時間：2022-05-21 07:27:38
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“湖泊是人類文明之鏡”，從湖泊的水質保護狀況更可以反映人類文明程度。湖泊作為水系的一部分，自古以來就成為人類文化與文明的搖籃。特別是長江下游平原地區的淡水湖泊一直是我國農業經濟發達的魚米之鄉，贊美洞庭、鄱陽、太湖的詩詞歌賦大量涌現，成為我國水文化的重要內容。
隨著近代工業化的發展，除各種自然有機物及各種水土流失物進入湖泊可能會影響湖泊水質外，各種人工化學物質進入湖泊可能導致湖泊水質的急驟變化。在江河已遭到嚴重污染的今日，湖泊已成為保護人類水源的最后一個陣地，湖泊水質的惡化將從根本上破壞流域社會經濟的可持續發展條件。對湖泊的水質保護，最重要的是處理好流域內人與湖泊的關系，建立人與湖泊長期和諧共處的關系。
二、湖泊的基本特征
湖泊的基本特征隨湖盒形狀及其容量大小而有所差異，同時流域內人類活動也會影響和改變湖泊的基本特征。容量較大的湖泊其環境容量亦大，相對不易受到污染，可是一旦被污染又較難凈化。而較淺的湖泊也較容易被污染，而且受風、熱的影響較大。
進入湖泊的污染物或泥沙由于湖泊內的流動而被輸送到全湖。因此要掌握湖泊內污染物及泥沙的輸移擴散狀況，必需掌握湖流特征。湖流的成因可分為：
①吞吐流，由進、出湖河道的水流動引起；
②風生流，由風作用于水面的剪切力引起；
③熱成流，由于太陽輻射，而接受輻射的水體深淺不一，熱容量不同而引起；
④柯氏力，由地球自轉所產生的離心力及線速度差異所引起。在洪水季節，吞吐流影響較大，在枯水季節，風生流影響最大，而熱成流只在湖盒地形變化較大，水體深淺不一時才顯示其影響。對面積較小的湖泊可以忽略柯氏力的影響。對于北半球湖泊而言，由于南向季風及柯氏力的影響，大多會出現逆時針方向的環流。太湖的主導湖流也是逆時針方向的環流。
在遭遇較大風力時，由于風的吹送，湖泊近風一側水位下降，遠風一側水位將抬升，湖面傾斜，在太湖這種北高南低的水位差可達0.3～0.4米。如果風力忽強忽弱，或風向不斷變化時，湖面會產生像潮汐一樣的靜陣現象，亦稱假潮，其周期與湖盆形狀有關。太湖水面振蕩周期約1～1.5小時。過去在太湖漁民中曾有“一日十八潮”之說。對于較深的湖泊，在每年春夏之季尚可能出現溫度分層現象，影響上、下層之間的物質交換。太湖屬淺水湖泊，一般不會出現分層現象。
從湖泊的水質變化過程來看，要由幼年的貪營養型湖泊青年的中營養型（偏貧）壯年的中營養型（偏富）老年的富營養型，這是湖泊由幼年至老年的變化過程。在自然條件下，這一過程發展相當緩慢，但是由于人類活動的刺激，這一過程也可能變得十分迅速。湖泊水質由幼年期進入青年期，或由青年期進入壯年期時，往往會發生淡水赤潮，而進入老年期時則發生“水華”。因此有人把赤潮稱為湖泊的“青春痘”，而把水華稱之為“老年癍”。湖泊一旦進入富營養化狀態即意味著已進入老年期，在伴隨水華發生的同時還會出現沼澤化，沿岸湖灣域水深不斷變淺，湖泊面積逐漸縮小。湖泊一旦出現富營養化要使其逆轉，再返回青春是較難的，但可以采取多種措施，延緩其老化過程。
三、太湖的水質評價
太湖于80年代初，先是在北部湖灣區域出現明顯的大面積水華，其后向湖心發展，1990、1994、1995年七月無錫梅園水廠因藻類異常增殖，導致水廠過濾器堵塞，水味異常。目前太湖呈現典型的老年癥狀。即大面積的水華和東太湖的沼澤化。太湖入湖泥沙量不大，粗估為200萬m3/年，相當于每年平均淤積1mm，但由于湖水較淺，一有風浪就被掀起，并隨湖流輸送到東太湖及其它湖灣地區。在東太湖的一些地方，每年`可淤積0.1m，水深逐漸減小。
太湖水質污染嚴重，1995年全年平均已無Ⅱ類水，Ⅳ類水以上面積占總面積36%，東太湖與湖心區最好，藻類生物量為3.5～4.5mg/l，而五里湖、梅梁湖最差，全年超Ⅴ類水，藻類生物量為3.5～4.5mg/l。太湖水質如此急驟惡化，主要是由于流域內人類活動不當`，如不采取嚴格而科學的管理措施，太湖的水質及生態難以向好的方向發展。據最近的調查，每年進入太湖的污染物負荷量為：CODCr282.9萬噸，T-N17.79萬噸，T-P1.69萬噸。CODCr中工業排放占83%；T-N中工業占43.7%，面源占26.1%，生活污水占14.6%，畜產占12.4%；T-P中工業占55.9%，生活污水占23.1%，畜產占15.8%。目前從太湖的水質環境狀況來看，有機污染的主要來源是工業排放。從富營養化狀態來看，氮過剩，磷為控制條件。而磷的來源，工業污水占一半以上，而生活污水占近四分之一。
四、太湖綜合治理措施
太湖作為大型湖泊具有三大功能，即資源功能、環境功能和生態功能。資源功能主要是為周邊地區提高豐富的水資源；環境功能包括其自凈功能，對周邊地區的氣候調節功能，與空間景觀相關的文化娛樂及休閑功能；生態功能包括保持生物多樣性及保護其持有物種的功能，以及漁業生產功能等。作為綜合治理的目標應當使太湖的資源、環境、生態三大功能都得到改善，太湖水質改善的目標只是之一。而且三者之間是相互關聯的，因此在考慮太湖的綜合治理時，應當避免單打一的治理規劃，首先要確定一個合理的綜合治理目標。太湖的綜合治理措施應包括三方面的內容：
（一）污染源控制措施；
（二）湖泊生態修復措施；
（三）流域人類活動管理措施。
污染源控制措施
點源控制措施包括：①工、礦企業及大型旅游設施的污水達標控制；②城鎮生活污水處理廠；③河道污染物沉淀設施；④地下卵石槽凈化設施；⑤前置庫；⑥農村人、畜糞尿沼氣化設施。
面源控制措施包括：①土壤凈化資源的開發利用；②陸域低洼地區的生物處理措施。國內外研究表明，受到污染的自然水體，在蘆葦地區或水草區域滯留時間超過70小時，其脫磷和脫氮率都可達到70%以上；③水土保持措施。坡耕地流失的水土中含有多樣營養鹽類，應避免其直接入湖。
湖泊生態修復措施
湖泊的有機污染及富營養化是湖泊老化及生態環境惡化的一種表現。生態環境的變化表現在生物種群數減少，水體透明度降低，沉水植物逐漸消失，浮游植物減少，耐污能力強的貝類及魚類增加，經濟價值較高的小型魚類減少，大型魚類增加。由于藻類的異常增殖，水中有機質增加，在其死亡和分解過程中產生腥臭味并大量耗氧，使水中溶解氧濃度降低，甚至導致魚類大批死亡。在污染源逐漸得到控制的同時，湖泊的生態也可能得到某種程度的修復。生態修復措施包括：
在湖濱建設水生帶。天然條件下湖與陸是連續的，隨著湖泊水位的升降
會形成環湖濕地。這些濕地是保持湖泊生物多樣性最重要的地帶，由淺至深會形成大面積的蘆葦或水草帶、水生物帶。它是多種魚、貝類產卵、棲息之地，也是多種昆蟲、鳥類的筑巢之所。同時它又是湖泊的天然屏障，對于湖周入湖污染物起到遮擋、沉淀、吸收作用，寄生在水草根部的各種菌類也可以對有機物進行分解。但是，環湖大堤建成后，水陸的連續性遭到破壞，濕地消失，適于在淺水中生長的蘆葦水草帶消失。對太湖而言，若恢復環湖水生帶需修整環湖地形，創造適合于蘆葦、水草、挺水植物生長的條件。
對湖內生態進行規劃和管理。目前東太湖水草旺盛，形成了較獨特的生態系統。由于湖流向東太湖輸送了大量土壤和營養鹽，湖盆變淺，為挺水生物的生長創造了條件。而挺水生物的大量生長又減少了風浪及流速，為落淤創造了條件。同時水草的生長會吸收水中的營養鹽，從而減少了水中磷、氮的濃度，抑制了藻類的生長。因此水體透明度增加，又有利于挺水和沉水植物的生長。東太湖成為太湖的生物凈水器。需要研究的是今后能否逐漸擴大湖內水草的生長范圍以及如何對湖內水草進行管理。水草吸收磷、氮而生長，因此適時收獲水草就等于從水中提出磷和氮。如果不及時收獲水草又可能因死亡而分解出磷、氮，成為內污染源。水草收獲后的利用以及次年的生長都是需要研究的問題。
另外，湖泊的水位對湖泊生態有一定的影響，同時湖泊水深與風浪，透明度等都密切相關，因此在研究湖泊生態問題時應當注意對湖泊水位的控制與管理。
流域人類活動管理
在研究我國湖泊水質變化過程時，都會發現一個共同的事實。就是大多數湖泊的水質都是在近20~30年內急劇惡化，而在此之前的數千年中，這些湖泊水質基本保持良好狀態。而近數十年來湖泊流域在水文、氣象等條件并沒有發生特別異常的變化。可以斷定，湖泊水質的急劇惡化是人類活動方式和內容的變化所引起。因此，要實現湖泊的綜合治理目標，必須對流域內人類活動的管理。特別是保持過去的一些好的生活方式，形成“少廢生活方式”，這是保護湖泊的長久之計，而人類活動的管理，需要通過立法來實現。
1水源涵養林的管理。對于太湖西、南部入湖河流的水源地要保護原有林地，并根據規劃逐步恢復涵養林，以保持水源清潔，減少洪水形成的水土流失。
2對于水土流失的控制管理。除對水土流失嚴重的溝谷進行整治，控制水土流失外，要對25度以上坡地嚴格執行退耕還林。
3土地開發利用的管理。太湖流域是雨量較充沛的區域，土地內的各種污染物容易被沖淋入湖。因此，應當盡可能增加雨水在流域內的滯留時間。在有條件的地方多修建水塘、水田，保留一定的洼淀用于培植蘆葦和滯留雨水。對土地利用方式進行合理規劃。
4對家庭有機垃圾進行管理。提倡使用農家肥，對家庭食物殘渣、糞尿等漚制農家肥，減少化肥用量。
5對合理使用化肥進行指導。由于化肥施肥方法不當，約有50%肥料流入湖中。因此需要加強研究與指導，減少化肥的流失量。
6禁止在流域內使用含磷洗衣粉。太湖流域已明令禁止使用含磷洗衣粉，但應加強對生產、銷售環節的管理，加強對居民宣傳、教育、監督是十分重要的。
加強對湖內漁業生產的管理。湖泊內魚類種群與數量對湖泊內生態系統影響較大，因此要對漁業捕撈量、禁捕魚種，捕撈方式進行管理。同時要嚴格控制引入外來魚種，以免引起生態失衡。控制或禁止網箱養魚，大量投放餌種成為湖內污染源。
加強對湖周及湖面旅游活動的管理。太湖位于經濟發達地區，旅游業十分發達，景點大量興建。這些景點緊靠湖濱，對其排污要嚴格檢查和控制，沒有污水處理設施的不準營業。對水上船只不準排污和丟棄垃圾入湖，建立垃圾及糞尿的回收處理系統。
加強沿湖垃圾的管理。禁止向湖內及進出河道內丟棄垃圾。因此要在流域內的廣大城鎮和居民點建立完善的垃圾回收系統。
對流域內從小學開始進行愛湖教育。培養流域內居民的愛湖意識，應當從小學開始，材，廣泛宣傳，并組織各種愛湖活動，設立宣傳周、宣傳月，持之以恒方能收效。
5.太湖當前治理目標與對策太湖的水質改善將是一項長期而艱巨的任務，上述各項措施的實施和收效也將是需要大量資金和很長的時間。當前，根據現有的經濟實力，應當抓緊進行的工作是什么呢？本人的看法是：
抓緊開展流域調查，盡快制定太湖流域生態、環境、污染控制規劃。通過規劃確定太湖流域的環境目標，生態目標并與流域內的社會經濟發展目標相協調。該規劃應當充分考慮我國已簽署協議的“可持續發展”、“濕地保護”、“保護生物多樣性”等一系列原則，由多方面專家共同完成。同時制定達到這一目標的各種中、長期對策。在流域環境、生態目標規劃的前提下制定全流域包括點源、面源在內的污染源控制方案。
通過調查指導農田控制入湖污染物，充分利用土地、衛星湖、洼地的凈化能力。面源污染中來自農田的污染占較大比例，結合農田基本建設應大量修建多功能水塘，貯留雨水，減少直接入湖地面雨流。水塘兼有防洪、除澇、抗旱、養殖、凈化等功能，希望盡早提出示范樣板，及時推廣。在有條件的地方擴大水田面積，同時指導科學施肥，減少化肥的流失量。
太湖周圍有許多衛星湖和大量洼地。這些湖泊可改建為前置庫，利用生物措施將流入太湖的河水凈化后再進入太湖。多數低洼地帶已被改造為農田，從生態角度和太湖保護角度來看，應當盡量退出一部分洼地，形成自然生態系統，利用蘆葦等凈化水質。對于地下水位在地面以下較深，而土質為沙壤土的區域，可利用土地作污水凈化處理，利用土壤空隙間的微生物對有機物進行分解。估計在太湖西部、南部地勢較高區域具有潛力。
在廣大農村成立志愿環保組織，指導家庭減少污染物排放。目前在農村地區還一時難以建設集中污水處理裝置。但可通過環保志愿者廣泛進行宣傳，自行減少和處理家庭垃圾，減少進入水系和地下水的污染物。在日本琵琶湖保護初期就曾有家庭婦女組成的志愿組織，用肥皂和無磷洗衣粉逐戶換回含磷洗衣粉，同時廣泛地進行愛湖宣傳。
加強對修復湖泊生態的調研與試點工作。湖泊生態和修復對改善湖泊水質是有效的，但在理論上、技術上必須搞清其可行性及其具體實施步驟。因此，目前應抓緊前期的調研和試點工作。
抓緊點污染源特別是對磷污染源的控制。如前所述，在入湖總磷負荷量中，工業占55.9%，生活污水占23.1%，蓄產15.8%，所以治理的重點是工業污染源治理。生活污水中如能控制含磷洗劑的使用將是有效的。但是無論是工業污水，還是活用水的處理都是很花錢的事情。而且目前污水處理技術的脫磷、脫氮效率都很難超過50%，要進行高度處理，投資是相當大的。據中日合作“太湖水資源保護項目”估算，若使太湖水質在2020年恢復到80年代初期，即基本達到Ⅱ類水水平，用于污染源處理的費用達2000億元人民幣。所以污染源的治理非搞不可，但根據目前的經濟實力，難以短期見效，是一項持久努力的工作。
除對污染源進行處理之外，還可以通過技術改造，改進生產工業，減少工業污水排放總量，并盡可能減少磷、氮的排放量。而目前磷的排放主要集中在無錫、常州、蘇州三市，應當作為重點治理目標。
一、流域概況
窟野河流域發源于鄂爾多斯高原東勝梁，流經內蒙古鄂爾多斯市東勝、伊金霍洛旗、準格爾旗和陜西榆林市的府谷、神木等5縣（旗、市），于神木縣境內入黃河，全長241．5km，流域面積8706km2。
流域地質構造屬東勝臺凸與陜北臺凹過渡區，地貌組成大致以長城為界，東南部為黃土丘陵溝壑區，東北部為礫石、巖屑組成的礫質丘陵區，西北部為風沙土覆蓋的砂質丘陵區，各類型區植被稀疏，土地沙漠化和潛在沙漠化非常嚴重。
二、降雨、徑流、泥沙特征
流域氣候干旱，多年平均降水量386mm，6～9月降水量占年降水量的78．7％，年際變化大。受地理位置和西風帶、西太平洋副熱帶高壓兩大系統的影響，窟野河流域為黃河中游最大的暴雨中心之一，出現大于100mm日點暴雨的頻次為0．35次／a。
流域多年平均徑流量為6．46億m3，年內變化大，季節性強，每年60％以上時間流量小于10m3／s（甚至斷流），多突發性暴雨洪水，溫家川站實測最大洪峰流量1400m3／s。
流域為黃河多沙粗沙區，實測平均輸沙量1．061億t，占河龍區間同期來沙量的13．8％，實測平均含沙量為140kg／m3。各區間實測來沙量和實測最大洪水含沙量見表1。
三、水土流失特征
窟野河流域的水土流失面積為8245km2，占總面積的95％。因地質條件迥異，流域內三大類型區水土流失類型及特點不同。黃土丘陵區水蝕為主，溝壑重力侵蝕異常活躍，多年平均侵蝕模數3．43萬t／km2·a，局部地區超過4萬t／km2·a，為劇烈侵蝕區；砂質丘陵區，流動、半固定沙丘廣布，冬、春、秋三季風期，突發性沙塵暴頻繁，夏季伴有水力侵蝕，侵蝕模數為1．5萬t／km2·a，為劇烈風水兩相復合侵蝕區；礫質丘陵區土層薄，砒砂巖出露，易風化，非汛期風蝕嚴重，汛期水蝕為主，平均侵蝕模數為1．0萬t／km2·a，為極強度風水兩相復合侵蝕區。
