地理科技论文——第十一届地球小博士高中组800多字。
水是万物之源。地球表面70%被水覆盖,但其中97%是人类不能饮用或直接使用的海水。剩下的3%非咸水中,只有1/3可以用于人类发展。即使如此少的淡水在分布上也是极不均匀的。目前,全球26个国家的2.32亿居民经常缺水,4亿居民已经面临“水危机”。缺水给人类的生存和发展敲响了警钟;水资源短缺已成为制约区域经济发展的“瓶颈”。现代的水危机是人类生存的另一个严重问题。随着社会经济的发展,仅靠流域内调水难以满足经济发达地区的用水需求,迫切需要跨流域调水。跨流域调水是解决水资源时空分布不均或水资源短缺的工程措施。随着人口的增长和经济的发展,水资源问题已经成为制约21世纪人类生存和可持续发展的瓶颈因素。水资源分布不均和人类社会用水需求平衡的客观存在,使得调水成为必然。自20世纪50年代以来,国外提出了许多调水方案。据不完全统计,目前,世界上24个国家已建、在建或规划的大型跨流域调水工程超过160项,覆盖了世界所有地区。半个多世纪以来,国内外专家学者提出了许多跨流域调水工程规划、管理和运行的决策模型和方法,可归纳为两大类:一是通过各种方法对复杂的跨流域调水系统进行简化后,用单一的数学规划模型或仿真模型来研究跨流域调水工程的规划、管理和运行决策;其次,直接采用大系统优化的决策模型和方法。通过建立各类大系统的递阶结构模型,运用多种数学规划或仿真技术(包括自寻优仿真技术)的组合,开展该类项目的规划管理决策研究。近年来,随着模糊数学、决策支持系统和专家系统、神经网络等新理论和新方法的不断发展和完善,人们开始探索将这些新理论和新方法应用于跨流域调水工程规划和管理决策研究的可能性。例如,Jamieson等人基于一般跨流域调水系统的规划、设计和管理决策过程,建立了跨流域调水规划的混合决策模型结构,并建议采用混合整数规划模型优化系统结构、仿真模型设计中包含的工程设施规模,以及动态规划方法进行系统的实时决策研究。
1项目示例
1.1以色列的南水北调工程以色列极度缺水,南方的水资源比北方多。其南水北调工程输水干线长约300公里,直径2.2 ~ 2.8米,途经多个加压泵站,支线管道总长超过6543.8+00万公里,年供水量6543.8+04亿立方米。该项目不仅促进了南部的经济发展,还将大片沙漠变成了绿洲,拓展了以色列的生存空间。
1.2澳大利亚雪山工程澳大利亚气候干燥,水资源相对短缺,所以修建了雪山工程。它在雪山东坡修建水库蓄水,将雪水多余的水引向西坡,利用落差沿调水路线发电。雪山工程是世界上最复杂的大型水电工程之一,包括7座水电站、80km引水管道、11 * * 145km压力隧洞、16大坝、1泵站、510km高压电网等。,年供水量23.6。在它的帮助下,西部的水质也得到了很大的改善,生态环境变得更加宜人。
1.3加州南水北调工程美国西部干旱缺水。为此修建了十几个调水工程,其中最具代表性的是著名的加州北水南调工程。北加州雨水充沛,萨克拉门托河经常泛滥。南方天空干燥,大地龟裂冒烟,但全州有三分之二的人口,水资源分布极不均匀。早在1919年,地质学家就提出了南水北调的设想。二战后,加州的经济发展和缺水问题越来越严重,调水工程被提上日程。为此,加州南北争论不休,媒体也是火上浇油,公开号召选民反对州政府的调水计划。1960年,加州就这个问题进行了全民公决,结果是51%赞成,49%反对,赞成比反对只多170000票。人们注意到,在大多数县投反对票的北方供水区,1个县也投了超过50%的赞成票,因为这个县的居民意识到该项目确实有利于防洪减灾。工程于1973竣工,1990达到设计输水能力。该项目仍在扩展和改进中。2002年,该项目发电量达85.7亿千瓦时,惠及以洛杉矶为中心的2300万人口的广大地区。目前加州人口、经济实力、灌溉面积、粮食产量均居全美第一,洛杉矶已发展成为全美第二大城市。当时很多投反对票的居民不得不承认,南水北调工程对加州经济腾飞的贡献确实不可或缺。
1.4俄罗斯莫斯科运河工程1930,莫斯科水资源枯竭后,前苏联开始修建莫斯科伏尔加运河(1947后更名为莫斯科运河),不仅为首都莫斯科提供了稳定的水源,还显著改善了莫斯科河的水质和城市景观。
1.5埃及的西气东输工程埃及96%的领土是沙漠。为了开发西奈半岛,修建了西气东输工程。干线全长262公里,有7座泵站,年供水量超过40亿立方米。它为西奈半岛提供了宝贵的水资源,促进了西奈半岛的全面发展。它也为埃及的整体经济发展做出了巨大贡献。
2影响
2.1减轻调水区洪涝灾害。对于出水地区来说,严重的洪涝灾害可以说是最大的生态环境灾害。输水工程在出水区具有明显的防洪效益,其防洪功能本质上是减少生态环境灾害的发生。
2.2改善输水通过地区的气候、环境、地下水和水质输水工程有利于改善两岸的气候和环境,特别是有利于沿线地下水的补给。但输水渠道对自然生态环境的更大影响在于对陆地生态系统的影响。许多荒地、沙漠和沿海地区经过灌溉变成了良田、菜地、林场和果园,两岸地下水位普遍上升,是地下水超采区的有益补充。
