一、研究背景
水资源是维系生态系统稳定、保障社会经济可持续发展的基础性战略资源,也是水利工程建设实施与运行发展的核心依托。在新时代治水方针指引下,我国水利建设逐步从传统工程建设模式转向绿色化、精细化、节约化高质量发展模式,对水利工程全过程水资源管控、节水降耗、生态保护提出了更高标准与更严要求。水利工程施工阶段作为项目建设的关键周期,涉及土方开挖、混凝土浇筑、基础养护、河道疏浚、设备调试、现场降尘、施工生活保障等大量用水环节,用水类型涵盖生产用水、生活用水、降尘用水、养护用水等多元类别,同时伴随基坑排水、施工废水、地表汇水等排水行为,水资源的取用、消耗、排放与调配贯穿整个施工过程,是工程水资源管控最复杂、最关键的阶段。
我国水资源时空分布不均、区域供需失衡特征显著,部分流域和区域水资源承载力偏弱,生态用水、农业用水、生活用水与工程施工用水矛盾长期存在。随着重大水利工程建设规模持续扩大,施工场地覆盖范围广、工序交叉多、用水总量大、用水工况复杂,传统粗放式的水资源管理模式已无法适配新时期水利绿色施工的发展要求。在工程施工实践中,多数施工单位重点关注施工质量、施工安全与工程进度,对施工期水资源的统筹管控重视不足,普遍存在用水规划缺乏系统性、水资源调配随意性强、各工序用水配比不合理、重复用水率低、废水资源化利用率不足等问题。不仅造成大量淡水资源浪费,提升工程建设成本,还容易引发局部河段水量扰动、水环境超标、水土流失、生态流量不足等次生问题,对区域水文生态平衡造成负面影响。
当前水利行业大力推行绿色施工、节水施工、生态施工理念,水资源高效管控与科学调配已成为水利工程施工管理的重要考核指标。但从现有工程实践来看,施工期水资源管理仍存在明显短板。一方面,施工用水缺乏动态统筹规划,未结合施工工序特点、现场用水需求与区域水文条件制定差异化调配方案,枯水期供水紧张、丰水期排水无序的问题较为突出;另一方面,水资源利用体系较为单一,再生水、基坑排水、施工废水资源化回用率偏低,水资源循环利用体系不完善;同时,施工现场缺乏精细化管控手段,用水浪费、跑冒滴漏、无序排水等现象普遍存在,严重制约水利工程绿色建设水平的提升。在此背景下,开展水利工程施工期水资源高效管理与调配策略研究,破解施工用水管控粗放、调配不合理、利用效率低等核心问题,具有极强的行业现实需求与实践必要性。
二、研究意义
(一)理论意义
本研究能够进一步丰富水利工程绿色施工与水资源优化配置的理论体系,完善施工期水资源精细化管理的理论框架。现阶段国内水资源优化配置研究多集中于工程运行期、流域整体水资源调度、农业与城市水资源利用等领域,针对水利工程施工阶段专项水资源管理与动态调配的系统性研究相对薄弱,尚未形成适配施工复杂工况的水资源调配理论体系与管控逻辑。本研究立足水利工程施工全工序、全场景用水特征,系统剖析施工期水资源消耗、利用、排放与循环的内在规律,厘清施工用水、生态用水、生活用水之间的平衡关系,明确施工期水资源高效调配的核心原理与管控要点。
同时,本研究将绿色施工理论、水资源优化配置理论与工程施工现场管理理论深度融合,细化水利工程施工场景下水资源节约、循环利用、动态调配的理论内涵,弥补当前施工期水资源精细化管理的理论空白,为同类水利工程水资源管控研究提供理论参考与思路借鉴,推动水利工程施工水资源管理理论向系统化、精细化、专业化方向发展。
(二)实践意义
在工程施工层面,本研究能够有效解决水利工程施工期水资源利用粗放、调配无序、浪费严重的现实问题。通过构建科学高效的水资源管理与调配策略,可实现施工各工序、各区域、各阶段用水的统筹规划与精准分配,优先保障核心施工工序用水需求,优化非关键工序用水配比,大幅提升水资源利用效率,减少无效用水与水资源浪费,降低工程施工用水成本与水处理成本,提升工程施工的经济性与规范性。同时,通过规范施工排水、提升废水资源化利用率,能够有效减少施工污水无序排放对河道水质、流域生态的扰动,实现施工建设与生态保护协同发展,助力绿色水利工程建设落地。
在行业发展层面,本研究形成的系统化调配策略与管理模式,可广泛适配大坝、堤防、河道治理、泵站、渠道等各类水利工程施工场景,具备较强的通用性与可复制性。能够为一线施工单位提供可落地、可操作的水资源精细化管理方案,规范施工现场用水排水管理流程,提升水利工程绿色施工标准化水平。同时,能够有效缓解区域施工用水与生态、农业、生活用水的供需矛盾,保障区域水资源动态平衡,提升流域水资源承载能力与水安全保障水平,契合水利行业节水降耗、生态优先、绿色发展的总体发展趋势。