四、溝道特征
窟野河流域的溝壑密度平均為3．3km／km2，其中黃丘區4．5km／km2，砂質區和礫質區均為1．7km／km2。據“三條河”（窟野河、禿尾河、黃甫川）規劃調查，全流域有大小溝道595條，其中3～10km2最適宜建骨干壩的小流域占64．5％，流域面積小于2km2易興建淤地壩的支毛溝更多。這些溝道溝底平緩，縱比降多為0．01～0．04，溝底較寬，中下游（陜西轄區）溝寬多為幾米至幾十米，中上游（內蒙古轄區）一般為幾十米至數百米，在這些溝道建壩庫容大，效益顯著。
五、工程布局
根據流域地質、地貌及水土流失特點，三大地貌類型區差異較大，按國民經濟發展需要和除害興利的原則，溝道治理的工程設施、布設方法及規模大小各有特點。
1．黃土丘陵區
溝道密度和地面坡度大，侵蝕模數高達2萬～4萬t／km2；水資源缺乏，支、毛溝多是干溝，面積較大、有常流水的溝道稍遇干旱也斷流；溝道兩岸階地少，溝間地雖較平緩，但距溝道水源高差多在100m以上，提灌成本高，建設基本農田的條件極差。建壩蓄洪、攔泥、淤地、控制水土流失，發展基本農田，是促進坡地退耕還林還草的有效途徑。
溝道措施布設分三部分：一是圍繞支溝，在流域面積小于2km2的支毛溝內建設以攔泥淤地、發展基本農田為主的中小型淤地壩。二是在流域面積大于2km2的溝道，為保證下游水、壩地的安全，興建集蓄水、攔泥、防洪、淤地于一體的骨干壩。這是治溝工程的主體和核心，數量多、作用大。同時為更有效地控制水土流失，在有條件的、骨干壩難以控制的大支溝的干流興建大型攔泥壩。三是在有水源的溝道布設一些小水庫、小池塘，蓄積長流水，為小塊水地灌溉及生活用水提供水源。
2．砂質丘陵區
溝道密度小，多數溝道有長流水，水資源較豐富；地表風沙土覆蓋，溝間地面積相對大而平坦，但質地差、利用率低；多為煤田開發區，人口增長快，企業生產和居民生活用水量增長快。如何把現有的水蓄積起來并更加有效地利用，顯得非常重要。
這里的溝道治理，主要在流域面積較大的支溝干流中游，修建以蓄水為主的中小型水庫或骨干壩，用以防洪蓄水，保護下游工礦生產安全并為工礦和居民生活以及下游灌溉提供水源；同時，在上游，特別是風沙土覆蓋較少、水土流失嚴重的地方，修建骨干壩和淤地壩，用以分攔洪水泥沙、發展壩地、延長下游壩庫的利用年限并保障運行安全。
3．礫質丘陵區
降水少，地表多為礫石，質地差，植被少，遇暴雨極易產生徑流。溝道寬而平，且多數有少量伏水，有發展水地的條件。
溝道治理應大力推行準格爾旗川掌溝的治理經驗。在較大的溝道內，分段建攔洪壩，用以蓄水、防洪、攔泥；在攔洪壩的下游興建小水庫、小池塘，蓄積長流水，即所謂“一壩一塘”；在水庫、池塘的下游治河造地發展水地；在攔洪壩上游的支毛溝內，建設以骨干壩為主體的壩群，保證干流攔洪壩和水地的安全生產，淤地壩種植植物或造林。
從以上總體布局可看出，三個類型區都需興建骨干壩和淤地壩，但重心和目的各異。黃土丘陵區突出攔泥淤地，砂質區突出蓄水，礫質區突出治河造地。當地多年實踐證明，這種把減少入黃泥沙與發展當地生產結合起來，“三大效益”共同發揮的布設形式，是合理可行的。
六、工程規模
1．壩址資源
根據工程總體布局框架，與當地技術人員一起，逐條流域逐壩進行分析研究，我們對全流域建壩資源進行了詳細摸底。摸底結果：骨干壩可建1000座，其中礫質區300座，砂質區381座，黃丘區319座。布壩密度：礫質區8．2km2／座，砂質區7．3km2／座，黃丘區密度最大為5．7km2／座。同時為更好地控制水土流失，在骨干壩未能控制的下游支溝的干溝，還可修建規模較大、庫容超過500萬m3的大型攔泥庫65座；在支毛溝修建淤地壩4600座。
2．治溝工程設計標準及主要技術指標的確定
各類型區治溝工程的設計標準，按部頒《水土保持治溝骨干工程暫行技術規范SD175－86》規定，擬定如表2。
壩高和工程量，根據庫容大小參照鄰近已建壩或原設計壩高與庫容關系曲線以及工程量推算，少數無鄰近壩資料的，根據選擇的典型壩在萬分之一地形圖上量算后推算；淤地面積根據壩高和攔泥量關系，每公頃壩地面積需泥量0．6萬～1．5萬m3確定。工程技術指標詳見表3、4。
七、建壩次序及效益分析
建壩次序主要依據流域內資金籌措能力、勞力、機械設備狀況等，按先易后難的原則和生態建設的總體規劃統籌安排。因坡面治理需要時間，措施見效還需要時間，而在坡面措施未見效之前，加強溝道治理不僅可有效攔截泥沙，而且可加速壩地的形成，為坡地退耕還林還草，促進農林牧生產結構改善和經濟的全面發展創造條件。
2001～2010年期間，是溝道壩庫建設的重點，根據流域內各縣技術力量、施工機具等實際情況，擬新建骨干壩685座，其中黃丘區242座，砂質區210座，礫質區233座；新建中小型淤地壩1728座，其中黃丘區450座，砂質區579座，礫質區699座。
由于我國獨特的自然地理條件和復雜的水文水資源特點，決定了我國的水資源問題比較復雜，雖然各流域經過四、五十年大規模的水利工程建設，取得了巨大成就，但水資源短缺和污染問題，不僅沒有得到根本性的解決，還有日益嚴峻的趨勢。為了更有效地解決或緩解所面臨的“水少、水臟”問題，需要深入地分析現狀下墊面條件下的流域水循環規律和地表水與地下水之間的相互轉化關系，通過研究流域水資源實時監控管理的基礎理論和技術方法，開發和建設流域水資源實時監控管理系統，以充分利用和挖掘現有水利工程的內部潛力與整體綜合優勢，確保流域水資源的合理開發和高效利用，有力地支持社會經濟的可持續發展。
2系統的構成與技術關鍵
研制流域水資源實時監控管理系統的主要目的是，以水利信息化促進水利現代化，以水利現代化保障水資源的可持續利用，并以水資源的可持續利用來支撐社會經濟的可持續發展。該系統是以水資源實時監測系統為基礎，以現代通信和計算機網絡系統為手段，以水資源優化調度和地表水、地下水、污水處理回用、海水（微咸水）及外調水的聯合高效利用為核心，追求節水、防污、提高水資源利用效率和最終實現水資源的可持續利用為目標，通過水資源信息的實時采集、傳輸、模型分析，及時提供水資源決策方案，并快速給出方案實施情況的后評估結果等，以確保實現水資源的統一、動態和科學管理，做到防洪與興利、地表水與地下水、當地水與外調水、水質與水量、優質水與劣質水之間聯合調度與管理，確保水資源與社會經濟、生態環境之間的協調發展，以支撐社會經濟的可持續發展。
流域水資源實時監控管理系統是一種動態的交互式計算機輔助決策系統，由水資源實時監測、實時評價、實時預報、實時管理、實時調度、決策會商、控制和后評估子系統所組成，是基于可持續發展的思想，根據現代水文水資源科學的有關理論，利用當代先進的系統分析、人工智能、計算機、多媒體及網絡等技術，通過有關專業模型計算、分析和知識推理、判斷等，為決策者提供流域水資源實時管理、調度方案，并允許決策者或專家根據自己的智慧、知識、經驗、偏好和決策風格等進行定性分析與判斷，直接干預方案生成及評價整個決策過程。
根據流域水文水資源特點和供用水特征，基于目前流域所面臨的水資源短缺和水環境惡化問題，研究和開發流域水資源實時監控管理系統。該系統的技術關鍵主要包括：
（1）水資源監測網的調整和完善，河流納污能力及其環境容量，水庫或水庫群運行規則、技術參數的校核與調整，洪水資源調控、污水處理回用與地下水人工回灌，污水總量控制與生態環境需水量，防洪與興利統一調度，地表水與地下水資源聯合運用管理等研究，以及水資源實時調度管理方案付諸實施后效益與風險分析、系統的標準化等。
（2）該系統由龐大而復雜的基礎數據庫、模型數據庫、結果數據庫、專業模型庫和知識庫等組成。其特點是系統規模龐大、處理的數據信息量大，模型運算復雜以及數據傳輸接口多，如何實現信息存儲、加工、傳輸的專業化管理，是一個技術難點。流域的水價政策及水權分配問題，也是影響流域水資源合理開發和高效利用以及實時、統一管理的關鍵。
（3）如何建立和完善與現代水資源管理要求相適應的組織機構和高效、精干的執法隊伍，以及如何制定科學的流域水資源管理規章制度、有關政策和法規條例等，以保障流域水資源實時管理、調度方案的付諸實施，指導流域水資源開發利用和保護。
3系統的主要功能
流域水資源實時監控管理系統的主要功能包括：水資源（及水質）的實時監測、評價、預報和決策支持（實時預報、管理及調度）以及控制、后評估等（如圖1）。
圖1流域水資源實時監控管理系統的功能框圖
3.1水資源實時監測
水資源實時監測內容主要包括水情、水質、旱情以及其他信息等。在現有監測站網的基礎上，建立和完善統一的水資源（包括大氣降水、地表水、土壤水與地下水）動態監測（站點）網或監測系統（包括雨量、蒸發、徑流、水位、水質、水溫、墑情等監測站點），以及各取水口取水量、開采機井抽水量等監測網，各監測網或系統之間互通有無、資料共享，為水資源的合理開發、高效利用和有效保護及時快速、準確地提供完備的實時監測數據資料。
（1）雨量觀測。目前采用的雨量觀測手段主要是普通自記和人工觀測，為了達到實時監測的目的，需要適時更新現有的觀測設備，裝配翻斗式雨量計并配備固態存儲器等，使雨量觀測工作方式更新為無人值守，有人看護的觀測方式，實現雨量信息的自動采集及傳遞。
（2）水位觀測。水位觀測分為地表水和地下水兩種，地表水多指河流水位和水庫水位等，而地下水就單指地下水位。
①對于基本水尺在橋梁上（或附近有公路橋）的水位觀測，特別是含沙量較大的站，建議采用氣介質超聲波水位計，再采用有線或無線方式將水位信息傳輸到站房。
②對于山區性河流，或斷面穩定，含沙量較小的水位觀測，采用測井式水位觀測，裝配浮子式或壓力式水位計，通過有線或無線方式將水位信息傳輸到站房。
③水庫站一般有自記井，只對其重新裝配浮子式或壓力式水位計，通過有線或無線方式將水位信息傳輸到站房
④地下水位監測目前主要分為手工測繩和自動監測儀兩種。自動監測儀主要通過固態存儲、電話網傳輸、手機網傳輸和電臺傳輸等方式將實時監測到的數據傳輸到中心站。
總之，水位監測，建議均裝配與雨量結合的水位雨量固態存儲器，裝配具有記錄、傳輸、存儲、分析等功能的自動監測系統，最終實現水位遙測自記，自動測報等功能。
（3）流量測驗：在各中心站配備不同形式的橋測車及先進的儀器設備，開展橋測及周圍地區的巡測；纜道及船測站，對現有設施設備進行更新改造，實現水文纜道程控自動化，配備機船，配備先進的測驗儀器設備，全面提高流量測驗的精度，充分滿足防汛、抗旱和水資源統一調配的需要。對水庫站現有的水文纜道進行維修、改造，實現水文纜道的程控自動化，保證流量測驗的精度要求。
（4）取水口及灌區流量觀測：對水庫各取水口分明渠和管道兩種，水位主要采用超聲波自記水位計，流量測驗分不同情況，選擇適用的測流設備。而灌區的水位觀測主要采用超聲波自記水位計等，流量采取不定期電波流速儀率定方式，用水位～流量關系線推求徑流量。
（5）機井開采量實時觀測：地下水開采機井抽水量的觀測，目前一般只有一些機井安裝了水表，大部分機井均未安裝水表。為了能準確取得地下水實際開采量的數據，掌握準確的地下水開采量，需要逐步或有重點地在地下水開采機井上安裝水表。
（6）水質實時監測：水質污染具有理化成分復雜、多樣和點多面廣的特點，不僅受污染源的大小和數量影響，而且還受汛期洪水、降雨的影響。由于多種因素導致的綜合結果，水質參數在成分和時空上的變化非常復雜。傳統的人工現場水樣采集、化驗方式周期太長，難以及時、準確地反映水質變化的性質和過程，所以水資源的開發利用和保護等工作得不到有效監控與科學的管理。水質實時監測就是采用水質自動監測儀器、遠程傳輸設備、在線監控和數據處理軟件，實現對水質參數的連續采集、分析、存儲，并在監測指標超過污染標準時，發出警報，做出污染類型分析等。
（7）墑情實時監測：主要針對大中型灌區的土壤墑情進行實時監測，為適時、適量的節水高效灌溉提供信息支持。并在條件許可的情況下，探討利用遙感技術實時預報土壤墑情（中小尺度上）的可能性，即利用實時遙感信息，根據大中型灌區土壤墑情的實時監測數據，通過與遙感解譯模型進行聯接和耦合計算，實時提供整個流域不同灌區的土壤墑情，為流域節水高效農業的健康發展提供可靠的依據。
3.2水資源實時評價
水資源實時評價主要是指在時段初對上一時段的水資源數量、質量及其時空分布特征，以及水資源開發利用狀況等進行實時分析和評價，確定水資源及其開發利用形勢和存在的問題等。
（1）水資源數量實時評價：根據雨量、河川徑流、地下水位等實時監測資料等，通過與歷史同期的對比分析，確定和評價水資源數量及豐枯形勢等。
（2）水資源質量實時評價：根據實測的河流、水庫、引水渠的水質實時觀測和地下水質實時監測資料等，通過與歷史同期的對比分析，確定地表水和地下水的水質狀況及污染態勢。其主要評價內容包括：污染程度、范圍及主要污染物，水資源質量，重要河流污染負荷及削減量等。
（3）水資源開發利用實時評價：通過對各取水口取水量、開采機井抽水量和地下水位等實時監測資料，對供用水量進行實時評價，通過與歷史同期的對比分析，實時分析和評價各種水利工程的供水量、不同行業的實際用水量，供用水結構、節水水平，水資源開發利用程度以及當地水資源進一步開發潛力，并實時圈定地下水的開采潛力區、采補平衡區和超采區等。
3.3水資源實時預報
水資源實時預報主要包括來水預報和需水預報兩部分，來水預報又分為水量預報和水質預報。水量預報包括地表水資源量預報和地下水資源量預報，地表水資源量預報既可細分為當地水和外來水（包括引調水）預報，又可分為汛期徑流預報和枯季（非汛期）徑流預報。需水預報分為工業、農業、生活和生態環境需水量預報。
（1）河川徑流量實時預報。根據河川徑流的形成機理和產流規律，將河川徑流量實時預報分為汛期徑流實時預報和枯季徑流實時預報兩種。汛期產匯流機制主要是超滲產流和蓄滿產流、超滲與蓄滿綜合產流模式：而枯季徑流主要是遵循流域的退水規律。因此，汛期徑流實時預報模型與枯季徑流實時預報模型是不同的，需要分別建立預報模型對汛期徑流量和枯季徑流量進行實時預報。
（2）地下水資源量實時預報。首先分析地下水的形成規律和補給、徑流、排泄條件，以及地下水的賦存規律；然后根據抽水試驗等確定含水層的參數分區，并利用試驗資料和長觀資料確定有關水文地質參數；最后利用均衡法或數學模擬模型法，分析和預報地下水資源量、可開采量及地下水動態分布。
（3）水質實時預報。利用獲得的實時水質監測和污染物排放量等信息，通過所建立的水質實時預報模型，實時預報地下水與地表水水質狀況、污染物類型、污染范圍及污染程度，及時提供水資源污染態勢等信息。
（4）需水量實時預報。根據需水量預報要求，本次將需水門類分為生活、工業、農業、生態環境等四個一級類，每個一級類可以再分成若干個二級類和三級類。根據具體情況和需要，還可以再細分為四級類。根據上述分類方法，可比較容易地合并有關各需水項，獲得需水量過程。
3.4水資源實時決策支持
