基于ET的水资源与水环境综合管理模式探讨

陈文彬 李雪松 刘长燕

[摘要]在分析水资源与水环境综合管理现状与问题的基础上，基于ET理念探讨并提出水资源与水环境综合管理模式的构建，进一步提高了水资源的利用效率、效益以及管理水平。为社会经济与水资源、水环境协调发展提供研究思路。

[关键词]ET;水资源;水环境;综合规划

[中图分类号] TP391.3

[文献标识码]A

1 背景

水资源与水环境有着紧密相连、不可分割的关系。随着社会迅猛发展，城市以及工业需水量逐年增加，许多城市出现水资源短缺现象。水资源的过度开发利用造成水量的严重减少，同时，水质恶化等诸多问题也逐渐凸显出来。因此，按照世行提出的，把ET管理理念与水资源与水环境规划管理相结合，对推进此水资源短缺城市的可持续发展具有重要意义。

2 水资源与水环境的综合管理模式的理论内涵及存在的问题

2.1 水资源与水环境综合管理模式的理论内涵

ET的概念最早应用于农业用水管理当中，是Evaporation（蒸发）和Transpiration（蒸腾）的首字母合写词，它表示在农业用水中，用水形式由液态向成气态转化的一个过程。在世界银行CEF海河项目中， “真实节水”的概念逐步向全流域开展起来。在此基础上，世行提出ET管理新理念，是指在水文循环全过程中，所有水量的实际消耗值，其组成包括： （1）通常传统意义下的ET，即土壤、水面蒸发以及植被蒸腾;（2）工农业在生产过程中，固化在产品里，同时被运出本区域的水量;（3）人类在进行各项活动中产生的水量蒸发。

与此同时，水资源与水环境综合管理的实质是研究环境与水利之间的相互关系。让水利工程促进环境向好的方向发展，让环境改善对水利建设提出新的要求、新的标准。通过降低流域内的ET消耗量来加以控制，但在传统方法中，损失的水通常用于扩大灌溉区，没有返回到系统之中。这就导致耗水量也会相应增加。因此，控制耗水量（ FT），并利用环境容量来确定污染减排目标在水资源与水环境综合管理中得到体现。

2.2 水资源与水环境存在的问题

（1）水资源严重短缺问题。资源型缺水地区由于地表水不足，一、二产业的需水量不断加大，导致地下水超采。带来了机井报废、地面沉降等环境问题，严重影响到整个社会的生活、生产。（2）在水量的优化配置中，只重视“量”的分配，忽视了“质”的重要性。在生活和工业中，污水、废水未经达标处理就直接进入了排灌渠道，在农业生产过程中大量施用农药，严重轻视了水质的优化，导致水和土壤的污染。（3）农业节水措施中只注重工程节水，与其它措施缺乏配合。重建轻管，造成农业节水设施受到破坏，水资源并没有得到有效甚至处于低效利用。建立节水模型时并未充分考虑各系统的协调发展。

3 基于ET的水资源与水环境的综合管理模式构建及ET的计算方法

3.1 基于ET的水资源与水环境的综合管理模式构建

规划问题的方法构建有很多种，传统上多采用优化方法来进行决策。但是，基于ET的水环境与水资源综合管理模式不仅要在水量和水质的耦合模拟上进行，而且还涉猎到多个准则、系统与决策变量。因此，如果采用优化方法来进行决策，势必会简化大量的转化关系，从而使各个主体之间的权衡合理性受到影响。故在此规划模式的构建中采用模拟法。即在计算机上对不同的系统行为进行模拟，再结合实际人工对模拟结果进行优选。

