用水做出了巨大贡献。
(2) 西输沙渠和二、三干渠:灌区设有东西两条输沙渠, 现已经全部衬砌。西输沙渠通过西沉沙池下接总干渠, 总干渠到周店后又分为二三干渠, 控制7县市区耕地和跨流域调水的输水任务。
(3) 西沉沙池:担负着二三干渠、引黄入卫、引黄济津和引黄济淀的沉沙任务, 上乘西输沙渠, 下接总干渠, 总干渠后为二三干渠。规划池区2.9万亩, 现已建成6个条池, 经过三十年的运用, 由于清淤弃土共形成堆沙高地2.3万亩。
2.4 跨流域调水分类
(1) 引黄济津:为支援天津市经济建设, 国家实施了10次引黄济津, 其中, 通过聊城位山闸实施引黄济津7次, 其中6次引黄济津渠首共计引水38.3亿m3, 引沙2194万m3。
(2) 引黄入卫 (入冀)
为缓解河北省工业和农业缺水问题, 自1993年开始位山闸已有13次引黄入卫 (入冀) 调水。渠首共计引水亿27.1亿m3, 引沙1620万m3。
(3) 引黄济淀
为维系河北白洋淀生态环境, 保障淀区23万人生产生活, 自2006年开始首次通过位山闸实施引黄济淀生态应急补水。共计三次, 其中:2次渠首引水量为12亿m3, 引沙312万m3。
(4) 引黄济津济淀
2009年10月开始, 渠首位山闸第一次同时为引黄济津和引黄济淀调水, 引水量为9.9亿m3, 引沙187万m3。
3 引水泥沙对灌区的影响
黄河是多泥沙河流, 引水同时也引进了大量泥沙。位山灌区共设东西两个沉砂池, 跨流域调水在西沉砂池沉沙。2006-2007年首次引黄济淀引水4.789亿m3, 虽然当时黄河含沙量较低, 位山闸含沙量一般在5kg/m3左右, 临清入卫口含沙量大约在0.8kg/m3左右, 留在聊城市境内的沙子约200万吨, 而这些沙子70%多留在沉沙池和输水渠里。
3.1 池区生态环境恶化加剧。
沉砂池区涉及聊城市94个村庄, 12万人, 每年冬春之际, 沉砂池区到处沙尘滚滚, 遮天蔽日, “睁不开眼, 张不开嘴, 揭不开锅”, “关上门, 闭上窗, 不误喝泥汤”是位于池区中旬的东、西太平村曾经流传着的令人心酸的歌谣。
3.2 群众生产生活面临严重困难。
大量的泥沙占地使当地群众可耕地面积大量减少, 土地沙化严重, 致使农民赖以生存的土地基础更加薄弱。目前, 沉沙区群众的人均收入只有1400元左右, 比全市少1660多元, 成为新的贫困区。由于池区群众生活困难, 池区学生不少只能受到小学教育。
3.3 池区内外发展极不平衡, 社会矛盾日益尖锐。
引黄入卫等跨流域调水工程的实施, 又使的灌区泥沙大增, 沉砂池区泥沙处理矛盾激化, 池区内群众生产生活偏低, 已经形成新的沙化贫困区, 凸显受害区域与受益区域的矛盾, 村民对立情绪加重, 心理压力日益增大, 干群关系紧张, 近几年每年清淤时群众上访不断, 已成为影响农村稳定的隐患。
3.4 严重制约沉沙池区的良性运转和可持续利用。
位山灌区目前现有条池已经不能满足未来泥沙处理的需要。西沉砂池区已经修建的6个沉沙条渠占地面积2.35万亩, 达到设计高程的堆沙高地1.136万亩, 现有池内还剩余泥沙堆积库容2300万m3, 按照灌区平均引沙量 (考虑跨流域调水因素) , 西沉砂池只能维持3到5年左右, 泥沙处理问题已经严重制约着沉砂池区的良性运转和可持续利用。
4 引黄泥沙治理的必要性
4.1 改善沉砂池区群众生产、生活条件及区域生态环境的需
要, 缓解区域生态环境急剧恶化的状况, 改善群众生产生活条件, 缓解日益尖锐的社会矛盾, 维护社会安定, 消除沉砂池区内外发展极不平衡状况, 构建和谐社会。
4.2 有效保障天津、河北等地城市用水安全的需要。