水資源實時決策包括水資源實時預報、水資源實時管理和調度，以及決策會商等。
（1）水資源實時預報。對于水資源實時預報，尤其是汛期徑流預報和需水預報，由于受到諸多非確定性因素的影響比較大，很難準確預報，因此需要專家的會商支持、吸收和借鑒領域專家的知識和經驗，以便較準確地預報和確定未來的來水與需水過程等。
（2）水資源實時管理。利用水資源實時評價和實時預報結果等，通過水資源實時管理模型計算，結合領域專家或決策者等積累的知識、經驗和偏好，分水協議、水價政策的經濟調節作用等進行綜合分析，最后提出水資源的實時管理方案，為水資源的合理開發利用和保護等提供決策依據，為水行政主管部門科學地行使其監督和管理職能提供支持，以確保水資源的可持續利用。
（3）水資源實時優化調度。通過前面制定的年度內水資源管理方案，確定水資源優化調度的規則和依據；根據各時段水資源的豐枯情況和污染態勢，通過建立水資源優化調度模型，確定水資源實時調度方案。
（4）水資源決策會商。決策會商是指通過對實時、歷史和預報、管理與調度的各類信息進行重組和加工處理，為討論和分析水資源的豐枯形勢和污染態勢，以及最終確定水資源實時管理和調度方案提供全面的支持。根據利用水資源實時管理模型和調度模型確定的若干管理、調度方案，以及提供的每一種方案的綜合效益分析結果，領導決策層和領域專家，通過全面分析對比和協商、討論，如認為其中一個方案合適則選擇之，并付諸實施。如認為必須進一步做新的方案，則通過水資源實時管理、調度系統，計算和提出新的管理、調度預案，供決策者對新老方案進行對比和選擇。
總之，在面臨重大的水資源決策時，決策會商機制顯得非常重要，有關利益沖突的各方，可以根據所提供的各種預案，包括水資源實時預報方案、實時管理預案和實時調度預案，分析其優劣，進行協商，確定能為有關各方所接受的方案。
3.5遠程自動控制
控制可分為手工控制和自動控制、半自動控制等，主要是對重要的取水口和開采機井、引水閘門等的控制。根據需要和可能，有重點和有選擇地建立一些遠程自動控制系統是必要的，也是將來的一種發展方向。
3.6監控管理后評估
為了不斷改進和完善系統的各項功能，需要對系統的重點功能進行后評估。主要內容包括：針對水資源實時調度、管理方案的合理性、實施效果以及預報方案的準確性、控制情況等進行評估，重點分析導致調度、管理方案不合理和效益不好、預報不準確的原因等。
最后，將研制的有關部分內容和功能模塊進行集成，最終建立一套較完整的基于GIS的水資源實時監控管理系統，并進行試運行；通過系統的試運行不斷進行修改和完善，最后正式交付使用，并保證系統能夠穩定運行。
國家對水資源管理工作曾明確地指出過：“任何一個河流用水，必須統一規劃，統籌管理，才能充分利用水資源，統一水行政的原則在于集中掌握河流的水政管理、水權核準、水利事業計劃的核定，水利事業的檢察及多目標水利事業的興辦”。即水資源管理包括洪旱防治、基建發電、水質監測、污染防治、農田灌溉、水土保持等多種職能，然則，流域水資源使用權界定不清，責、權、利不明確，常存有“多龍治水”和“多龍管水”的現象，導致水資源利用率低下；毋容置疑，水資源管理工作是水利工作的核心,它直接影響到水資源的優化配置及流域經濟的可持續發展[1]。
瑪納斯河流域地處亞歐腹地，天山北麓準噶爾盆地南沿，屬典型的干旱區。地處北緯43°27''''~45°21''''，東經85°01''''~86°32''''之間。流域面積2.4‰104km2，可耕地約為46.7‰104ha，多為平原。平原區海拔300~500m，年平均氣溫6.6°C，年降水110~200mm，年蒸發1500~2000mm，無霜期148~187天。全流域除瑪納斯河外尚有4條小河，總計年徑流量23‰108m3，其中瑪納斯河年平均徑流量為12.7‰108m3，占全流域的55.2%，另有可資利用的地下水10‰108m3。瑪納斯河及其小河均有較豐富的水力資源，規劃裝機達50‰104kW，年發電18‰108kW·h。現已建成水庫25座，總庫容5.2´108m3。建成各級渠道2.3‰104km，打井1500眼，年抽水2.5‰108m3。現年引地表水和地下水21´108m3。已建成水電站6座，裝機6.128‰104kW，年發電1.8‰108kW·h[2]。但由于河流的季節性很強，水量集中在6~8月，水量占全年的60%-80%，年內水量分配極度不均，加上管理形式粗放，手段落后，體系不健全，致使地下水嚴重超采，水資源的大量無效消耗，造成了流域的生態環境惡化，河流縮短，湖泊萎縮，森林衰退；如農區引水不斷增加，致使河道下游及綠洲地下水位急劇下降，環境生態可利用水量迅速減少，70年代末，面積曾達550km2的瑪納斯湖干枯，周圍的胡楊林也大面積地衰退死亡；沙漠化，土壤的次生鹽漬化日趨嚴重（過量的灌溉必然導致地下水位的升高，引起土壤的次生鹽漬化）；水質污染嚴重等。本文從綜合考慮瑪納斯河流域的可持續發展及合理優化配置流域水資源的角度上，初步研究和探討水資源管理信息系統的開發及應用。
2流域水資源管理信息系統的開發目標與原則及總體規劃
2.1開發目標和原則
開發目標應是針對瑪納斯河流域水政水資源管理工作的具體需要，結合兵團水政管理的具體特點，開發出能及時地向各層次（包括決策層、管理層、運行層）提供與問題相關的各種信息及問題的解決方案，對水政水資源管理中重點監察項目、水事糾紛、執法隊伍建設、水事案件統計信息、取水口、排污口、水質公報、水資源公報等進行查詢和統計，為各級領導監督、協調水政水資源提供支持，為各級水管部門準確及時提供水資源信息，提高工作效率和決策水平[4]。
流域水資源管理信息系統數據庫系統的建設應遵循以下原則：堅持統一領導、統一規劃，立足于流域社會經濟和生態環境的可持續發展；統一設計、統一標準，保證系統的可集成性和整體性，同時注重系統技術更新的可過渡性和連續性；盡可能利用現代信息技術的最新成果，使其具有先進性和較長的生命周期，特別注重系統的可操作性和實用性；充分發揮各級水利主管部門的積極性，自上而下地進行逐級建庫，在條件成熟時，實現水資源信息網絡管理；在實施水政水資源管理信息系統數據庫系統建設的同時，注重信息源的規范化和進一步的開發建設，強調系統的結構化、標準化、模塊化，做到界面清晰，接口標準統一，在保證可靠的前提下，加強系統的開放性；將來作為國家水資源管理信息系統的有機組成部分，提供全方位的、現代化的水資源管理與決策方面的信息支持手段和環境，為科學水資源管理、水利建設與發展的全局服務；將來作為國家資源環境信息系統的水資源子系統，為國民經濟全局發展服務。
2.2系統的總體規劃
根據現時流域水資源管理工作的流程分析，得出流域水資源管理信息系統的基本功能，包括水資源公報、流域水資源管理年報、水資源工程規劃、水資源中長期供求計劃、流域需水預測、洪水預報調度系統、水資源評價、水質監測、取水許可管理、地下水管理、水資源費及使用管理、水政水資源管理法律法規等。具體框架如圖1：
圖1系統總體規劃圖
Fig.1SketchofTheOverallPlanToTheSystem
3數據源與數據庫設計
數據收集與輸入是產生數據庫和建立信息系統的最基本工作，建立完整的流域水資源信息系統需要大量的數據，花費大量的人力和費用，在時間和經費有限的情況下，難以做得很完整。因而，應充分利用已有資源，根據系統需要，先從最基本的部分開始，分步實施。
3.1數據源
數據源主要有：實地調查，歷史資料收集，人工數字化或掃描現有的地圖；有條件可收集衛星影像數據，及其它地理數據和科研成果材料等。根據現有資料，合理規劃數據庫結構。
3.2數據庫設計
數據庫是信息系統的核心。系統所有程序的運行都必須依賴數據庫支撐。數據庫設計的優劣直接影響到系統的運行。數據庫設計的主要原則有：應具有靈活性、可擴充性和可維護性；能確保數據的可靠性、有效性、完整性和安全性；滿足查詢輸出、報表生成、預報和調度等對數據的使用要求；并能適應網絡環境的需要；滿足遠程用戶的數據庫的訪問要求，實時主動為上級提供信息和數據；還必須保證數據的規范性和水利行業內數據庫的一致性，便于數據信息的資源共享。本文主要從概念設計、代碼設計、功能設計、邏輯設計及物理設計等方面來探討瑪納斯河流域管理信息系統數據庫設計基本方法。
3.2.1流域水資源管理信息系統數據庫系統概念設計
在開發一個數據庫系統的整個過程中，概念模型設計是關鍵的一步，其質量好壞關系到整個數據庫系統的成敗。數據庫概念模型設計是通過系統分析確定一個不依賴任何數據庫管理系統（DBMS）軟件或硬件環境的而能充分反映應用要求的數據模型。它既要符合范式的要求，又要具有簡明性、穩定性、完備性和通用性。系統開發過程中，采用實體－聯系方法（Entity-RelationshipApproach簡稱E-R方法）進行概念模型設計。圖2所示為水政水資源管理信息系統系統實體－聯系圖。
圖2水資源管理系統實體—聯系圖
Fig.2SketchofEntity-RelationshipforWRMS
3.2.2流域水資源管理信息系統數據庫系統代碼設計
代碼設計是建立信息系統的一項重要的基礎工作。代碼設計的目的是為了能更有效、更方便地使用計算機處理信息。
3.2.2.1代碼設計的對象
本系統代碼設計的對象有兩類：數據代碼和軟件要求的各種標識符。
（1）數據代碼
有兩種情況需要考慮編制數據代碼。第一種情況是當數據本身不為英文或數字，但卻需要作為主碼值時，則我們對其全部編碼，并盡量采用層次數字碼，并稱其為第一類數據代碼（例如，行政分區代碼，水資源分區代碼等）；第二種情況是數據字段雖然不是主碼，但數據具有較多的不定長文字描述時，我們視需要而定是否編碼，若對其進行編碼，則稱為第二類數據代碼。表1所示為系統需要使用的數據代碼。
表1數據代碼Table1CodeOfData
序號
代碼名
代碼標識符
代碼長度
編碼規則
1
行政分區代碼
ADDVCD
C(6)
GB/T2260－1995
2
流域代碼
BSCD
C(1)
《中國水資源利用》
3
水資源分區代碼
WRRCD
C(7)
《中國水資源利用》
4
計算單元代碼
WAUNCD
C(13)
5
水文流域代碼
BS2CD
C(1)
全國水文數據庫
6
水系代碼
HNCD
C(3)
全國水文數據庫
7
河流代碼
RICD
C(8)
8
取水許可審批部門代碼
WMUCD
C(1)
9
機構代碼
WMAGCD
C(10)
SL/T200.01－97
10
測站代碼
STCD
C(8)
全國水文數據庫
11
河流干支流分級
RIGRCD
C(1)
12
單位級別代碼
AGGRCD
C(2)
SL/T200.06－97
13
機構主體單位分類代碼
AG1CD
C(1)
SL/T200.03－97
14
機構隸屬程度代碼
AG2CD
C(1)
SL/T200.03－97
15
報表代碼
RPCD
C(16)
（2）軟件要求的各種標識符
數據庫系統中的關系表名、字段名、程序模塊名、文件名等一律采用英文（包括數字）標識符。
3.2.2.2代碼設計的原則
本系統代碼設計的原則是：
在有國際標準、國家標準或行業標準的情況下就采用標準代碼。
在沒有標準代碼，但有通用習慣符的情況下采用通用習慣符。
在既沒有標準代碼，又沒有通用習慣符可用的情況需自編代碼時，根據代碼應滿足穩定性、可擴充性、通用性和易讀性原則進行編碼。
3.2.2.3標識符命名規則
系統關系表名、字段名的標識符命名規則應如下：
為了便于國際交流，系統的關系表名及字段名的標識符以英文為基礎，可全部用英文及數字構成。
標識符都以英文字母開頭，標識符中英文大小寫字母表示同一含義，可任意選用。
本系統標識符的長度限制不超過10個字母數字字符。但為了便于與全國水文數據庫系統聯網，本系統中的水文基礎數據部分的標識符基本遵循原水利部水調中心（現水利部信息中心）制定的標識符命名規則，標識符的長度限制不超過6個字母數字字符。如測站代碼可采用STCD，測站名稱采用NAME。
為使工作人員便于聯想和記憶，標識符的構造直接與其中文名掛鉤，即完全按中文名的漢語詞序將相當的英文單詞縮寫然后合并而成標識符。這種方法可以使標識符的制定者完全不顧英文的語法和習慣，并且減少了由英文譯法的不同所帶來的隨意性[3，4]。
3.2.3數據庫系統的功能設計
系統開發的目的是使瑪納斯河流域水資源管理科學化、規范化，促進流域社會、經濟及生態環境的可持續發展。在功能分析的基礎上，依據具體數據庫管理系統（DBMS）的特點，以及系統所提供的開發環境，將功能分析的結果轉換成軟件結構設計的方案。系統功能設計中應遵循的指導原則是結構化和模塊化，即將系統設計成由相對獨立、單一功能的模塊組成的結構。即系統應具有流域水文、水資源和水環境有關空間信息的錄入、存貯與編輯；流域水文、水資源和水環境狀況及其有關空間信息顯示和查詢；各種水環境模擬、評價和決策及水質監測模型參數率定，并將模型分析結果以圖形或表格的方式在終端上顯示或以硬拷貝形式輸出；各子系統的集成；數字、圖、表、文字成果輸出等功能[5]。
3.2.4流域水資源管理信息系統數據庫系統邏輯設計
數據庫邏輯設計的任務是根據概念設計的結果，轉換成所選用的數據庫管理系統（DBMS）支持的數據模型。我們現在選用的是關系型DBMS，因此需要把E-R圖轉換成關系模型。在由E-R圖轉換成關系模型時把全部實體類作為基本關系，并需要注意實體之間的多對多聯系，一般采用增加一個關系來實現實體之間的多對多聯系。在確定了全部關系后，標識出每個關系的主碼和外部碼[4]；并對所得關系模式進行規范化。
3.2.5流域水資源管理信息系統數據庫系統設計方法
在數據庫應用系統的設計中，由于信息結構復雜，要求各異，所以存在著各種各樣的設計方法。縱觀結構化生命周期法、快速原型法、面向對象的分析和設計方法及面向對象的程序設計技術的特點，采取以生命周期法為主體，同時融進原型法的設計思想，再靈活運用VisualBasic6.0、PowerBuilder7.0提供的面向對象程序設計的強大功能（例如繼承性，繼承性是實現從可重用成分構造軟件系統的最有效的特性，它不僅支持系統的可重用性，而且還促進系統的可擴充性）；同時面向對象方法利用繼承性有助于快速開發原型；這樣將多種方法相結合，靈活應用，是一種較為實用的數據庫系統設計方法。
3.2.6流域水資源管理信息系統數據庫系統物理設計
數據庫物理設計是對一個給定的邏輯數據模型，在給定的計算機系統上設計一個最適合應用環境物理結構的過程。所謂數據庫的物理結構主要指數據庫在物理設備上的存儲結構和存取方法。
由于不同類型的DBMS提供不同的存儲結構和存取方法，而且每個DBMS一般都提供多種存儲結構和存取方法，且不同系統的DBMS所提供的物理環境、存儲結構和存取方法是不同的，因此沒有通用的物理設計方法可以遵循。我們在物理設計時將主要考慮以下幾點：
3.2.6.1完整性規則
