用水结构变化与社会经济论文

本论文主题涵盖三篇精品范文，主要包括《用水结构变化与社会经济论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。摘要：为探究内蒙古水资源消耗与产业结构协调发展情况，构建了水资源综合利用水平与产业结构发展评价指标体系，采用熵权法、水资源发展评价模型和耦合协调度模型，对黄河上游内蒙古自治区2009—2018年水资源消耗和产业结构发展及其耦合协调时空特征进行了研究。

用水结构变化与社会经济论文 篇1：

区域用水结构演变规律与调控对策研究*

摘要：我国水资源严重短缺，在新的形势下，必须根据经济发展调整用水结构。本文以地处西北干旱区的榆林市为例，通过收集榆林市1990-2005年国民经济各行业用水量，结合信息熵原理，计算出不同年份用水量熵值及优势度动态演化情况。结果表明，榆林市用水系统熵值由1990年的0.569增加到2005年的0.667，总体呈上升趋势，表明榆林市用水结构趋向无序。同时，系统的均衡度也呈增加趋势，这表明当地用水系统在趋于无序发展的同时，用水系统的均衡程度有所提高，系统均衡性增强。从地区来看，南六县的用水系统熵值要高于北六县，且南六县用水系统熵值一直处于下降趋势，北六县则在波动中表现出一定的上升趋势，这与南六县长期从事特色农业，产业结构相对比较稳定，而北六县主要发展工业，导致用水结构中农业、工业、生活用水结构变化较大有关。最后，结合榆林市实际，提出“南护水源，北抑需求”的总体调控思路，通过建立权威、高效、协调的管理机制，推进水管理体制改革、加强立法和执法监督，规范水资源管理行为、因地制宜，调整和优化产业结构, 大力发展生态型低耗水产业、明确水权、建立水市场，制定合理水价、广泛宣传，积极引导，改变用水观念等措施，不断调整用水结构，最终实现经济社会可持续发展。

关键词 信息熵；用水结构；需水管理；榆林市

1949年至2005年，我国用水总量由1 031×108 m3增到5 633×108 m3。与此同时，用水结构也发生了相应变化。但总体来看，农业依然是用水大户，而部分地区灌水方法十分粗放，灌溉水利用率低，这与我国严重的水资源短缺局面极为矛盾［1］。要实现21世纪我国发展的战略目标，必须有可靠的用水保证，但当前的用水效率低下，用水结构不合理，在新的形势下，必须根据经济发展做相应的调整。选取一些有代表性的区域做实例，分析总结用水结构的演变规律，并提出相应的调控对策，对于实现区域社会经济的协调发展均具有重要意义［2-5］。

榆林市地处黄土高原腹地，水资源时空分布极不均匀，加之生态环境脆弱，水资源开发利用条件不佳，相关研究亦较少。随着我国能源生产战略重点西移, 榆林已成为国家西煤东运、西气东输、西电东送建设的重要源头，被誉为“中国科威特”，是我国重要的能源重化工基地。随着基地“三个转化”战略的实施，当地经济结构将发生明显改变，出于经济结构和空间结构演化的客观要求，当地用水结构也会发生明显的规律性变化［6-7］。鉴于此，笔者以榆林市1990-2005年国民经济各行业用水量为依据，将信息熵方法引入用水系统，并针对榆林市行政区域存在明显差异的实际情况，结合榆林市、南六县、北六县不同年份工业、农业、生活用水实际情况，对榆林市以及南北六县用水结构演变规律进行分析。在此基础上，根据能源化工基地长远规划，针对不同行业、不同行政区域提出具体调控措施，以确保能源化工基地用水要求，做到未雨绸缪。

1 基于信息熵的用水结构演化分析

1.1 信息熵的概念及其含义

熵最早是由R. Clausius 于1865年引入热力学中的一个物理概念，通常称之为热力学熵。后来L. Boltzmann赋予熵统计意义上的解释，称之为统计热力学熵。为了与热力学过程有所区别，1948年，Shannon为解决通信工程中不确定性信息的编码和传输问题创立信息论，首先在信息论中引入了熵的概念，将其定义为信息熵。即对于一个不确定性系统，用随机变量S表示其状态特征；对于离散型随机变量，设X的取值为X={x1,x2,x3,……,xn}，每一个值对应的概率为P={p1,p2,p3,……,pn}，存在∑pi=1，该系统的信息熵定义为：

H(x)=-∑mi=1P(xi)InP(xi)（1）

式中，H(x)为系统信息熵；P(xi)为系统处于第[WTBZ]i种状态的概率［4-5,8-9］。该式称为Shannon公式，用其定义的熵为广义熵或泛熵，可以用来描述任何体系或物质运动的混乱度和无序度。

1.2 信息熵在用水结构中的引入

多年来，国内外学者在应用信息论概念和方法解决水资源系统建模、优化、模拟、预测、评价、决策等方面做了大量工作，并取得了丰硕的研究成果［4-5,8-9］。针对用水结构演变过程的阶段性，即由以农业用水为主的初级阶段发展到农业、工业、生活用水趋于合理的高级阶段，这一演变过程可以近似假设为系统的不可逆过程，故可将其纳入信息熵的数学模型中。随着认识的深入，信息熵在反映区域用水结构演变中的应用日益广泛。其基本原理如下：

王小军等：区域用水结构演变规律与调控对策研究中国人口•资源与环境 2011年 第2期设在一定时间尺度内，用水系统中总用水量W，共有n种用水户类型{x1,x2,……,xn}，每一个用水户用水量为{w1,w2,……,wn}，则W=w1+w2+……+wn，各部门用水量比例为Pi=wi/W，满足∑ni=1Pi=1。根据信息论的原理，参照Shannon公式，可以定义用水结构的信息熵为：

H=-∑mi=1PiInPi  （2）

式中，H表示用水结构的信息熵，通过对逐年信息熵值的计算来反映农业、工业和生活用水比例的分配状态，从而更直观地反映用水结构的演变过程［4,5］。

但是，由于不同时间尺度，用水户类型有多有少。如假设处于极端状态，整个用水系统只有一个用水户，即仅满足自身生活用水的状态，此时Hmin=0，相反，若w1=w2=……=wn=W/n，即用水系统结构最无序时，Hmax=In(n)。实际中，这两种极端情况不会出现，信息熵一般会介于二者之间，即Hmin≤H≤Hmax。因此，针对不同用水户对信息熵的影响，基于Shannon公式，引入均衡度E，见下：

E=-∑mi=1PiInPi/In(n)（3）

式中，E为用水系统的均衡度，是用水系统实际信息熵H与最大信息熵Hmax的比值，取值范围为E∈［0,1］，其值越大，表示用水系统中单一用水类型的优势性越弱，用水系统结构越复杂，用水系统的均衡性越强，系统越稳定；当E=0时，用水系统结构复杂程度最低［5,8］。

2 榆林市用水结构演变规律与调控对策

2.1 榆林市用水结构演变规律

榆林市下辖榆阳、神木、府谷、定边、靖边、横山、佳县、米脂、吴堡、绥德、清涧、子洲共1区11县。由于矿产资源的分布，地处北部的榆阳、神木、府谷、定边、靖边、横山六县（区）经济发展迅速，而地处南部的佳县、米脂、吴堡、绥德、清涧、子洲六县仍处于落后状态，导致南北经济差异较大，用水结构也存在明显差异，加之不合理的开发利用使得供需矛盾日益尖锐。为此，笔者通过收集榆林市1990-2005年国民经济各行业用水量，将信息熵引入榆林市用水系统，计算出榆林市不同年份用水量熵值及优势度动态演化情况见图1、图2。[HJ*5]图1 榆林市用水系统熵值变化过程

