水利工程運行管理及水資源可持續利用對策

魏芹芹

摘要 水資源的可持續利用是全球范圍內的緊迫問題，尤其是在人口增長、氣候變化和環境污染等因素的共同影響下。水利工程在水資源管理中起著至關重要的作用，其運行管理和可持續利用對策成為實現水資源可持續發展的關鍵。探討了水利工程運行管理及水資源可持續利用對策，為水資源管理和可持續利用領域的進一步研究和實踐提供了重要的基礎。

關鍵詞 水質監測；生態流量調度；農業節水；水源地保護

中圖分類號：S277.7 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）12–0-03

Operational Management of Water Conservancy Projects and Sustainable Utilization Strategies of Water Resources

Wei Qin-qin （Wuwei Water Conservancy Technology Promotion Center， Wuwei， Gansu 733000）

Abstract The sustainable utilization of water resources is an urgent global issue， especially under the combined influence of factors such as population growth， climate change， and environmental pollution. Water conservancy engineering plays a crucial role in water resource management， and its operational management and sustainable utilization strategies have become the key to achieving sustainable development of water resources. Explored the operational management of water conservancy projects and sustainable utilization strategies for water resources， providing an important foundation for further research and practice in the field of water resource management and sustainable utilization.

Key words Water quality monitoring; Ecological flow regulation; Agricultural water-saving; Water source protection

水資源是人類生存和社會發展的重要基礎，然而，全球范圍內的水資源短缺和污染問題愈加突出。同時，水資源利用不合理和水利工程管理不當會導致水資源浪費和生態環境破壞。為此，深入探討了水利工程的運行管理對策，如水質監測、數據分析、水庫管理等，以及水資源的可持續利用對策，如水資源循環利用技術、農業節水、水源地保護等，為確保水資源的可持續供應和生態平衡提供支持。

1 水利工程運行管理對策

1.1 開展水質監測和水資源調配

水質監測和水資源調配是確保水利工程運行高效和水資源可持續利用的重要環節，這些措施不僅有助于監測水體的健康狀況，還可以有效應對季節性變化、水質污染和水資源分布不均等挑戰。

在現代水利工程中，水質監測是必不可少的一項工作。通過實時監測水體的水質指標，如溶解氧、pH值、濁度和污染物濃度等，可以迅速識別任何水質問題，并采取相應的措施。例如：考慮到工業廢水排放可能對附近的水源造成污染，一些地區已經建立自動監測站點，實時監測水質數據。若發現水質異常，相關部門可以迅速采取措施，如關閉工業排污口，降低對水質的不利影響[1]。

水質監測也有助于保護生態系統。例如：一些湖泊和河流是重要的漁業資源，而水質問題可能對漁業產生負面影響。通過監測水體中的富營養化程度，可以及時采取相應的措施抑制水體中的藻類生長，維護漁業資源的健康。

水資源調配是確保水利工程運行穩定的關鍵要素。這意味著將有限的水資源合理分配到不同的用途，以滿足不同領域的需求。例如：在干旱地區，水資源短缺是一個常見的問題。為了解決這一問題，一些地區采用先進的水資源調配系統，通過管道和泵站將水從水源地輸送至需要的地方。這種系統的運行需要實時監測水位和水質，確保水源的可靠供應。在農業中，水資源是不可或缺的，但農業用水也需要根據季節和作物的需求進行調配。一些現代農業項目采用智能灌溉系統，通過監測土壤濕度和氣象條件，自動調整灌溉量，從而提高水資源的利用效率。