多次的跨流域调水成功证明利用位山灌区西渠系统引调黄河水是经济可行的输水线路, 是保障天津、河北等地城市用水安全重要的引黄应急调水工程。
4.3 位山灌区可持续发展的需要。
有效保障国家粮食安全的需要, 有效利用现有沉沙空间, 维持沉沙池区的可持续利用。位山灌区引黄工程泥沙治理问题的解决, 可有效缓解多年沉淀的池区社会问题, 环境问题, 具有十分重要的意义。
5 措施
5.1 规划设计方面。
规划设计方面应统筹考虑经济发展与环境保护、水资源可持续利用的关系, 资金投向应向沉沙池区治理倾斜, 大力扶持池区高地生态环境建设, 坚持走可持续发展的道路。
5.2 资金方面。
跨流域调水付出的牺牲也是巨大的, 引黄沉沙造成的池区生态恶化、耕地退化等代价无法用资金衡量, 并且工程资金到位较迟缓, 一定程度上影响了资金效益的发挥。
5.3 建立和谐的供水市场形成完善的供水价格体系。
供水方、需水方应加强沟通, 互相协调, 尽最大限度照顾各方的利益, 用可持续发展的眼光看问题, 充分利用市场经济规律, 促进黄河水资源的优化配置和可持续利用, 让远道而来的黄河水发挥最大的效用。
5.4 高地平整及还耕。
堆沙高地是沉砂池区诸多问题的核心, 也是根本。因此, 平整土体是高地治理建设的前提和重要的基础性工作。堆沙高地表面土质严重沙化, 不适于季生农作物生长, 且农作物收割后裸露地表, 特别容易起风沙, 破坏池区生态环境。
5.5 加强池区取土管理。
在沉砂池区取土应当科学、合理, 变随意取土为有计划取土, 要事先规划好取土区的地形, 确定一下地质情况看是否适合于取用, 进而合理的确定取土的深度及范围, 经过有规划、有节制的深挖、清理, 再进一步的平整。取土完工后, 要及时进行修复或复耕。
5.6 村庄搬迁。
沉砂池区的部分村庄地势低洼, 土地沙化严重, 区域环境日益恶化, 不能保证正常的生产生活, 为切实改善池区的群众生存条件, 调动群众生产积极性, 必须把这些村庄有计划地搬迁到附近的堆沙高地上。尽可能按照建设社会主义新农村的标准和要求进行建设。
5.7 沉砂池改造扩容。
由沉砂池运用规划可知, 现状西沉砂池剩余容积不足以满足灌区可持续发展的需要, 必须对沉砂池扩容, 扩建条池, 在现有西输沙渠现有断面的基础上进行改造, 相应增加渠道的流速和挟沙能力, 以满足不同流量下不淤积的要求, 以达到减淤冲沙的作用。
5.8 东西沉砂池接渠。
利用老四干渠为输水连接, 将位山灌区东西沉沙池连通, 东西池联合运用输水沉沙, 统一调节使用池区剩余淤沙库容, 缓解西池超负荷的沉沙压力, 保障输沉沙池区的可持续利用, 保证灌区西渠系统的正常灌溉供水和引黄济津、引黄入冀等供水工作的顺利实施。S
摘要：聊城位山闸近10年来多次实施跨流域调水。引水必引沙, 结合几年来成功实施的引黄济津、引黄济淀、引黄入卫等跨流域调水, 谈及跨流域调水引水必引沙对聊城位山灌区的影响, 就存在的问题粗浅的谈及泥沙治理的必要性及措施。
跨流域水污染 第8篇
我国水资源面临严峻形势,人均淡水资源量低,淡水资源的时空分布不均衡,已经成为制约我国经济发展和城镇化建设的瓶颈因素。改革开放以来,为解决缺水城市和地区的水资源紧张状况,我国陆续建设了数十座大型跨流域调水工程。如何发挥工程应有的效益,合理配置水资源,实现最优化调度已成为当前研究的热点问题[1,2,3]。