數據的完整性是指數據的正確性和一致性，完整性規則是保證數據庫系統中數據正確的有力工具。完整性規則可以分為主碼完整性規則、參考完整性規則、其他完整性規則幾類。主碼完整性規則是每個基本關系中主碼的值必須唯一，不允許重復。在邏輯設計時確定主碼，在物理設計時要對主碼字段進行定義。參考完整性規則使由主碼和外部碼表示的聯系得到維護，充分保證數據的一致性。外部碼是支持參考完整性的手段，所以在設計時要標明。其他完整性規則包括數據的取值范圍、空值限制、重復性限制等在開發設計時也需要考慮。
3.2.6.2索引
索引是關系數據庫中加快查詢速度和保證數據唯一性的有效手段。建立防止重復值的索引，可以實現主碼完整性規則；建立普通索引，在數據量大時可以加快查詢速度。因此需要權衡時間和空間的得失和維護代價等來建立索引。
3.2.6.3安全性考慮
數據庫安全性是數據庫系統的一個重要方面，它是指保護數據庫以防止被不合法的使用。安全保護設計的主要目的是以最小的代價防止對數據庫的非法訪問。系統應在物理設計時注意考慮了數據庫安全問題。系統對用戶的使用權限進行分類和分級。系統用戶的使用權限可劃分為數據庫管理員級、系統開發維護和使用人員級、瀏覽訪問用戶級三大類。其使用權限可如表二所示。
表二使用權限分級
Table2GradeRightOfUse
使用者
使用權限
數據庫管理員
全部權限
開發維護使用人員
數據的增、刪、改、查，數據庫備份和恢復等
瀏覽訪問用戶
數據查詢
4系統結構
4.1系統邏輯結構
由于數據來源和應用范圍的不同，反映在系統的結構上也會有所差異。但一般由三個部分組成：輸入部分、輸出部分及數據處理部分。初步規劃結構如圖三所示：
圖三系統的邏輯結構
Fig.3SketchOfLogicalStructureOfTheSystem
4.2應用程序體系結構
系統總體上應實現對數據信息的全面管理，集中地控制所有數據服務，最大限度地發揮硬件的潛力，保證數據的可靠性和安全性，其可采用基于網絡技術的客戶/服務器（C/S）體系結構，應用程序體系結構規劃如圖四。
客戶端
服務器端
圖四應用程序體系結構
Fig.4SketchOfStructureOfApplicationProgram
5結語
隨著計算機技術的迅速發展，尤其是許多面向對象的、功能更強的計算機軟件的開發應用，目前系統的開發在功能上正在向基于ES的、具有自動獲取知識、自學習、自判斷能力的方向發展；系統結構轉向功能集成、方法集成、軟件工具集成的綜合集成方向，系統運行過程逐步趨向可視化、系統兼容性增強，擴展能力提高，外部工具箱如GIS、分析軟件包的加入大大改善了系統服務功能，工作環境適應性增強[6]。
在瑪納斯河水資源研究和管理領域，亟需解決的問題頗為復雜化和系統化，需考慮的因素頗多，數據處理工作量大，對系統的需求也必將有所增強，在此情況下，更應提高系統的實用性，關鍵是需要改進系統開發方式，如加強開發人員與用戶交流，及時將研發與需求利用統一等，做到更好地利用水資源，強化流域機構在水資源管理的主體地位，加強水資源管理及其優化配置，促進流域經濟和生態建設的良性發展。
參考文獻
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關鍵詞：塔里木河流域水資源開發利用效率
1塔里木河流域基本情況
塔里木河流域位于新疆南部，在天山山脈和昆侖山山脈之間，東西長1100km，南北寬600km，面積102萬km2（包括境外流域面積2.4萬km2），占新疆國土面積的61%。塔里木河流域包括巴音郭楞州、阿克蘇地區、喀什地區、克孜勒蘇州、和田地區5個地州共42個縣市和兵團農一師、農二師、農三師、和田農墾管理局共56個農墾團場。據1998年統計，流域人口826萬人，占新疆總人口的47%；其中少數民族681萬人，占流域總人口的82.5%；國內生產總值350億元，耕地136.3萬hm2，分別占新疆全區的31%和44%。
塔里木河流域是塔里木盆地內的阿克蘇河、喀什噶爾河、葉爾羌河、和田河、開都河—孔雀河、迪那河、渭干河與庫車河、克里雅河和車爾臣河等九大水系144條河流的總稱，多年平均徑流量312.5億m3（國外入境水量63億m3），主要以冰川融雪補給，不重復地下水資源量30.7億m3，流域水資源總量為429億m3。歷史上塔里木河流域的九大水系均有水匯入塔里木河干流，但由于人類活動與氣候變化等影響，20世紀40年代以前，車爾臣河、克里雅河、迪那河已相繼與干流失去了地表水聯系；40年代以后，喀什噶爾河、開都河—孔雀河、渭干河也逐漸脫離干流，目前與塔里木河有天然地表水聯系的只有和田河、葉爾羌河和阿克蘇河三條源流，以及通過人工干渠向塔里木河輸水的孔雀河。
目前，源流區總面積為24.1萬km2，其中山區面積17.12萬km2，占71%，平原面積6.98萬km2，占29%。源流區多年平均降水量252.4mm，主要集中在山區，年降水量可達400mm以上，是主要產流區；平原降水量大多在40～70mm之間，產流很少，屬干旱地區。在源流區中，阿克蘇河由源自吉爾吉斯斯坦的庫瑪拉克河和托什干河兩大支流組成，河流全長588km，經依瑪帕夏閘匯入塔里木河干流。國內流域面積4.28萬km2（境外流域面積1.95萬km2）。和田河發源于昆侖山和喀拉昆侖山北坡，有玉龍喀什河和喀拉喀什河兩條支流，河流全長319km，由南向北穿越塔克拉瑪干沙漠后匯入塔里木河干流。流域面積4.93萬km2。葉爾羌河發源于喀拉昆侖山北坡，由主流克勒青河和塔什庫爾干河、柯克亞河和烏魯克河等支流組成，河流全長1165km，葉爾羌河出流域灌區流經200km沙漠后到達塔里木河干流。國內流域面積7.70萬km2（境外流域面積0.29萬km2）。開都河發源于天山中部，全長560km，最終注入博斯騰湖。博斯騰湖是連接開都河和孔雀河的樞紐，它既是開都河的尾閭，又是孔雀河的發源地。隨著入湖水量的減少，博斯騰湖的湖水已無法通過自然落差流入孔雀河。1976年以來，借助于所建成的揚水泵站及輸水干渠，實現博斯騰湖向孔雀河供水，進而向塔里木河干流供水。
三條源流的水資源總量201.39億m3，其中地表水196.61億m3，地下水4.78億m3。徑流量以冰川融雪補給為主，也有少量的地下水和泉水補給，徑流的年際變化不大（表1）。阿克蘇河是目前惟一的一條常年有水補給塔里木河的河流，是塔里木河最主要的源流；和田河在每年洪水期有水補給塔里木河，是塔里木河的主要季節性源流；1985年以后，葉爾羌河已無水供給塔里木河，僅在1994年發生特大洪水時，有部分余水輸向塔里木河。三條源流河流入干流的多年平均徑流量為45.87億m3，其中阿克蘇河占73.0%，和田河占23.9%，葉爾羌河占3.1%。此外，從1976年開始，通過博斯騰湖揚水泵站及輸水干渠，每年向孔雀河供水約10億m3，其中約2.5億m3水量通過庫塔干渠輸到塔里木河干流的下游灌區，以解決該地區的春季生產生活用水。
2塔里木河流域水資源開發利用
塔里木流域在相對長的歷史時期里，人口和經濟增長緩慢，水資源開發利用處于相對穩定的階段。塔里木河流域較大規模的水資源開發與利用，始于20世紀50年代。為了弄清塔里木河水資源開發、利用過程，我們先從歷史的角度加以描述，然后從邏輯的角度做一個歸納。
2.1根據水源可利用性建立新的移民點
建國以后，為了國防安全，屯墾戍邊的需要，我國一直面臨著糧食短缺問題。在當時看來，塔里木河流域地域廣袤，是適宜采用外延擴大再生產方式生產糧食的一個好地方，而且認為，這是合理利用塔里木河流域土地資源的重要途徑。人力資源和水資源是當時開發塔里木河流域所面臨的兩個制約因素。第一個問題是通過擴大建設兵團建制和從東中部移民的辦法加以解決的，第二個問題則是根據利用水資源的難易程度決定團場配置的做法加以解決的。于是在水資源條件相對較好的地區出現了一批新的居民點和大片新的耕地，塔里木河流域也隨之變成了一個糧倉，生產出的糧食為化解當時的糧食短缺問題作出了應有的貢獻。
2.2以提高引水率的做法擴大開墾規模進而糧食生產規模
生產建設兵團為了擴大商品糧產量，不斷地開墾耕地從而擴大生產規模。1993年與1949年相比，源流區的灌溉面積從35.12萬hm2增加到77.66萬hm2，凈增42.54萬hm2。為了滿足不斷擴大的耕地對水資源的需求，生產建設兵團采取了增加引水量的做法，引水量占河川徑流總量的份額逐步上升到80%以上，葉爾羌河灌區的引水率接近100%，從而導致源流匯入干流水量的逐年減少。據統計，1957─l995年源流區多年平均來水量平均每年增加2000萬m3，而源流灌區用水量平均每年增加5000萬m3，使匯入干流首阿拉爾站的水量平均每年減少3000萬m3。經過幾十年的累積，阿拉爾站的徑流量由50年代的49.35億m3減少到90年代的42.33億m3，減少17.5%。
2.3以開辟新水源擴大開墾規模和糧食生產規模
在塔里木河流域，任何一條河的水量都是相當有限的，而且隨著引水率的不斷提高，引水的邊際成本越來越高。所以，隨著墾殖規模的繼續擴大，先后又采用了打井獲取地下水的辦法。此外，還在博斯騰湖建起了揚水泵站及輸水干渠，實現博斯騰湖向孔雀河供水，其中的庫塔干渠則是專門為引孔雀河水濟塔里木河下游的恰拉灌區修建的，從1976─1994年平均輸水量2.06億m3，解決了干流下游的一部分用水需求。
2.4減少灌溉系統的輸水損失
為了化解下游來水量減少的負面影響，位于干流區的5個團場對干、支、斗渠全部進行了防滲處理，渠系利用系數由原來的50.2%提高到81.2%，提高了31個百分點，在來水量不斷減少的情況下，仍能維持1.66萬hm2耕地的灌水需求。同時，由于渠道滲漏減少，墾區地下水位有所下降，土壤鹽漬化程度也在減輕。
2.5采用節水技術，提高水資源利用效率
具體措施是通過發展膜上灌，棉花改窄膜為寬膜，推廣玉米、冬小麥的膜上灌，水稻改淺水淹灌為旱育稀植，有條件地方試行噴灌、滴灌。根據農一師水利規劃和塔里木河流域規劃，在不增加引水量的情況，發展節水灌溉。
2.6調整種植結構
在開墾初期，種植業結構以糧食作物為主，在糧食作物中又以水稻為主，占糧食總產量的70%。到80年代，流域內糧食作物比重仍然很大，占45%，但隨著來水量的減少，水稻種植面積趨于下降。進入90年代以來，來水量進一步減少，1991─1995年平均供水量只有4.64億m3，其中來水量2.38億m3，引水量2.26億m3。扣除水庫、渠道及河道的蒸發與滲漏造成的水量損失，可用的水量遠不能滿足灌溉需要。為了解決水資源供不應求的問題，5個團場的糧食播種面積減少到100hm2，其中以小麥、大豆和棉花為主，占耕地總面積75%。
2.7棄耕
新疆生產建設兵團有3萬hm2耕地，因為缺水不得不大面積棄耕，如今耕地已遞減到1.2萬hm2。2000年，塔里木河下游發生了有水文記載以來最嚴重的一次水荒，斷流時間持續時間長達300多天。兵團被迫再次扔掉0.33萬hm2耕地。在被稱為“風頭水尾”的34團、35團，也由于缺水而放棄了近半耕地，當年開墾的上萬畝耕地如今僅剩266.67hm2。
在干流下游，由于墾區內水庫蓄水嚴重不足，1993年被迫棄耕棉田3500hm2。20世紀90年代以來，恰拉和鐵干里克灌區60年代開墾耕地約2.67萬hm2，由于缺水灌溉，被迫放棄了約1萬hm2。現有耕地面積1.67萬hm2，實際播種面積1994年只有1.33萬hm2。
塔里木河流域現在不僅停止了毀林開荒，而且決定在3年時間內壓縮20萬公頃棉田。退耕后的棉田大部分用來栽種果樹及荒漠植被。塔里木河流域的巴音郭楞州2000年已經退耕還林0.75萬hm2，今后5年內將退耕還林4.67萬hm2，退耕還草2.2萬hm2。阿克蘇地區將在塔里木河兩岸種植6.67萬hm2生態林。
2.8實行宏觀調控措施
塔里木河下游恰拉至臺特馬湖段，歷史上因水量充足，沿岸胡楊、蘆葦、甘草和紅柳等植被生長茂密，形成一條寬約1~5km的縱貫塔里木盆地東部的天然“綠色走廊”。近幾十年尤其是最近30年，這條“綠色走廊”因水源斷絕，日趨衰敗，自然環境急劇惡化，存在著被風沙淹沒的極大可能。為了消除綠色走廊面臨的生態威脅，政府采取了調水措施。2000年5月和11月，先后兩次從博斯騰湖向塔里木河下游總共調水3.27億m3，調水距離785km，水流通過斷流河道長達215km，使斷流將近30年的塔里木河下游得到清流的滋潤。2000年第二次輸水結束后，塔里木河下游河道的地下水位抬升3m以上，地下水影響寬度達到800m，影響范圍約200km2，這對以胡楊林為主的“綠色走廊”起到緊急搶救的作用，延緩了生態系統的急劇蛻變，而且增強了搞好塔里木河流域治理的信心。由于塔里木河尾端臺特瑪湖以上148km的河道仍處于干涸之中，2001年第三次從博斯騰湖調水輸入塔里木河，輸水將直至臺特瑪湖。
從邏輯角度看，塔里木河流域的水資源利用相繼經歷了4個階段：（1）單一依靠渠系利用地表水階段。在這個階段，由于渠道滲漏嚴重，加上大水淹灌，水資源的損耗率極大。（2）渠、庫配合利用地表水階段，其實質是利用水庫攔蓄的一部分夏洪和冬閑水擴大灌溉面積，從而提高水資源利用效率。（3）渠、庫、井配合，地表水與地下水并用階段。地下水的適當開發，既能降低地下水位，從而防治土壤次生鹽漬化，同時又能減少無效蒸發，使水資源得到合理利用。（4）提高引水效率與用水效率并舉階段。提高引水效率的措施有渠道襯砌等，提高用水效率的措施包括推廣玉米、冬小麥的膜上灌，棉花改窄膜為寬膜，水稻改淺水淹灌為旱育稀植，有條件地方試行噴灌、滴灌，以及通過調整種植結構和產業結構，降低單位國民生產總值的用水量。
3近年來塔里木河流域開發治理方面所做的工作
3.1資源調查、考察與流域規劃
1982─1986年，先后進行了阿克蘇河、和田河、葉爾羌河和塔里木河干流的資源調查和科學考察。1986─1991年又相繼完成了葉爾羌河、和田河和阿克蘇河的流域規劃和塔里木河的干流規劃。1999年12月18─30日由自治區人民政府組織、自治區計委牽頭，水利、農業、林業、牧業、氣象、中科院新疆分院、巴州、兵團、農二師等方面專家組成的考察組對塔里木河中下游進行了勘察，并完成了《塔里木河干流水利工程建設與流域生態環境建設的項目建議書》。2000年1月12日～28日，2月13─29日，在水利部的具體要求和安排下，新疆水利廳組織了38位專家對塔里木河干流進行全程實地踏勘，歷時33天，行程11000km；獲得了大量的水樣、土樣、地形斷面、gps定點資料及相應的音像資料，召開了六次座談會和一次研討會。在此基礎上編制了勘察報告、塔里木河規劃綱要任務書和規劃工作大綱，以及塔里木河生態治理搶救工程的可行性研究報告。2000年4月24日，自治區計委和水利廳通過了塔里木河干流生態治理搶救工程可行性研究報告，并報國家計委和水利部，現己列人今年國家的基建計劃。2000年5月27─28日，由水利部規劃總院組織，水利部有關司局參加，審查并通過了塔里木河流域綜合規劃綱要任務書。
3.2塔里木河流域水資源開發利用和生態環境保護研究
