浅谈水资源调查与水环境保护措施
王大川
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王大川,. 浅谈水资源调查与水环境保护措施[J]. 水资源科学研究,2024.8. DOI:10.12721/ccn.2024.157076.
摘要:
水资源是人类生存与发展的必要物质基础,水资源调查与水环境保护对于人类和自然生态系统的可持续发展有重要意义。当前我国水资源总量下降与水资源消耗增加的矛盾日益尖锐,水资源污染问题突出,加剧了水资源紧缺的势头。为此,有关部门必须充分考虑到水资源调查与水环境保护的价值,研究更为有效的环境治理技术,使得有效的水资源可以有效、合理使用,为中国国民经济发展、人民生活水平提高提供支持。
关键词: 水资源调查;水生态环境;保护措施
DOI:10.12721/ccn.2024.157076
基金资助:

一、引言

水是滋养万物的生命之源,水资源作为不可再生资源在我国十分紧缺,近年来,水资源污染与浪费更加严峻,加剧了我国水资源紧缺的形式,是国民经济发展、人民生活水平提高所面临的巨大阻碍。水资源调查与保护对于自然生态系统和经济的健康可持续发展具有重要意义,调查我国水资源空间分布、数量、质量和动态变化等状况,摸清水资源存量与质量,是解决水资源浪费与保护水资源的前置条件,通过加强法律制度建设与公众监督,推动科技创新来实现水资源的可持续利用与水环境修复。

二、水资源现状

我国国土面积为960多平方公里,地域辽阔,资源丰富,2023年全国水资源总量高达25782.5亿立方米,但是,我国水资源长期存在两个主要问题。一是由于人均水资源较少,由于人口众多,且人口分布不均匀,部分地区存在人均水资源匮乏的情况。二是我国的水资源分布分散且不均匀,这是部分地区水资源匮乏的自然原因之一,同时水资源分布在时间尺度上不均匀,降水多的季节与降水少的季节差距很大,存在年内降水量不均匀的情况,导致部分区域会同时存在水资源过剩与匮乏的问题。受到全球变暖的气候大趋势影响,近年来我国全国水资源总量相比多年平均值有所减少,但随着社会经济的不断发展,人均用水量逐步提升,总量下降与人均用水量上升矛盾逐步尖锐,成为合理配置水资源的新挑战。

面对人均水资源少、水资源分布不均匀的问题,用水量上升、总量下降的新挑战,摸清我国水资源存量、质量、空间分布与动态变化是合理配置水资源的前置条件,助推应用科技新手段于监测水资源变化,提升水信息准确度与时效性,利用人工智能模型,估算用水风险,提前制定水资源水环境保护措施。

三、水资源调查

(一)水资源调查需求

自然资源调查监测在实现可持续发展目标中发挥着关键作用,尤其在检测湖泊和河流等水体方面,水资源调查在资源配置与保护中扮演着关键角色。中央政府与国务院对水资源问题予以高度重视,把水资源安全与粮食资源、能源资源并列为国家的三大战略资源,并强调水资源的可持续利用对于国家经济和谁会的和谐稳定发展具有关键作用,为水资源的可持续管理、水环境保护和政策制定提供了重要的科学依据与决策支持[1]

一直以来,水资源调查主要集中于获取地表水资源分布范围、面积、权属信息,在开发利用与保护情况中存在数据不全、数据质量低等问题。全国多数区域水资源调查过程中,存在数据采集范围小、采集时间频率低与数据针对性弱的问题,这导致水资源数据不完全与不准确问题,这为后续水资源与水环境分析的可靠性埋下了隐患,限制了地方政府制定水资源配置利用政策的科学性与有效性。同时,水资源调查中还存在着数据共享和部门协同合作欠缺的问题,这导致各个小区域坚持各自的水资源利用策略,导致整体区域水资源利用效率低,水环境治理成效不明显。自然资源部正在加强调查结果的共享服务,推动国家及地方水平的三维时空数据库发展,规划统筹水资源配置,以提高全国水资源管理的效率。

(二)水文数据获取

水文调查是水资源调查的基础组成,是获取水资源信息的最主要方式,主要调查内容为:1、水体基本情况,包括水位、水深、流量、流速、含沙量等等基本水文要素。2、流域气候情况,包括流域降水总量、蒸发总量、平均气温、极端气温、湿度、风速风向等基本气候要素,评估流域气候状况与降水稳定性,对流域内自然灾害风险进行排查。3、针对特殊区域进行专项调查,目的是查明特大洪水流量、最小枯水流量以及重现周期。例如洪水专项调查,查清历史洪水痕迹、发生日期以及和河道情况,以估算洪峰流量、洪水总量以及洪水发生频率[2]

水文数据获取手段丰富,最基本也是最直接的方法是现场观测,通常使用到雨量计、水位仪、流速仪、蒸发皿以及取水器等仪器。现场观测所获取的一手资料最为精准、时效性最强、研究价值最高,但受限于地形地貌与仪器维护成本高,现场观测的手段难以对大范围区域进行水文调查,获取长时间序列数据的能力也欠佳。在此基础上,自动化监测集合现场观测所需仪器,自动气象站与自动水文站应运而生,自动站的出现极大规避了现场调查的风险,有效降低人力成本,同时提升了获取大范围、长时间序列水文数据的能力。