跨流域调水工程调度的复杂性在于:与一般水库群调度相比,除了要考虑流域内的补偿调节,还要考虑流域间的水量转移,各水库间的补偿调 节关系更 加复杂,其优化调 度的 “维数灾”和“局部最优”问题十分突出,动态规划或一般的智能算法在计算速度和求解质量上都显得“力不从心”。本文采用粗粒度并行粒子群算法,在并行(多核)计算机环境下,以供水成本最小为目标,实现复杂供水需求条件下的跨流域优化调水,使我们能够在不增加 硬件成本 的前提下,更充分地 利用系统 资源,提高了运行效率,计算精度也有所改善。
1 数学模型
跨流域优化调水原则是根据有关地区社会经济发展要求, 正确处理调入区与调出区水资源开发和利用,充分利用多水库联合调节作用,协调好本地水源与境外水源间的关系,以最小的经济成本解决地区供水矛盾。其数学模型的描述为:有n个水库Vk(1≤k≤n)和l个供水对象分布于r个流域内(r≥2), 供水对象的需水量为Xl(1≤l≤m),流域间水库以a条调水线路相连接,其调水成本为pi(1≤i≤a),流域内供水水库与供水对象间以b条供水线路连接其调水成本为qj(1≤j≤b),要求通过跨流域补偿调节,将水资源较丰富流域的水调往水资源短缺的流域,并在调度期内满足供水需要的前提下使调水与供水之和最小。
目标函数:
式中:P为总供水成本;T为调度期时段总数,wdi为i条引水线路的调水量;wgj为第j条供水线路满足需水要求的供水量。
约束条件:
(1)水库水量平衡方程。
式中:Q Itk为t时段k水库总引入水量;Q Otk为k水库总供出水量;Itk为k水库天然入库流量;Otk为k水库下泄流量。
(2)水库蓄水量上、下限约束。
式中:Vtk,min为k水库t时段的蓄 水量下限,一般为死 水位; Vtk,max为k水库蓄水量上限,一般汛期取汛限水位,非汛期取正常蓄水位。
(3)调水量约束。
式中:wti为第i条线路t时段的调水量;wti,min为i线路t时段最小调水能力;wit,max为i线路t时段最大调水能力。
(4)供能力约束。
式中:wtj为第j条线路t时段的供水量;wtj,min为j线路最小引水能力;wtj,max为j线路最大引水能力。
(5)供需平衡方程。
式中:Xtl分别为l供水对象t时段需水量;Gtl.j为j线路t时段供给l对象的水量。
2 并行粒子群算法
2.1 基本算法
粒子群优化 算法 (Particle Swarm Optimization,PSO)算法[4],是一种源于鸟群群体运动行为的启发式搜索算法。PSO算法首先在可行域内初始化各微粒的位置Xi=[xi,1,xi,2,…, xi,d]和速度Vi=[vi,1,vi,1,…,vi,d]。通过评价各个微粒在t时刻的适应度,确定每个微粒所经历的最佳位置Pibest和整个群体的最佳位置Gbest,再用公式(7)和(8)更新各个微粒的速度和位置,其中,c1和c2为非负的学习因子,r1和r2是均匀分布在 (0,1)区间的随机数;ω 为惯性权重,通常随迭代按公 式(9)做线性递减。
式中:ωmax为最大惯性权重;ωmin为最小惯性权重;L为当前迭代次数;Lmax为算法的最大迭代次数。
PSO算法的优势在于 通用性较 强,原理简单,容易实现。 但是算法也存在一些局限性,一方面,随着求解问题的复杂度和规模的增长,其计算速度明显下降;另一方面,算法的全局搜索能力较差,易陷入局部最优解,精度不高。
2.2 并行算法
跨流域调水工程由水库、引供水工程、用水户组成的,有复杂关联的集合体,模型涉及大量的边界和约束条件限制,要想得到满意解就需要优化算法具有较强的局部搜索能力和较快的收敛速度,普通PSO算法难以 满足要求。并行技术 的应用可以更有效利用计算资源,提高求解速度,且能够提高群体多样性,改善解的质量。通过对基 本PSO算法特点 的观察可 以发现:在寻优过程中,粒子个体的飞行并不依赖其他个体,个体之间的联系是基于对群体最优位置的共享。PSO算法具有的这种天然并行性为我们将粒子群算法并行化创造了条件。
