#碳中和##碳达峰##双碳目标##能源数字化#
【能源数字化是碳中和的助推引擎 应抓好数据治理】
目前，我国年碳排放量在100亿吨左右，按照“3060”战略部署，到2030年实现碳达峰时，我国碳排放量将控制在116亿吨左右，此后碳排放量逐年下降，到2060年左右与碳吸收量相等，从而实现碳中和。
当前我国碳吸收量为12亿～14亿吨，净排放接近90亿吨。由于自然界中碳吸收主要靠植物光合作用，也就是生态碳汇，其总量受国土资源禀赋制约较大，增长潜力很小。若工业级碳吸收（工业碳汇）技术不实现大突破，尤其是技术经济性不实现大突破，则只能依靠减少碳排放量来实现碳中和。由于碳排放量与工业生产规模、效率强相关，需要在减少碳排放的同时，减轻对经济增长的影响，可以说实现碳中和的任务极为艰巨。
能源行业是碳中和的关键
从行业来看，我国碳排放来源占比分别为：火电45%；重、化工35%；交通1.5%以及其他5%。不难看出，在我国碳排放总量中，几乎所有的碳排放都与能源有关，都产生于能源的生产、储运和使用环节。因此可以认为，碳中和问题本质上就是能源问题，解决问题的途径就是减少能源全生命周期过程中的碳排放。目前主要可以从两方面实现，一是调整能源结构，二是节能。
先来看调整能源结构。首先应该考虑提高非化石能源生产端的比例。
根据国家统计数据，目前我国非化石能源年产量折合标准煤7.3亿吨左右，占全部一次能源生产的18%，年发电量为2万亿千瓦时，占全部发电量的28%左右。我国二次能源（主要是电能和成品油气）的生产中，煤电年发电量约5.2万亿千瓦时，占全部发电量的69%左右，能源生产的整体结构与前述碳排放结构是吻合的。因此，未来几年我国将大力发展非化石能源生产，除了发展集中式的大规模风电、光伏、光热、生物质等非化石能源之外，也鼓励发展新能源为主的分布式能源，形成“新能源为主体的新型电力系统”。
其次，应该考虑在用能侧发展电气化，逐步实现在交通、餐饮、家庭等领域的电能替代。当然，电能替代应该与生产侧的非化石能源替代步调保持一致，在能源生产结构没有根本改变的情况下，用能侧的电能替代不能真正起到降低碳排放的作用。
再来看节能。限于我国的资源禀赋现状，无论是降低火电比重，还是提高生态碳汇能力，在现实经济环境下都难度较大，因此通过采取节能措施，降低能源消耗，降低能耗强度，从而降低碳排放强度，就成为实现碳达峰碳中和目标的另一个关键。
按照国务院在2021年10月26日发布的《2030年前碳达峰行动方案》，我国的目标是到2025年，非化石能源消费比重达到20%左右，单位国内生产总值能源消耗比2020年下降13.5%，单位国内生产总值二氧化碳排放比2020年下降18%，为实现碳达峰奠定坚实基础；到2030年，非化石能源消费比重达到25%左右，单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65%以上，顺利实现2030年前碳达峰目标。这样的目标如果能实现的话，将是全世界范围内有史以来碳排放强度的最大降幅。
国家能源系统是一个复杂体系，不管是调整能源结构还是节能减排，都需要抓住这个复杂体系的核心环节，实现以点带面，推动“双碳”战略的落实。2021年3月15日召开的中央财经委员会第九次会议提出，要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。
从新型电力系统的特征看，要想实现电源结构向新能源转变、输电网向可调节负荷能源互联网转变、负荷特性向柔性和生产消费兼具性转变、运行特性向更加智能的平衡与协同优化方式转变，仅仅依靠传统的能源技术是不可能的，必须引入数字技术，通过传统能源技术与数字技术的融合，实现能源系统的整体数字化转型。
算法+数据，助力新型电力系统的平衡与优化
数字化是对传统信息化技术和工业技术（对能源行业而言，就是能源生产和运行技术）的发展、融合与创新。
