中国与周边国家水资源合作开发技术体系1.docx
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中国与周边国家水资源合作开发技术体系1
一、中国国际河流概况
地区
河名
流域面(104km2)
干流长
所属
水系
发源地
流域国家
总面积
中国境内
总长
中国境内
东北
地区
黑龙江
184.30
88.70
3474.00
界河2854.00
太平洋
蒙古
蒙古、俄罗斯、中国
鸭绿江
6.38
3.20
795.00
界河795.00
太平洋
中国吉林
中国、俄罗斯
图们江
3.32
2.29
505.40
界河490.40
太平洋
中国吉林
中国、朝鲜、俄罗斯
绥芬河
1.73
1.00
443.00
258.00
太平洋
中国吉林
中国、俄罗斯
西南地区
伊洛瓦底江
43.10
4.33
2150.00
178.60
印度洋
中国西藏
中国、缅甸
怒江--萨尔温江
32.50
12.48
3673.00
2013.00
印度洋
中国西藏
中国、缅甸、泰国
澜沧江--湄公河
80.00
16.48
4880.00
2129.00
太平洋
中国青海
中国、缅甸、老挝、泰国、柬埔寨、越南
珠江
45.37
45.37
2214.00
2214.00
太平洋
中国云南
中国、越南
雅鲁藏布江--布拉马普特拉河
62.20
33.00
3100.00
2070.00
印度洋
中国西藏
中国、不丹、印度、孟加拉国
马吉拉提河(恒河)
107.30
0.23
2700.00
49.00
印度洋
中国西藏
中国、尼泊尔、印度、孟加拉国
森各臧布河(印度河)
116.60
2.49
2880.00
419.00
印度洋
中国西藏
中国、印度、巴基斯坦、阿富汗
沅江--红河
11.30
7.40
1280.00
677.00
太平洋
中国云南
中国、老挝、越南
西北地区
额尔齐斯河--鄂毕河
164.00
5.37
4248.00
633.00
北冰洋
中国新疆
中国、哈萨克斯坦、俄罗斯、蒙古
伊犁河
15.12
5.60
1236.00
422.00
--
哈萨克
斯坦
哈萨克斯、中国
二、东南亚国家水电技术的水平
国家
规划、勘测、设计、咨询
水电设备设计制造
工程承包
施工建设
科学技术
研究开发
运行管理
柬埔寨
聘请西方发达国家公司,国内无能力
完全依赖国外
完全依赖国外
完全依赖国外
完全依赖国外
老挝
完全依赖国外
完全依赖国外
完全依赖国外
完全依赖国外
落后
缅甸
落后
完全依赖国外
有一定的中小水电站的施工能力,但水平较低
完全依赖国外
落后
越南
具有小水电站规划、勘测、设计、咨询;大中型依赖国外技术,具有输配电项目的计划、设计管理能力
具有小型发电设备制造能力,大中型从俄罗斯、欧美进口
水平中等。
提供中小型水电站的土木工程、水力、水文、环境咨询
具有一定的电力工业、新能源、风力设备能力
中等
泰国
具有中小型水电站规划勘测设计能力
基本上进口西方发达国家的设备
中等
研究所、大学、政府机构等具有中等研发能力和完备的人才培养体系
先进
三、我国水利科技总体评价:
来源于《中国水利科学发展战略介绍》索丽生2005
我国水利科技总体上达到国际先进水平,但发展不均衡
泥沙研究、建筑水坝技术
国际领先
水文水资源理论研究
国际先进
防洪减灾理论研究
国际先进
水环境与水资源保护
与国外差距较大
现代化安全监督设备与技术
与国外差距较大
大型施工设备
与国外差距较大
水利工程管理
国际先进
水资源调度
国际先进
四、我国水利科技合作现状
水利部与世界上70多个国家和地区的水利机构建立合作关系,与40多个国家的水利机构和多个国际组织签署了交流合作协议,建立了中日、中韩、中荷等10多个双边固定合作交流机制,开展了多种形式的交流与合作。
改革开放以来,中国水利利用外资70多亿美元,加快了水利基础设施建设。
同时,在27个国家开展了水利援外,完成水利、电力成套项目92项。