并行算法的思想是将一个任务划分成多个子任务,并发执行,执行过程中各个子任务按照一定的策略进行通信。依据不同的划分方法,算法可分为:主从式、粗粒度、细粒度和混合式算法。粗粒度模型又称分布式模型或孤岛模型[5],是目前应用十分广泛的一 种模型。粗粒度粒 子群算法 (Coarse-grained Parallel Particle Swarm Optimization,CPPSO),首先按照 处理器个数随机生成相同规模的多个群体,然后为每个处理器分配一个群体,独立运行基本PSO算法,每经过若 干次迭代,群体间就按照一定拓扑结构和策略迁移若干个体,直到达到收敛条件。迁移拓扑和策略是算法性能的关键,多篇文献对此做了研究[6]。在迁移拓扑方面,本文采用了单向环结构,研究证实它能够有效隔离群体,最大程度地保持群体多样性[7];在迁移策略方面,采用了同步最优个体迁移的方式,一个群体每隔固定的迭代次数就向与之相邻的下一个群体传递其最优个体,并替换掉其最差个体。本文设计了水库群优化供水调度的粗粒度算法,步骤如下:
(1)以各供水线路 供水量序 列集合为 粒子个体 的位置向 量,初始化n个群体Si(1≤i≤n),每个群体中都包含m个粒子个体,并初始化他们的速度和位置。
(2)将n个群体分 配给n个处理器,并发隔离 执行基本PSO算法迭代,设置最大迭代次数Lmax和迁移间隔L′,令迭代次数L=1。
(3)在保证供水的前提下,计算每个序列的供水成本,若违反约束条件,则引入惩罚项,已成本加惩罚值作为适应度,并用公式(7)和(8)不断更新速度和位置。
(4)当L为L′的整数倍时,进行迁移操作。采用单向环拓扑结构,若i=n,则Si的迁移对象为S0,否则Si的迁移对象为Si+1,复制Si中的k个最优个体传递给Si+1(或S0),并替换掉Si+1(或S0)中的k个最差个体,其单向环结构如图1所示。为了保证数据的一致性,需要对传递与替换过程进行同步锁定。
(5)若L<Lmax,则另L=L+1,转向步骤(2);否则输出n个种群中的最优值,算法结束。
2.3 基于.NET的多核编程
并行算法的开发必须考虑到普通串行算法不会遇到的困难:1有可能因多线程同时访问同一内存单元,导致存取不同步问题。2线程的执行不同步,程序执行的结果无法预期。3由于多个线程同时运行,某个线程进行调试时,其他线程可能还在运行中,无法保证调试环境的一致性。正因为并行程序开发、测试和调试都比串行程序要困难,所以一般要先编写算法的串行版本,然后对比串行算法结果实现并行化。
任务并行库(Task Parallel Library,TPL)的出现为我们提供了开发并行算法提供了便利条件。TPL是.Net Framework 4.0为开发并行程序而提供的一组类,它将并行执行的程序划分成多个任务(Task),一个并行执行的工作就是一个Task的实例,Task可以由任何 一个线程 执行,TPL通过任务 调度器 (Task Scheduler)将Task分配给线程池中的线程来管理和 执行,特定的任务与特定的线程之间没有绑定关系。也就是说, 我们在开发并行程序时,可以专注于任务的本身,而不是诸如线程的创建、取消和同步等繁琐的技术细节。
3 应用实例
本文以我国北方某地区调水工程为研究对象。该调水工程是解决D城市2015年以前城市工业与生活用水,并改善区域水环境的一项跨流域调水工程。它由分布在4个流域内的4座的水库和2个城市组成,其中D水库为水源水库,向B水库调水,B水库和Y水库联合向F水库调水,再由F水库向D城市供水。同时,B水库需要向P城市供水并满足本地农业供水要求,Y水库需要满足本地农业供水要求。由于W水库调节 能力有限,只起到中转作用,因此不考虑W水库的调节 能力, 向D城市供水量为B工程和Y工程输送水量之和。供水工程网络如图2所示。
