德州市水系統分析與控制

【摘要】城市水資源的開發利用和保護，涉及自然科學、社會科學和工程技術的許多領域，是一項非常復雜的系統工程。本文立足于德州市獨有的水環境特征與開發潛質，對實現“陽光德州，七彩水都”，達到人與自然和諧相處、社會經濟與生態環境協調發展進行了探討，并對城市水系統相關要素進行了分析，對水系統的控制方式、控制類型等進行研究。

【關鍵詞】水系統；開發；城市

德州市水系豐富，現狀自西向東有古運河、岔河、減河和馬頰河四條河流穿過，且有仙人湖、得月湖、新湖、長河公園等重要水系，南水北調設計中的恩縣洼水庫也是德州城市水系的重要組成部分。著眼未來發展，德州水系統的內涵已經遠遠超出了通常所說的“水資源系統”或“水源系統”的范疇，這個系統不僅包涵了相關的自然因素，還融入了社會、經濟等許多社會因素。

1、德州水系統基本分析

1.1 德州市水系統的基本內涵。德州水資源條件優越，在長期歷史發展中起到關鍵性作用，雖然現狀這些河流的部分河段擁有較為良好的自然生態環境，但其資源并未得到充分的利用，因此需要對德州市水資源進行人為的控制和調配，使之能適應社會生產力布局要求，并能適時適量地滿足灌溉、供水、防洪、發電等水的需求。德州水的環境屬性源于其本身就是環境的重要組成部分，它決定了水在環境中的特殊地位以及水的質量和狀態受環境影響的必然性；水的社會屬性決定了水資源的功能，主要體現在水的被開發利用上，而開發利用的行為方式又取決于社會對水的需求程度和認識水平；水的經濟屬性是水資源稀缺性的體現，它是由水的社會屬性衍生出來的，社會的需求是產生水經濟價值的根源，水的功能和價值只有通過開發利用和保護這一社會活動才能得以實現。

因此，水資源的功能和價值的實現過程實際上就是水資源的開發利用和保護過程。由此可見，德州水系統就是在一定地域空間內，以城市水資源為主體，以水資源的開發利用和保護為過程，并與自然和社會環境密切變化的。

1.2 德州水系統的基本要素。德州水系統是由水源、供水、用水和排水等四大要素組成的。這四大要素的相互聯合構成了城區水資源開發利用和保護的一個循環系統，每個要素都對這個循環系統起著一定的促進或制約作用。

目前德州市供水水源主要是黃河水，其次是深層地下水。地表水（引黃水）由水利部門的丁東水庫、丁莊水庫和供水總公司的溝盤河水庫來調蓄。德州供水是水系統的開發或生產要素，它是在水源和用水要素之間架起的一座“橋梁”。如果沒有供水要素，水源不能自動變為商品為消費者所利用。城區用水是水系統的需求或消費要素，供給與需求是一對矛盾，既對立又統一，沒有需求，就不必供給，而滿足需求是供給的永恒主題。城區排水是城市水系統中最敏感的要素，具有兩面性，良性的排水（經凈化處理后排放）可增加水源的補給量，不良的排水（未經凈化處理直接排放）則污染水源水質，進而減少水源的可用水量。

德州市城區排水主要分兩個區域：西部城區主要由宣惠河匯集排入運河，東部城區主要是由東溝匯集，最終通過污水處理廠排入岔河或中水回用。德州市區現有排水體制為雨污合流制，建成區現狀共有排水管渠186KM。

2、德州水系統控制

2.1 德州水系統的控制類型。德州市是資源型缺水城市，地表水遭到嚴重污染，已成為水質型缺水城市，導致地下水超采、地面沉降等一系列環境、生態、經濟問題，因此德州在控制用水、水源再利用等方面的控制手段是必不可少的。

2.1.1 需求控制。我們在現實生活和生產活動中，不合理的用水和浪費水現象非常嚴重。因此，必須對用水需求進行控制。德州需求控制的對象是用水系統，控制的主要手段有計劃管理、定額管理、價格調控和宣傳教育等。對于某些高耗水用戶，有時也采用行政和法律手段強行限制用水。需求控制的目的是通過限制不合理的用水行為，杜絕浪費，從而滿足合理的用水需求。

2.1.2 污染控制。控制的對象主要是德州排水系統，當前控制的主要手段是在德城區、經濟開發區、運河開發區建設污水收集系統和污水處理設施，尤其是要擴大建設污水集中處理廠，提高污水處理率，對污水進行末端治理。從未來發展趨勢看，德州在推行清潔生產，強化源頭和過程控制，應是污染控制的主導方向。

2.1.3 滲漏控制。滲漏是供水和用水過程中的普遍現象，德州水龍頭滴水加上管網本身的滲漏，導致供水管網的利用率在80%左右。因此加強滲漏控制是目前必須考慮的事情。滲漏控制的對象主要是德州供水和用水子系統，控制的主要手段要技術和經濟措施的結合。

2.1.4 補給控制。德州市人均水資源占有量僅203立方米，水資源的先天不足造成了地下水大量超采，尤為嚴重的是深層地下水。德州市自1965年開始開采深層地下水，年均開采量2.04億立方米。高強度的不均勻開采，現已造成4000多平方公里的地下水深層降落漏斗，并且已引起了部分地區的地面沉降。因此，可通過人為干預的方式增加降雨補給。補給控制的對象是德州水源系統，控制的主要目的是采用技術、經濟、行政和法律手段，限制地下水超采，增加人工回灌，擴大或誘導地下水的補給，涵養地表水源。

2.2 德州水系統的控制方式

2.2.1 預先控制是指對德州水資源開發利用和保護行為的預防性控制（如需求控制），直接關系到供水和污水處理工程規模的確定。

2.2.2 過程控制是指對德州水資源開發利用和保護活動的程序性控制。污染控制、滲漏控制、補給控制和節制控制等都屬于過程控制的重要內容。

2.2.3 反饋控制是水系統控制的一種普遍方式，也是施行控制的一種重要手段，任何控制都需要依靠信息反饋，否則控制就無從談起。

2.2.4 整體控制是指將控制對象作為一個完整的系統，從整體優化的目的出發而施行的控制方式。這種控制追求局部效果與整體效果的和諧統一，要求局部必須服從整體。

參考文獻：

[1]邵益生.中國城市水資源管理理論體系的框架研究[J].城市發展研究，1996.