張勇
摘要:流域治理在我國的歷史較為悠久,可以高效地防治水土流失等狀況,是小流域經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)等持續(xù)發(fā)展的重要舉措。中國通過多年的實(shí)踐,積累了較為豐富的經(jīng)驗(yàn),也形成了一套較為完善的治理機(jī)制。然而,隨之時(shí)代發(fā)展,還需要進(jìn)一步完善。
關(guān)鍵詞:流域綜合治理;多維嵌套理論;技術(shù)體系
一、 流域綜合治理系統(tǒng)的多維嵌套結(jié)構(gòu)
(一) 要素維
流域面臨的水問題交織關(guān)聯(lián),除了常態(tài)的流域缺水、水污染問題,特殊情景下的干旱、洪水、內(nèi)澇問題也需要引起關(guān)注。流域水資源的開發(fā)、水害的防治以及水生態(tài)功系統(tǒng)功能的恢復(fù)具有復(fù)雜相關(guān)性,為突出合力治水,流域綜合治理由單要素治理轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘁刂卫?,包括了水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水安全、水文化等多方面,如歐洲萊茵河流域的綜合治理考慮了污染源控制與水環(huán)境治理、水生態(tài)保護(hù)(鮭魚產(chǎn)卵與洄游)、水資源利用以及防洪減災(zāi)等多個(gè)方面。
(二)空間維
從流域水循環(huán)及其伴生的完整過程看,流域、子流域、水文響應(yīng)單元是逐級(jí)減少的,控制單元/行政區(qū)域是在流域空間分級(jí)基礎(chǔ)上,體現(xiàn)水管理要求進(jìn)行重新劃分。(1)流域或區(qū)域。從流域自然和功能的統(tǒng)一性出發(fā),以流域?yàn)閱卧?,上下游、左右岸、干支流的開發(fā)利用具有相互影響、相互競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系,應(yīng)從流域生態(tài)系統(tǒng)平衡角度進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。歐盟、新西蘭等地區(qū)和國家開始實(shí)施以流域?yàn)榛締卧墓芾砟J?,以流域?yàn)閱卧M(jìn)行綜合治理已成為重要發(fā)展趨勢(shì)。我國應(yīng)探索建立以流域?yàn)榛A(chǔ)的流域與區(qū)域相結(jié)合的管理體制。(2)控制單元。將復(fù)雜的流域水問題分解到控制單元,實(shí)施更為精準(zhǔn)化和有效的管理,可為目標(biāo)落實(shí)、任務(wù)分解、總量控制等提供基礎(chǔ)。通常,將水質(zhì)不達(dá)標(biāo)、生態(tài)和功能問題突出、存在事故風(fēng)險(xiǎn)和水環(huán)境質(zhì)量下降風(fēng)險(xiǎn)等含有重要飲用水水源、具有重要生態(tài)功能以及水質(zhì)達(dá)標(biāo)難度較大的控制單元作為優(yōu)先控制單元,進(jìn)行重點(diǎn)治理和保護(hù)。(3)子流域或水文響應(yīng)單元。水文響應(yīng)單元主要是根據(jù)流域內(nèi)的土壤類型、坡度、土地利用等因素劃分的具有相同水文特征的最小水文單元,是流域水循環(huán)模擬的基本單元,其劃分情況將對(duì)分布式模型精度帶來影響
(三)過程維
在宏觀尺度上流域綜合治理的過程維表現(xiàn)為流域“自然-社會(huì)”二元水循環(huán)之間的耦合以及其伴生的水生態(tài)、水環(huán)境、水安全與水文化過程。在中觀尺度上,表現(xiàn)在自然水循環(huán)和社會(huì)水循環(huán)分環(huán)節(jié)、分行業(yè)的過程,即自然主循環(huán)系統(tǒng)的“降水-坡面-河道-地下”的基本過程及其伴隨的污染物遷移轉(zhuǎn)化與生態(tài)系統(tǒng)演化過程,以及社會(huì)側(cè)支循環(huán)系統(tǒng)的“取水-供水-用水-排水”的基本過程及其伴隨的污染物遷移轉(zhuǎn)化以及水生態(tài)系統(tǒng)演化過程,以及兩者之間相互作用的物質(zhì)、能量、信息傳輸與交換所帶來的干旱過程、洪澇過程、景觀格局過程、文化沉淀過程、生態(tài)過程等。在微觀尺度上,過程維體現(xiàn)為降雨、徑流、植被覆蓋度、污染物遷移轉(zhuǎn)化系數(shù)、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和多樣性等多個(gè)影響因子過程的細(xì)致識(shí)別。
二、流域綜合治理的關(guān)鍵技術(shù)
(一)制定健全的小流域綜合治理與管理機(jī)制
對(duì)于小流域的綜合治理及管理來講,在新時(shí)期就有新的特點(diǎn)。這就要求小流域的綜合治理與管理應(yīng)當(dāng)不斷地對(duì)自身進(jìn)行完善。這就要做做到以下幾點(diǎn):第一,結(jié)合小流域目前的環(huán)境條件,對(duì)治理規(guī)劃與相關(guān)措施進(jìn)行規(guī)范。在治理過程中,對(duì)于相關(guān)的設(shè)計(jì)單位及人員,應(yīng)當(dāng)具備這方面的資質(zhì),以保證規(guī)劃設(shè)計(jì)能夠科學(xué)化與規(guī)范化。第二,對(duì)小流域綜合治理相關(guān)的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行規(guī)范,使治理能夠收到較好的效果。第三,在小流域進(jìn)行綜合治理的過程中,不僅要對(duì)其驗(yàn)收程序進(jìn)行完善,還要重視驗(yàn)收管理的方式。這是保證治理小流域的重要舉措。
(二)生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施