在.Net Framework 4.0环境下,基于TPL编写供水优化调度的PSO和CPPSO算法的C#.net程序,在i7-2600 (4cores,3.4GHz)CPU、4G内存的硬件环境下运行。为了测试算法的性能,设置两种算法相同的个体规模,基本算法的群体规模m=400,并行算法的群体个数n=4,每个群体的规模为m =100,迁移间隔L′=10,迁移规模k=2,二者最大迭代次数均为Lmax=1 000,加速常数采用c1=c2=2,惯性因子ω 随迭代次数从0.9到0.1做线性变化。选择丰、平、枯三个典型年(1971年、1991年、1998年)的年径流系列进行计算,根据两种算法的运算时间按公式(10)和(11)计算加速比Sp和效率Ep,结果见表(1)。由结果可以看出:两种算法结果都能够满足3个典型年的供水需求,但由于并行算法能够更充分地利用CPU资源, 运行效率明显提高,CPU利用率由18%上升到83%,加速比达到2.75以上,效率约为0.7。
式中:Tl为串行算法的运行时间;Tp为并行算法的运行时间; P为处理器个数。
对于群体的多样性,我们采用种群熵的方法来评价[8],见公式(12)。熵越大说明个体类型越多,分配得越平均。图3给出了1998年径流计算过程中两种算法的种群熵的变化过程。 可以看出在中后期,并行算法能够更好的保持群体多样性,减少了未成熟收敛的可能性,提高了求解质量,年供水成本降低约2%。B、Y水库的调度过程以及各线路的供水过程如图46所示。
式中:pi=|Sti|/N,N为种群中个体数目;Q为相同个体合并后构成的子集个数;Sti为第t次迭代中,第i个子集包 含的个体数。
4 结 语
本文应用粒子群基本算法和粗度并行算法来实现跨流域调水工程的优化调度,通过对比得出以下结论:
(1)供水成本最小模型能够有效调节空间水量分配,节约供水成本。
(2)并行算法能够大幅度提高计算速度,更充分地利于计算资源。
(3)并行算法更有利于保持个体的多样性,求解质量更高。
(4)应用TPL实现算法并行化,可以简化各个任务之间的依赖关系,便于编程实现。
虽然并行算法能够提高计算效率,但是随着任务规模的扩大,可能增加任务间通信压力,加大系统开销,产生瓶颈作用。 因此,对于处理单元个数、算法复杂度与算法效率间的关系需要做进一步研究。
参考文献
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跨流域水污染 第9篇
一、淮河流域水污染形势依然严峻
淮河也是我国投入最多、开展污染治理最早的大江大河。从1994年沿淮各省开始淮河治污以来,耗资600亿元之多,虽然取得积极进展,但淮河水污染状况并未得到根本好转,水环境形势依然严峻。
20世纪90年代初,淮河水污染日甚一日,不仅对流域生态造成毁灭性打击,同时严重影响全流域居民生活。1994年6月,国务院专门召开淮河水污染治理会议。随后颁发了《淮河流域水污染防治暂行条例》,这是迄今中国为单一河流水污染治理制定的惟一一部法规。但据报道,2004年淮河污染严重反弹,主要水质污染指标已达到或超过历史最高水平,流域约60%为劣五类水质,水污染直接影响1.3亿居民生活。2004年,86个国控水质监测断面中,Ⅰ~Ⅲ类、Ⅳ~Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为:19.8%、47.6%和32.6%。淮河省界断面水质较差,其中Ⅰ~Ⅲ类水质占8.1%、Ⅳ~Ⅴ类占51.4%、劣Ⅴ类占40.5%。而近几年淮河水系的水污染状况并未得到有效好转,2005年以来淮河流域的地表水系一直属中度污染,其中沙颍河、涡河等支流水质污染严重,国控省界断面水质总体属中度污染,且主要污染指标仍然是石油类、五日生化需氧量、高锰酸盐指数和氨氮。具体水质情况见下面图1、图2。