自动站仍然存在难以解决痛点,例如自动站设立成本高、自然灾害破坏,自动站分布不均匀等问题,因此自然条件恶劣地区与经济欠发达地区往往难以获取一手资料,随着航天航天技术和水文模拟技术的发展,基于卫星遥感与航空遥感获取水资源数据快速发展并得以应用,已成为现代水资源调查的关键工具。遥感技术提供了一种从宏观角度快速、连续获取水资源分布的方法,时序影像数据分析使得研究人员能更有效追踪水体的空间和时间变化,有效评估水资源变动趋势及预测干旱或洪水的潜在风险[3]

(三)水消耗情况调查

面临水资源日趋紧张的严重形式,调查全国用水情况、用水需求、用水效率是合理高效利用水资源基本要求,是保障人民福祉的基本诉求。不同领域的用水情况存在巨大差异,主要体现在用水量与废水排放两个方面。农业用水、工业用水、居民生活用水与公共用水是区域用水的主要组成部分,因此区域用水调查需要走访各职能部门,实地调研,调查走访农田与灌溉区、工厂与企业、居民家庭、公共事业单位与政府单位,了解用水量以及用水频率情况,将所收集到的数据即时进行分类和整理,建立地区用水数据库。废水排放是隐性的、间接的水资源消耗。人类活动产生的废水、废渣和废气等污染物排放到自然水体中,不仅会导致水质恶化,还会减少可使用水资源存量,污染扩撒蔓延甚至会带来水生态不可逆转的伤害。调查废水排放涉及方面众多,难度大,需要联合多部门对水资源污染源、污染过程进行排查。

四、水资源保护措施

(一)加强水资源开发管理

合理开发和优化利用水资源,使社会经济发展与水资源的现实状况相呼应,需要加强水资源合理开发的管理。要严格审核、验收与水资源相关和存在水污染风险的各项建设项目,确保与计划要求相符合。严格履行国家水资源有偿使用机制,严格按照国家有关法规的规定对水资源收取机制科学收费,严格按照应收尽收原则进行收取工作。要推动环保型节水装备、工艺发展,要求耗水量大的企业进行生产流程节水化,引进先进节水装备,实现合理节约水资源。

(二)强化水环境修复与治理

在水资源调查中着重调查水质、微生物和水污染风险等水环境相关信息,摸清水体实际情况。同时对水生态污染源与污染情况进行排查,限制人为污染排放,防范水环境破坏加剧。对已经被污染的水体,需要对水环境修复与治理进行全面规划,水环境破坏存在复杂的机制与独特的问题,无法直接复制现有水环境成功治理的案例,所以在修复与治理过程中结合水体情况,提取水体底部堆积物,分解其生物构成与分析化学作用过程,研制对应化学药剂,着重处理关键有机质,提升水体微生物的降解能力[4],提升水体自净能力,将水体污染治理对水体原有微生物的影响降到最低,维持水体本身稳定的生态环境。

对于难以处理的水体污染,应对污染物、废料进行提取,转运至专业污染处理机构,利用化工、物理技术对污染物进行集中无害化处理,把水体内的有害化学物质提取清理后,等待水体自我净化修复完毕,再重新使用水,不可在修复未完成前对水体进行二次污染。要积极集中于使用雨水,现阶段的降水资源往往面临浪费,所以需要借助人工湿地、水利工程等工程手段,存储和管理大量降水资源,统筹规划地将雨水资源注入到自我修复的水体中。

(三)提升群众的水资源保护意识

水与人们的生活息息相关,是人类赖以生存的重要资源。在多年的实践中,人们认识到水资源是维护生态系统的必要条件,人民群众已经了解到水资源与生态系统以及经济发展的相互关系,因此水资源保护不仅对我国经济可持续发展具有重要作用,而且关乎人民的基本生活与福祉[5]

对节约用水的宣传工作的覆盖面要加以拓展,通过深入传播水环境理念和节约用水的科学知识,促使人民群众更充分了解水资源紧缺的现状、节约水资源的意义与必要性,让人民群众更自觉加入到节约用水的公益活动中,积极抵制并举报损害水环境的不良行为,从而维护水环境治理成果。

五、结语

综上所述,我国的水资源总量有总体下降趋势,但社会经济发展对水资源的需求越来越大。因此摸清水资源存量、质量和动态变化等关键信息,加强水资源保护和水环境修复,探索出更有效的措施和方法。同时也需要提高人民群众的环保意识和素养,共同参与到水资源保护的工作中,共同实现我国水资源的可持续发展,共创美好未来。

参考文献:

[1]王燕,刘宇晨,鲍桂叶,高永年.基于时序遥感影像的骆马湖水资源调查与分析[J].上海国土资源,2023,45(2):151-156

[2]金建文,李国元,孙伟,等.卫星遥感水资源调查监测应用现状及展望[J].测绘通报,2020,(05):7-10.

[3]刘宇晨,高永年.Sentinel时序影像的长江流域地表水体提取[J].遥感学报,2022,26(02):358-372.

[4]王晓燕.水资源保护与生态环境建设研究[J].中国绿色画报,2018,(8):130-131.

[5]李昊旭.呼和浩特市地下水流数值模拟与城市供水安全研究[D].中国地质大学(北京),2012.

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