在管理升级层面,本研究能够推动水利工程施工管理从传统重进度、重质量的单一管理模式,向质量、安全、进度、节水、生态多维度协同管理模式转型,丰富水利工程施工现场精细化管理内容,助力水利工程建设高质量、可持续发展,为新时期水利绿色施工体系建设提供实践支撑。
三、研究内容
本研究立足水利工程施工期水资源管理与调配现存问题,以提升水资源利用效率、优化水资源调度配置、降低水资源损耗、保护流域生态环境为核心目标,结合水利工程施工工况复杂、用水环节多样、用水需求动态变化的特点,开展系统性研究,核心研究内容如下。
(一)水利工程施工期水资源利用现状与问题研究
系统梳理水利工程施工期各类用水、排水的基本特征,全面划分施工用水类型,涵盖混凝土养护用水、施工机械用水、降尘降温用水、基坑施工用水、现场生活用水等生产生活用水类别,同时梳理基坑排水、施工废水、雨水径流等排水资源类型。结合各类工序的施工特点,分析不同施工阶段、不同施工场景的用水需求规律、用水总量特征与水资源消耗特点。通过梳理现有工程施工案例与现场管理现状,系统总结当前施工期水资源管理存在的核心问题,重点分析用水规划不系统、水资源调配方案粗放、工序用水分配不合理、水资源循环利用率低、废水处置不规范、生态用水兼顾不足等现实问题,并深入剖析各类问题产生的管理、技术、制度层面成因,为后续策略构建提供靶向性依据。
(二)施工期水资源影响因素与供需平衡机制研究
结合区域水文条件、气候特征、施工布局、工序安排等多重因素,系统探究影响水利工程施工期水资源管理与调配的核心要素。重点分析河道来水条件、季节水文变化、施工场地布局、交叉施工工序、用水设备效率、排水处置方式等因素对水资源供需平衡的影响机理。同时,统筹施工生产用水、现场生活用水、流域生态基流用水、周边农业取水等多元用水需求,探究施工场景下各类用水的冲突机制与平衡逻辑,构建施工期水资源供需平衡分析体系,明确不同工况下水资源调配的约束条件与调控重点,为动态、精准的水资源调配策略构建提供科学依据。
(三)水利工程施工期水资源高效管理体系构建
立足现存管理短板,构建系统化、精细化的施工期水资源管理体系。首先确立施工期水资源管理的核心原则,坚持节水优先、统筹兼顾、动态适配、循环利用、生态可控的管理原则,兼顾工程施工需求与区域生态水资源安全。其次,完善施工现场水资源管理制度体系,规范用水审批、取水管控、节水管控、排水治理、水质监测等全流程管理要求,杜绝无序用水、随意排水行为。同时,搭建施工水资源精细化管控模式,针对不同用水工序制定差异化用水标准,严控各环节用水损耗,强化施工现场跑冒滴漏治理,落实分区、分工序、分时段用水管控,全面提升施工现场水资源规范化管理水平。此外,重点完善施工废水、基坑排水、雨水资源的回收与循环利用管理机制,提升再生水资源利用率,实现水资源节约化利用。
(四)施工期水资源动态优化调配策略研究
结合施工工序动态变化与水文条件波动特征,构建适配水利工程全施工周期的水资源动态调配策略。针对枯水期、丰水期不同水文工况,结合关键施工节点与普通施工阶段的用水差异,制定分层、分类的水资源调配方案。在水资源供给层面,优先保障混凝土浇筑、基础养护等核心工序用水需求,合理调控辅助施工用水、生活用水配比,实现水资源精准分配;在排水调度层面,根据河道生态流量要求,优化施工排水时序、排水量与排水路径,避免集中排水、无序排水对河道水环境的冲击。同时,结合施工区域水资源供需矛盾,统筹调配新鲜水源与再生水源,推行优水优用、分质供水的调配模式,最大限度提升水资源利用效率,平衡施工用水与生态用水、周边用水的供需关系。
(五)调配策略的优化完善与应用路径研究
结合水利工程施工实际场景,对构建的水资源管理与调配策略进行适配性检验与优化完善,梳理策略落地的关键要点与实施路径。针对不同规模、不同类型水利工程的施工特点,细化差异化调配细则,提升策略的通用性与针对性。同时,结合施工现场管理实际,提出策略落地的保障措施,从人员管理、制度建设、技术支撑、现场管控等方面完善实施体系,形成一套可落地、可推广、可复制的水利工程施工期水资源高效管理与调配实操方案,有效解决施工期水资源浪费、调配失衡、生态扰动等核心问题,全面提升水利工程施工水资源精细化、绿色化管理水平。

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