注:以上各图均是根据中国环保总局网站及淮河水利委员会网站数据整理绘制。
从图1、图2中我们能够看出,近3年来淮河流域国控省界断面的劣Ⅴ类水基本持平,国控监测断面劣Ⅴ类水占比略有下降,但仍然保持较高的比例,水质受到污染的Ⅴ类及严重污染的劣Ⅴ类总和在五类水中的比例在40%左右,流域水质情况仍不容乐观。(说明:根据国家环境保护总局《地表水环境质量标准》,按地表水水域环境功能和保护目标来分,地表水水域可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类,其中Ⅰ~Ⅲ类满足居民生活饮用水要求;Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区;Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。Ⅴ类的水水质已受到污染,比Ⅴ类还差的劣Ⅴ类的水质是受到严重污染,基本已无使用功能。)
入河排污量仍居高难降。“十五”期间淮河流域主要污染物COD和氨氮入河排放量前三年逐年增加,后两年出现下降,其中COD入河排放量每年都没有达到确定的污染物排放控制目标,即使在排放量最少的2005年,COD排放仍超出任务目标0.51倍;氨氮入河排放量虽然实现了总量控制目标,但淮河流域四省只有安徽一省完成了目标任务。2006年,主要污染物COD入河排放量仍然超过国家“十五”计划目标的35%,对照水功能区纳污能力及限排总量控制目标,超标123%。2007年淮河流域185个城镇入河污水排放总量为44.5亿t,主要污染物COD和氨氮入河排放总量分别为73.4万t和8.0万t。根据淮河水资源2007年公报,2007年淮河流域工业废水(不包括火电厂直流式冷却水及矿坑排水)和城镇居民生活污水排放总量为65.82亿t,比2006年同比增长5%。其中湖北省0.08亿t,河南省22.45亿t,安徽省16.86亿t,江苏省20.87亿t,山东省5.56亿t。
二、环境侵权民事责任的存在
基于淮河流域水污染的严峻形势,环境侵权行为也越来越广泛。环境侵权行为是指因为行为人排放污染物或者从事其他开发利用环境的活动,造成了环境污染或破坏,导致相当地区多数人财产和人身的损害,或危及人类生存和发展的事实,并依法应承担民事责任的一种特殊侵权行为。环境侵权包括两类:环境污染和生态破坏,而水污染就是属于环境污染的范畴。依据我国《民法通则》第134条,适用于环境侵权行为的民事责任的承担方式有5种。其中,赔偿损失和排除侵害是目前我国最主要的环境侵权民事责任承担方式。随着环境侵权行为越来越广泛,环境侵权损害赔偿问题也越来越突出。企业因此正面临着巨大的环境风险的考验,而从公民意识来看,人们也已经越来越重视对环境的保护和自身环境权的维护。但从以往的水污染事件赔偿结果来看,由于侵权人的赔偿能力不足,再加上高昂的诉讼费用和旷日持久的诉讼过程,使许多受害人实际上得不到赔偿,环境侵权损害赔偿的矛盾在淮河流域已越来越突出。如果这类问题得不到妥善解决,将有可能引发严重的社会问题。现有的环境侵权民事责任个别化的机制,决定了它在解决这类问题上的局限性,这使得环境侵权难以用传统救济手段进行救济。因此,建立立足于所有潜在环境侵权人对污染受害者的社会性损害分担的环境污染责任保险制度,形成完善的社会保障机制已势在必行。