Fig.1 Changes of entropy for water use in Yulin city

[HJ*5]图2 榆林市用水系统优势度变化过程

Fig.2 Changes of dominance for water use in Yulin city

从图1可以看出，榆林市用水系统熵值由1990年的0.569增加到2005年的0.667，总体呈上升趋势，表明榆林市用水结构趋向无序。同时从图2可知，系统的均衡度也呈增加趋势，这表明当地用水系统在趋于无序发展的同时，用水系统的均衡程度有所提高，系统均衡性增强。

从地区来看，南六县的用水系统熵值要高于北六县，且南六县用水系统熵值一直处于下降趋势，北六县则在波动中表现出一定的上升趋势，表明南六县用水结构逐渐有序的趋势，而北六县则有序度较低，这与南六县长期从事特色农业，产业结构相对比较稳定，而北六县主要发展工业，导致用水结构中农业、工业、生活用水结构变化较大有关。通过调查，榆林市南六县1990年用水量为6 984×104 m3，其中，生活用水量为1 814×104 m3，农业用水量为4 399×104 m3，工业用水量仅为770×104 m3；至2005年，用水总量仅增加了310×104 m3，总量为7 294×104 m3，而行业间亦有一定变化。与此相反，北六县用水总量增加了1.4倍，其中，工业用水增幅达2.9倍，生活用水为1.45倍，传统的农业用水增幅较小，三者用水量趋于均衡，故用水系统熵值增加明显。分析表明，这与榆林市目前能源基地建设实际相符。目前，榆林市国民经济各部门的发展处于起步状态，各行业仍然是扩大规模加速发展，从而造成用水量的行业变化差异较大，用水结构因此而更加无序。

2.2 榆林市用水调控对策

引入信息熵对榆林市用水系统分析表明，榆林市用水结构时空差异较大。同时，随着经济发展和城镇化进程的加速，榆林市水资源的数量和质量均发生了较大的改变，榆林市历年人均水资源量呈明显减少趋势，由1980年的1 373 m3下降到2005年的910 m3，年均递减1.6%。榆林市人均水资源量已经接近国际公认的缺水标准。由于榆林市易于开发的水源已经基本得到开发，开发新水源的技术难度、投资成本、建设周期将成为主要限制条件。在当地水资源系统自身的约束和现有技术条件下，依靠传统的增加供水来实现水资源供需平衡已成为难题。要解决当前日益严重的用水危机，必须根据新的形势，转变观念，提出新的调控对策。

2.2.1 总体调控思路

面对日益严峻的用水危机，世界上许多国家采取需水管理的方式对用水需求进行调控和管理，并逐渐被世界各国普遍接受［10,11,12］。我国当前正处于探索阶段，如何应用和实施还需要结合我国具体情况进行深入研究。榆林市供需矛盾尖锐，用水结构时空变化差异较大，为此，笔者从需水管理的角度出发，认为南部地区的马莲河、蒲河、洪河及北洛河源均自于白于山南麓，水资源较难以开发利用；同时又是无定河、八里河等主要河流的源头，对于保证下游用水具有重要作用。因此，在不破坏生态环境和可持续发展的前提下，应切实加强水资源保护，同时借助独具地方特色的农副土特产品，以小米、马铃薯、酥梨、红枣、粉条、羊子为主，在保护水源的前提下，走持续发展农业道路；北部地下矿藏丰富, 尤其是煤炭、石油、天然气等能源资源品位高、易开采, 而且在政策和资金方面均得到了国家的大力支持，经济发展迅速，初步形成了煤炭、油气产业群，而由于风沙滩区严峻的水资源形势，必须建立水权交易市场，发挥水价杠杆的调节作用，推进水的市场化运作体系，同时不断依靠技术进步，挖掘老企业和大企业节水潜力，实现产业结构由传统型向节水经济型过渡，即“南护水源、北抑需求”的总体调控思路。

2.2.2 调控措施

（1）建立权威、高效、协调的管理体制，推进水管理体制改革。健全高效的水资源管理机构是实施高效水资源管理的基本保障，要做好榆林市水资源的开发、利用、治理、配置、节约、保护，必须强化水资源管理。但长期以来我国水资源管理较为混乱，形成了“多龙治水”的局面。为了加强榆林市的水资源管理，榆林市政府明确由市水务局主管全市计划用水和节约用水工作，水利部门已基本上对全市水资源实行了统一管理。因此要尽快进行机构改革，实现全市水资源统一管理，成立市县（区）用水管理机构，并建立市、县（区）两级水资源需求管理体系，确保水资源的合理、高效和可持续利用，做到各行业的发展建设要与水利相协调，并且发展与治理并重，为水资源的可持续利用创造有利条件。

（2）加强立法和执法监督，规范水资源管理行为。水资源管理是社会行为，政府和流域机构的权威性和强制性对于促进管理目标的实现有着特殊的作用。因此，榆林市有关部门要充分发挥主导作用，通过制定水资源管理的法规、标准、技术规范等支持需水管理, 流域机构在进行流域水资源的总体规划时, 要对需水管理的目标、实施对象、技术手段、资金的筹措方式等进行综合考虑，推动需水管理的应用。对于南北不同地区，在保护和节水领域分别实行以鼓励性为主的政策，在财政、货款、税收、价格等方面制定鼓励性条款。各地要结合实际，抓紧制定取水许可管理、水资源费征收管理、水资源节约保护等配套法规，健全水资源管理法律法规体系。

（3） 因地制宜，调整和优化产业结构, 大力发展生态型低耗水产业。结合当前形势，要充分认识资源禀赋差异是南北发展不平衡和经济结构不合理的客观因素，也是造成用水结构差异的重要因素。榆林北 6 县( 区) 地下矿藏丰富, 尤其是煤炭、石油、天然气等能源资源品位高、易开采, 而且在政策和资金方面均得到了国家的大力支持, 起步早, 市场化程度高, 这是北部发展较快的重要原因，也是用水较大的直接原因。而南 6 县则以农业为主, 虽然也发现了岩盐、煤炭、天然气等资源, 但由于受资金、技术、政策等因素的制约, 开发步伐依然滞后。榆林正处于工业化前期的快速发展阶段,其显著特点就是资源密集型产业占主导地位，产出依赖于资源品与能源品的消耗。对于水资源严重短缺的榆林市来说，必须立足当地资源优势,以加快工业化进程为主线，以南北互联互动为纽带，以实现共同富裕为目标。依托优势资源，快速推进工业化进程，构筑北部煤炭、油气产业群，更要依靠技术进步,挖掘老企业和大企业节水潜力,实现产业结构由传统型向节水经济型过渡。同时着力发展南部以红枣、小杂粮、蚕桑、劳务输出等为主的特色经济，压缩粮食种植面积，限制和淘汰高耗水作物，积极推广科技含量高、耗水低的作物品种，优先发展低耗水的经济作物，找准路子，扬长避短，实现水资源与经济社会的协调发展。