对传统能源技术而言，它融合了信息技术尤其是互联网、物联网、大数据技术近年的进展，使能源系统能够产生和交换数据，能够跨时空互联互通，能够基于数据进行分析、预测和优化；对信息技术而言，它使信息系统能够突破人工录入数据、记录数据、统计和分析数据等传统的管理信息系统模式，成为与能源技术系统（包括自控系统）在网络上、功能上、数据上全面融合的能源数字系统。所以能源数字化是新一代的企业技术体系。
关于数字化，有三点需要指出：
第一，深度融合。数字化的终极目标是实现工业技术和信息技术的两化深度融合，在未来的能源系统中，数字技术或者数字化子系统是能源系统不可分割的一个天然组成部分，就像如今的电力电子和自控系统是电力系统的有机组成部分一样。
第二，数字化与信息化的关系。有些观点把数字化与信息化对立起来，或者并列起来，认为两者是完全不同的系统，这样的认识是不正确的。数字技术继承和发展了信息技术，从本质来讲，它是信息技术在新时代的一种表现形式。
第三，数据是核心资产。数字化时代，数据是核心，数据是数字化系统的源头，也是数字化系统的结果，只要抓住了数据，无论技术如何变化，供应商如何更替，企业都不会受到根本影响，从这个意义上讲，数据也将成为企业的核心资产。
除了数字化，新型电力系统的建设还有一个关键词——“平衡”。
其实，对能源行业而言“平衡”无处不在：在生产领域，追求的是投入的物料（原料、燃料）与产出物（电能、成品油）的平衡；在网络运行领域，追求的是输入的能源与输出负荷的平衡（对电网来说，就是电力电量平衡）。
可以说平衡就是能源系统在给定条件下的正常运行状态，也是系统运行的核心目标。当条件发生变化时，能源系统就会优化或劣化，直到系统被手动或自动调整适应新的条件，达到新的平衡。所以优化就是创造利于能源系统降本增效的运行条件与系统资源配置，使系统由一个较低的平衡态迁移到较高的平衡态的过程。
以新型电力系统的一个重要组成部分——末端的区域综合能源智能化为例，区域综合能源系统是一个复杂的系统，供能侧既有大电网供电，又有多种分布式能源、储能，电、热、冷、燃气、压缩空气储能等多种能源工质混杂；用能侧既要求安全、稳定、持续供能，又要求能够智慧用能，经济高效地对企业生产波动、能源市场波动、能源系统波动进行快速响应，实现能源利用效率最大化。在这种情况下，区域综合能源平衡相对于传统的配电网电力电量平衡，复杂程度要上升好几个数量级。单纯依靠传统的能源技术、电力电子与自控技术，已经很难实现整体上的平衡和优化，必须依靠数字化技术，利用数字技术与能源技术包括自控技术的深度融合，实现区域能源系统的“安稳长满优”运行。
能源数字化应抓好数据治理
数据治理（Data Governance）是组织中涉及数据使用的一整套管理行为，由企业数据治理部门发起并推行，是关于如何制定和实施针对整个企业内部数据的商业应用和技术管理的一系列政策和流程。
不同的组织对数据治理有不同的定义，我国对数据治理的定义源于国资委在《加快推进国有企业数字化转型工作的通知》，其中对数据治理的描述为“明确数据治理归口管理部门，加强数据标准化、元数据和主数据管理工作，定期评估数据治理能力成熟度。加强生产现场、服务过程等数据动态采集，建立覆盖全业务链条的数据采集、传输和汇聚体系。加快大数据平台建设，创新数据融合分析与共享交换机制。强化业务场景数据建模，深入挖掘数据价值，提升数据洞察能力”。
目前国内通常认为数据治理是一个广义的概念，包括了数据规划、组织、架构等管理以及数据工具与平台的集合，核心是对企业数据进行有效管理和利用的评估、指导和监督，通过一系列的组织、制度活动保障高质量的数据不断创新数据服务，从而实现数据资产价值最大化，为企业数字化转型提供强劲动力，为企业创造数字化价值。