中国共向项目提供贷款约17.87亿元。
“948”计划实施以来,水利部先后从美、日、欧等20多个国家和地区,引进800多项先进适用技术、设备和仪器。
同时,在水利建设和管理项目中引进国际专家近千人次,6人获国家友谊奖;培训技术和管理人员近万人次。
我国在国际大坝委员会、国际灌排委员会和国际水文计划政府间理事会中,均曾正式担任重要领导职务,在40多个政府和非政府组织中发挥作用和影响,中国还与联合国有关机构合作,组建了小水电、泥沙等国际中心。
水利咨询和施工企业积极贯彻“走出去”战略,在东南亚、中东、非洲、南美等30多个国家和地区,承担了众多水利水电项目的技术咨询和工程建设任务。
五、水资源开发利用的科技支撑体系
1.水文水利科学技术
2.河流泥沙研究及河运整治科学技术
3.水利工程建设技术
4.农田水利和地区性治理开发
5.江河防洪及防汛调度
6.水利工程管理和调度运用
7.信息技术
8.水利科技政策
9.水利科技人才培养
1水文水资源科技方面
水文方面与世界的差距:
(1)水旱灾害的监测和预报技术相对落后,与我国繁重的防洪、抗旱、减灾任务不相适应。
(2)对为国家制定与水有关的重大宏观决策提供科学依据的大尺度水文问题研究较少。
对全球尺度的水文问题、环境变迁中的水文问题等则更少涉及。
(3)区域性水文研究和关于不同水体的研究很不平衡。
对于干旱区、寒区、森林和牧区水文问题研究相对薄弱;对于大气水、地表水、地下水和土壤水的研究有待深化;对于生态系统中的水的研究则刚刚起步。
(4)水文学基础研究薄弱,新技术、新方法的开发和推广应用比较缓慢。
(5)水文基础信息匮乏,信息获取、传输以及测报服务手段较为落后,信息完整性差,信息交换平台缺乏,难以共享。
水资源方面与世界的差距:
(1)水资源数量、地区分布和特性的分析有待深化;对水资源承载能力研究不够,有的地区开发利用不合理,过量开发,尤其是侵占生态用水。
(2)水资源利用率较低,地区发展不平衡,缺水与浪费并存;全国农业灌溉水利用系数平均约为0.45,而先进国家为0.7甚至0.8;工业用水的重复利用率为30%--40%,而发达国家为75%--85%。
(3)对各类水资源互补和调配利用研究深度不够,流域间水资源调配能力较低,流域间水资源丰枯调配技术在我国还处在初级阶段。
(4)水污染尚未得到有效控制,水环境恶化趋势未得到有效遏制。
目前,对资源一环境一生态相互关系的认识还处于探索阶段,对水生态系统的认识有待深化。
(5)水资源统一管理相对落后,以《中华人民共和国水法》的颁布和修订为标志,初步建立了我国的水管理体系;但配套法规和监督、协调机制尚未完全建立,有法不依、执法不严、各自为政的现象依然存在,影响了水资源的合理利用。
(6)社会节水体系尚未形成,我国的节水防污型社会建设还处在试点阶段,距离全面建成节水防污型社会相距甚远。
(7)我国在污染治理、微咸水和海水的利用方面,无论是技术水平还是应用规模与先进的国家相比都存在着较大差距。
科技需求:
。
具体的研究需求主要包括:
(1)为防洪减灾提供水文水资源信息和知识支撑。
在理论层面上,应加强特大洪水形成规律研究;在技术层面上要加强水文信息采集、传输、预报、调度、决策水利科技发展战略研究报告现代化研究;在减灾措施上要加强非工程措施的水文学依据(如洪水风险管理等)研究。
(2)为水资源可持续利用提供科学依据。
在理论层面上,加强水资源形成、演化机理研究和全球变化条件下对水资源影响的研究。
尤其要重点研究气候持续干旱和大规模的抗旱活动条件下,水资源衰减和流域水循环演变发生明显变化的规律;在应用层面上,加强水资源系统、经济社会系统、生态环境系统在其运动发展过程中相互依存与相互制约定量关系的研究,加强水资源评价与规划、水资源承载能力评价、水资源开发利用与保护的研究。
(3)为生态安全和环境保护提供水文水资源知识服务。