（4）明确水权、建立水市场，制定合理水价。有效的水资源需求管理主要是通过水价激励来实现,而长期以来,由于我国水价体系不健全、水价过低，已使其失去了应有的经济杠杆作用，因此建立适应市场经济运行机制的水价体系势在必行。通过建立合理的水价体系, 使水价真正能起到经济杠杆的作用, 抑制用水增长, 缓解水资源供需矛盾［10,11,13］。目前榆林市城市综合水价平均为2.75元/m3，与榆林的水资源紧缺状况和供水成本还不相称。对于南部地区，理顺灌区水价形成机制, 既是市场经济的要求，也是理顺灌区管理体制的关键，要在充分考虑用水户承受能力的前提下，坚持以供水成本为基础核定水价, 根据物价变动和供水保证率及时调整水价；北部应不断完善水资源有偿使用制度，根据经济发展水平建立适应市场经济规律、科学合理的水价体系和运行机制, 建立“产权清晰、责权明确、管理科学”的基层水利制度，按照成本核算的办法理顺水价体系, 实施水权管理。同时应不断探索新的机制，如可尝试在水价中设立管理基金，将水费中的一部分剥离出来, 作为节水基金, 以此向购买低耗水设备者提供低息贷款、设备购买折扣补助，或允许低耗水设备使用者水费赊欠等，鼓励农户进行节水措施尝试，为需水管理项目提供补贴。同时，榆林市可通过南北地区间的水权转换，解决用水矛盾。

（5）广泛宣传，积极引导，改变用水观念。水资源管理不仅是政府的职责，还需要全社会的广泛参与。长期以来，大多数人形成的“水是取之不尽、用之不竭的”观念根深蒂固，由此导致用水浪费现象非常严重，尤其南部农业农田灌溉，仍采用大水漫灌，用水效率十分低下；北部多为高耗水企业，用水浪费不仅加剧了水资源的供需矛盾,还增加了水污染，这与榆林市的水资源危机极为矛盾。因此，要充分发挥各种新闻媒体及水行政主管部门公报、简报等媒介的作用，特别注重利用新兴传播渠道和方式，加大《水法》等法律法规和现阶段我国基本水情的宣传教育，进一步增强人们的水忧患意识和水资源节约保护意识，提高全社会珍惜水、节约水、保护水的自觉性，形成学法、懂法、守法、用法的社会氛围。要对在开发、利用、节约、保护、管理水资源和建设节水防污型社会等方面成绩显著的单位和个人给予表彰。

3 结 语

（1）长期以来，用水结构不合理与我国严重的水资源短缺局面极为矛盾。在新的形势下，必须根据经济发展做相应调整。本文以地处西北干旱区的榆林市为例，分析总结当地用水结构的演变规律。在此基础上，根据能源化工基地长远规划，针对不同行业、不同行政区域提出具体调控措施，以确保能源化工基地用水要求，做到未雨绸缪。

（2）通过收集榆林市1990-2005年国民经济各行业用水量，结合信息熵方法原理，计算出的榆林市不同年份用水量熵值及优势度动态演化情况。结果表明，榆林市用水系统熵值由1990年的0.569增加到2005年的0.667，总体呈上升趋势，表明榆林市用水结构趋向无序。同时，系统的均衡度也呈增加趋势，这表明当地用水系统在趋于无序发展的同时，用水系统的均衡程度有所提高，系统均衡性增强。从地区来看，南六县用水系统熵值要高于北六县，且南六县用水系统熵值一直处于下降趋势，北六县则在波动中表现出一定的上升趋势，表明南六县用水结构逐渐有序，而北六县则有序度较低，这与南六县长期从事特色农业，产业结构相对比较稳定，而北六县主要发展工业，导致用水结构中农业、工业、生活用水结构变化较大有关。

（3）结合榆林市用水结构时空变化差异的实际情况，提出“南护水源，北抑需求”的总体调控思路，通过建立权威、高效、协调的管理体制，推进水管理体制改革、加强立法和执法监督，规范水资源管理行为、 因地制宜，调整和优化产业结构, 大力发展生态型低耗水产业、明确水权、建立水市场，制定合理水价、广泛宣传，积极引导，改变用水观念等措施，不断调整用水结构，最终实现经济社会可持续发展。

(编辑：田 红)

参考文献（References）

［1］吴普特，冯 浩，牛文全，等.中国用水结构发展态势与节水对策分析［J］.农业工程学报，2003，19(1)：1-6.［Wu Pute, Feng Hao, Niu Wenquan, etc, Analysis of Developmental Tendency of Water Distribution and WaterSaving Strategies ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2003，19(1)：1-6.］

［2］张士锋,贾绍凤.黄河流域近期用水特点与趋势分析［J］.资源科学，2002，24(2)：1-5.［Zhang Shifeng, Jia Shaofeng. Features and Tendency of Water Use in Yellow River Basin in Recent Years ［J］. Resources Sciences, 2002，24(2)：1-5.］

［3］刘宝勤，姚治君，高迎春.北京市用水结构变化趋势及驱动力分析［J］.资源科学，2003，25(2)：38-43.［Liu Baoqin, Yao Zhijun, Gao Yingchun. Trend and Driving Forces of Water Consumed Structure Changes in Beijing ［J］. Resources Sciences, 2003，25(2)：38-43.］

［4］马黎华，康绍忠，粟晓玲. 西北干旱内陆区石羊河流域用水结构演变及其驱动力分析［J］.干旱地区农业研究，2008，26(1)：125-130.［Ma Lihua, Kang Shaozhong, Su Xiaoling. Study on Evolution and Its Driving Forces of Water Utilization Structure of Shiyang River Basin in Northwest arid areas ［J］. Agricultural Research in the Arid Areas, 2008，26(1)：125-130.］

［5］刘燕,胡安焱,邓亚芝.基于信息熵的用水系统结构演化研究［J］.西北农林科技大学学报：自然科学版,2006,34(6):141-144.［Liu Yan, Hu Anyan, Deng Yazhi, etc, Study on the Evolution of Water Resource Structure Based on Information Entropy ［J］. Journal of Northwest Scitech University of Agriculture and Forestry：Natural Science Edition, 2006, 34(6):141-144.］

［6］王小军，蔡焕杰，张鑫，等. 区域水资源开发利用与城镇化关系研究：以榆林市为例［J］.水土保持研究，2008，15（3）：108-111.［Wang Xiaojun, Cai Huanjie, Zhang Xin, et al, Study on Interaction Between Water Resources Utilization and Urbanization in a Region:Taking Example of Yulin City ［J］. Research of Soil and Water Conservation , 2008，15（3）：108-111.］

［7］王小军，张建云，刘九夫，等. 以榆林市工业用水为例谈西北干旱地区需水管理战略［J］. 中国水利，2009，60（17）：16-19. ［Wang Xiaojun, Zhang Jianyun, Liu Jiufu, et al, Discussion on Water Demand Management in Northwestern China:Taking Yulin’s Industrial Water Consumption as an Example ［J］. China Water Resources, 2009, 60（17）:16-19.］

［8］耿海青,谷树忠,国冬梅. 基于信息熵的城市居民家庭能源消费结构演变分析：以无锡市为例［J］.自然资源学报,2004,19 (2):257-262. ［Geng Haiqing, Gu Shuzhong, Guo Dongmei. Analyses on Evolution of Household Energy Consumption Structure Based on Information Entropy ［J］.Journal of Natural Resources, 2004, 19 (2):257-262.］

［9］谭永忠，吴次芳.区域土地利用结构的信息熵分异规律研究［J］.自然资源学报,2003,18 (1):112-117. ［Tan Yongzhong, Wu Cifang. The Laws of The Information Entropy Values of Land Use Composition ［J］.Journal of Natural Resources, 2003, 18 (1):112-117.］

［10］Zhang Hailun. Strategic Study for Water Management in China ［M］. Southeast University Press, Nanjing, 2005.