（1）基于ET水资源供耗水平衡分析。传统水资源供需平衡分析是基于需水量与供水量之间的余缺分析，而将ET管理的新理念放入水平衡分析中，则是对排水、耗水及供水进行分析。以水资源条件为基础，各项政策为要求，确定不同水平年的可供水量、目标ET，进行可供水量分析。利用遥感ET、模型等方法模拟ET。由目标和现状ET进行供耗平衡分析，可以确定出应消减ET量。（2）制定规划方案。第一个层次是在分质供水的基础上进行水量分配;第二个层次是针对水资源和水环境中存在的问题，将污染物排放以及控制因素考虑进去，进行水量分配。即在第一层次水量过程模拟的基础上实现水质过程分析，制定方案。（3）情景分析。在综合考虑社会水循环与自然水循环的基础上，对多种不同的管理方案进行动态模拟，其中包括： “地表一土壤一地下一植被”耦合模拟、“供水一用水一耗水一排水”耦合模拟、 “水量和水质”实现时间段内的耦合模拟。（4）优化方案。优化方案就是在情景分析的基础上，剔除不满足目标ET、不满足强约束条件的指标，其余的可行性指标在不同的方案中进行权衡与调整。以评价指标为根据，对每个方案进行综合比较，以水资源与水环境协调持续发展为理念提出推荐方案。

3.2 目标ET的计算方法

ET值是水资源开发与利用、作物种植规划与布局、农田水利规划的重要根据。ET的计算主要包括以下几个层面：1.单一作物的ET值计算，记为ET4;2.多种作物的平均ET值计算，记为

4 基于ET的水资源与水环境的综合管理特点

4.1 应用遥感监测前沿技术

与传统方法相比，遥感监测ET在多方面呈现出强大的优越性。可以监测不同区域和尺度下的ET值，打破时间和空间的局限性，让了解ET的空间分布成为可能。人工监测和以点代面都会使获取的ET数据具有误差，但是引入遥感监测则有力的克服了由于误差产生所带类的问题，直接反映出植物生长状况以及不同土地使用类型和ET之间的关系。对此，我们可以将其监测手段应用到大范围的ET管理中。

4.2 能够建立多种调控机制

在现代水循环结构中，水资源具有社会、自然、环境、生态和经济五维属性。水环境和水资源相结合的管理模式则可以针对不同维的需求来建立与其相对應的以ET为核心的决策方法，着眼于水资源可持续利用，从根源上缓解水资源短缺。主要体现在：（1）社会：区域水资源分配虽有不均，但要满足供水公平，保障供水安全;（2）生态环境：海域和陆域系统是大自然的物质基础，要满足水生态功能区划要求，水环境和生态质量可以逐渐得到改善;（3）资源：通过充分分析水资源水循环与污染物转化的过程，让区域水循环系统在满足一定的条件下达到最好的排泄与补给状态。（4）经济：通过对各种资源的合理安排，实现农民不减收，粮食不减产，让有限的资源尽可能最大化地发挥出效益。

4.3 对用水实现了更加有效的监督和控制

利于水质的分配水量的调度。基于ET的水资源管理是建立在先进的技术之上，更准确的反映研究区域的ET水平，采取控制措施，让用水、耗水、排水得到保障。具体表现在：当地水与过境水、降水与径流水、原生水与再生水、地下水与地表水的统一分配。在农业节水方面，ET管理提出了更为严格的节水要求，即在提高水的利用效率的同时，区域总的消耗水量不能过载。工程节水措施主要是提高灌溉水利用率，减少灌溉水的流失和渗漏，農业节水措施才是真正的减少农田的蒸发蒸腾消耗量。通过ET管理，让生活、工业、农业用水方面达到更加有效的监督和控制。

5 结语

水资源管理和水环境管理在我国原来处在水利、环保两个不同的行政体系，有其不同的内涵。基于ET的水资源、水环境的综合管理理念的提出，有助于决策者在保证水质的同时，减少ET损耗。避免因追逐资源环境的短期经济效益，而对未来的资源造成高损耗，这将开创水利部门与国土资源、环保等其他部门的协调合作的新局面。

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[作者简介]陈文彬（1990-），女，河北衡水人，硕士，从事水文学与水资源方面研究。