三、人和自然和谐发展观的要求
人类是自然界的一部分,自然界是人类赖以生存和发展的基本条件。老子曾说过:“人法地,地法干,天法道,道法自然”,意思是说要因地制宜,因时制宜,按照自然规律办事。不按自然规律办事必将受到自然界的惩罚报复,人与自然是密不可分的,保护自然即保护人类。然而由于前些年沿淮各省的政府急功近利,重经济发展、轻环境保护的发展地方经济的思想,导致了“小化工、小造纸、小制革”等“十五小”高污染的项目纷纷上马,造成流域工业结构和工业规模不尽合理,大量的皮革厂、酒精厂、针织厂、造纸厂等企业频频落户沿淮各省,这些污染性工业企业废水排放不达标,对淮河主支流造成了很大的污染。淮河水污染已经对流域内的工农业生产、渔业发展及人体健康造成严重危害,不但制约了当地国民经济的发展,而且还影响了社会的安定和省际间的关系。因此,整治水污染,保护好饮用水源,加强对自然生态的保护,建立环境污染补偿机制既是有效保护生态环境的紧迫需要,也是建立和谐社会的重要措施。此外,在建立环境污染补偿机制中,环境污染责任保险制度的建立又是解决环境污染补偿最有效的方法制度之一。
四、传统的水污染治理及赔偿方式的弊端
水污染治理有多种途径和方法,其中包括行政的、经济的、技术的、宣传教育的、法律的手段。在这诸多方法当中,过去我们的水污染治理政策是行政强制措施多,经济手段少,技术、宣传教育缺位,环保部门法律权限不足,社会公众参与不够。这一管理方式对初期阶段迅速遏制重点流域严重的污染形势,全面启动和强化区域污染治理行动发挥了重要作用。这在西方的一些环境经济理论研究中也得到了支持,即当环境污染的边际破坏成本大大超过经济手段的边际治理效果时,命令控制手段更为有效。但是这种方式不利于调动排污单位的内部积极性,不利于企业主动自愿做到污染物达标排放和综合治理,不是一种长效机制,容易造成地方保护主义和污染反弹。在执法权限方面,我国法律赋予环保部门的权力还是相当有限的,比如对污染企业,环保部门只能责令其限期整顿,令其停产必须由当地政府下停产令。对违规的企业主和个人,环保部门也没有直接的处罚权力。而在环境损害赔偿方面,目前的法律、法规对于环境损害赔偿也只有一些零散的规定,对于解决现实中的诸多环境纠纷存在“供给不足”的问题。因此,今后的淮河流域水污染治理的政策方向,应是建立长效机制,更多利用经济手段和法律手段,引入经济激励措施,促进水污染治理的市场化,加强污染治理的社会公众参与。
五、环境污染责任保险的功能
基于淮河流域依然严峻的水污染形势、环境侵权民事责任的存在、人和自然和谐发展的要求以及传统的水污染治理手段及赔偿方式的弊端的存在,因此,综合运用法律、经济、技术和必要的行政办法来解决淮河水污染问题就成为了我们必然选择。这其中就包括环境污染责任保险(即绿色保险)的实施。
环境污染责任保险又称为“绿色保险”,是由公众责任保险发展而来的一种新险种。它是环境侵权行为人(被保险人)因从事保险合同约定的业务活动,造成环境损害而应承担的环境损害赔偿责任或治理责任为标的的责任保险形式,主要是以企业发生的污染事故对第三者造成的损害依法应负的赔偿责任为标的的保险。环境污染责任保险具有以下方面的诸多功能:
一是可以促进企业加强环境风险管理,预防环境损害。保险公司通过对“潜在环境侵权人”(污染企业)的环境风险状况进行深入调查分析,从而确定污染等级,采取承保、拒保、调整保险费率和设有控制性条款等方式来降低自己的风险,这也会促进“潜在环境侵权人”为可以投保或降低保险费率而增加环境保护投资,增强环境保护意识,提高其环境管理水平,努力改善环境条件,从而达到预防环境损害的目的。