［11］Stephenson D. Demand Management Theory ［J］. Water SA, 1999, 25 (2): 115-122.

［12］Wang Xiaojun, Zhang Jianyun, Liu Jiufu, etc, Water Demand Management Instead of Water Supply Management: a Case Study of Yulin City in Northwestern China, in: Proceedings of JS. 3 at the Joint IAHS & IAH Convention, Hyderabad, India, September 2009. IAHS Publ. 330, 2009.

［13］Savenije H,van der Zaag P. Water as an Economic Good and Demand Management Paradigms with Pitfalls ［J］.Water International, 2002, 27(1): 98-104.

Study on the Evolution Law of Water Utilization Structure and Regulating

Approach in Yulin City

WANG Xiaojun1, 2 ZHANG Jianyun1,2 HE Ruimin1,2 WANG Yancan2,3

(1. Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing Jiangsu 210029, China；

2. Research Center for Climate Change, MWR, Nanjing Jiangsu 210029, China;

3. Department of Hydrology and Water Resources, Hohai University, Nanjing Jiangsu 210098, China)

Key words information entropy;water utilization structure;water demand management;Yulin City

作者：王小军 张建云 贺瑞敏 王炎灿

用水结构变化与社会经济论文 篇2：

内蒙古水资源与产业结构耦合协调发展研究

摘 要：为探究内蒙古水资源消耗与产业结构协调发展情况，构建了水资源综合利用水平与产业结构发展评价指标体系，采用熵权法、水资源发展评价模型和耦合协调度模型，对黄河上游内蒙古自治区2009—2018年水资源消耗和产业结构发展及其耦合协调时空特征进行了研究。结果表明：①内蒙古水资源消耗状况不断改善，从注重引黄转变为促进治黄为主，实现水质水量长线发展;②内蒙古产业结构不断优化，产业结构发展空间差异显著;③水资源综合利用水平与产业结构的耦合协调度不断提高，具有明显的空间集聚性。

关键词：水资源;产业结构;耦合协调度模型;黄河上游;内蒙古

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.07.013

引用格式：孟之琳，薛永基，张园圆.内蒙古水资源与产业结构耦合协调发展研究[J].人民黄河，2021，43（7）：67-72.

Key words： water resources; industrial structure; coupling coordination model; Upper Yellow River; Inner Mongolia

產业结构是决定区域经济发展水平的关键因素，优化产业结构是促进区域经济发展的重要方面。产业发展需要水资源的支撑，其在不同产业之间的分配方式极大影响着产业结构转变。随着经济社会的快速发展和人口的不断增长，水资源供需矛盾日益突出。研究水资源综合利用与产业结构之间的关系，促使产业结构向低消耗水资源的方向转变，提高水资源利用效率，对于解决水资源供需矛盾具有非常重要的意义。众多学者对产业结构与水资源利用的关系进行了研究，有学者认为产业结构与水资源的耦合协调度为高或中等关联水平[1-2]，也有学者认为二者耦合关系不强[3-4]。就黄河流域的产业结构与水资源利用关系而言，王文彬等[5]研究发现黄河流域各省区在产业结构合理化方面有较大差别，可通过科技创新实现黄河流域产业结构升级;王海英等[6]提出要优化耗水较大的产业结构，建立节水型社会经济体系。而利用耦合关系模型研究黄河流域水资源与产业结构关系的很少，笔者以内蒙古为例，探究黄河流域水资源与产业结构之间的耦合关系。

1 水资源综合利用与产业结构耦合协调发展的机理分析

本文把水资源消耗与产业结构升级之间的联动定义为耦合关系。水资源综合利用和产业结构的耦合体现在胁迫和制约两个方面[7]：一方面，产业升级转型对水资源的需求更为全面，水资源综合利用不仅要满足产业结构合理化、高效化过程中三次产业变动所需水资源供应量需求，还要追求水质和利用率的提升;另一方面，水资源综合利用水平会影响产业结构调整，产业结构调整需要水资源投入、资金投入和政策支持，即产业升级受限于环境承载力和政府干预[8]。具体来说，若一个地区的产业升级转型速度过快，则不仅水资源需求会急剧增加，而且会破坏生态环境和超过环境承载力，导致水资源短缺和产业效益低下[9];但若过于强调水资源保护而忽略了产业结构调整和经济发展的重要性，则产业结构失衡，经济发展受限，支撑水资源保护的资金规模也会受到限制[10]。综上所述，水资源和产业的关系复杂，如何优化产业结构同时提升水资源综合利用效率是黄河流域经济和生态协调发展的关键（见图1）。

2 实证分析

2.1 研究方法

（1）发展评价模型。在评价水资源综合利用与产业结构發展阶段时，设x1、x2、…、xm为描述水资源综合利用或产业结构的m个指标，建立函数：

指标xj的标准化处理公式为

式中：xmax、xmin分别为指标的最大值、最小值。

（2）耦合度模型。依据水资源综合利用和产业结构的作用机理，构建水资源综合利用与产业结构的耦合度模型：

式中：MA为水资源综合利用指数;MB为产业结构指数;C为耦合度，耦合度越小说明其衡量的变量间联动程度较小，系统发展趋向无序，耦合度越大则系统有序化发展。

（3）耦合协调度模型。为了更精准度量水资源综合利用和产业结构系统的整体效能，引入耦合协调度：

式中：D为耦合协调度;T为综合发展评价指数，用来度量系统的整体效能;f（x）为水资源综合利用的加权贡献度;g（y）为产业结构的加权贡献度;a、b为参数，因水资源综合利用和产业结构同等重要，故均取0. 5。

参照文献[11]的协调度划分标准，建立耦合发展阶段判别标准（见表1）。

2.2 指标选取与数据来源

选取水资源本底条件、水资源开发利用负荷、水资源开发利用程度、水资源产业利用效率和水资源管理水平5个子系统18项指标来反映水资源系统情况[12]，选取三次产业变动情况、劳动力分布结构、产业部门贡献率和固定资产投资分布结构4个子系统12项指标来反映经济发展状况[13]。综合评价指标体系见表2。参照文献[14]，采用熵权法确定准则层（子系统）的权重;参照文献[15-16]，采用等权方法确定指标权重，以此得到各子系统指标对水资源综合利用和产业结构耦合协调关系的重要程度。

国内生产总值、三次产业生产总值和其贡献率等数据来源于2010—2019年《中国统计年鉴》《黄河年鉴》。人均水资源量、年降水量、城市自来水普及率等数据来源于《内蒙古统计年鉴》（2010—2019年）。