近年來，中科院新疆生地所、清華大學、新疆農業廳、水利廳和塔里木河管理局等單位相繼開展了《塔里木河流域自然環境演變和自然資源的合理利用》、《塔里木河流域資源與環境遙感調查和系列圖紙編制》、《塔里木河農業自然資源的合理利用和整治》、《阿克蘇河¾¾塔里木河水資源利用優化模式及環境保護對策》、《塔里木河上游三源流向干流輸水目標管理系統研究》、《塔里木河流域水資源利用及管理研究》、《塔里木河干流來水平衡研究》、《塔里木河河流形態研究》、《塔里木河流域水資源利用、生態環境整治和經濟發展戰略研究》、《塔里木河流域整治與生態環境保護研究》等研究項目。上述研究對塔里木河流域水資源開發利用和生態環境保護提供了許多有較高學術價值和實用價值的成果。尤其是1996～1999年，中科院生地所、清華大學和塔里木河管理局承擔的“九五”攻關項目《塔里木河流域整治與生態環境保護研究》，其研究的內容、深度和廣度經國家鑒定達到國際先進水平。
3.3塔里木河干流的整治工作
1992─1996年利用世界銀行貸款實施了《塔里木河治理前期準備項目》，項目總投資3514萬元。1994─1996年在水利部的支持下實施了《塔里木河向下游綠色走廊應急輸水工程》，項目投資2600萬元。1998年開始利用世界銀行貸款進行《塔里木盆地灌溉與環境保護二期工程》，總投資1.128億元，目前正在實施。上述整治工程的完成使塔里木河流域管理機構和生態綜合監測站初具規模，并相繼建成了十幾座闡、涵、橋。
3.4加強水政水資源管理
1992年1月，成立了塔里木河流域管理局，頒布了流域管理委員會章程和管理局職責。1994年4月，頒布了《塔里木河流域水政水資源管理暫行規定》。1994年冬至1995年夏，依據《塔里木河水資源管理暫行規定》，利用《塔里木河前期治理項目》和《塔里木河向下游綠色走廊應急輸水工程》中已建成的部分工程，在自治區政府的協調和巴州、農二師的配合下，首次向塔里木河下游大西海子水庫以下綠色走廊泄水2800萬m3。1997年12月，頒布了《新疆維吾爾族自治區塔里木河流域水資源管理條例》。1998年8月，成立了塔里木流域水利委員會常委會和塔里木流域水利委員會、執委會、管理局，并通過了五年工作計劃和水利委員會章程。1999年初，下發了《新疆塔里木河流域各用水單位年度用水總量定額》。2000年2月12日塔里木河流域水利委員會與流域內各地州師局簽訂了2000年用水協議。2000年4月30日和11月，依靠水利部、自治區政府和兵團的支持和巴州、農二師、塔里木河管理局的共同努力，先后兩次從博斯騰湖向塔里木河下游大西海子水庫以下綠色走廊泄水3.27億m3，對于扭轉下游植被衰敗的趨勢起了積極作用。上述工作的開展使塔里本河流域的管理逐步納入了法治化管理的軌道。
4水資源開發中的主要問題
4.1源流區大量開荒，自用水量急劇增加，導致匯入干流的水量減少
據統計，在1949─1993年期間，盡管源流區的水資源趨于增加，但由于其新增灌溉面積太多，達42.54萬hm2，引水率已提高到80%以上，甚至接近100%，導致匯入干流區的水量不斷下降。據統計，干流來水量90年代與50年代相比減少了16.8億m3。干流來水組成也發生了變化，即大部分是回歸水和農田排水，由此導致了干流河水礦化度的升高。
4.2干流區上游引水過多，下游來水量急劇下降
干流區除了來水量有所減少、質量有所下降外，還出現了上游引水量增多，用水份額加大，下游來水量和用水份額急劇減少的問題。從表2可以看出，最近幾十年，干流各區段的耗水量發生了很大變化。其中，上游耗水量從50年代的14.8億m3增加到90年代的17.1億m3，耗水份額由26.4%增加到43.5%；中游耗水量由50年代的25.8億m3減少至90年代19.2億m3，但耗水份額相對穩定，維持在46%~50%之間；下游段耗水量減少較多，由50年代的15.6億m3減少到90年代的3.1億m3，耗水份額由27.7%下降到7.8%。有關資料表明，上游沙雅縣境內和中游尉犁縣境內的開荒尤為嚴重，估計每年在1萬hm2以上。為了滿足新增耕地的用水需求，上游下段和中游亂扒的引水口多達300余處，致使下游來水量由50年代的15.6億m3劇減為90年代3.1億m3，減少了80%。由于下游來水量減少，大西海子水庫的蓄水量滿足不了當地灌區的用水需求，新疆塔里木河管理局準備實施的向“綠洲走廊”應急輸水0.8億m3的目標未能實現。
由于競相引水，干流來水量愈往下游遞減得越快。在阿拉爾至新滿渠180km內，每km減少360萬m3；新滿渠至大壩284km，每km減少400萬m3；大壩至恰拉的203km區段內，每km減少1010萬m3。下游的總來水量從50年代的14.8億m3減少到4.64億m3，減少了69%，鐵干里克的來水量由8.5億m3減少到0.06億m3，減少了99.3%。阿拉干和羅布莊則分別斷流了25年和27年。
4.3流域內水利基礎設施薄弱
無論是源流區還是干流區，所建的都是引水工程，基本上沒有控制性水利工程，加上水利工程嚴重老化，水毀工程修復緩慢，對水資源的宏觀調控能力很低；基本上沒有采用工程治理措施，河道處于自然狀態，洪水來時到處漫流，大量水資源被蒸發、滲漏掉了；枯水季節，水質咸化，又不適于灌溉；渠系襯砌率低，輸水過程中的滲漏非常嚴重，損耗率高達60%～65%，以致每hm2耕地的灌溉用水達到16500~22500m3。
4.4缺乏流域總體規劃
3.2塔里木河流域水資源開發利用和生態環境保護研究
近年來，中科院新疆生地所、清華大學、新疆農業廳、水利廳和塔里木河管理局等單位相繼開展了《塔里木河流域自然環境演變和自然資源的合理利用》、《塔里木河流域資源與環境遙感調查和系列圖紙編制》、《塔里木河農業自然資源的合理利用和整治》、《阿克蘇河¾¾塔里木河水資源利用優化模式及環境保護對策》、《塔里木河上游三源流向干流輸水目標管理系統研究》、《塔里木河流域水資源利用及管理研究》、《塔里木河干流來水平衡研究》、《塔里木河河流形態研究》、《塔里木河流域水資源利用、生態環境整治和經濟發展戰略研究》、《塔里木河流域整治與生態環境保護研究》等研究項目。上述研究對塔里木河流域水資源開發利用和生態環境保護提供了許多有較高學術價值和實用價值的成果。尤其是1996～1999年，中科院生地所、清華大學和塔里木河管理局承擔的“九五”攻關項目《塔里木河流域整治與生態環境保護研究》，其研究的內容、深度和廣度經國家鑒定達到國際先進水平。
3.3塔里木河干流的整治工作
1992─1996年利用世界銀行貸款實施了《塔里木河治理前期準備項目》，項目總投資3514萬元。1994─1996年在水利部的支持下實施了《塔里木河向下游綠色走廊應急輸水工程》，項目投資2600萬元。1998年開始利用世界銀行貸款進行《塔里木盆地灌溉與環境保護二期工程》，總投資1.128億元，目前正在實施。上述整治工程的完成使塔里木河流域管理機構和生態綜合監測站初具規模，并相繼建成了十幾座闡、涵、橋。
3.4加強水政水資源管理
1992年1月，成立了塔里木河流域管理局，頒布了流域管理委員會章程和管理局職責。1994年4月，頒布了《塔里木河流域水政水資源管理暫行規定》。1994年冬至1995年夏，依據《塔里木河水資源管理暫行規定》，利用《塔里木河前期治理項目》和《塔里木河向下游綠色走廊應急輸水工程》中已建成的部分工程，在自治區政府的協調和巴州、農二師的配合下，首次向塔里木河下游大西海子水庫以下綠色走廊泄水2800萬m3。1997年12月，頒布了《新疆維吾爾族自治區塔里木河流域水資源管理條例》。1998年8月，成立了塔里木流域水利委員會常委會和塔里木流域水利委員會、執委會、管理局，并通過了五年工作計劃和水利委員會章程。1999年初，下發了《新疆塔里木河流域各用水單位年度用水總量定額》。2000年2月12日塔里木河流域水利委員會與流域內各地州師局簽訂了2000年用水協議。2000年4月30日和11月，依靠水利部、自治區政府和兵團的支持和巴州、農二師、塔里木河管理局的共同努力，先后兩次從博斯騰湖向塔里木河下游大西海子水庫以下綠色走廊泄水3.27億m3，對于扭轉下游植被衰敗的趨勢起了積極作用。上述工作的開展使塔里本河流域的管理逐步納入了法治化管理的軌道。
4水資源開發中的主要問題
4.1源流區大量開荒，自用水量急劇增加，導致匯入干流的水量減少
據統計，在1949─1993年期間，盡管源流區的水資源趨于增加，但由于其新增灌溉面積太多，達42.54萬hm2，引水率已提高到80%以上，甚至接近100%，導致匯入干流區的水量不斷下降。據統計，干流來水量90年代與50年代相比減少了16.8億m3。干流來水組成也發生了變化，即大部分是回歸水和農田排水，由此導致了干流河水礦化度的升高。
4.2干流區上游引水過多，下游來水量急劇下降
干流區除了來水量有所減少、質量有所下降外，還出現了上游引水量增多，用水份額加大，下游來水量和用水份額急劇減少的問題。從表2可以看出，最近幾十年，干流各區段的耗水量發生了很大變化。其中，上游耗水量從50年代的14.8億m3增加到90年代的17.1億m3，耗水份額由26.4%增加到43.5%；中游耗水量由50年代的25.8億m3減少至90年代19.2億m3，但耗水份額相對穩定，維持在46%~50%之間；下游段耗水量減少較多，由50年代的15.6億m3減少到90年代的3.1億m3，耗水份額由27.7%下降到7.8%。有關資料表明，上游沙雅縣境內和中游尉犁縣境內的開荒尤為嚴重，估計每年在1萬hm2以上。為了滿足新增耕地的用水需求，上游下段和中游亂扒的引水口多達300余處，致使下游來水量由50年代的15.6億m3劇減為90年代3.1億m3，減少了80%。由于下游來水量減少，大西海子水庫的蓄水量滿足不了當地灌區的用水需求，新疆塔里木河管理局準備實施的向“綠洲走廊”應急輸水0.8億m3的目標未能實現。
由于競相引水，干流來水量愈往下游遞減得越快。在阿拉爾至新滿渠180km內，每km減少360萬m3；新滿渠至大壩284km，每km減少400萬m3；大壩至恰拉的203km區段內，每km減少1010萬m3。下游的總來水量從50年代的14.8億m3減少到4.64億m3，減少了69%，鐵干里克的來水量由8.5億m3減少到0.06億m3，減少了99.3%。阿拉干和羅布莊則分別斷流了25年和27年。
4.3流域內水利基礎設施薄弱
無論是源流區還是干流區，所建的都是引水工程，基本上沒有控制性水利工程，加上水利工程嚴重老化，水毀工程修復緩慢，對水資源的宏觀調控能力很低；基本上沒有采用工程治理措施，河道處于自然狀態，洪水來時到處漫流，大量水資源被蒸發、滲漏掉了；枯水季節，水質咸化，又不適于灌溉；渠系襯砌率低，輸水過程中的滲漏非常嚴重，損耗率高達60%～65%，以致每hm2耕地的灌溉用水達到16500~22500m3。
4.4缺乏流域總體規劃
流域內各地州、各部門各自為政，水資源缺乏統一管理。源流區和干流中上游隨意取水現象比較嚴重，到達下游的水量越來越少，越來越難以維持農田灌溉和生態需水。
5提高水資源利用效率的措施
5.1實行全流域水資源的統一管理和配置
為了有效地協調源流區與干流區的關系，干流區上中下游的關系，以及生產、生活與生態用水的關系，實現塔里木河流域的可持續發展，必須對塔里木河流域進行統一管理。1)強化管理、監督，實行干流、源流水資源一體化管理，按照大流域的概念對分源流、干流所做的流域規劃作必要的補充、修改和調整，提高它們之間的耦合性。2)在源流區實行定額限量引水，確保塔里木河干流來水量不低于47.1億m3，其中，源流區來水量不低于43.6億m3，“引孔濟塔”水量不低于3.5億m3。為了拯救下游綠色走廊，近期要確保有2億m3水量泄往大西海子以下，遠期達到2.5億m3。
5.2借助于水價和水權交易等手段，提高水資源利用效率
從供給角度看，水價必須反映水資源的稀缺程度，從需求角度看，水價要反映水資源可帶來的邊際效益。有了這樣的價格信號，就會誘發源流區和干流區開展旨在提高水資源利用效率的技術創新，實現由增引地表水到轉向開發地下水的轉變。所謂水權交易，則是為了實現“雙贏”。
5.3依靠技術創新和工程建設，提高水資源的可利用性
據業內人士估計，工程措施可挖潛的水資源達7.39億m3，其中上游段2.46億m3，中游段4.93億m3；節水2.79億m3。其中上游0.82億m3；中游1.97億m3。具體措施包括疏通河道，修建控制閘，封堵非法引水口，減少湖區蒸發耗水等。源流區內潛水位在0～2m的面積有7500km2，潛水蒸發量達47.7億m3。通過開發地下水替代一部分地表水，不僅可利于提高向塔里木河干流輸水的保證程度，而且可獲得良好的生態效益。開發地下水的投資也不會高，一般都低于修建水庫的投資，經濟效益也是好的。
塔里木河流域的水資源利用應實行維護生態與發展生產相結合原則。生態用水按維護現有生長較好的植被面積計算約需31.23億m3，生產用水可達到9.66億m3，扣除水庫、湖泊、濕地、河流水面蒸發損失6.4億m3，生態與生產用水比例大體為3:1。干流各區段的水量的分配應按地域相對平衡，上、中游各占源流來水份額的42.5%，即18.5億m3，下游占15%，達到6.5億m3。下游再加上孔雀河供水3.5億m3，合計10.0億m3，就可滿足維護下游綠色走廊用水。
6總結性評論
6.1存在的主要問題
（1）源流區大量開荒，導致用水量急劇增加。據統計，1957─l995年源流區多年平均來水量平均年增加2000萬m3，而源流灌區用水量也平均年增加5000萬m3，使匯入干流首阿拉爾站的水量平均年減少3000萬m3，其結果是阿拉爾站的徑流量由50年代的49.35億m3減少到90年代的42.33億m3，減少17.5%。
（2）干流區上中游大量耗水，致使到達恰拉斷面的水量由50年代的l4.6億m3減少到現在的2.5億m3，阿拉干地下水位由3～5m下降到11～13m，下游段胡楊林由50年代的5.4萬hm2減少到1995年0.733萬hm2，減少了86.4%；35年內沙漠化面積增如1.231萬hm2，兩大沙漠正在靠攏。
導致上述問題的主要原因是無序開發、無序引水、無權威管理機構、無統一治理規劃。
6.2治理的基本思路
（1）今后的開發治理中應以生態環境保護為前提，以水資源優化配置為重點，以水資源統一管理作保證，建好管好源流，改造治理干流。
（2）水資源首先滿足生態需求，同時兼顧生產需求；源流和干流治理應抓緊干流治理；干流的上中下游治理突出上游下段和中游上段的治理；南岸和北岸應當重在南岸；水量水質重在水量，但不忽視水質。
（3）干流治理控制上游、改造中游、挽救下游，下游治理上段保綠洲、中段保生態、下段保通道。
（4）源流治理實現三個轉變，即由粗放型向集約型開發利用水資源轉變，由片面開發地表水向科學開發地下水轉變。由建平原水庫向建山區水庫取代部分平原水庫轉變。干流治理實現三個改造，即通過修閘、筑堤、疏浚、封口改造干流通道；通過排水工程和泄洪區建設改造干流水質，通過退耕還林還草、種植業結構調整改造農業生產系統。