二是可以分散损失,有效保护环境污染事故受害者和侵权行为人的利益。通过环境污染责任保险,被保险人将造成的环境损害赔偿责任转嫁给保险公司,再通过保险公司将损失分散到全体投保环境污染责任保险的企业,从而实现环境损害赔偿的社会化,避免了因单个环境侵权行为人赔偿能力不足而导致救济不足或破产倒闭使受害人无法获得赔偿的情况发生,确保受害人能够获得及时合理的赔偿,有利于减少社会问题,稳定社会秩序。同时,通过参加环境污染责任保险,单个的环境侵权行为人可以减轻环境污染赔偿负担,避免了其因过重的赔偿责任陷入破产或经营中断的危机,从而有利于其提高生产积极性和促进社会经济发展。
三是可以实现“谁污染,谁付费”目的,减轻政府环保压力。环境保护绝非单纯是政府和环保部门的事情,需要全社会的参与。鉴于政府的特殊角色,在环境事件发生后,政府担任了最后责任人的角色。但国家介入补偿无异是利用全民的税收作为财源,变成由全民对此污染负责,此已违反污染者负责原则,与现代环境法之趋势不合。发展环境污染责任保险通过风险分摊,可以减轻政府的环境负担,使被破坏了的生产条件和生活环境能够及时得到重建和修复。环境污染责任保险是由潜在的环境侵害企业交纳的保费所组成的责任共同体,由该共同体来承担某一投保人的环境侵权责任。因此,其中某一投保人造成的环境损害仍然是由造成损害的全体侵权人负责,实现了“谁污染,谁付费”的目的,起到了一定的惩戒作用。同时,环境污染责任保险通过解决环境纠纷、分散风险、为环境侵权人提供风险监控等,为企业加强环境保护提供了强大的动力,提高了其参加环境保护的积极性。
四是可以完善社会保障制度,实现人与自然、社会的和谐。建立环境污染责任保险制度,是对我国现行社会保障制度的补充和完善,对保障相关方的权益、维护安定的社会环境和经济运行环境、减少环境污染事故的危害和纠纷的发生都有积极意义,对构建和谐社会具有极大的推动作用。
五是可以弥补传统的环境污染治理模式的不足,促进微观层面的积极响应。反思淮河水污染的治理模式,我们不难发现,整个治理过程和政策措施皆由国家和政府自上而下单向操作,而与造成淮河水污染问题密切相关的企业的积极性并没有被调动起来,后者只是在各种行政命令、法律法规和奖惩制度的压制下被迫参与,也就是说缺乏一种有效机制使各微观主体从切身利益出发主动规范自己的行为,维护其所依赖的生态环境和自然资源。而环境污染责任保险通过核保、费率的调整将促进企业加强对环境保护的意识,增强其对环境风险的管理。随着污染大户企业的环境保护意识的提高,居民、个人等其他微观主体也会作出积极响应,从而实现整个社会公众环境保护的参与度。
摘要：目前,淮河流域水污染形势依然严峻,水污染事故频发,严重污染环境,危害公众健康和社会稳定。究其原因是善后处理没有长效保障机制,人和自然不能和谐相处,以往的水污染治理手段存在诸多弊端。迫切需要在淮河流域建立具有能够分散损失、强化管理环境风险等诸多功能的环境污染责任保险制度,以促进企业加强环境风险管理,预防环境损害;分散承担损失,有效保护环境污染事故受害者和侵权行为人的利益;实现“谁污染,谁付费”目的,减轻政府环保压力;完善社会保障制度,实现人与自然、社会的和谐;弥补传统的环境污染治理模式的不足,促进微观层面的积极响应,进而形成全社会治理水污染的局面。
关键词：环境污染,责任保险,环境侵权,和谐发展
参考文献
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