3 结果分析

3.1 内蒙古自治区水资源综合利用与产业结构的综合发展水平

3.1.1 水资源综合利用水平时空测度分析

（1）时间测度分析。根据式（1），计算得到2009—2018年内蒙古水资源综合利用指数MA及5个子系统的评价指数，见图2。图2表明：①内蒙古水资源综合利用指数逐年增大，综合利用水平不断提高，尤其2013年出现一个跳跃式增长。原因是2009—2018年内蒙古大力推进农业节水工程建设，尤其是2013年以来推行水权改革，加大水资源保护力度，在水资源本底条件改善的基础上，水贫困状况不断改善。②内蒙古水资源产业利用效率在2009—2014年实现大幅度提升，2014—2018年保持在较高水平。③内蒙古水资源管理水平在2009—2018年呈横向拉伸的N形，水资源管理水平在2018年达到新的高度。

（2）空间测度分析。根据式（1）计算得到2018年内蒙古12个地级市的水资源综合利用指数，见表3。将水资源综合利用指数划分为4级：MA≤0.20，水资源综合利用极度不均;0.200.50，水资源综合利用轻度不均。内蒙古水资源综合利用呈现空间分布不均衡的特点。总体而言，蒙中（乌兰察布市、包头市、呼和浩特市）水资源综合利用较蒙北（呼伦贝尔市、兴安盟）、蒙东（锡林郭勒盟、赤峰市、通辽市）和蒙西（阿拉善盟、巴彦淖尔市、乌海市、鄂尔多斯市）水平低，利用效率低，水资源问题突出。水资源综合利用与当地大气降水负相关，水资源综合利用水平和效率还受当地经济活动影响，例如大兴安岭和阴山山脉以东和以南的主要农业区和半农半牧区，农业用水比例均在54%以上，农业用水管理相对落后、节水灌溉条件不足，水资源综合利用水平较低。蒙中3个地级市均处于水资源综合利用中度不均程度，蒙北、蒙东和蒙西各有一个地级市（盟）处于水资源综合利用中度不均程度，其他地级市（盟）均处于轻度不均程度，水资源问题不突出。呼伦贝尔市供水能力较强，弥补了工业废水处理设施的不足。通辽市和鄂尔多斯市水资源管理水平较高，可以有效地缓解水资源供给压力。呼和浩特市、包头市、鄂尔多斯市、巴彦淖尔市、乌海市地处黄河流域，水资源总量相对富足，水资源管理水平和开发利用程度较高，但水资源产业利用效率较低。

3.1.2 产业结构发展时空测度分析

（1）时间测度分析。根据式（1），计算得到2009—2018年内蒙古产业结构指数MB及4个子系统的评价指数，见图3。图3表明：①内蒙古在2009—2018年产业结构指数平缓上升，实现了产业结构平稳升级。2010年产业结构水平处于低谷，2011—2018年随着政策支持和经济恢复，产业结构稳步优化。②内蒙古劳动力在三次产业分布的变动较小，2009—2014年逐渐向二三产业转移，促进了二三产业的发展和转型。2014年内蒙古第三产业从业者数量达到顶峰，完成了2010年国家倡导的产业结构转型。2014年之后国家对于林草保护和农牧业的重视，使劳动力出现了连续回流，产业结构指数阶段性下降。③内蒙古2009—2016年投资分布和产业部门贡献增长平稳，在农牧民进入产业化经营链条和产业投资激增的条件下，2017—2018年产业部门贡献率出现了突破性发展。

（2）空间测度分析。根据式（1），计算得到内蒙古自治区12个地级市产业结构综合指数MB，见表4。将各地级市MB划分为4类：0

3.2 内蒙古自治区水资源综合利用与产业结构的耦合协调度评价

（1）时间测度分析。根据式（3）和式（4），计算得到2009—2018年内蒙古水资源综合利用与产业结构的耦合度C、评价指数T、耦合协调度D（见图4）。

图4表明：内蒙古水资源综合利用与产业结构之间耦合协调度逐步提升。根据表1判别标准，可得水资源消耗与产业结构的协调发展等级由严重失调逐渐向初级失调过渡，大致可分为2个阶段：2009—2017年为协调发展阶段（2009—2011年为勉强协调阶段，2012—2013年为初级协调阶段，2014—2017年为中级协调阶段），2018年为高度协调阶段。

内蒙古水资源综合利用与产业结构的发展阶段见图5。2009—2010年产业结构指数很小，处于严重失调衰退状态。2011—2013年水资源利用率大幅提升，第二产业和第三产业快速发展，产业结构指数增长较快。2014—2018年水资源综合利用水平稳中有升，产业结构指数总体呈快速增长趋势。

产业结构与水资源综合利用之间是相互制约与相互作用的耦合關系，区域经济的良性循环发展需要两大系统处于协调发展状态。依据图5，对比图2和图3可知，水资源综合利用和产业结构的耦合关系主要体现在两个方面。一方面，产业结构影响水资源的负荷、利用和管理水平。2013—2018年内蒙古的第三产业快速平稳发展，劳动力逐渐由第一产业、第二产业向第三产业流动，水资源负荷逐渐加重。因此，水资源开发利用负荷子系统与三次产业变动情况和劳动力分布结构子系统呈现明显耦合关系。水资源产业利用效率子系统与劳动力分布结构和产业部门贡献率子系统耦合关系显著。水资源在三次产业的分配曲线基本与劳动力分布结构变化曲线一致，并在2010年和2017年受到三次产业部门贡献率差异影响，进行了水资源利用的再分配。水资源管理水平子系统与固定资产投资分布结构子系统耦合关系主要体现在固定资产投资额的增减直接影响当年的水利管理政策和设施建设，进而影响水利管理水平。因而产业结构向合理化、均衡化转变时，保证水资源的“质”与“量”能够提高用水效率。另一方面，水资源供给和利用情况限制产业结构发展[17]。三次产业变动情况与水资源本底条件和水资源管理水平耦合关系显著，尤其体现在三次产业结构变动和水利年投资额与水利管理制度建设的协调性上。水资源在产业结构中的合理配置和高效利用，能够带动产业结构走向合理化和均衡化。劳动力分布结构受到水资源开发利用负荷的限制和水资源产业利用效率的影响，产业部门贡献率则与固定资产投资分布结构有直接关系。

（2）空间测度分析。根据式（3）和式（4），计算得到内蒙古各地市2018年水资源综合利用和产业结构发展的耦合协调度。依据表1分类标准，利用ArcGIS软件得到内蒙古水资源综合利用和产业结构耦合协调类型的空间分布（见图6）。由图6可知：内蒙古水资源综合利用和产业结构耦合协调度具有明显的空间集聚性。2018年只有呼和浩特市属于中级协调程度的发展类型，巴彦淖尔、乌兰察布和兴安盟3个地级市处于勉强协调程度的发展类型，其他8个地级市处于初级协调程度的发展类型。

4 结论与建议

4.1 结 论

（1）内蒙古水资源综合利用状况不断改善。从水资源综合利用指数动态演化来看，内蒙古水资源综合利用水平不断提高，水资源供给面临困境。内蒙古地处干旱半干旱地区，降水量少，为支持产业经济发展，各行业用水量不断增加;农业用水量占总用水量比例过高，水资源配置不合理;用水户节水意识不强，加剧了水资源短缺。为提高水资源综合利用水平，内蒙古加强了水质治理和水权管理，2016年黄河干流盟市间水权转让试点是内蒙古首次运用市场机制配置水资源的重要实践，实现了黄河干流盟市间水资源合理配置。从区域来看，蒙中地区水资源综合利用水平较蒙北和蒙西的低，水短缺问题突出。蒙中3个地级市均处于水资源综合利用中度不均程度，蒙北、蒙东和蒙西各有一个地级市（盟）处于水资源综合利用中度不均程度;其他地级市（盟）均处于轻度不均程度，水资源问题不突出。黄河流经地区均表现出水资源总量相对富足，管理水平和水资源开发利用程度较高。