1.2 優化水利工程運行數據分析

通過合理收集、存儲和分析大量的水文和水資源數據，可以更好地理解水系統的運行狀況、預測未來情況，以及采取適當的措施提高水資源的可持續利用性。我國的黃河流域是一個典型的水資源管理挑戰區域，也是全球重要的農業生產基地。黃河流域的水資源供應存在季節性和地域性的差異，而氣候變化和人口增長進一步加劇了這一挑戰。為了更好地管理黃河流域的水資源，我國政府采取了一系列措施，包括優化水利工程運行數據分析。為了獲取準確的水資源數據，政府在黃河流域建立了大量的監測站點，用于實時監測水位、流量、水質和降水等參數。這些數據通過傳感器網絡傳輸至中央數據庫，進行實時分析和存儲。在數據采集的基礎上，政府建立了水資源管理信息系統，該系統整合了多源數據，包括地理信息、氣象數據和水文數據[2]。此信息系統通過先進的數據分析技術，能夠生成水資源模型，預測未來的水流情況，以及模擬不同決策對水資源的影響。黃河流域的水資源管理者可以利用這些數據和模型，制定更精確的水資源分配計劃，根據不同季節和地區的需求進行水資源調配，確保能夠合理滿足灌溉農田、供水和生態系統的需求。

1.3 有效管理水庫和閘門操作

水利工程中，水庫和閘門是關鍵的水資源管理和洪水調控工具，有效管理水庫和閘門操作對維護水資源的可持續利用及防洪減災至關重要。

三峽水庫是世界上最大的水電工程之一，位于我國的長江上游。它既是水電發電站，又是洪水調度的關鍵組成部分，有效管理三峽水庫的運營和閘門操作對滿足我國的能源需求、防止洪水災害和保護長江生態環境具有重要意義。每年夏季和秋季，長江流域都會面臨來自降雨和山區融雪的洪水威脅。三峽水庫的閘門系統被用于調整和儲存洪峰水位，降低下游城市和農田的洪水風險。水庫管理者根據實時的降雨預報和流域情況，調整閘門的開啟和關閉時間，確保最大限度地降低洪水對下游地區的影響。三峽水庫還是重要的水電發電站。根據電力需求，水庫操作人員可以調整水庫水位，控制水流通過水輪機發電。這種調度需要精確的數據和先進的操作系統，確保電力供應的可靠性。除了洪水調度和電力發電，三峽水庫還需要考慮生態保護。為了降低對下游生態系統的影響，水庫管理者定期釋放生態流量，模仿自然水流的變化，維護長江生態平衡。

為了實現這些多重目標，三峽水庫采用了綜合的數據收集和分析系統[3]。

各種傳感器和監測站點定期提供水文、氣象和水質數據，這些數據匯總至一個中央控制中心，為相應的決策提供支持。同時，水庫管理人員根據長期的氣候和流域模型制定運營計劃，應對未來的挑戰。通過三峽水庫的案例，可以看到有效管理水庫和閘門操作的關鍵性。這種綜合的水資源管理方法不僅有助于防洪減災、滿足能源需求，還有助于保護生態環境。這種成功的經驗可以為其他地區和國家提供啟示，幫助他們更好地管理水庫和閘門操作，應對不斷變化的氣候和水資源挑戰。

2 水資源可持續利用對策

2.1 實施水資源循環利用技術

隨著我國經濟的快速發展和城市化進程的加速推進，水資源的需求不斷增加，同時水資源的可持續性也面臨嚴峻挑戰，為了確保水利工程的可持續運行和水資源的可持續利用，水資源循環利用技術是通過將廢水、污水等再生利用，減少對自然水體的過度開采，確保水資源的可持續利用。

第一，我國在城市污水處理方面取得了顯著的進展，北京市應用地下水補給技術，將經過處理的污水注入地下水層，提高地下水位和水質，這種方法不僅能夠解決地下水過度開采的問題，還可以實現污水資源的循環利用，類似的做法也在上海、廣州等地得到應用。在農業領域，一些地區應用灌溉用水回收系統，將排放的農田灌溉水經過處理后再次用于灌溉，降低農業用水的需求，一些工業企業也在積極探索工業廢水的回收利用，通過高效處理技術，將工業廢水轉化為可供再利用的水資源[4]。

第二，我國在生態恢復和保護方面也采取一系列措施，保障自然水體的健康。例如：我國南水北調工程是一個重大的水利工程，旨在通過調水解決北方地區的水資源短缺問題。然而，該工程也注重生態環境的保護，通過生態補償等方式維護源地生態平衡，確保調水過程不對生態環境造成嚴重破壞。