在理论层面上,要揭示水对于生态安全的控制机理和水作为环境要素的基础作用;在应用层面上,要研制不同自然地理条件下生态需水量计算方法,制定描述河流健康状态的评价体系;制定人类一生态一环境系统中水的分配策略。
(4)为大江大河治理提供水文学依据。
要揭示各河流发育演变的地学基础,把江河治理置于河流地学背景下,而不仅仅是置于经济与工程背景下进行规划,并充分考虑河流的资源与生态功能。
(5)为人类活动对水文水资源条件的影响提供新的研究方法。
面对人类活动对生态环境与水体的剧烈干扰,在流域规划、工程设计中,要加强人类活动对水文水资源条件的影响研究,加强新的水文水资源分析计算途径与方法研究。
(6)为建设节水防污型社会提供水文水资源科技支撑。
为提高经济、生活、生态用水的协调和保障程度,重点开展流域水资源承载能力和合理调控研究,开发先进的节水灌溉技术,采用多样化水资源利用战略,加强农业水资源高效利用、提高工业用水重复利用率、洪水资源利用、雨水资源利用、人工增雨、污水再生利用、海水利用等关键技术研究。
2水利开发与水环境科技方面
我国在水环境与流域生态的保护和修复领域的水利科技主要存在以下问题:
(1)在水环境与流域生态的保护和修复方面缺乏基础性、战略性和原创性研究。
对于生态系统的状况评估、生态健康标准、水环境承载能力及评价方法等方面研究不足,对于水污染或生态破坏引起经济损失定量评估、绿色国民经济核算体系及生态补偿机制等生态经济学方面缺乏系统研究。
(2)在水环境治理的应用技术方面,大多数是引进和消化国外的技术,自主创新技术能力较差。
(3)尚未形成完整的水域生态环境监测体系和信息共享机制,长期、动态的基础数据积累不够,加之监测手段陈旧,难以开展水环境及水生态状况的科学评价和预测分析,也难以提高环境管理的预警和应急能力。
对科技发展的需求
(1)复杂的区域性和流域性重大环境问题,迫切需要开发在区域(流域)利科技发展战略研究报告尺度上系统的、综合的水污染防治技术,建立起区域和流域尺度的水污染防治体系。
在具体治理技术上,需要根据我国水污染的趋势和特点,系统开展对城镇生活污水治理技术、农业非点源污染控制技术及地下水污染治理技术的开发研究,同时加大污废水资源化处理的力度。
(2)在水土保持方面继续加强对土壤侵蚀研究,加强水资源与土壤资源的同步高效合理利用与保护的研究。
建立起以降雨地表径流调控和水土资源同步安全、合理、高效利用技术为核心的水土保持科学技术体系。
(3)在河流走廊生态修复方面,在充分调查分析人类活动对于生态系统胁迫的基础上,研究开发与生态友好的水利水电工程的规划设计方法和水库及其他工程调度运行模式,充分利用生态系统的自设计、自组织,自我修复功能,在满足人类经济社会发展需求的同时,兼顾水域生态系统的健康和可持续性。
(4)水域生态监测系统技术研究与开发,实现从水质监测系统向水域生态监测系统转变。
科技发展趋势
西方发达国家对于河流湖泊的大规模的环境治理始于20世纪50年代。
面对战后工业迅猛发展造成水域严重污染问题,开展了以改善水质为重点的环境治理行动,使水污染蔓延的趋势得到一定程度的遏制和缓解。
从20世纪50年代至70年代,世界各国关心的问题是对污染物进行治理以减少其危害。
但是人们逐渐认识到,这种末端治理的方式并不能根本解决环境危机。
70年代末期,人们注意到要进行污染预防和废弃物的资源化,开始大力推行清洁生产。
20世纪90年代初,可持续发展原则得到了国际社会的认同,人们开始努力将发展与环保协调起来,以源头预防和全过程控制替代末端治理逐步成为各国环境与发展政策的主流。
近年来,对于循环经济理论的探索又成为可持续发展领域的热点。
一些发达国家在水环境污染得到一定程度的遏制的条件下,在20世纪80年代开始进行河流湖泊的生态修复工程示范。
在水域、湿地、土地、森林、草原和海岸带的生态修复实践中,科学家试图将工程学与生态学相结合,产生了生态工程的理论和技术方法。
在河流生态研究和生态建设领域中,带动了一些相关边缘学科如生态水文学,生态水力学等学科的发展。
涉及水利水电工程技术研究方面:
重点研究水利水电工程对生态环境的影响,建立完善水利水电工程生态环境影响的评价方法,研究开发与生态环境友好的水利水电工程技术体系,研究已建水利水电工程兼顾生态健康的调度运行方法,降低和缓解工程对于水生态系统的负面影响。
(1)水工程对生态系统影响的评价方法。
开展国内外大坝、堤防和引水工程等各类水利水电工程对于生态环境的影响调研。
针对典型流域,在流域尺度上研究防洪与水资源开发利用等工程设施对流域生态完整性、河流连续性、生物群落多样性等的影响机制、影响程度、影响性质及方式,建立并完善水利水电工程生态环境影响的评估预测方法,为减免不良生态环境影响的对策措施提供依据。
(2)与生态友好的水利水电工程技术。
研究开发在满足人类社会经济发展需求的同时,兼顾水域生态系统健康需求,的水利水电工程技术。
包括水域生态补偿原理;河流生态修复工程技术;有利于生物生长繁衍的大坝工程、堤防工程和引水工程的规划设计准则和方法;以及河道整治、河湖湿地及城市生态景观建设中的生态技术和生态型水工材料研究开发等。
(3)水库生态调度方法。
针对不同典型水库,研究水库水位变化与库区水生态系统的动态响应关系,研究不同泄洪方式对于下游河流廊道生态系统的相关关系,探明水库不同调度运行方式对水库和下游河流走廊在白净能力、水质分布、栖息地质量、珍稀物种保护及生物群落多样性的影响,研究兼顾生态保护目标的多目标优化的水库调度运行原则及运行方式,研究雨洪资源化的生态环境风险,研究制定雨洪资源化管理的生态管理目标和管理方式。
3大坝工程技术需求:
(1)大坝工程的环境问题
(2)大坝工程的安全问题
大坝工程技术发展趋势:
(1)河流筑坝工程的生态响应以及河流生态补偿技术。
研究的重点是,制定河流生态恢复的国家目标;大坝工程对于河流生态系统的胁迫作用调查分析;大坝工程对于环境影响评估方法;建坝后水文条件变化的河流生态响应;水库多目标的生态调度方法;河流生态修复规划设计方法等。
(2)大坝工程的安全问题。
应用大坝风险分析技术加强大坝风险管理。
大坝风险是指大坝对生命、健康、财产和环境负面影响的可能性和严重程度,在一定条件下,溃坝概率及其可能产生的后果。
大坝风险管理是以风险为理念对水库大坝进行管理的方法。
风险评价是一个决策过程,通过风险分析,依据风险标准,确定存在的风险的可接受程度,进而分析风险控制措施是否合适,如何通过风险处理措施将风险降低到可接受水平。
重点:
大坝工程生态影响调查和评估方法;筑坝河流的生态补偿技术及机制;大坝风险分析技术,大坝的风险管理。
复杂与恶劣环境下高坝安全关键技术;多震区高坝抗震及其地震影响与风险评估;恶劣环境与运行条件下筑坝材料等。
4水资源监测平台技术:
发展现状。
近年来,在水利行业水文水资源信息采集与工程监控、数据库建设和信息处理与应用等方面都取得了可喜的进展。
(1)在信息采集与工程监控方面,全国水利系统已一有50%雨量监测数据和近50%的水位监测数据采集实现了数字化长期自动记录,部分重要水利工程实现了自动监控和远程监控;部分流域和地区的水资源实时监控慢系统示范项目投入运行;结合国家防汛指挥系统水情分中心示范区建设,在部分重点防汛地区建成了先进实用旧的水文信息采集系统,航空航天遥感、GNSS技术在部分业务中得到应用。
(2)在数据库建设方面,在全国范围内基本建成了国家水文数据库系统,全国80%以上的历史水文整编旧资料已经入库,初步能够对外提供查询服务。
国家级水但利政策法规数据库初步建成,也已向社会公众提供饭服务。
(3)在信息处理方面,流域水资源调度等复杂运算工作已能在计算机上实现,GIS技术在数据分析与表达方面也有了一定程度的应用。
各种新理论、新方法的引入与开发进展迅速,个别软件系统还达到了国际先进水平。
(4)国家防汛抗旱指挥系统一期工程已全面启动,已完成了一些规范和标准的制定以及有关数据库的设计。
存在的主要问题
(1)信息资源不足。