（2）产业结构不断优化。从产业结构指数动态演化来看，内蒙古在2009—2018年实现了产业结构平稳升级。产业结构指数平缓上升，三次产业变动明显，劳动力逐步向二三产业转移。固定资产投资较为平稳，2017—2018年产业部门贡献率大幅增长。

（3）水资源综合利用与产业结构的耦合协调度不断提高，但仍为初级失调阶段。从时序变化来看，水资源消耗与产业结构的协调发展等级由严重失调经历3个阶段逐渐向初级失调过渡。总体来说，内蒙古的水资源综合利用和产业结构耦合水平较低，原因主要有两点：一是水资源利用能力受限于基础设施建设等问题，需加大资金投入;二是农业用水占总用水量比重大，这是黄河流域水资源利用与经济耦合协调发展的主要障碍因素。从地区分布来看，水资源综合利用和产业结构耦合协调度具有明显的空间集聚性。

4.2 建 议

为进一步提高内蒙古水资源利用和产业结构耦合协调度水平，提出以下几点建议。

（1）在继续加强水资源管理和治理的同时，保障产业结构优化用水需求。水资源管理需注重区域间、产业间的科学分配，明晰、规范水权交易，实现可持续利用和产业结构优化，满足生态保护和高质量发展的需要。

（2）要注意产业转型和水资源保护并重。通过构建生态保护体系，加强生态环境建设，推动水土流失和水环境治理，并对传统产业实施生态化改造。

（3）在保证产业结构优化的前提下，控制农业用水总量，倡导农业科技创新，尤其是节水改造，鼓励推广低耗水农作物，推动城乡生活节水，在提倡节水和保证生产的同时提高水资源利用效率。

参考文献：

[1] 焦士兴，王安周，张馨歆，等.经济新常态下河南省产业结构与水资源耦合协调发展研究[J].世界地理研究，2020，29（2）：358-365.

[2] 陈晓，李景保，王飞，等.南京市产业结构与用水结构互动耦合机制及关联分析[J].湖南师范大学自然科学学报，2017，40（4）：8-13.

[3] 刘轶芳，刘彦兵，黄姗姗.产业结构与水资源消耗结构的关联关系研究[J].系统工程理论与实践，2014，34（4）：861-869.

[4] ISAAC M. The Political Economy of Water Reform Feasibility in Australia[J]. Water Supply，2003，3（1-2）：395-403.

[5] 王文彬，王延榮，许冉.水资源约束下黄河流域产业结构变迁规律及其影响因素[J].工业技术经济，2020，39（6）：138-145.

[6] 王海英，董锁成，尤飞.黄河沿岸地带水资源约束下的产业结构优化与调整研究[J].中国人口·资源与环境，2003，13（2）：82-86.

[7] 王丽芳，苏建军，黄解宇.山西省森林公园旅游经济发展与生态环境耦合协调度分析[J].农业技术经济，2013，31（8）：98-104.

[8] MAO K R， ZHANG Q， XUE Y， et al. Toward a Socio-Political Approach to Water Management： Successes and Limitations of IWRM Programs in Rural North-Western China[J]. Frontiers of Earth Science，2020，14（2）：268-285.

[9] 刘青利，崔思静.河南省水贫困与城镇化耦合协调时空特征[J].人民黄河，2020，42（8）：62-66，72.

[10] 邢霞，修长百，刘玉春.黄河流域水资源利用效率与经济发展的耦合协调关系研究[J].软科学，2020，34（8）：44-50.

[11] 都沁军，于香梅.河北省城市环境：经济协调度评价[J].统计与决策，2006，31（13）：109-110.

[12] 刘珊，吴成国，潘争伟，等.基于集对分析的区域产业结构与用水结构协调评价[J].水资源保护，2016，32（3）：64-68，152.

[13] 储德银，建克成.财政政策与产业结构调整：基于总量与结构效应双重视角的实证分析[J].经济学家，2014，25（2）：80-91.

[14] 魏敏，李书昊.新时代中国经济高质量发展水平的测度研究[J].数量经济技术经济研究，2018，35（11）：3-20.

[15] 孙冬营，刘新波，龙兴乐，等.基于WPI模型的中国水贫困时空异质性研究[J].南京工业大学学报（社会科学版），2020，19（5）：104-114，116.

[16] 谭清美，夏后学.市民化视角下新型城镇化与产业集聚耦合效果评判[J].农业技术经济，2017，35（4）：106-115.

[17] 沈洁，张永恒，周冰.黄河流域产业生态化评价及优化路径研究[J].人民黄河，2020，42（10）：6-10.

【责任编辑 张华兴】

作者：孟之琳 薛永基 张园圆

用水结构变化与社会经济论文 篇3：

水生态环境综合治理顶层设计与关键技术

专家名片

王浩，中国工程院院士，博士，教授级高工，现任流域水循环模拟与调控国家重点实验室主任，中国水利水电科学研究院水资源研究所名誉所长，兼任中国可持续发展研究会理事长，全球水伙伴（中国）副主席，中国自然资源学会、创新方法研究会、水资源战略研究会等国家级学术团体的副理事长和副会长，担任水利部、环保部、国家林业局等省部级行业主管部门科技委委员。

1 中国水环境形势及

传统解决方案的不足

当前中国面临的水环境形势有两个基本判断，其一，近些年来水环境质量有所改善，社会经济发展与水污染呈现解耦趋势，表现为“两上升”和“两下降”，即国内生产总值增长率及中国七大水系I-III类水质比例逐渐增加，地表水劣V类水质比例及地表水COD（化学需氧量）浓度下降，且通过工程减排、结构减排、管理减排，使得主要污染物排放量得到有效控制。其二是未来水环境保护依旧任重道远。表现为水环境质量仍不容乐观，河流水质劣于III类的断面数占28.8%，海河流域、辽河流域、淮河流域三河尤为突出（占到40%～60%），因此国家在《城市黑臭水体整治工作指南》中明确提出，到2020年底前使得地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内；到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除。未来随着城镇人口的增加、经济规模的增大、气候变化的影响，水环境的压力也必将会加大，且新型和有毒有害污染物健康风险增大，老债新账叠加共存，呈现为复合型特征，治理难度加大，突发性水污染危害也较严重。

中国水污染防治传统解决方案还存在不足，其一是污水排放标准不适应中国国情，照抄发达国家的排放标准，未与水环境容量挂钩，未考虑中国城市在流域中“高密度”的布局特征，这套标准从根本上不具有科学性，不适应中国国情。其二是违法排放成本低，缺乏激励机制，主要污染物排污费征收标准偏低，排污收费指标不健全，征收排污費的范围窄，违法处罚力度不足且排污费不能足额征收。其三是污水处理厂建设与运营监管薄弱，污水处理效率有很大的提升空间。其四是总量控制缺乏系统性设计，具体表现在四个“脱节”和一个“缺乏”，即质量目标与环境监管脱节，总量控制与浓度控制脱节，水污染控制与水生态保护脱节，以行政区为基础的环境功能区划与流域水污染调控脱节；缺乏与污染物排放标准、地表水（海水）质量标准相适应的统一的水环境容量核定与分配方法。