数据治理为企业带来了广泛的应用价值，不仅可以改善数据质量、获得数据地图映射、改善数据管理，还可以降低企业运营风险、降低企业成本、更好地协调企业各部门之间的协作。
当下，能源企业对这些数据治理的实践主要集中在结构化数据方面，通常分为以下三种流派：第一，分析域数据治理，也称“元数据治理”。其以元数据为核心，目标是理顺数据分析建模过程，提高数据质量，为构建分析型数据应用提供保障。而元数据主要解决所谓的 “数据四问”，即我是谁？我在哪里？我从哪里来？我往何处去？第二，事务域数据治理，也称“主数据治理”。其以主数据为核心，目标是确保业务应用及其集成与交互的顺畅，提高数据质量，降低业务风险。第三，数据质量驱动的数据治理，即对业务应用、分析应用在数据采集、传输、存储、建模、利用过程中涉及的数据，针对其技术上的唯一性、一致性、完整性等质量特性，以及业务上的准确性、标准化、全面性等质量特性，进行梳理、清洗、检验、维护等治理工作。
从能源行业现状看，三种数据治理在实践过程中相互有一定的交叉，但目前还没有很好地融合三种数据治理实践，也没有出现对非结构化数据尤其是以时序数据为代表的能源大数据进行治理的典型案例，希望这一局面能够尽快得到改变。未来，建议能源企业多从泛在感知、贴源数据、高效优化、全面智能、仿真与全真等方面入手，设计和落实企业未来架构。
与能源技术本身以及信息化的发展历史一样，能源数字化其实也是一个长期的过程，不可能一蹴而就，建议能源企业能够加深认识，抓住重点，搞好顶层设计，逐步建成理想的数字化体系。
【能源数字化是碳中和的助推引擎 应抓好数据治理】
目前，我国年碳排放量在100亿吨左右，按照“3060”战略部署，到2030年实现碳达峰时，我国碳排放量将控制在116亿吨左右，此后碳排放量逐年下降，到2060年左右与碳吸收量相等，从而实现碳中和。
当前我国碳吸收量为12亿～14亿吨，净排放接近90亿吨。由于自然界中碳吸收主要靠植物光合作用，也就是生态碳汇，其总量受国土资源禀赋制约较大，增长潜力很小。若工业级碳吸收（工业碳汇）技术不实现大突破，尤其是技术经济性不实现大突破，则只能依靠减少碳排放量来实现碳中和。由于碳排放量与工业生产规模、效率强相关，需要在减少碳排放的同时，减轻对经济增长的影响，可以说实现碳中和的任务极为艰巨。
能源行业是碳中和的关键
从行业来看，我国碳排放来源占比分别为：火电45%；重、化工35%；交通1.5%以及其他5%。不难看出，在我国碳排放总量中，几乎所有的碳排放都与能源有关，都产生于能源的生产、储运和使用环节。因此可以认为，碳中和问题本质上就是能源问题，解决问题的途径就是减少能源全生命周期过程中的碳排放。目前主要可以从两方面实现，一是调整能源结构，二是节能。
先来看调整能源结构。首先应该考虑提高非化石能源生产端的比例。
根据国家统计数据，目前我国非化石能源年产量折合标准煤7.3亿吨左右，占全部一次能源生产的18%，年发电量为2万亿千瓦时，占全部发电量的28%左右。我国二次能源（主要是电能和成品油气）的生产中，煤电年发电量约5.2万亿千瓦时，占全部发电量的69%左右，能源生产的整体结构与前述碳排放结构是吻合的。因此，未来几年我国将大力发展非化石能源生产，除了发展集中式的大规模风电、光伏、光热、生物质等非化石能源之外，也鼓励发展新能源为主的分布式能源，形成“新能源为主体的新型电力系统”。
其次，应该考虑在用能侧发展电气化，逐步实现在交通、餐饮、家庭等领域的电能替代。当然，电能替代应该与生产侧的非化石能源替代步调保持一致，在能源生产结构没有根本改变的情况下，用能侧的电能替代不能真正起到降低碳排放的作用。
再来看节能。限于我国的资源禀赋现状，无论是降低火电比重，还是提高生态碳汇能力，在现实经济环境下都难度较大，因此通过采取节能措施，降低能源消耗，降低能耗强度，从而降低碳排放强度，就成为实现碳达峰碳中和目标的另一个关键。