第三，我國還在科技研發方面取得了一些突破，推動水資源循環利用技術的進一步發展。例如：研究人員正在開發更高效的水處理技術，提高污水處理的效率和水質。同時，智能化水資源管理系統也在不斷完善，實現對水資源的更精確監測和管理，以及更好地應對水資源的變化和需求。

2.2 推廣雨水收集和地下水補給

推廣雨水收集和地下水補給是一項重要的水資源可持續利用對策，它可以有效地減輕城市用水壓力，提高地下水質量，并降低洪澇風險。

第一，我國北京、上海等城市已經開始在建筑物和公共設施上廣泛使用雨水收集系統，這些系統通過收集屋頂雨水，將其存儲并用于灌溉、冷卻系統，甚至衛生間沖洗等用途。例如：北京市在2008年奧運會期間建造大量的雨水收集系統，成功地將雨水用于綠化和景觀維護。這不僅節約了自來水資源，還減輕了雨水排放對城市排水系統的負荷，有利于防止城市內澇。

第二，我國采用了多種方法實現地下水補給，提高地下水位和提高水質。例如：南水北調工程通過將長江水引入黃淮海平原，補給了地下水，提高了地下水位，改善了水質。這一舉措不僅為北方地區提供了穩定的水資源，還有助于防治地下水過度開采所帶來的沉陷問題。

第三，我國一些城市也采用了雨水徑流綜合治理方案，旨在減少城市雨水徑流對自然水體的污染。例如：廣州市在珠江三角洲地區實施了雨水綜合治理項目，通過建設雨水花園、濕地公園等設施，將雨水收集、凈化并逐漸釋放至水體中，起到降低城市洪澇風險和提高水質的作用。

第四，我國政府在鼓勵雨水收集和地下水補給方面采取了積極的政策措施，如提供財政支持、制定相關法規和標準等，也取得了積極成效。同時，科研機構和企業也在不斷研發和推廣新的雨水收集技術和地下水補給方法，提高效率和可行性。這些舉措有助于改善城市用水管理現狀、提高水資源的可持續利用，也有助于減輕洪澇風險和提高水質，為可持續城市發展和水資源管理提供有力支持。

2.3 鼓勵農業節水和灌溉現代化

第一，我國積極推廣現代化的灌溉技術，如滴灌和微噴灌溉，通過這些技術準確地將水滴或微小的水噴灑在作物根部，最大限度地減少水的浪費。例如：甘肅省在沙漠化地區廣泛應用滴灌技術，將有限的水資源用于高效的農業生產，提高干旱地區的農作物產量。

第二，通過優化農田水利工程，提高水資源的利用效率。例如：南方水稻種植區采用水稻田間灌排結合的管理方式，通過減少田間滲漏和蒸發損失，有效提高水資源的利用率。

第三，我國不斷研發和推廣農業節水技術，如節水灌溉、干旱抗旱作物品種的培育等。例如：我國在水稻領域推廣優質稻種，這些品種對水分的需求較低，可降低灌溉水量。我國還研發了節水灌溉技術，通過監測土壤濕度和氣象數據實現精準灌溉，避免過度灌溉。

第四，政府出臺了一系列農業節水政策，包括提供補貼和獎勵措施，鼓勵農民采用節水技術，并加強農民培訓，傳授其如何有效地管理水資源。例如：在干旱地區，政府組織了農民培訓班，培訓他們如何合理使用有限的水資源，以促進農業可持續發展。

盡管我國在農業節水和灌溉現代化方面已經取得了一些顯著的成就，但仍面臨一些挑戰，如不同地區水資源分布不均衡和農民傳統觀念的改變。因此，需要繼續加強政策支持、技術創新和農民教育，推動農業水資源的可持續利用，確保農業生產的穩定性和可持續性，減輕對自然水體的過度開采，提高水資源的可持續利用率。

2.4 支持水資源科研和監測體系建設

我國政府積極支持水資源科研和技術創新，提高水資源管理和利用的科學性和效率。中國科學院水科研究所是國內領先的水資源研究機構之一，其研究覆蓋水文、水質、水生態等領域。該機構致力于開發新的水資源評估和管理方法，更好地滿足不同地區和行業的需求。