2沁河流域水生态环境概况与问题分析

沁河流域是黄河一级支流，是山西省第二大河流，也是山西省唯一一条清水河流，多年平均水资源总量为13.02亿立方米，2015年水质评价河长达标率82.6%，水功能区水质达标率63.6%，安泽境内森林覆盖率达到46.59%，生态良好。

但沁河流域水生态环境还面临着一些问题，其一，水资源本底不足，且在变化环境下径流衰减明显。沁河流域人均水资源量472立方米，仅为全国平均水平的22.4%，黄河流域的83.5%。从1956～2000年沁河润城站多年平均实测径流量6.09亿立方米，而1991～2000年仅为1.98亿立方米，较多年平均减少67.5%，较20世纪60年代减少80%以上，其中气候变化导致降雨减少的原因占40%，而煤炭和地下水开采、水土保持等人类活动导致的原因占60%。其二，受煤炭开采影响，沁河流域的部分河段水污染严重，煤炭工业是沁河流域的支柱产业，无烟煤储量约占全国1/4、山西省的近1/2。工矿企业主要分布在沁河中下游及支流丹河，已建生活污水处理厂管网平均覆盖率仅为75%左右，部分县市现有的污水处理厂处理能力水平不足，沁河入河流的排污口有65处，现如今点源废污水排放总量1.25亿立方米，沁河、丹河6个监测断面除郑庄可达到Ⅱ类标准，其他5个断面均为Ⅳ类到劣Ⅴ类。其三，生态流量和生物栖息地没有保障，水生态退化严重，沁河干流已建水电站29个，纵向连通性指数为6.0个/100千米，远超0.5个/100千米的良好标准；且大多是引水式电站，在调度运行中不考虑下泄生态基流，造成河段脱流，生态功能退化，鱼类资源退化严重。

因此，解决沁河流域水生态环境治理就要从流域水污染综合防治和河道内生态流量保证两方面抓起，从水质和水量出发来使得水生态得到保护和修复。从水质来讲，要做好控制入河污染的总量、严格废污水排放的标准、使用煤化工零排放技术、防治地下水污染以及污染水体的修复等。从水量来讲，要控制用水总量、提升全过程的效率、制定生态流量的目标、水利工程生态的调度以及部分小水电的退出改造等。

3流域水污染综合防治理论、技术与实践

水污染防治理论和原则有三个，第一是流域水循环理论，其所对应的原则是流域综合治理原则，治水不能就水论水，一定要以流域为单元进行治理，流域不仅仅是水污染问题，还涉及防洪、供水、生态等问题，流域是水污染问题研究和治理的基本单元，要实现干支流一体化治理、上下游一体化治理、水陆一体化治理、城乡一体化治理。

第二是木桶理论，其所对应的是单元控制原则，将流域分解成若干小流域，形成几十个上百个单元，每一个单元采用分散式生态治理模式，要尽可能做到污染物的产生和消减平衡，做到每个单元片片守土有责，每一片都不给下游留麻烦。

第三是系统均衡理论，其所对应的是二三联防原则，每个单元污染负荷的来源和数量、污染治理的条件和成本不一样，污染防治需从经济、社会、生态、环境、技术等方面综合考虑，使得治理的总成本最小，总效益最大。如不能做到每一单元污染物的产生和消减平衡，则二三单元联防联治，保持每个单元边际成本和效益均衡。

水污染防治关键技术有四个，第一是水环境的目标倒逼核算技术。水污染问题在水里，原因在岸上。要以流域为单元，进行水污染问题诊断，识别点源、面源、内源、外源的贡献，评估河流的环境承载能力，确定水污染排放的控制总量，将排污总量层层分解，确定流域内区域允许排放的入河污染物量，最大程度减少对流域水循环过程的干扰。第一治污要进行全流域的污染源分布调查，将产污、减污、排污的节点以及点源、面源、生活源、工业源、河湖底泥的内源全部查清楚，然后做污染源产污规律的识别，通过构建矩阵，定量识别不同类型来源的产污强度、产污时段、产污种类等来进行水环境目标倒逼技术。例如一条河流应该先确定分几个子河段，然后确定每个子河段的生态服务功能，再接着确定河段水质等级，再接着确定各个河段的水环境容量，再通过调查各河段入河的污染物负荷量，将污染物入河量减去水环境容量，剩下就是应当消减的污染物量，把其分解到各个河段入河排污口，最后倒推分解到共享排污口的各排污企业，这样才能实际起到保护河流的作用。第二是水污染迁移转化模拟技术，即“流域—城市”分布式水量水质模型，首先要掌握流域水流，接着再了解污染物伴随着水流的迁移、转化、附着、降解以及污染物之间的相互作用等过程。第三是水环境治理措施优化筛选技术，面向水环境改善要求，综合考虑措施技术经济特征，兼顾效益与成本。第四是水污染的全过程防控技术，以流域为单元，做好“源头减排、过程阻断、末端治理”，源头减排即采用清洁生产技术与工艺，调整产业结构与产品结构，减少污染物的产生，加强社会水循环全过程高效利用。对于城市单元来讲，应该截污纳管，雨污分离，实行污染物源头分离，营养物利用；对于农村单元来讲，应该收集再利用农村生活污水，集中收集农村垃圾，种植科学施肥用药，推广节水灌溉、有机农业、设施农业，实现畜禽养殖规模化、工厂化；对于工业单元来讲，要运用工业水重复利用技术、热力与工艺系统节水技术、工业废水减排循环利用技术以及工业用水计量与快速堵漏修复技术。过程阻断是指构筑闭路循环系统，实现再生水利用、营养物质的循环利用，阻断污染物进入水体过程，生活污染过程阻断应将小区居民生活废污水集中处理后，达到一定的标准回用于小区的绿化浇灌、车辆冲洗、道路冲洗、家庭坐便器冲洗等。农业污染过程阻断应该通过修建田间湿地，结合农田地下排水系统，实现农业灌溉水循环净化。工业污染过程阻断应该循环用水，分置供水。污水处理厂应从集中化、大型化走向分散化、小型化发展。末端治理是指污水的物理、化学与生物处理、污泥处置与物质利用、水生态系统修复。末端治理技术已经更新到第三代，即原位生态修复技术，具有提高透明度、释放氧气、清理底泥三大效应。

典型流域综合治理实践：龙岗河、坪山河两河流域位于深圳市东北部，是深圳“东进战略”的桥头堡，既是东江调水的受水区，又是东江流域的水源区，具有极其重要的战略地位。但水环境交接断面水质不达标，支流水体存在黑臭，防洪排涝能力总体较好，但仍存在防洪瓶颈和内涝风险点，河道生态基流缺乏，水库和再生水未能有效利用；河道蓝线被侵占，滨水空间不足；未能体现丰富的历史文化和新文化特点，与落实东进战略、打造“东方文化客厅”的要求不匹配。因此，治理时要从源头减排、过程阻断、末端治理三方面做起，做好四个强化，即强化工业废水、居民生活、建成区污染负荷减排和水源地保护，抓好四道防线，即构建分流、阻隔、调蓄、处理与回用一体化的雨洪、污染拦截与削减体系，突出四大亮点，即打造水体、底泥、湿地、水岸的良性循环系统，从水量优化、风险防范、文化融合、智慧管理四方面做好外部保障。