（5）強化流域法治管理，加大監督查處力度，依法治水，依法管理河流。
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1海河流域水生態環境現狀
1.1水污染嚴重
1998年，全流域廢污水排放總量已達到55.6億t，這些廢物水中大部分末經處理就直接排入河流和水庫，造成地面水的嚴重污染。流域現狀地表水的污染河長比例高達75％，2／3站井的地下水達不到飲用水要求，水污染形勢十分嚴峻。
1.2河道干涸、功能退化
由于用水大量增加，造成河道干涸斷流、河道功能退化等問題。現狀流域各河大都成為季節性河流。據初步統計，在流域一、二、三級支流的近10000km河長中，已有約4000km河道長年干涸。一些河道雖然有水，但主要是由城市廢污水和灌溉退水組成，基本沒有天然徑流，“有河皆干，有水皆污”已成為海河流域的一個突出問題。河道干涸還引發河道內雜草叢生、土地沙化、土壤鹽分累積。山前平原與河道兩岸附近的淺層地下水位持續下降地區，河流沖積沙地和砂質褐土、砂質潮土、砂質草甸土等耕地沙化趨勢嚴重，沙土隨風遷移造成覆蓋沙地。近30年來，流域內“沙化”土壤面積不斷擴大。由于缺少人海水量，山區進入平原的徑流、引黃水量和降雨中帶來的鹽分不能排出，引起區域性的積鹽。
1.3入海水量銳減、河口生態環境退化
統計表明，90年代與50年代相比，流域年平均入海水量減少了72％。90年代年平均入海水量只有68.5億m3，只相當于總水資源量的18％，而且40％集中在灤河及冀東沿海地區。由于入海徑流減少，各河河口相繼建閘拒咸蓄淡，引起閘下大量海相泥沙淤積。據統計，閘下總淤積量達9500萬m3，致使海河流域骨干行洪河道泄洪能力衰減40％。另外陸源污染也給河口近海地區造成很大影響。渤海灣受納天津、北京兩大城市的污水，無機氮、無機磷、化學耗氧量等指標嚴重超標。由于入海徑流減少和嚴重的污染，河口地區具有經濟價值的魚類基本上絕跡，渤海灣著名的大黃魚等優良魚種基本消失。近10年來，渤海赤潮頻頻發生，造成了嚴重的經濟損失。
1.4濕地大幅度減少、生物多樣性消失
50年代海河流域有萬畝以上的洼淀190多個，洼淀面積超過10000km2。現今，除白洋淀和部分洼淀修建成水庫外，大部分的洼淀都已消失或退化，即使加上30多座大型水庫和100多座中型水庫，濕地面積僅剩2000多km2。在區域湖泊洼地演變過程中，人類活動干擾是其中最重要的驅動因素。以白洋淀為例，50年代以后，白洋淀上游興建了總庫容達36億m3的水庫，大大減少了入淀水量，1964～1981年，白洋淀因圍墾造田減少了90％的湖面面積，導致1966～1995年出現5次干淀，1990～2000年又多次面臨干淀的威脅，依靠定期補水才得以維持。
1.5地下水嚴重超采
海河流域地下水大規模開采始于70年代。到1998年，扣除補給量后，全流域已累計消耗地下水儲量896億m3，其中淺層地下水471億m3，深層水425億m3。地下水過度開采造成了地面沉降、地裂和塌陷等一系列環境地質問題。天津和流域中東部平原已發生區域性地面沉降。至1998年，河北平原累計沉降量大于300mm的面積達1.82萬km2，天津市累計沉降量大于1500mm的面積133km2。平原區已經發現地裂縫近200多條。地下水位下降還引發海水入侵和咸水入侵等問題，使得成淡水邊界向淡水區移動。
1.6水土流失嚴重
水土流失是海河流域主要自然災害之一。海河流域年降雨量雖然不大，但多以暴雨形式出現，而另一方面流域內山區地面坡度較大，且土質疏松，植被覆蓋率低，加之人口密度大，生產落后，廣種薄收，陡坡開荒等人為因素，導致流域內山丘區存在嚴重的水土流失問題。
1.7污灌造成環境污染和健康危害
由于水資源短缺，海河流域排放的廢污水很大一部分被用于農業灌溉，絕大部分灌溉污水未經任何處理，給周邊環境和人體健康帶來危害。
2海河流域水循環與水生態環境關聯分析
流域的水循環與水生態環境有著極為密切的天然聯系，千萬年來大自然所形成的自然水循環造就了一個地區特有的穩定水生態環境。而近幾十年來由于人類對水資源的大規模開發利用改變了水的自然循環，使一些地區穩定的水生態環境趨于不穩定，并出現流域水生態環境整體退化現象，海河流域就是這樣一個典型。南水北調工程直接對流域進行大規模補水，加大了流域水循環通量，雖然其直接主要供水目標不是流域生態環境，但也會對流域的水生態環境產生一定影響。為了定量研究評估這種影響，首先需要研究流域水循環與水生態環境之間的自然關聯。
2.1流域水循環與水生態環境關聯分析方法
為了比較簡單清晰的描述流域總體水循環的狀態及其與水生生態環境的關系，本研究不著眼于流域內降雨、地表水、地下水和土壤水之間的轉換關系，而以整個流域為一個單元，以年為尺度，重點描述流域各種水量變化與各種耗水之間的關系，以揭示水循環過程、狀態與水生態環境演變的宏觀關聯。
研究的方法是在水平方向以流域邊界為界，在豎直方向以深層地下水上隔水層為下邊界，以地表及其附屬物、植被為上邊界形成一個封閉的單元。首先分析年度間進入單元的總水量，單元內的總蓄變量和總消耗量，摸清水循環過程中各種水量之間的轉化關系，然后分析各種水量對不同水生態環境子類的驅動關系，以此分析和判斷流域水生態環境的現狀和對未來的水生態環境進行分析和評估。水循環的過程可通過水量均衡方程式來表示。
Twe－TWs＝TWc
式中：Twe——進入單元的總水量；
tWs——單元的總蓄變量；
TWc——單元的總耗水量。
在水量均衡方程式中，進入這一單元的水量有降雨形成的當地水資源總量（包括地表水和地下水資源量并扣除二者的重復計算量）、從外流域調入的地表水水量和從深層開采的地下水量三項；平衡方程中的總蓄變量是當年在單元內增加（或減少）的水量，包括水庫蓄變量和淺層地下水蓄變量；總耗水量是指通過不同方式排出本單元的總水量，主要包括水平排出單元的入海水量和豎直排出的蒸發消耗量。總耗水量又可以根據其消耗性質分為經濟社會耗水量和非經濟社會耗水量。經濟社會耗水量是指由人工供給的用于國民經濟發展和人類生活所消耗的水量，包括農業用水、工業用水、城市生活和農村生活用水的消耗。而非經濟社會耗水可視為水生態環境消耗水量，包括維護河口生態環境的入海水量，水系生態環境耗水量和陸地生態環境耗水量。其中水系生態環境耗水量包括天然河道水面蒸發量、湖泊濕地水面蒸發量和城市河湖水面蒸發量。陸地生態環境耗水是指平原區和山區河谷盆地陸地上地下水的騰發量，但不計灌溉回歸地下水的騰發量。
應用以上方程式可以描述流域單元的整個水循環過程和狀態，同時由于水循環中的各項幾乎都與水生態環境有著極為密切的關系，因此通過水循環中各項的分析就可以反映出流域水生態環境的狀況。上述水量均衡方程式中的各收支項可以對三類水生態環境問題進行分析評價：第一類有關地下水超采問題，包括進入單元的總水量中的深層開采量以及淺層地下水蓄變量。從多年平均來看，如深層開采量過大形成深層超采或淺層地下水蓄變量小于零形成淺層地下水超采時，水生態環境就受到破壞，超采量越大，受破壞的程度就越深，直至出現地面沉降、地裂和塌陷以及引發海水入侵等各種環境問題；第二類是水系生態環境耗水量和陸地生態環境耗水量減少問題，如果二者特別是水系生態環境耗水量不能達到一定要求，則會出現河道干涸，湖泊萎縮，濕地消失、土壤沙化、生物多樣性消失等一系列生態環境問題；第三類是入海水量衰減問題，如果入海水量不能滿足河口生態環境要求，則河口海區會出現鹽度升高、升溫遲緩、松散的底質消退，進而影響魚類產卵、生長，導致近海漁業資源的衰退。此外，入海水量減少還造成泥沙淤積、河道萎縮、河道自然功能下降。
在流域水循環中，水量平衡方程兩側收支各項是遵循流域水循環的規律相互關聯的，即來水。蓄存和消耗量之間存在此消彼漲的關系，比如經濟社會耗水增加，非經濟社會耗水必然減少；河道、湖泊濕地耗水增加，入海水量也會減少。因此區域水循環的狀態可能會因為人類不合理的開發利用而被改變，從而引發嚴重水生態環境問題；但另一方面通過區域水資源合理的開發利用與優化配置，甚至采用跨流域調水，可以重新調節水循環狀態而使區域水生態環境得以改善。
從以上分析可以看出，流域水循環的收支平衡關系直接影響流域水生態環境狀況，因此既可以利用水循環的狀態來評價水生態環境情況，還可以通過分析預測不同水資源開發利用方案情況下的流域水循環狀態去預測流域水生態環境未來情景，進而從流域水生態環境的角度去調整水資源的開發利用方案，以實現區域水資源開發利用與生態環境的相互協調，這就是水循環與水生態環境關聯的分析方法和思路。
在此需要特別補充說明的是，由于本單元將深層地下水上隔水層作為單元的下邊界，對深層地下水的開采作為系統的輸入處理，因此關于地下水超采問題并不放在循環過程當中進行研究，而是利用深層地下水補給相對穩定的特點，通過直接比較單元該部分輸入和深層地下水補給量的大小來進行判斷。
2.2海河流域現狀水循環與水生態環境關聯分析與評價
根據以上水循環與水生態環境關聯物理模型的分析，建立了相應的流域水循環與水生態環境關聯的數學模型。應用1994～1999年水資源公報和海河流域水資源規劃的相應數據，對單元水量平衡方程各項進行了計算，得到相關的水生態環境現狀評價結果，見表1。
表1海河流域1994～1999年流域水循環相關數據與計算結果（單位：億m3）
數據來源：1994～1999年《水資源公報》和《海河流域水資源規劃》。
從表1中進入單元總水量欄可以看出，進入單元的總水量主要受降雨影響。如降雨最小的1997年和1999年，年降雨量分別為366mm和385mm，進入單元的總水量分別為329.6億m3和317.6億m3；降雨量最大的1995年和1996年，年降雨量分別為609.0mm和599mm，進入單元的總水量分別為556.5億m3和635.1億m3。進一步考察表1數據總體構架和變化，由于流域降雨年際變化大，因此不同年份進入流域的總水量變化很大，變幅可高達300億m3，導致相應的蓄變量和總耗水量變化也很大。當流域單元在輸入減少條件下，總耗水量也減小，同時蓄變量也呈現為負值，說明枯水年份會消耗地表水和地下水的蓄存量以支撐國民經濟的發展。
另外從表1輸入欄和蓄變量欄間的數據波動關系看出，總水量加外調水量與深層開采量加淺層超采量之間有非常明顯的負相關關系，前者越小，后者就越大，說明在當地水資源與外調水量不足的情況下，對深層地下水的開采量和淺層地下水的開采量成為滿足區域用水需求的主要途徑，從而發生超采并引發相關生態環境問題。
考察枯水年份的各分項耗水，可以發現盡管總耗水量大幅度減少，但在一定國民經濟發展水平下經濟耗水量的變化不大，變幅大多在10億m3以內，而非經濟社會耗水會大幅度減少，與總耗水量呈明顯的正相關關系。這進一步說明了即使在降雨小、水資源量少的情況下，經濟社會用水并未因此受到較大幅度的影響，仍然通過超采深淺層地下水、擠占非經濟社會耗水等手段來維持，總耗水的減少幾乎完全轉嫁為非經濟社會耗水量的減少。在非經濟社會耗水項各欄中，水系生態耗水目前所占比例很小，非經濟社會耗水的大量衰減主要是減少了入海水量，從而對河道內和入海口的生態環境造成破壞。
比較非經濟社會耗水和入海水量，可以發現二者之間存在良好的正相關關系（圖1）。對非經濟社會耗水量和入海水量進行回歸得到方程：
式中：x——流域非經濟社會耗水量
y——入海水量
該關系式相關系數R2＝0.9381，相關關系極為顯著。因此在得知非經濟社會耗水的情況下可由此式推求入海水量，反之亦然。
圖1入海水量與非經濟社會耗水量關系圖
以上探討了海河流域近年的水循環狀態，從它與生態環境的關聯中可知，目前海河流域地下水超采嚴重，雖然全流域淺層地下水蓄變量6年平均衰減8.9億m3，但由于超采區比較集中，因此超采區生態環境破壞嚴重；另一方面流域水系生態環境耗水量很小，說明流域內河道干涸、湖泊濕地萎縮現象由來已久，水系生態系統長期處于破壞狀態，給今后流域的河流、湖泊、濕地生態系統的恢復帶來很大困難：現狀入海水量在偏旱年份僅有十幾億m3，在一般年份也只有幾十億m3，河口生態環境堪憂。
3不同情景下海河流域水生態環境預測
通過以上水循環與水生態環境關聯分析方法的介紹和現狀生態環境評價案例分析可知，只要對水量平衡方程式兩端的若干輸入和輸出變量進行界定和計算，并確定好狀態約束條件，即可根據未來不同時段流域水循環收支項變化去預測同期的水生態環境的情景。
作為情景分析，本報告中擬定對兩種類型的四種水資源配置方案下的水生態環境進行預測，簡要分析如下：
（1）無南水北調條件下的水生態環境預測。包括兩種情景，一是延續現狀水資源開發利用方式，包括保持現狀外調水水平、繼續保持現狀深層和淺層地下水超采水平以盡量滿足經濟社會耗水需求；二是以生態環境保護為中心的水資源開發利用方式，包括停止深層淺層地下水超采，恢復湖泊、濕地等水系生態面積；
（2）南水北調工程實施條件下的水生態環境預測。包括兩種調水方案相對應的兩種情景，其中基本方案2010和2030年調水總規模分別147.0億m3和223.0億m3，其中調入海河流域片分別為61.0億m3和96.0億m3；高方案2010和2030年調水總規模分別164.0億m3和249.0億m3，其中調入海河流域片分別為69.0億m3和103.0億m3。兩種調水方案情況下均采用以生態環境保護為中心的水資源開發利用方式，包括停止深層淺層地下水超采、恢復湖泊、濕地等水系生態環境面積。
3.1計算條件和輸入變量
3.1.1無南水北調情景
在無南水北調工程供水時，水量平衡方程式兩端各項輸入和約束條件如下：
（1）進入流域單元的總水量
水資源總量：為反映出海河流域現狀水資源衰減的實際情況，水資源總量按1994～1999年6年平均值358.0億m3考慮。
外調水量：目前海河流域實際平均引黃水量一般在54.3億m3，但實際配水定額只有41.0億m3，因此按41.0億m3計算。
深層開采量：
情景一仍保持目前深層開采水平，年均深層開采量為62.0億m3。
情景二考慮生態環境保護要求，停止深層地下水超采。目前海河流域深層地下水年均開采量為62.0億m3，但對超采量的認識差別很大。《海河流域水資源規劃》提出深層超采14.8億m3，另外此規劃認為承壓水開采量為25.0億m3；《海河流域環境用水研究》提出深層超采41.0億m3；水文地質研究所海河流域地下水現狀評價提出深層地下水補給量僅13.0億m3，則按現狀開采量計算超采49多億m3；也有認為深層地下水全部屬超采。根據本次研究成果，以超采量占41.0億m3考慮，可以開采但要逐步替代的開采量按22.0億m3考慮，因此計算中深層開采量以22.0億m3計。
（2）流域的蓄變量
水庫蓄變量：水庫蓄變量取為零。
地下水蓄變量：
情景一按近年年平均蓄變量一8.9億m3計算。