按照国务院在2021年10月26日发布的《2030年前碳达峰行动方案》，我国的目标是到2025年，非化石能源消费比重达到20%左右，单位国内生产总值能源消耗比2020年下降13.5%，单位国内生产总值二氧化碳排放比2020年下降18%，为实现碳达峰奠定坚实基础；到2030年，非化石能源消费比重达到25%左右，单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65%以上，顺利实现2030年前碳达峰目标。这样的目标如果能实现的话，将是全世界范围内有史以来碳排放强度的最大降幅。
国家能源系统是一个复杂体系，不管是调整能源结构还是节能减排，都需要抓住这个复杂体系的核心环节，实现以点带面，推动“双碳”战略的落实。2021年3月15日召开的中央财经委员会第九次会议提出，要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。
从新型电力系统的特征看，要想实现电源结构向新能源转变、输电网向可调节负荷能源互联网转变、负荷特性向柔性和生产消费兼具性转变、运行特性向更加智能的平衡与协同优化方式转变，仅仅依靠传统的能源技术是不可能的，必须引入数字技术，通过传统能源技术与数字技术的融合，实现能源系统的整体数字化转型。
算法+数据，助力新型电力系统的平衡与优化
数字化是对传统信息化技术和工业技术（对能源行业而言，就是能源生产和运行技术）的发展、融合与创新。
对传统能源技术而言，它融合了信息技术尤其是互联网、物联网、大数据技术近年的进展，使能源系统能够产生和交换数据，能够跨时空互联互通，能够基于数据进行分析、预测和优化；对信息技术而言，它使信息系统能够突破人工录入数据、记录数据、统计和分析数据等传统的管理信息系统模式，成为与能源技术系统（包括自控系统）在网络上、功能上、数据上全面融合的能源数字系统。所以能源数字化是新一代的企业技术体系。
关于数字化，有三点需要指出：
第一，深度融合。数字化的终极目标是实现工业技术和信息技术的两化深度融合，在未来的能源系统中，数字技术或者数字化子系统是能源系统不可分割的一个天然组成部分，就像如今的电力电子和自控系统是电力系统的有机组成部分一样。
第二，数字化与信息化的关系。有些观点把数字化与信息化对立起来，或者并列起来，认为两者是完全不同的系统，这样的认识是不正确的。数字技术继承和发展了信息技术，从本质来讲，它是信息技术在新时代的一种表现形式。
第三，数据是核心资产。数字化时代，数据是核心，数据是数字化系统的源头，也是数字化系统的结果，只要抓住了数据，无论技术如何变化，供应商如何更替，企业都不会受到根本影响，从这个意义上讲，数据也将成为企业的核心资产。
除了数字化，新型电力系统的建设还有一个关键词——“平衡”。
其实，对能源行业而言“平衡”无处不在：在生产领域，追求的是投入的物料（原料、燃料）与产出物（电能、成品油）的平衡；在网络运行领域，追求的是输入的能源与输出负荷的平衡（对电网来说，就是电力电量平衡）。
可以说平衡就是能源系统在给定条件下的正常运行状态，也是系统运行的核心目标。当条件发生变化时，能源系统就会优化或劣化，直到系统被手动或自动调整适应新的条件，达到新的平衡。所以优化就是创造利于能源系统降本增效的运行条件与系统资源配置，使系统由一个较低的平衡态迁移到较高的平衡态的过程。
以新型电力系统的一个重要组成部分——末端的区域综合能源智能化为例，区域综合能源系统是一个复杂的系统，供能侧既有大电网供电，又有多种分布式能源、储能，电、热、冷、燃气、压缩空气储能等多种能源工质混杂；用能侧既要求安全、稳定、持续供能，又要求能够智慧用能，经济高效地对企业生产波动、能源市场波动、能源系统波动进行快速响应，实现能源利用效率最大化。在这种情况下，区域综合能源平衡相对于传统的配电网电力电量平衡，复杂程度要上升好几个数量级。单纯依靠传统的能源技术、电力电子与自控技术，已经很难实现整体上的平衡和优化，必须依靠数字化技术，利用数字技术与能源技术包括自控技术的深度融合，实现区域能源系统的“安稳长满优”运行。