治理污水，在规划目标与理念时要以治水提质为核心，遵循水环境、水安全、水资源、水生态、水文化五位一体的工作方针，按照“全流域—全过程—全要素”的流域综合治理理念开展规划，实现干支流一体化、城乡一体化、水陆一体化。在规划思路时要按照“单元控制—系统均衡”的思路编制规划，要符合势能最小理论和均衡理论。在水环境治理时要按照“源头减排—过程阻断—末端治理”的思路实施水环境治理，建立起“排放标准倒逼、单元控制削减、二三联防平衡”水环境治理和风险防范联动机制，采用新方法和新技术，提出综合治理解决方案。

4河流生态需水过程

及其保障

在开展水利水电工程建设后，河流生态系统的水流、水温、水质、水域空间等生态水文因子发生不同程度的变化，对鱼类生命史各阶段产生累积影响，造成鱼类种群数量结构变化，进而导致水生态系统退化。

水利工程生态影响表现为：其一是水流流态变化的影响。一方面，脉冲流量过程削弱降低了对鱼类洄游产卵的刺激作用。天然涨水的流速增大过程可以刺激鱼类性腺排卵受精，水利工程调控后，脉冲过程极大减少，繁殖期鱼类产卵的水流刺激作用弱化或消失。另一方面，水体流速下降导致漂流性鱼卵下沉，不能顺利孵化。漂流性鱼卵水中受精后，比重略大于水，需要一定的流速才能悬浮于水中，顺水漂流完成孵化。相关研究表明，水流平均流速≥0.25米/秒的情况下，漂流性卵才能不下沉。

其二是水域空间变化的影响。从纵向看，纵向连通性的降低阻隔了鱼类洄游通道，并限制了漂流性鱼卵的孵化漂程。梯级电站切断了江海洄游性鱼类的上溯通道，即使洄游距离不长的鱼类，其栖息空间也被束缚在相邻的两个梯级电站之间，不利于生存繁衍。漂流性卵在0.25米/秒的最小漂流流速下，平均孵化时间7天，至少需要150千米的无阻隔漂程来保证鱼卵孵化。从横向看，横向漫滩湿地的淹没降低了粘性鱼卵的附着空间与孵化几率。产沉性卵或粘性卵的鱼类，如沁河的重点保护鱼类乌苏里拟鲿等，产卵季节鱼卵会粘附在河滩中砾石或水草表面孵化。而水库建设造成漫滩湿地的消失，降低了产粘性卵鱼类的附着空间与孵化几率。此外，水库消落带的频繁涨落也导致横向水域空间脆弱性突出。从垂向看，垂向水域深度增加造成底质环境变化，喜浅水鱼类的生境大幅消失。大部分喜浅水鱼类主要以砾石表面的生藻类和底栖动物为饵料，水库蓄水后，底栖急流、砾石河滩等底质环境被垂向数十米乃至一百米以上的深水淹没并逐渐被泥沙覆盖，极大限制了这部分鱼类的适宜生境，适应于缓流或静水环境生活的鱼类形成新优势物种。

其三是水体温度变化的影响，库区截水泄流，整体下泄水体水温下降，导致鱼类生长速度下降，在冬季到来前体型太小，不利于越冬存活；春夏季下泄水温低于河流水温，造成鱼类产卵繁殖延后，孵化积温不足，繁殖成功率下降；库区“跃温层”年内水温差基本消失，呈现“冬暖夏凉”现象，致使某些深水区冷水鱼类物种消失；水力发电致使上游水库突然泄水现象时有发生，下游水体水温的快速变化，影响鱼类生存栖息环境。

其四是水质和悬移质变化的影响，溶解氧（DO）不足和总溶解气体（TDG）过饱和均对鱼类生存构成巨大威胁。库区上层水体能够保持较高溶解氧水平，但如果光照、温度适宜，且氮、磷含量较高时，浮游生物大量繁殖，将与鱼类争夺氧气造成鱼类窒息死亡；在库区底层，氧补充不足，浮游生物死亡产生大量硫化氢，形成缺氧区。在坝下河道，水库泄流消能造成水流气体过饱和，鱼类吸入后，会形成“气泡病”，危及鱼类生命。营养盐、污染物伴随泥沙在库区沉降，存在爆发风险。库区水流变缓，挟沙能力减弱，附着大量营养盐、有机物，甚至有毒有害物质的泥沙颗粒在库底淤积。当达到一定温度及水流条件时，营养盐及有毒物质随泥沙颗粒再悬浮，短时间内扩散会形成“内源”污染。此外，泥沙集中下泄会淤堵鱼鳃器官，造成鱼类窒息死亡。

《中华人民共和国水法》第4、21、26和第30条都有明确的生态水量保护规定，且国务院也出台相关计划意见维护河湖健康生态。

科学导报见习记者张娜整理

全国河流生态流量保障现状有：第一，全国河道内生态需水的配置总量足够。根据《全国水资源综合规划》，2030年全国河道内配置总水量为22719亿立方米，大于19181亿立方米的河道内生态环境总需水量。在优先保障河道内生态需水的前提下，全国水资源可利用总量为8140亿立方米，而实行最严格水资源管理制度确定的用水总量红线是7000亿立方米。因此，从总量上来说，通过水资源合理配置，全国19181亿立方米河道内生态需水是可以满足的。

第二，生态流量保障总体上南方好于北方，干流好于支流。调查评价全国十大水资源一级区的360个重要控制断面，结果显示，南方地区调查评价的77条河流及11个湖泊湿地的125个控制断面中，生态流量基本满足的占比为95%；北方地区调查评价的135条河流及32个湖泊湿地的235个重要控制断面中，生态流量基本满足的占比为75%。七大江河干流重要控制断面中除海河干流下游的生态基流不满足外，其他6条干流基本满足，占比为95%；一级支流中基本满足的占比约为84%，二三级支流基本满足的占比约为63%。

第三，北方是生态流量有无的问题，二三级支流尤为突出。2015年，海河区地表水资源开发利用率达到130%，河道内生态用水被大量挤占，中下游多数河段处于有水无流或干涸断流状态。除海河流域外，北方大江大河生态基流保障基本可控。黄河自1999年实施水量统一调度以来，连续17年不再出现断流。对于北方地区大部分二、三級支流而言，丰枯季节地表径流差异显著，山区段河流由于人类活动干扰相对较小，生态需水基本可以满足；而平原河段由于用水矛盾突出、挤占生态用水严重，平枯水期多呈断流状态。

第四，南方是生态流量多少的问题，水电开发影响较为突出。

第五，南北方敏感生态需水均不能得到有效保障。无论南方还是北方地区，无论是大江大河还是二三级支流，敏感生态需水保障问题均较为突出。

十九大报告中提出绿水青山就是金山银山的号召，要建设生态流域，就要从城市、农田、山区坡面三个板块抓起。山区坡面建设生态流域需要给它提供涵养水源，增加森林覆盖率，把陡涨陡落的洪峰将其坦化，同时提高枯水期的径流。海棉田的调控则需要将高一点的田埂升埂，实现水肥耦合。城市的调控则是建设海绵城市，减少涝水，做好水环境、水安全、水资源、水生态、水文化、水经济、水景观、水管理。