情景二考慮生態環境保護要求，停止淺層地下水超采。淺層地下水具有以豐補枯的能力，因此超采與否按多年平均的蓄變量來考慮。從流域平均概念出發，地下水蓄變量為零即可滿足不超采。但由于海河流域超采主要集中在海河南系，而其他區域如灤河和徒駭馬頰河地下水開采較少，流域片內各區來補平衡必需考慮這種來補地域不均衡現象。全流域實際年均蓄變量僅為－9.0億m3，而實際局部地區多年平均超采量為20.0億m3，因此只有全流域在蓄變量為11.0億m3條件下，才能實現海河南系等嚴重超采區的采補平衡，實現全流域各片均不超采的生態環境目標，因此地下水蓄變量按11.0億m3考慮。
（3）消耗水量
經濟社會耗水量：本次研究當中，單元的經濟社會耗水量是按流域片的供水量和耗水率相乘求得。今后供水增長主要用于工業和生活，二者目前的耗水率很低，通過節水耗水率會有提高；而農業用水由于節水措施的實施，耗水率也將有所提高。根據分項分析計算，2010年總耗水率比現狀0.667提高至0.687，2030年提高到0.705。
水系生態環境耗水量：
情景一不考慮水系生態環境的改善，耗水量按目前年平均值2.7億m3計算。
情景二以實現生態環境目標所需的耗水量為標準。根據海河水利委員會的“海河流域環境用水研究”所提出的保護目標，流域片水系生態環境用水目標必需在2010年“保證南運河、清涼江等骨干輸水河道用水，重點補充京津石等大城市周邊和東部地區1900km河道用水，恢復水面面積445km2。濕地修復，重點做好白洋淀的保護，改善團泊洼、大浪淀、千頃洼三個濕地的生態環境，4處濕地面積471km2”。另外兼顧考慮北京、天津、石家莊及河北11個省轄市的河湖用水，水面面積100km2左右。根據以上水面面積、蒸發量、降雨量計算水系生態耗水量。2030年在2010年基礎上增加滹沱河、滏陽河、唐河、子牙河干流、大清河干流等河道的水面使恢復水面的河道長度達到4100Km，面積達到1023Km2。濕地計劃全面恢復，包括寧晉泊、東淀、青甸洼、西七里海；大黃鋪洼、思縣洼等6處濕地，面積559km2，加上2010年恢復的白洋淀等4處，共計1023km2。城市河湖補水面積達到373km2。三項總計水系面積達到2426km2。
3.1.2有南水北調情景
在有南水北調供水時，水量平衡方程式兩端各項輸入和約束條件如下：
（1）進入流域單元的總水量
水資源總量：按近6年平均值358.0億m3考慮。
外調水量：目前海河流域實際平均引黃水量一般在54.3億m3，但實際配水定額只有41.0億m3。按41.0億m3計算。另外在高方案中需要扣除被置換出去的那部分引黃量。再加上南水北調進入海河流域的水量則外調水量是：
情景三在2010年為99.4億m3，2030年為1345億m3。
情景四在2010年為108.2億m3，2030年為142.0億m3。
深層開采量：同情景二，考慮生態環境保護要求，停止深層地下水超采，深層開采量以22.0億m3計算。
（2）流域的蓄變量
水庫蓄變量：水庫蓄變量取為零。
地下水蓄變量：按情景二，考慮生態環境保護要求，停止淺層地下水超采，地下水蓄變量按11.0億m3考慮
（3）消耗水量
經濟社會耗水量：按流域片的供水量和耗水率相乘求得，2010年總耗水率比現狀0.667提高至0.687，2030年提高到0.705。
水系生態環境耗水量：同情景二，以實現生態環境目標所需的耗水量為標準，2010年達到各類水面面積共1016km2，2030年達到各類水面面積2642km2，以此計算耗水量。
3.2不同情景下的流域水生態環境預測分析
將以上各情景下的輸入變量和總體約束條件代入模型進行計算，得到2010年和2030年有天南水北調條件下四種配置方案的運算結果（表2）。
根據以上運算結果，2010年和2030年
表22010年、2030年海河流域不同方案水循環（單位：億m3）
不同方案的水生態環境預測結果分述如下：
情景一：無南水北調工程且延續現有的水資源開發利用方式
在這種情景下，2010和2030年外調水量維持現有的41.0億m3，深層地下水保持年超采41.0億m3，即開采水平62.0億m3，加上多年平均水資源量358.0億m3，進入單元的總水量為461.0億m3，全流域深層地下水超采22.0億m3，水系生態耗水保持目前水平。在這種條件下，2010年和2030年經濟社會耗水量分別為298.8億m3和320.8億m3，較1994～1999年的平均水平分別增加16.2億m3和38.2億m3，增長幅度為5.66％和13.52％。在經濟社會耗水增長的同時，2010年和2030年非經濟社會耗水較現狀平均值分別衰減15.5億m3和37.5億m3，減幅為7.67％和18.56％。在非經濟社會耗水子項目當中，水系生態耗水繼續維持現有的極低水平，區域陸地生態耗水無明顯變化。入海量較現狀平均水平進一步下降，2010年和2030年分別衰減17.1億m3和33.5億m3。另外單元年平均水資源蓄變量為－8.9億m3，為淺層地下水年均蓄變量，年均深層超采量為220億m3。
從以上分析可知，在無南水北調工程條件下，繼續采取現有的水資源開發利用方式，2010年和2030年經濟社會耗水雖有增長但仍與國民經濟發展和人民生活提高的需求相距較大；而水系生態系統繼續維持現有的病態，陸地生態系統無明顯變化，入海水量進一步有所下降。更為嚴重的是，按目前開采規模，淺層地下水在80年內所有淺層含水層將完全枯竭，深層地下水10年左右將會完全疏干，從而必將造成無可挽回的生態環境災難。
綜上所述，本情景分析中模擬的水資源開發利用方式，對于區域水循環過程來說無異于殺雞取卵。為了經濟發展進一步破壞了自然水循環狀態，既不能滿足國民經濟發展和人民生活提高對水的需求，又將直接導致生態環境的全面退化，直至區域生態系統的崩潰，從而造成社會經濟發展的不可持續性。
情景二：無南水北調工程但以生態環境保護為中心
在這種情景下，2010和2030年外調水量繼續維持現有的41.0億m3，停止深層地下水的開采41.0億m3，加上多年平均水資源量358.0億m3，進入單元的總水量為449.0億m3，較現狀平均水平減少25.2億m3。另一方面，為保證淺層地下水不超采，淺層地下水蓄變量必需維持在11.0億m3。根據流域生態環境保護目標，2010年和2030年水系生態耗水量分別達到6.4億m3和13.2億m3，較現狀耗水量增加1.37倍和3.89倍，水系生態系統有很大程度的恢復，到2030年基本上可以實現流域提出的水系生態環境保護目標。陸地生態耗水主要受區域氣候背景影響，無明顯變化。本方案下2010年和2030年入海水量分別為47.1億m3和32.5億m3，較1994～1999年的平均水平低39.9％和58.5％，介于1998年和1999年之間。可以看出，本方案下的入海水量不僅沒有改善，反而有較大幅度地衰減，入海口生態環境將進一步惡化。
本方案中2010年和2030年的經濟社會耗水量分別為256.9億m3和277.8億m3，較1994～1999年的平均水平低25.7億m3和4.8億m3，這表明在今后的二三十年當中，經濟社會耗水不但沒有上升，而是在現狀水資源短缺的基礎上進一步下降，從而轉化為經濟損失量。以上數據和分析表明，在實施本方案情景下，區域社會經濟發展將受到極大制約，甚至出現倒退。
綜上所述，本情景中模擬的水資源開發利用方式，雖然對于地下水超采、水系生態環境等問題有較大的改善，基本能夠實現既定環境保護目標，但入海水量仍將進一步減少，河口生態環境得不到改善。更為突出的是，將大大限制區域社會經濟發展的規模和速度，如果不依靠調整產業結構，社會經濟甚至有可能倒退，人們生活水平將會降低。但如果打破原有產業結構，勢必要放棄原有的一些優勢，如土地資源等。可以看出，本情景是一種典型的以經濟換生態的方案，與區域社會經濟發展階段不符合。
情景三：實施南水北調工程基本調水方案
本情景2010年和2030年南水北調工程調水規模分別為147.0億m3和233.0億m3，其中調入海河流域單元的水量分別為61.0億m3和96.0億m3。在有外調水條件下，水資源開發利用過程中，將停止深層和淺層地下水超采。在滿足上述前提條件下，2010和2030年進入流域單元的水資源總量分別為479.0億m3和515.0億m3，較現狀平均水平高出8.8％和13.5％。
在這種調水規模下，2010年和2030年水系生態耗水量分別為6.4億m3和13.2億m3，水系生態系統有很大程度的恢復，到2030年基本上可以實現流域提出的水系生態環境保護目標。同時，2010年和2030年入海水量分別為55.8億m3和51.5億m3，比1994～1999年平均入海量要低22.8億m3和26.9億m3，可以看出這一規模的調水對于入海水量的增加沒有明顯效果，河口生態環境狀況仍然較差。陸地生態耗水與與無南水北調工程時沒有明顯差別。
本情景中2010年和2030年的經濟社會耗水量分別為291.0億m3和332.0億m3，較1994～1999年的平均水平要高出7.0億m3和50.0億m3，比情景一高出0.3億m3和11.0億m3，比情景二高出33.0億m3和54.0億m3。可以看出，南水北調工程在很大程度上緩解了區域經濟社會耗水增長需求與區域水資源形勢的矛盾。
綜上所述，本情景中模擬的外調水方案，對于深層和淺層地下水超采、水系生態環境等問題都有較大改善，2030年基本能夠實現既定環境保護目標，但對于入海水量的增加無明顯效果，河口生態環境不會因為南水北調工程而出現明顯改善。另一方面，本方案經濟社會耗水量較現狀水平有了明顯提高，對于區域社會經濟發展有巨大的促進作用。
情景四：實施東中線調水高方案
本情景2010年和2030年南水北調工程調水規模分別為164.0億m3和249.0億m3，其中調入本流域單元的水量分別為69.0億m3和103.0億m3。在該調水規模，水資源開發利用過程中將完全停止深層和淺層地下水超采，另外仍需利用引江水置換出相關引黃水退還給黃河流域。基于上述前提條件，2010和2030年進入流域單元的水資源總量分別為488.0億m3和522.0億m3，比現狀平均水平高出14.0億m3和47億m3。
在這種調水規模下，2010年和2030年水系生態耗水量按水系生態環境保護目標要求，分別達到6.4億m3和13.2億m3，大大改善了水體生態系統狀況，到2030年基本上可以實現流域水系生態環境保護目標。另外，2010年和2030年入海水量分別為57.9億m3和53.1億m3，雖然較情景二和情景三略有增加，但由于經濟用水的擠占，與1994～1999年平均入海量相比仍低20.5億m3和25.3億m3，可以看出這一規模的調水對于入海水量的增加依舊沒有明顯效果。陸地生態耗水與與無南水北調工程時沒有明顯差別。
本情景中2010年和2030年的經濟社會耗水量分別為297.0億m3和337.0億m3，較1994～1999年的平均水平要高出14.0億m3和55.0億m3，2030年較比情景一高出17.0億m3，比情景二高出40.0億m3和60.0億m。依據前面研究結果顯示，在這一規模的調水情況下，海河流域2010年和2030年缺水率為6.8％和3.4％。可以看出，南水北調工程基本上能夠滿足區域經濟社會耗水增長需求。
綜上所述，在高方案調水規模情景下，海河流域單元內深層和淺層地下水超采問題基本得到解決，水系生態環境問題也有較大程度的改善，2030年基本能夠實現既定環境保護目標，但對于入海水量的增加仍然沒有太大效果，河口生態環境不會因為南水北調規模的加大而出現明顯改善。另一方面，本情景經濟社會耗水量較現狀水平有了很大程度的提高，基本能夠滿足經濟社會耗水增長的需求，從而保障了區域社會經濟可持續發展，但與基本調水規模方案相比無大的差別。
4結論
海河流域水資源短缺，由于經濟發展對水的需求的壓力造成水資源開發利用過度。人類大規模的水資源開發利用使得流域天然水循環過程和狀態發生了很大變化，與之有關的水生態環境也發生了巨大改變。目前海河流域已經出現了地面沉降、地裂、海水入侵、河道干涸、湖泊濕地萎縮消失、土地干燥沙化、河口生態環境退化、水質污染等一系列與水有關的生態環境問題。如果繼續延續現有的水資源開發利用方式，按照情景一的預測結果，海河流域的生態系統將遭受無法逆轉的損害，從而并發區域經濟發展將不可持續問題。換一個角度來說，如果采取以生態環境保護為中心的水資源開發利用方式，在沒有外來水源的條件下，其結果必將如情景二所描述那樣，區域社會經濟發展因此受到極大制約，甚至有可能產生經濟倒退現象，其前景也是不足取的。從情景一、二預測結果分析表明，如果沒有外來水源，海河流域今后的發展勢必陷入在經濟和生態間進行兩難選擇的困境。
改革意味著進取，是一種積極的探索。筆者不揣淺陋，亦在單元教學問題上進行過探討。本人稱之為“單元流水教學法”，其具體內容是：按照教學常規，根據“大綱”要求和教材內容特點及教育對象的實際，制定單元教學目標和計劃，實行板塊式的整體性知識網絡教學；其具體做法是：讓任課老師各自承擔一個單元的教學任務，依次給同年級所有班上課。比如我們學校，一個年級共有八個班，四位語文老師，新學期伊始，讓A承擔第一單元，B承擔第二單元，C承擔第三單元，D承擔第四單元的教學任務，每單元擬用兩周的時間教完，A在一、二班完成第一單元的教學任務之后，再到三、四班上課，B在三、四班教完第二單元之后再到一、二班上課……依次實行流水式教學。當第一輪全部教完之后，任課教師根據單元內容和教學實際，精心設計單元知識檢測題，對學生的學習進行查漏補缺。然后，教師再分別承擔另一個單元的教學任務。這樣，每學期一位教師只承擔兩個單元的教學任務。實行這種單元流水教學法的優點是：
一、能最大限度地節省教師的備課時間（一個教案由原來使用兩次變成使用八次）減輕教師的勞動強度。將語文教師從備課批作業的勞動中解放出來，使其有更多的精力，從事教材、教法的研究。采用單元流水式教學，第一、二周，教師認真鉆研教材精心設計教法，編寫教案，此后，便輕車熟路、游刃有余地為其他班上課，除上課、批作業之外，節省出的備課時間或用在同各年級或同科教師之間的相互聽課上，或用于業務自修（以往只是忙于備課、批作業，在語文教學及教育理論的學習研究方面，太缺乏時間和精力去提高教學水平）。
二、能深入挖掘群體智慧，切實走集體備課的道路。傳統的模式化教學，每位教師擔任兩個班的課，一包到底，三年一貫制。教師只對自己任教的兩個班負責，備課時各人備各人的，盡管教研活動時常提集體備課的重要性，但集體備課也只往往流于形式。實行這種流水教學法之后，各人的責任就不只限于自己教的兩個班，而是對同年級所有的學生負責。這樣在教學活動中，大家互相熱情地提供備課資料，對教學中的知識點、重點、難點的確立和解析方法各抒己見，暢所欲言，并將在以往教學中的經驗或教學心得也毫不保留地奉獻給同道，以資切蹉，集體備課得到實質性的落實。
三、能揚長避短，更好地發揮各自的教學水平，提高教與學的質量。俗話說：“寸有所長，尺有所短。”一位語文教師或擅長教散文，或詩歌，或小說，或戲劇。教研組長可根據各人所長，分配教學任務，讓各位教師分擔各自擅長的教學內容，以便更好地發揮個人的才智，取得最佳的教學效果。