能源数字化应抓好数据治理
数据治理（Data Governance）是组织中涉及数据使用的一整套管理行为，由企业数据治理部门发起并推行，是关于如何制定和实施针对整个企业内部数据的商业应用和技术管理的一系列政策和流程。
不同的组织对数据治理有不同的定义，我国对数据治理的定义源于国资委在《加快推进国有企业数字化转型工作的通知》，其中对数据治理的描述为“明确数据治理归口管理部门，加强数据标准化、元数据和主数据管理工作，定期评估数据治理能力成熟度。加强生产现场、服务过程等数据动态采集，建立覆盖全业务链条的数据采集、传输和汇聚体系。加快大数据平台建设，创新数据融合分析与共享交换机制。强化业务场景数据建模，深入挖掘数据价值，提升数据洞察能力”。
目前国内通常认为数据治理是一个广义的概念，包括了数据规划、组织、架构等管理以及数据工具与平台的集合，核心是对企业数据进行有效管理和利用的评估、指导和监督，通过一系列的组织、制度活动保障高质量的数据不断创新数据服务，从而实现数据资产价值最大化，为企业数字化转型提供强劲动力，为企业创造数字化价值。
数据治理为企业带来了广泛的应用价值，不仅可以改善数据质量、获得数据地图映射、改善数据管理，还可以降低企业运营风险、降低企业成本、更好地协调企业各部门之间的协作。
当下，能源企业对这些数据治理的实践主要集中在结构化数据方面，通常分为以下三种流派：第一，分析域数据治理，也称“元数据治理”。其以元数据为核心，目标是理顺数据分析建模过程，提高数据质量，为构建分析型数据应用提供保障。而元数据主要解决所谓的 “数据四问”，即我是谁？我在哪里？我从哪里来？我往何处去？第二，事务域数据治理，也称“主数据治理”。其以主数据为核心，目标是确保业务应用及其集成与交互的顺畅，提高数据质量，降低业务风险。第三，数据质量驱动的数据治理，即对业务应用、分析应用在数据采集、传输、存储、建模、利用过程中涉及的数据，针对其技术上的唯一性、一致性、完整性等质量特性，以及业务上的准确性、标准化、全面性等质量特性，进行梳理、清洗、检验、维护等治理工作。
从能源行业现状看，三种数据治理在实践过程中相互有一定的交叉，但目前还没有很好地融合三种数据治理实践，也没有出现对非结构化数据尤其是以时序数据为代表的能源大数据进行治理的典型案例，希望这一局面能够尽快得到改变。未来，建议能源企业多从泛在感知、贴源数据、高效优化、全面智能、仿真与全真等方面入手，设计和落实企业未来架构。
与能源技术本身以及信息化的发展历史一样，能源数字化其实也是一个长期的过程，不可能一蹴而就，建议能源企业能够加深认识，抓住重点，搞好顶层设计，逐步建成理想的数字化体系。
世界水日：我们需要了解地下水#地下水# #淡水# #地下水资源管理#
地下水资源的保护
地下水维持着地球上最干旱地区的生命。
从澳大利亚大阿蒂西亚盆地抽取地下水，以生产水力发电。来源：Getty Images
就在两天前（3月22日）是世界水日，这是一个庆祝水和提高20亿无法获得安全饮用水的人的认识的时刻。这一天的重点是地下水（这是重要的全球淡水资源，就位于我们眼前和脚下）。
地下水形成于地下土壤、沙子和岩石的裂缝和空间中，储存在被称为含水层的土壤、沙子和岩石的地质构造中并缓慢移动。世界上几乎所有的淡水都是地下水，在世界上最干燥的地区，地下水是生活在那里的人唯一可用的水。
2017年SCINEMA国际科学电影节纪录片OWSIA（Darkened Water）是一部关于联合国教科文组织世界遗产波斯卡纳特的电影。几千年来，波斯人（现在叫伊朗人）——使用巧妙的地下渡槽系统将水从深层地下含水层输送到水面，用于饮用和农业。
