2.1.2 水资源系统的概念
1.水资源系统的概念
水资源系统指的是一定区域内的水源、供水、用水、水处理、容纳和水资源管理6个子系统(要素)构成的整体,它们之间相互联系、相互作用、相互制约,形成特定的系统结构和适应环境的特定功能;它从属于生态系统。
(1)水源子系统是指由地表水、地下水、调入水和回用水组成的原水子系统。对不同的区域,其包括的原水亦有所不同。
(2)供水子系统是指能供给生活和生产一定水质与水量的工程系统,它包括蓄水、引水、提水、海水淡化、污水净化工程等。供水系统可以把一定区域内的地表水、地下水、过境水、外流域水以及海水、咸水等通过蓄、引、提、净化等方式提供给生活、生产各部门使用。
(3)用水子系统是指由生活用水、农业用水、工业用水、生态用水等几个部分组成的系统。不同区域发展的性质、结构、规模、气候条件、供水条件、经济条件、社会条件不同,用水也不相同。
(4)处理子系统是指对用水子系统使用后污染的水进行水质处理的系统。处理子系统包括一级污水处理厂、二级污水处理厂、土地处理子系统、氧化塘、生态工程处理子系统等。
(5)容纳子系统是指用水子系统和处理子系统排出废水的接纳子系统。河流、湖泊、海洋等水体是容纳子系统的主要组成部分。
(6)管理子系统是对上述5个子系统进行管理的组织系统,其目的是使其处于稳定、有序的状态。如果把前5个子系统看成是自然的或人造的系统“硬件”,那么管理子系统就是系统的“软件”,它是保护水资源系统正常、稳定、优化运行的重要组成部分。
2.水资源系统的结构
结构是系统的构成要素在时空连续区上的排列组合的形式和相互作用的方式,是系统构成要素的组织形式和秩序。结构是系统诸要素有序化的直接形式,是系统固有的属性。水资源系统的结构如图2-1所示,其形似托盘上的钻石。
图2-1 水资源系统“钻石”结构
水流依次从水源(ABCD锥体)、供水(BCDG锥体)、用水(BDFG锥体)、处理子系统(BDEF锥体),流入容纳子系统(ABDE锥体)后返回水源子系统,形成水循环。其中BD线是这5个子系统的交汇处,表明工程级在该线处形成环流,工程级与自然级在该线处进行交换。管理子系统通过A点支撑着水循环过程,控制“钻石”的稳定与平衡,并通过ABD、BCD、BDG、BDF和BDE五界面对水循环过程进行管理。
以上6个子系统各自的作用是不同的。供水子系统需要一定数量的水,水源子系统则负责提供相应数量的水;用水子系统既需要一定数量又需要一定质量的水,供水子系统则负责提供相应数量和质量的水;容纳子系统要求排入的水应达到一定水质标准,处理子系统则负责处理污水,使之满足容纳子系统的要求;协调各子系统之间的供需矛盾,以及卫护水资源系统与环境的生存是管理子系统的任务。因而水源子系统考虑水量的问题,供水和用水子系统则考虑质和量两个方面的问题,处理和容纳子系统则主要考虑质的问题。