整個(gè)治理工程的施工過程中堅(jiān)持設(shè)立圍板作維護(hù),以減輕人們的不悅感受。同時(shí),施工時(shí)注意盡量避免破壞道路兩旁的樹木、草坪等綠化帶,防止對(duì)景觀造成影響,對(duì)不可避免的對(duì)景觀造成影響、占用綠化地的,及時(shí)進(jìn)行了復(fù)土、植樹、種草,對(duì)必須經(jīng)過現(xiàn)有樹木地段的樹木,采取移栽辦法移栽他處,避免砍伐。在施工作業(yè)前,編制了施工進(jìn)度表,合理施工。對(duì)管道施工采取邊挖邊鋪設(shè)管道,邊回填恢復(fù)的辦法,做到占地時(shí)間短,施工期短,恢復(fù)快。對(duì)臨時(shí)堆棄的土方堅(jiān)持采取臨時(shí)攔擋措施,土方回填后的多余殘土及時(shí)運(yùn)出城市,以防止或減輕降雨形成的地表徑流的沖刷。同時(shí),盡量減少了在雨季的施工。通過采取上述措施,整個(gè)治理過程中最大限度地降低了項(xiàng)目施工過程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。
(三)分類規(guī)劃和綜合治理
在小流域內(nèi),由于各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展的程度以及地理區(qū)位都不一樣,所以,針對(duì)不一樣的地區(qū),其綜合治理的目標(biāo)、投入程度、防治水平等都是不一樣的。有鑒于此,就要求結(jié)合小流域主導(dǎo)功能來分類及治理。比方說:小流域可以分成觀光旅游區(qū)、經(jīng)濟(jì)果林區(qū)、水源涵養(yǎng)區(qū)等多種類型,并結(jié)合其周邊的環(huán)境來對(duì)主導(dǎo)功能進(jìn)行確立。然后,再合理地設(shè)計(jì)小流域水土保持的對(duì)策等,這有利于治理工作的推進(jìn),從而收到良好的治理效果。
三、流域綜合治理的關(guān)鍵技術(shù)體系
(一)機(jī)理辨識(shí)技術(shù)體系
流域綜合治理機(jī)理辨識(shí)技術(shù)體系主要包括流域水循環(huán)及其演化機(jī)理、流域水資源供需規(guī)律與配置原理、流域水污染物遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理、流域水生態(tài)結(jié)構(gòu)、功能與過程機(jī)理、流域洪水過程與內(nèi)澇演化機(jī)理、流域水文化變遷機(jī)制等方面及其動(dòng)態(tài)耦合、關(guān)聯(lián)機(jī)制。
(二)綜合模擬技術(shù)體系
各流域所面臨的主導(dǎo)問題不同,模擬的關(guān)注點(diǎn)也明顯不同,但通常水質(zhì)水量過程是核心。流域綜合治理定量綜合模擬技術(shù)體系具體包括:流域分布式水循環(huán)模擬、流域水資源供需模擬與優(yōu)化配置、流域污染負(fù)荷遷移轉(zhuǎn)化模擬、流域水質(zhì)過程模擬、基于遙感的流域生態(tài)需水模擬、流域洪水過程與風(fēng)險(xiǎn)模擬、面向低影響措施的流域內(nèi)澇積水過程模擬、流域水文化傳播的社會(huì)學(xué)模擬等多個(gè)模塊及其綜合集成??傮w上,與遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)耦合,實(shí)現(xiàn)全要素、多過程的綜合耦合模擬,著力體現(xiàn)變化環(huán)境下的不確定性,為水問題診斷、措施優(yōu)選以及效果評(píng)估提供支撐,是流域綜合治理定量綜合模擬技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
(三)優(yōu)化決策技術(shù)體系
1、多目標(biāo)優(yōu)化法。曹寅白等提出了多維臨界調(diào)控的準(zhǔn)則與模型,給出不同維度目標(biāo)函數(shù)與權(quán)衡機(jī)制,以海河流域?yàn)槔M(jìn)行不同方案的評(píng)價(jià)與優(yōu)選。2、綜合評(píng)分法。通過對(duì)不同措施的重要性程度確定指標(biāo)權(quán)重和評(píng)分,結(jié)合聚類分析或模糊算法確定流域綜合治理措施的優(yōu)先次序,或?qū)?shí)施的治理措施的效應(yīng)進(jìn)行評(píng)估。3、情景分析法。即通過設(shè)置多種情景,對(duì)流域綜合治理的措施進(jìn)行比較,確定最優(yōu)方案。構(gòu)建了進(jìn)化博弈模型,以淮河流域?yàn)槔龑?duì)政府兩種管理情景(即關(guān)停、罰款)對(duì)企業(yè)水污染治理行為帶來的效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)和論證。4、目標(biāo)倒逼法。流域綜合治理確定了水質(zhì)、水資源、水生態(tài)、水安全等多維目標(biāo)后,通過計(jì)算水環(huán)境容量倒逼污染物削減量,通過優(yōu)化配置計(jì)算水資源供給量,通過防洪排澇目標(biāo)要求給出防洪排澇方案等,協(xié)調(diào)優(yōu)化給出項(xiàng)目清單并進(jìn)行投資估算。
四、結(jié)語:
我國對(duì)小流域相關(guān)治理的管理已取得一定成效,但如若沒有群眾的支持也依然不足以維持小流域綜合發(fā)展,因此,重視群眾的積極參與,鼓勵(lì)人們對(duì)水土資源合理利用,是我國解決水土流失、達(dá)到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)多方面發(fā)展的必經(jīng)之路,也是我國社會(huì)主義現(xiàn)代化可持續(xù)發(fā)展的重大舉措。
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