这部电影聚焦于伊朗中部城市Yazd的Zarach qanat渡槽，该渡槽为该市供水2500年，但由于官僚主义、腐败和忽视而腐烂不前。它探讨了围绕水权、含水层及其供水运河的复杂问题，称为qanats，即阿拉伯语中的通道。
隐藏在地球表面下的水占地球淡水的98%。平均而言，这种地下水提供了总用水量的三分之一，自开普敦的水危机导致冲击波波及世界各地以来，其珍贵性比以往任何时候都更加明显。
尽管如此，其监管远非理想（特别是现在全球干旱状况正在加剧，人们正在越来越多地向下钻探）。
来自澳大利亚阿德莱德弗林德斯大学的国际地下水专家克雷格·西蒙斯说，在我们开始改善地下水管理之前，我们必须更好地理解和衡量它。
“我们在地下水中遇到的许多问题是因为我们甚至对其中一些系统都没有基本地了解”。
许多地下含水层已经存在了几个世纪甚至数百万年，培育树木和植被，渗透到泥土、沙子和岩石中的空间和裂缝，并与河流、溪流、湖泊和大沼泽地相连。
农民使用钻孔从自流盆地抽水，风车产生能量从地下含水层中抽水。地下水被用来湿润大片农田。许多城市将其用于灌溉和可能不那么明显的工业流程，如啤酒和软饮料生产。利用地下水的其他活动包括采矿和煤层气体开采。
最重要的是，它是饮用水的重要来源，满足了世界一半的整体需求。在美国，一半的城市人口和几乎所有农村人口都依赖它。随着地表水源的减少，一些澳大利亚城市越来越依赖它。
地下水不是无限的资源；这就像从银行取钱而不存钱一样。
过度开发可能会导致一连串的问题。
提取地下水会导致缩水。这可能会影响脆弱的生态系统和生物多样性。例如，地下水为植被提供营养，并补充鱼类和水生无脊椎动物群落所依赖的间歇性溪流。湿溪床也是微生物活动、碳和养分回收的重要场所。
一些地区可能容纳专门居住在那里的物种。例如，在澳大利亚最大的地下水盆地大自流域，已经确定了98种特有动植物物种，这些物种面临缩水的风险。
沉降是地面因过度泵入并导致减压而下沉时发生的另一个问题。
“土地只是压缩，因为压力减轻了，这就像从轮胎中取出空气；它只是在岩石和土壤的重压下开始坍塌”。最极端的例子是在加利福尼亚州的圣华金谷，自20世纪20年代以来，那里的地面已经下降了8米多米（几乎是电线杆的高度）。
海水入侵是另一个问题。它自然沿着海岸线发生，但可以通过从附近的含水层中提取地下水而加剧。在澳大利亚等沿海人口众多的地区，这是一个主要问题。
“因此，水量和水质往往是相互关联的问题。
地下水可能会受到汽油、石油、化学品、农药和肥料等其他污染物的污染。来自矿场、垃圾填埋场、危险废物场和未经处理的化粪池的有毒物质也可以进入其中。
有科研团队试图了解地下水的一个方面是含水层充值率，这是一个重要的管理领域；比如，找到更好的方法来估计“你的银行账户充值了多少钱，而不仅仅是你花了多少钱”。
该团队还致力于提高对地下水与地表水连接的理解。这一点至关重要，因为如果单独管理，水量可能会翻倍（例如，提取的地下水可能会从附近的河流中流出）。
该团队的最新项目之一将模拟断层和屏障对矿场地下水和溶质流动的影响。
“通过将地质、水利和地球化学方法与3D数值模型相结合，将更好地了解断层和屏障在地下水文学中的作用，并提高模拟复杂地下水系统的能力”。
归根结底，世界水问题需要多种解决方案，以更好地了解和管理水，并收紧用水和效率，将所有水源都考虑在内。
“这是关于如何获得饮用水的正确供水组合，无论是地表水、水坝、河流、水库、地下水”。这是最佳的组合。
除了模拟供应方外，了解采矿、农业、煤层和页岩气开采等人类活动对地下水和生态系统的影响也很重要。该团队正在开发软件模型，以预测这些过程和影响，从而更好地为环境影响声明提供信息。
从这个意义上讲，准确地建模就像盲人的导盲犬，并希望为大型行业随意采购地下水的广泛担忧提供更大的可信度。