四、能將教學過程中反饋來的信息及時處理，不斷總結教學經驗，充實教案，完善教法，并將經驗有效地用于以后幾個班的教學實踐。而傳統的教法，如果在A班的教學中得到點反饋信息或有些教學反思，最多只能用于B班，但在B班得到的信息或啟示就無用武之地了。盡管教育主管部門經常強調寫教學反思的重要性，但教案紙上“教學反思”欄目中出現的只言片語的“反思”，也只是一種敷衍的文字而已。這或許是我們中學語文教學收效不大的主要原因。
五、采用“單元流水教學法”，每隔兩周換一位語文老師，能使學生對老師的教態、語勢等有一種新鮮感，從而獲得新刺激，激發愉悅的學習情緒，產生情趣和求知欲望，在興趣盎然的氣氛中學習知識，培養能力，提高學習效率。
傳統的三年一貫制、一包到底的教法，往往使學生對老師的教學產生一種司空見慣、習以為常的心理，即使老師有意識地變換一下教法，學生還會認為是“換湯不換藥”的老一套，不以為新或不以為然，便不會產生新刺激，學習的質量和效率就不會有大幅度的提高。對于“經常換一下老師，學生是否會適應教師的教學”這一問題，大可不必擔心，教育心理學告訴我們：學生聽一位陌生教師的講課，比老是聽一個教師講，注意力更容易集中。而教材內容的跳躍，也不會成為學生學習的障礙。在中學各科教學中，語文教學獨具特點，即此科不同于其他科具有章節上的邏輯連貫性。其他科如果采用這種內容上具有跳躍性的教學，學生聽起來肯定吃力，無法接受。而語文教材內容的編排，議論文、記敘文、小說、詩歌、散文、戲劇、文言文等，都有相對的單元獨立性和完整性，讓學生先學哪個單元的內容，區別不大。正如我們平常吃飯，先吃饅頭后喝稀飯，與先喝稀飯后吃饅頭，效果是一樣的。
六、實行單元流水教學法，能極大地調動教師教學的積極性。“八仙過海，各顯神通”，使業務熟練的老手精益求精，新手則可借此機會教學相長，百煉成鋼。這種流水教學法本身存在著很大的競爭機制。各任課教師的教學實力和水平，在全年級同學面前曝光亮相，孰優孰劣，在學生心目中如明鏡一般。從教師本身角度看，人人都想讓學生覺得自己這一課講得最好，哪位教師在教學上不使出渾身解數，盡心力而為之？教學質量的提高，自不待言。
七、關于作文教學。作文教學是語文教學的重要一環，學生知識面的寬窄，閱讀水平的高低，分析問題的能力等，都能從作文中體現出來。采用流水教學法，教師根據單元文章體裁、內容、特點，確立寫作訓練的體裁和內容。教師可對以前一兩個班學生的作文進行精批細改，從中找出一至兩篇好文章加以潤色，作為范文刻印出來，講評時分發給學生，教師以審題立意、選材、謀篇等為重點，認真搞好講評。并指導學生結合范文，自批作文，以提高學生寫作和修改文章的能力。這樣，一個學期下來，學生手中就有各種文體的大小作文的范文十幾篇，三年之后，就有七八十篇乃至更多篇的優秀作文在手，學生時常翻閱這些優秀作文，對提高閱讀和寫作水平，是一個很好的幫助。
1.1提高電商物流管理的信息化水平提高電商物流管理的信息化水平是提高珠三角地區電商物流管理工作效率的首要辦法。首先，相關企業應該應該研發并引進先進的電商物流信息化管理技術，以具體的科學技術為依托，從而提高珠三角地區的電商物流管理水平。另一方面，國家有關部門也應該給予電商企業和物流管理部門相應的政策和資金支持，使其有能力自主研發和引進先進管理辦法和管理技術，從整體上提高該地區電商物流管理的信息化水平。
1.2研發先進的電商物流配送方法研發先進的電商物流配送方法是現階段解提高電商物流管理效率的另一主要辦法。一方面，珠三角地區的電商物流企業要提高其自身的配送速度，即提高物流監控系統對配送業務流程的實施監控效率，具體方法為：當整個物流系統中的一個神經末端接收到相關的配送信息時，系統則通過相應程序以最短的時間配置出相關電商產品配送的合理方案，并在制定計劃后，立即展開相應的配送工作。另一方面，作為先進電商物流配送方法的重要組成部分，加快實現配送功能的集成化不僅可以提供傳統意義下的電商物流配送，同時也可以根據用戶的具體需求，進而為其提供高水平的物流配送服務，并最終提高電商企業物流管理的效率[5]。
1.3加強專業人才的培養力度加強電商物流管理專業人才的建設和培育力度是從根本上提高電商物流管理工作效率的重要手段。首先，珠三角地區的高校應該提高對電商物流管理專業的重視程度，并將電商物流管理專業的建設提升到促進高效發展的戰略高度上，從而提高學生對本專業的重視程度，使其意識到加強電商物流管理的學習不僅關系到自身的學業發展，同時對于國家電子商務的發展也具有重要的促進作用。另一方面，電商物流企業也應該在發展過程中加強對專業人才隊伍的建設力度，并引進先進的管理辦法和管理手段，使其有效服務于企業的人才建設，并最終提高企業電商物流管理的工作效率[6]。
2.珠三角地區電商物流管理的發展趨勢
2.1電商物流一體化管理所謂物流一體化是指以整個物流系統為核心，由物流企業、生產和銷售企業以及消費者等共同構成的整個物流供應鏈，且該物流供應鏈具有較強的的系統性和可操作性。隨著我國社會主義市場經濟體制的不斷完善，未來，電商物流企業間的競爭必將愈加劇烈，而要在激烈的市場競爭當中獲得生存和發展的機會，企業則必須加強墊上物流的一體化管理，從整體上提高電商物流的配送效率和管理效率。例如，企業可以對相關電子商務產品在當前市場下的具體發展情況和產品優勢進行分析，并結其物流配送的具體流程，從而制定符合產品特色的物流配送管理方案，從根本上提高電商物流管理的工作效率，進而使企業占據電子商務市場的主導地位。
2.2電商物流向社會化物流發展在21世紀全球經濟、信息一體化的大的時代背景下，包括物流產業在內的我國社會眾多生產領域均在向趨于網絡化和社會化的方向發展，其具體體現在電商物流配送中心的社會化運作和管理上。一方面，電商客戶需求的個性化與多樣化要求電商物流系統具備較高的社會化水平，而為了滿足客戶的多方面需求，電商物流企業則需要通過建立一個一體化的物流配送服務中心，從而在為客戶提供相應的倉儲和運輸服務同時，也能滿足相關客戶的個性化需求。另一方面，為了提高企業的生產力和競爭力，從而使企業獲得較大的經濟效益，電商物流的社會化轉變也將成為其自身發展的必然趨勢，因為具備社會化性質的電商物流管理不僅可以縮短客戶接收相關產品的時間，同時也簡化了物流流程，進而從多方面物流控制與管理的角度為企業樹立了良好形象，并使電商物流企業的競爭力獲得大幅度提高。
2.3自建電商物流與第三方流相結合除了一體化管理和社會化管理等發展趨勢外，珠三角地區的電商物流管理也必將向自建物流與第三方物流相結合的方向合理發展，而這種發展方式又被成為物流聯盟。所謂物流聯盟是指由加工制造企業、銷售企業以及電商物流企業共同組成，且上述三者通過簽訂正式協議的方式從而確定其互相間的合作關系。一方面，在物流聯盟中，成員企業間相互獨立，各個企業中的資源以各種可能實現互相共享的方式來促進資源的優化配置并提高企業的經濟效益，這種“1+1>2”的盈利方式不僅加強了電商生產、銷售企業與物流企業的合作，同時，也使得合作后相關業務為企業帶來的利潤遠遠高出企業自身運作所產生的利潤，有效促進了企業的經濟發展。另一方面，除了相互獨立外，物流聯盟中的成員企業也存在著相互依賴的關系，這種相互依賴的方式不僅使成員企業間具有明確的分工并使其充分發揮自身的行業優勢，同時也減少了成員企業間的內部對抗和沖突，從而使得供應商可以為客戶提供更高質量的電商物流服務，并最終提高企業的核心競爭力。
3.結論
（一）留守兒童家庭教育存在的問題
1.留守學生的父母
教育認識上的錯誤家庭教育和父母關愛在孩子成長中起著至關重要的作用。但父母卻沒有這樣的認識，他們許多根本就沒有意識到自己在家庭教育中的重要作用，不清楚家庭教育的缺失對孩子會有什么樣的后果，也不懂得家庭教育的真正涵義，把教育問題只理解為學校教育，也只寄希望于學校、推托與學校，大部分人對孩子的關愛只停留在物質層次，忽略了孩子必不可少的情感心理關懷、品行和道德培養。
2.留守學生監護人
重養不重教，難當教育管理的責任監護人通常是孩子的祖父母、外祖父母的，稱為隔代監護。他們大都把孩子的安全放在第一位,吃飯穿衣，但求物質、生活上對孩子的滿足,而其它方面，農村老人自己文化水平就不高,想管也管不了；單親監護人的勞動負擔都很重，過重的勞動負擔讓他們無暇顧及孩子，對孩子的照料和教育也會缺乏耐心；其他的親戚之類的監護人，也對孩子深不得，淺不得，唯恐其因父母不在而感覺“寄人籬下”，各方面不敢苛責，從而降低了對孩子的要求。
（二）學校層面存在的問題
留守學生是伴隨農村人口大規模流動而產生的，這要求傳統的農村學校教育適應時代變化，對留守學生的教育問題有應對之策。然而，很多農村學校的教師和領導并不認為這是很要緊的問題也就不那么重視，顯然他們還未意識到留守學生教育問題的嚴重性。只是認為留守學生難教難管，也對此類問題抱著習以為常、抱怨、推托的態度。教師對此問題受精力、能力和傳統觀念等因素的限制，而農村學校則是因為經費嚴重短缺，而且教育編制緊張而無力顧及。
（三）政府層面存在的問題
在時間上，農村留守學生比流動學生出現的稍微早一些或幾乎同時出現，但在很長一段時間內,進城務工的農民子女和流動人口子女單指流動兒童,解決流動人口子女的教育問題主要成了解決流動兒童的教育問題，而對地處偏遠農村的留守學生卻極少關注。流動兒童身處城市,因為媒體關注而獲得輿論的支持,才引起政府的高度重視，而農村留守學生困難進入媒體的視野,還缺乏社會表達途徑，得不到輿論的支持，因而很難成為政府的議題。但即使在這個問題日益凸顯的今天，政府也沒有就農村留守學生教育問題采取實質性的的措施，缺乏相關的指導政策和經費保障。
二、新時期農村留守兒童教育管理存在問題的原因
（一）社會層面支持動力不足
1.社會支持力度不夠社會方面
對農村留守兒童的關注越來越多，但還是主要停留在對他們生活條件等物質基礎上的關心，而對農村留守兒童心理健康、安全守護等精神層面關注的少，對農村留守兒童教育存在的問題也尚未引起廣泛重視。調查發現，長期以來，社會對農村留守兒童的認識，存在著狹隘認識誤區，表現在認為農村留守兒童的關心重點是生存權利、生命安全的保障，忽視了對農村留守兒童的管教和全面發展需求。農村留守兒童教育問題的解決需要形成政府主導，社會參與來共同互動應對。社會組織發展度不高，沒有發揮出政府“減壓閥”和“調節器”應有的作用。
2.社會環境的不利影響
社會是人成長成才的重要場所，農村留守兒童正處于成長階段，需要良好的社會環境。對正常家庭而言，父母充當了阻擋不良社會風氣的第一道防線，對農村留守兒童而言，當生活在復雜混亂的社會環境中，缺少父母的言傳身教，容易受到各種不良社會風氣的侵害，教育上面臨著嚴峻挑戰：地區網吧、臺球廳等游戲攤點成為農村留守兒童課外娛樂的主要場所，加之農村地理位置偏遠監管力量薄弱，嚴禁未成年人進入的制度規定執行不好，使農村留守兒童沉溺其中，并增多了沾染打架、賭博、抽煙等不良習氣的社會風險。
（二）學校方面沒有力行教育管理全部職能
1.學校素質教育工作滯后
教育主管部門一直大力推行素質教育，加大學校素質能力拓展，但是以考論英雄的方式沒有改變。農村學校辦學思想依然存在應試教育的偏差，出現了重智育輕德育，忽視對學生道德素質及心理素質等方面的干預，使學校缺少提升素質、培育德行的良好環境，使孩子成長過程中一味的學習書本知識，素質教育形成了歷史欠賬，在成長中很難彌補。對非農村留守兒童來說，家庭或多或少為提高孩子的素質采取各種補救措施，如培養業余興趣、開發智力等，但是這受到家長的自身認識和受教育程度的制約，對農村留守兒童來說，本身就缺少家庭教育的第一道關口，當學校德育工作的缺失，不良道德行為習慣的形成也在所難免。
2.學校教育和家庭教育聯系不緊密
學校與家庭對農村留守兒童教育中能否有效銜接，對解決農村留守兒童教育工作意義重大。農村留守兒童因家庭教育缺失引起的各類問題，如性格上的、心理上的、社交上的等等，需要學校和家庭間的有效銜接，以求學校教育中彌補家庭教育的缺失。從調查看，學校和家長、監護人之間溝通聯系不密切，尤其是受父母在外打工的影響，不具備實現兩者溝通客觀條件，學生家長不能參與到學校教育中，錯過了把家庭教育和學校教育有機整合的有效途徑。這無疑加劇了學校和家庭間脫節現象的發生。學校與家庭是孩子成長過程中最重要的兩個環境，當兩者間溝通不暢，學校教育中缺少對留守兒童真實情況的了解，失去了知識教育外培養的針對性，使農村留守兒童教育管理問題不可避免的出現并放大。
三、新時期農村留守兒童教育管理策略
（一）家庭層面
1.父母要提高認識
轉變家庭教育觀念父母對孩子的愛是教育，生活的教育，做人的教育。若父母一方甚至雙方缺席,都會在孩子的人格上形成某種障礙,影響他們今后成為一個健全的社會成員。因此，隨著流動兒童在城市受教育環境的不斷改善,外出務工父母在條件允許的情況下，應盡可能地把自己的孩子帶在身邊。小學至初中這個年齡段的孩子一般說來更需要父母的關愛，不要僅僅以滿足他們的物質要求，來彌補親情的缺失。
2.提高家庭教育責任感
積極配合學校教育作父母的外出之前務必做好孩子的安排，要考慮孩子的教育環境，慎重選擇孩子的監護人，而且盡可能選擇有精力和能力乃至素質高一點的監護人照顧孩子的學習和生活；要協調好監護人、孩子和學校之間的關系,囑托監護人積極主動配合學校教育,盡量經常的與孩子交流各方面的情況，積極營造完整、和諧的家庭氛圍。
（二）學校層面
1.學校需要介入家庭教育指導
學校應充分發揮教育的優勢功能，加強家庭教育指導，提高他們的教育水平，給家長及孩子監護人傳授正確的家庭教育技能和方法。可以通過印制家庭教育指導手冊,剪貼各種有關家教的資料等,使家長懂得家庭教育的重要性，喚醒對子女全方位教育的責任，或在可能的情況下常回家看看，或常用電話與在家的孩子及其老師多溝通，讓子女感受到父母的關懷、家庭的溫暖。引導家長處理好家庭各項職能之間的關系，對外出務工和教育孩子應作全面考慮，慎重對待。
2.加強寄宿制學校管理
第一，任課老師和班主任要對班級里的“留守學生”要關注、鼓勵和幫助。第二,學校應在政府的支持下盡量改善學生寄宿條件或開辦專門的留守兒童宿舍，給這些孩子提供比較好的學習和生活環境。第三,配備專門的生活教師，加強寄宿制學校的日常管理。同時，學校應有專門的機構和人員來承擔與留守兒童家庭的聯系，建立起學校與監護人的溝通渠道。第四，重視心理健康教育。針對留守學生品德行為偏差和心理障礙問題,學校要定期開展思想、情感教育,開展心理咨詢、心理輔導工作。第五,多開展豐富多彩的有益身心的活動來吸引學生。
（三）政府層面
1.加大對農村教育的投入和關注
政府要加強農村寄宿制學校的建設,而且加大建設力度,不斷完善其基礎設施,要盡量為農村“留守學生”提供較好的生活、住宿條件；針對學校周圍的游戲廳、網吧、出租小說的書屋、小餐館以及游戲娛樂場所，出臺強制性的措施，以凈化校園周邊環境；重新制定合理的教師編制標準，要增添專職生活輔導教師的配置；整合社會力量，鼓勵社會資本投入農村教育,支持社會力量舉辦民工子弟學校。
2.要加快推進相關立法