第一，我國建立了覆蓋全國范圍的水資源監測網絡，用于實時監測水文、水質和水量等關鍵數據，此監測網絡包括河流、湖泊、水庫、地下水等水體類型。例如：我國水利部建立了國家水文水資源監測中心，通過遙感技術和傳感器網絡全面監測水資源情況，幫助政府及時了解水資源的狀況以做出科學決策。

第二，我國不斷發展和改進水資源模型和預測系統，應對氣候變化和水資源管理的挑戰。例如：我國氣象局開發了水資源綜合評估模型，通過模擬不同氣象和水文情景下的水資源分布和變化，幫助規劃者和決策者做出更準確的決策。這對于旱澇災害預警和水資源調配非常重要。

第三，我國積極參與國際水資源合作，與鄰國和國際組織分享水資源數據和科研成果。例如：我國與瀾滄江—湄公河合作機制、上游國家合作機制等組織合作，共同研究跨境水資源管理和氣候變化對水資源的影響。這種國際合作有助于共同解決水資源跨境管理的問題。

第四，通過引入人工智能、大數據分析等技術，我國一些城市建立了智能水資源管理系統，能夠更精確地監測和調控水資源的分配和利用。例如：上海市建立了智能水務系統，實時監測供水、排水和用水情況，提高城市用水的效率和可持續性。

盡管我國在水資源科研和監測體系建設方面已經取得一定成就，但仍需要不斷加強這方面的工作。隨著氣候變化和水資源管理挑戰的不斷增加，科研機構和政府需要繼續投入資源，推動水資源科學研究、監測技術和信息共享的不斷發展，確保水資源的可持續利用，維護水生態平衡，滿足社會經濟的需求，從而更好地保障水資源供應。

2.5 加強水源地保護和水土保持工作

加強水源地保護和水土保持工作是保證水利工程運行水資源可持續利用的關鍵對策。作為世界上人口眾多、水資源分布不均衡的國家，我國已經采取一系列措施保護水源地，我國的長江是亞洲最長的河流，其流域覆蓋重要的農業和工業區域。

第一，我國政府啟動一系列生態保護和恢復項目，保護長江流域的水源地。例如：三峽工程完成后，政府積極推動上游生態環境保護，通過退耕還林、生態補償等措施，減少農業和工業對水質的污染，提高長江水質。

第二，我國廣泛實施水土保持工程，尤其是在山區和丘陵地帶，減少土壤侵蝕和水土流失。我國的“梯田工程”，通過修建梯田，改善土壤保水能力，提高農田的產量，減少泥沙沖入水體的可能性。

第三，濕地是重要的水源地之一，對水資源的保護至關重要。我國積極推動濕地保護與恢復工作，提高水質。例如：我國建立了鄱陽湖、紅海灘等濕地自然保護區，通過濕地保護和恢復凈化水質，提供生態棲息地，維護水資源的可持續利用。

第四，我國通過科學研究和監測了解水源地的狀況，并采取相應的保護措施。例如：我國水利部和生態環境部定期開展水源地水質監測和生態環境評估，以及對潛在污染源的排查工作。這些監測數據和科研成果有助于制定更有效的水源地保護策略。

隨著城市化和工業化的發展，水源地受到的壓力不斷增大。因此，我國需要繼續加強政策法規的制定和實施，增加科研投入，推動水源地保護與恢復工作，確保水資源的可持續利用，維護水生態平衡，為未來世代提供可靠的水資源供應，從而確保我國的可持續發展和生態安全。

參考文獻

[1] 李春霞.水利工程渠道運行管理與維護存在的問題及解決對策[J].農村經濟與科技，2023，34（6）：64-67.

[2] 李洪濤.水利工程運行管理與水資源的可持續利用分析[J].農業科技與信息， 2019（3）：109-110.

[3] 魏亮，黃偉.水利工程運行管理與水資源的可持續利用[J].智能城市，2019，5（8）：181-182.

[4] 王凡.遼寧省小型水利工程運行管理存在主要問題與對策[J].黑龍江水利科技，2022，50（3）：219-222.