“这是关于研究水的使用以及这种使用对环境的影响”。“这始终是社会、经济和环境的三重底线”。
地下水资源的保护
地下水维持着地球上最干旱地区的生命。
从澳大利亚大阿蒂西亚盆地抽取地下水，以生产水力发电。来源：Getty Images
就在两天前（3月22日）是世界水日，这是一个庆祝水和提高20亿无法获得安全饮用水的人的认识的时刻。这一天的重点是地下水（这是重要的全球淡水资源，就位于我们眼前和脚下）。
地下水形成于地下土壤、沙子和岩石的裂缝和空间中，储存在被称为含水层的土壤、沙子和岩石的地质构造中并缓慢移动。世界上几乎所有的淡水都是地下水，在世界上最干燥的地区，地下水是生活在那里的人唯一可用的水。
2017年SCINEMA国际科学电影节纪录片OWSIA（Darkened Water）是一部关于联合国教科文组织世界遗产波斯卡纳特的电影。几千年来，波斯人（现在叫伊朗人）——使用巧妙的地下渡槽系统将水从深层地下含水层输送到水面，用于饮用和农业。
这部电影聚焦于伊朗中部城市Yazd的Zarach qanat渡槽，该渡槽为该市供水2500年，但由于官僚主义、腐败和忽视而腐烂不前。它探讨了围绕水权、含水层及其供水运河的复杂问题，称为qanats，即阿拉伯语中的通道。
隐藏在地球表面下的水占地球淡水的98%。平均而言，这种地下水提供了总用水量的三分之一，自开普敦的水危机导致冲击波波及世界各地以来，其珍贵性比以往任何时候都更加明显。
尽管如此，其监管远非理想（特别是现在全球干旱状况正在加剧，人们正在越来越多地向下钻探）。
来自澳大利亚阿德莱德弗林德斯大学的国际地下水专家克雷格·西蒙斯说，在我们开始改善地下水管理之前，我们必须更好地理解和衡量它。
“我们在地下水中遇到的许多问题是因为我们甚至对其中一些系统都没有基本地了解”。
许多地下含水层已经存在了几个世纪甚至数百万年，培育树木和植被，渗透到泥土、沙子和岩石中的空间和裂缝，并与河流、溪流、湖泊和大沼泽地相连。
农民使用钻孔从自流盆地抽水，风车产生能量从地下含水层中抽水。地下水被用来湿润大片农田。许多城市将其用于灌溉和可能不那么明显的工业流程，如啤酒和软饮料生产。利用地下水的其他活动包括采矿和煤层气体开采。
最重要的是，它是饮用水的重要来源，满足了世界一半的整体需求。在美国，一半的城市人口和几乎所有农村人口都依赖它。随着地表水源的减少，一些澳大利亚城市越来越依赖它。
地下水不是无限的资源；这就像从银行取钱而不存钱一样。
过度开发可能会导致一连串的问题。
提取地下水会导致缩水。这可能会影响脆弱的生态系统和生物多样性。例如，地下水为植被提供营养，并补充鱼类和水生无脊椎动物群落所依赖的间歇性溪流。湿溪床也是微生物活动、碳和养分回收的重要场所。
一些地区可能容纳专门居住在那里的物种。例如，在澳大利亚最大的地下水盆地大自流域，已经确定了98种特有动植物物种，这些物种面临缩水的风险。
沉降是地面因过度泵入并导致减压而下沉时发生的另一个问题。
“土地只是压缩，因为压力减轻了，这就像从轮胎中取出空气；它只是在岩石和土壤的重压下开始坍塌”。最极端的例子是在加利福尼亚州的圣华金谷，自20世纪20年代以来，那里的地面已经下降了8米多米（几乎是电线杆的高度）。
海水入侵是另一个问题。它自然沿着海岸线发生，但可以通过从附近的含水层中提取地下水而加剧。在澳大利亚等沿海人口众多的地区，这是一个主要问题。
“因此，水量和水质往往是相互关联的问题。
地下水可能会受到汽油、石油、化学品、农药和肥料等其他污染物的污染。来自矿场、垃圾填埋场、危险废物场和未经处理的化粪池的有毒物质也可以进入其中。
有科研团队试图了解地下水的一个方面是含水层充值率，这是一个重要的管理领域；比如，找到更好的方法来估计“你的银行账户充值了多少钱，而不仅仅是你花了多少钱”。