2.3缓解调水地区生态危机调水可以增加缺水地区的水域面积,导致水圈与大气圈、生物圈与岩石圈之间的垂直水气交换加强,有利于水循环,改善受水区的气象条件,缓解生态缺水问题。此外,调水还可以增加受水区的地表供水量和土壤含水量,形成局部湿地,有利于净化污水和空气,收集和储存水分,补偿和调节河湖水量,保护濒危野生动物。
2.4不利影响调水工程还会导致调水河流流量减少,造成河口盐水回流,破坏河口生态系统;造成调水区生态环境用水不足;河水出现“水华”泛滥、藻类繁殖、恶臭和变色;河流水流条件恶化;调水区下游及河口地区工农业水源枯竭,水质恶化。
3结论
3.1我国水资源存在资源性缺水、时空性缺水、污染性缺水、废水性缺水、区域性缺水、人均水资源严重不足等诸多问题,严重影响和制约了社会经济的可持续发展。在一定时期和地区,有必要采用跨流域调水工程,这是可持续发展的战略措施。
3.2跨流域调水是改造自然的措施,涉及地理、环境、社会、经济、文化、历史、法律权利和可持续发展,是多学科、多部门、多地区综合研究的对象。只有经过广泛深入的研究和论证,才能趋利避害。只有重视水资源和水环境承载力的研究,才能促进水资源的可持续利用。
3.3调水工程规划设计应重视生态环境问题,做好工程的环境影响评价,权衡利弊;项目实施前后,以及项目建成运营全过程,自始至终都要进行严格管理,减少污染损害;不同的调水工程有其独特性,对环境的不利影响可能不同,其影响也不同。因此,环境影响的具体评价方法很多,在选择时应注意方法的全面性、灵活性和目的性,以便准确地找出真实的影响,掌握关键影响,评价实际影响,识别总体影响。
3.4跨流域调水有其优势,但建设周期长、成本高是其弱点,并不是解决水资源短缺的唯一途径。节流与水资源可持续利用的科学管理同样重要。解决水资源时空分布不均是实施调水工程的一大前提。就水量而言,要确定一个地区是否需要调水,需要分析调水地区缺水的性质。在资源匮乏的地区,很容易确定调水的必要性。非完全资源型缺水地区应充分论证调水的必要性;根本不属于资源型缺水的地区,根本不需要调水。因此,必须判断区域缺水的性质,根据经济社会的短期和长期需求,认真分析区域水资源供需平衡,确定合理的调水规模。同时,跨流域调水是调水地区的重要收入来源,收入来源必须在节流的前提下进行。在大多数情况下,调水应该是对当地水源的补充。只有实现区域节流,充分挖掘区域水资源潜力,实施调水才是最经济合理的。挖潜与节流并举的对策,既可以缓解调水工程实施前的缺水压力,又可以缩小调水工程规模,从而减少调水地区的利益损失和整个工程的负环境效益。
3.5节水和治污是解决水资源合理配置和可持续利用的两大问题。社会经济的可持续发展受到区域水资源和水环境承载能力的制约,而节流是提高水资源和水环境承载能力最直接、最主要的方法。污染防治是水资源保护和管理的永恒主题,污水处理是必须解决的问题。尤其是缺水、污染严重的地区,不治污是没有出路的。调水工程建设必须遵循“三先三后”的原则,即“先节水后调水、先治污后通水、先环保后用水”的原则。
3.6调水量要合理。①本地水和外来水都是宝贵的水资源,应统一考虑,合理配置。原则上应在充分合理利用当地水资源的基础上考虑分流,否则越分流越浪费越污染。(2)必须满足生态环境用水。在用水量的计算中,必须包括植被、造林、绿化等需水量,必须补充超采的地下水。地下水的开采和利用必须在一个长系列中保持平衡,丰水年补给,枯水年暂时超采。各河道在一定季节要保持一定的流量,以免使河道长期断流、萎缩、淤积而造成河口地区形势恶化。(3)遵循以供定需的原则,变供水管理为需水管理,通过需水管理调整产业结构,不要让大量耗水行业无限发展。(4)在确定可调水量的过程中,调水输出区和调水输入区之间的水利益冲突是不可避免的。原则上不影响输出区的现状和未来用水需求,或通过补偿减少对转移区的影响,以保证转移区的利益。
3.7水资源的所有权属于国家,这就要求政府及其水行政主管部门在水资源的开发、利用、保护和管理中发挥宏观调控作用,指导和调整流域经济可持续发展规划,依法治水,防治污染,减少支出,实现水资源的优化配置和可持续利用。这包括:制定相关的水利政策,制定和建立相应的法律保障体系,建立管理机构和行业准入等。
3.8跨流域调水应以水权为基础。目前,水作为一种资源,已经变得越来越重要。作为一种资源,水是区域性的。从一个地区向另一个地区调水是以牺牲前者的用水权益为代价的。按照市场经济规律,受益地区应该付出对等的利益。在不侵犯原有水权人利益的前提下,通过水权交易可以改善水资源的配置,从而实现“双赢”。水资源有偿使用要求实现水资源和水权的有偿交易,形成水交易市场,建立以水权和水市场理论为基础的水资源管理体制,充分发挥市场机制的作用,使经济手段在水资源配置中发挥重要作用。