除了初步建成的“国家水文数据库”等一些基础数据库以外,从整体上看,信息采集系统不健全、不配套,直接通过数字化手段进行采集的信息要素类型较少,时间、空间、类型、采集频度与精度与水利工作的整体需求不相适应,数字化的信息量占信息总量的比例严重偏低。
涉及减灾决策、水资源优化配置和水利建设管理等众多急需的相关基础信息资源建设还极不完善,尤其是地下水、水质和墒情监测站网的完整性和代表性较差。
服务于多层次业务需求的多尺度空间数据,经济社会状况、水资源配置,工程规划设计和已建工程等专业数据库的建设尚未全面启动。
(2)信息共享困难。
由于水利信息化还处于起步阶段,各种信息基础设施与共享机制建设还很不配套,导致信息利用率低,社会化服务与产业化程度较低,造成了“数据饥渴”和“数据闲置”并存的反常现象。
主要表现在:
服务目标单一,导致条块分割;标准规范不全,形成数字鸿沟;共享机制缺乏,产生信息壁垒;基础设施不足,阻碍信息交流。
由于部门业务分工等体制问题,使跨部门信息共享难度更大。
(3)信息采集和更新的技术相对落后,以空间信息技术为主的高新技术应用和普及水平有待提高。
遥感技术向定量化、动态化、网络化、实用化和产业化方向发展,不同空间分辨率和高光谱等多源遥感信息的综合应用为资源环境监测提供了有力的技术支撑。
但水资源水环境遥感监测中多源遥感信息的综合应用,以及实用化、业务化研究等方面尚需进一步加强,例如基于遥感的水体自动识别和快速提取技术、水质遥感监测模型和生态环境遥感评估模型等方面的研究亟待加强。
(4)决策支持系统尚待完善。
目前,在各流域机构陆续开发了若干水资源管理和决策支持应用系统。
但是,由于模型与数据库相对独立,未能有效集成,模型参数不能得到及时更新,导致模型系统运用效率不高。
模型应用系统之间集成度低,难以实现流域范围内水量、水质联合调度以及多水源多目标管理和规划。
科技发展趋势:
美国、加拿大、澳大利亚和日本等国家近年来进一步加强了地球科学数据的系统采集工作。
随着资源、环境和生态问题的全球化,立足于全球性整体观、系统观和时空的多尺度,研究地球系统整体行为,已经成为科学界的共识。
全球和国家尺度有关地球环境、资源变化的长期观测、监测和信息网络正在快速形成,包括:
全球气候观测系统、全球陆地观测系统、全球海洋观测系统、全球对地观测系统、地球资源观测系统、全球环境监测系统,以及全球数字地震台网等一系列全球性巨型观测系统。
在信息共享和网络服务方面,国际科学联合会在一系列全球性研究计划的推动下,专门设立了世界数据中心(WDC)和国际科技数据委员会(CODATA)两大数据组织。
1988年,中国成为WDC正式会员,设立了9个学科数据中心。
我国的“国家对地观测系统”已经列入国家中长期科学和技术发展规划。
对地观测系统的建设内容包括先进的对地观测下台系统、遥感有效载荷系统、地面数据保障和服务体系,以及对地观测定量化技术支撑系统和应用技术系统。
对地观测系统将在海量、高速数据接收、传输和处理,国家资源环境综合预警和对地观测数据定量化等关键技术上有大的突破。
(1)水资源水环境数据共享管理。
包括:
数据采集、处理、管理、发布规范与标准体系;空间元数据库技术与通用元数据库管理系统。
(2)水资源水环境数据中心建设。
包括:
数据逻辑模型技术;数据挖掘和建模技术;网络区域存储域管理技术;中间件技术和元数据技术。
(3)水资源水环境信息网络服务平台。
包括:
水资源水环境信息共享服务平台由共享网络服务中心、数据中心、发布服务系统以及用户系统等组成。
共享网络服务中心连接其他部门的数据资源和数据库系统;水资源水环境数据中心通过元数据库或数据仓库管理各分布式的数据库或分散的数据集;发布服务系统连接用户和数据资源系统。
(4)水资源水环境管理决策支持平台与通用软件开发。
包括:
通用的建模技术和基于GIS的模型构建系统开发;流域级水资源水环境管理和调度软件开发与研制;流域水资源调度与管理决策支持系统开发与集成。
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