该团队还致力于提高对地下水与地表水连接的理解。这一点至关重要，因为如果单独管理，水量可能会翻倍（例如，提取的地下水可能会从附近的河流中流出）。
该团队的最新项目之一将模拟断层和屏障对矿场地下水和溶质流动的影响。
“通过将地质、水利和地球化学方法与3D数值模型相结合，将更好地了解断层和屏障在地下水文学中的作用，并提高模拟复杂地下水系统的能力”。
归根结底，世界水问题需要多种解决方案，以更好地了解和管理水，并收紧用水和效率，将所有水源都考虑在内。
“这是关于如何获得饮用水的正确供水组合，无论是地表水、水坝、河流、水库、地下水”。这是最佳的组合。
除了模拟供应方外，了解采矿、农业、煤层和页岩气开采等人类活动对地下水和生态系统的影响也很重要。该团队正在开发软件模型，以预测这些过程和影响，从而更好地为环境影响声明提供信息。
从这个意义上讲，准确地建模就像盲人的导盲犬，并希望为大型行业随意采购地下水的广泛担忧提供更大的可信度。
“这是关于研究水的使用以及这种使用对环境的影响”。“这始终是社会、经济和环境的三重底线”。
#商丘日报# 【程华冰：一位乡村企业家的家国情怀】2月28日，春日晴暖。上午8时，虞城县红螺工量具有限公司里各种机器就已经开始轰鸣起来。模具车间、注塑车间、包装车间的工人们全部着装上阵，开始了忙碌的一天。
“红螺誓不辜负每一寸钢铁，不辜负每一簇火花，不辜负每一滴汗水！让国人正视河南造，让世界认识中国创！”这是公司创办人程华冰的一席话，也被他发布在了自己的朋友圈里。
红螺工量具有限公司位于虞城县刘店乡李楼村。现有生产建筑面积1万平方米左右，各种加工设备300台以上，员工300余人。20年来，程华冰带领他的员工们，用精细扎实的工匠精神、不屈不挠的创业精神、勇于创新的探索精神，把公司打造成集产品研发、模具制造、五金加工、注塑、热处理、电镀、内销、外贸、电商等于一体的国内同行业产业链配套最完整的企业。产品螺丝刀、批杆、批头、扳手、套筒等各品种工具产品牢牢占据国内外同行业高端市场，年销量过亿支。被各界人士誉为“虞城螺丝刀行业的领头羊”。并以产业带乡村，为虞城乡村振兴写下浓墨重彩的一笔。
“他们不愿和河南人打交道，不愿和中国人打交道。我一定要沉下心来创业，要让他们看到什么是河南精神，看到什么是中国制造。”
有两件事情，程华冰每每提及，总是热泪盈眶：“2008年，我去广州推销产品，一家贸易公司毫不客气地拒收我恭恭敬敬递上的名片，我问为什么。他们说：“我们不和河南人打交道。”我几乎是含着泪对自己说：“我一定让你们为今天的蔑视而后悔！”
“又过了几年，我们到德国科隆参展，在工作之余，我到欧洲馆去参观，怀着好奇走进一家德国工具公司的展馆。不料还没站稳脚就被工作人员推出来了。”为什么？原来他们不欢迎中国人参观，他们认为中国人抄袭了他们的产品。程华冰顿时感到奇耻大辱！
这两件事情，成为程华冰带领企业前进的不懈动力，也督促着他多年里一直殚精竭虑致力于品质提升、自主知识产权和品牌创建等方面的工作，把大部分的盈利全部重新投进新产品的研发和制造中去。终于在第一个十年，公司完成了技术工艺的积累和质量标准的成型；第二个十年，完成了市场的拓展和品牌的创造。每一步，程华冰兄弟四人精诚团结，带着为河南人争光、为中国扬名的家国情怀，以不屈不挠的创业精神，在兑现和完成着自己的承诺。“我们取名叫‘红螺’，红是中国红，螺既是我们的产品标识，又是一声螺号。我们愿吹响河南的螺号、中国的螺号！”
“村民在这里上班，既能顾家，也能挣钱，还能学到专业技术，我们也得以实现产品质量的研发和突破。”
“俺在公司上班，一是离家近，再也不用外出打工了；二是在这里俺也学到了好多技术。”在红螺工量具有限公司的生产车间里，包装工人李小兵说。
该公司始终坚持以带贫为理念，以为民增收为目标，以品质要市场，以管理促发展，向管理要效益。公司目前部门建制完整，实行精细化管理，并自营河南省红螺工具商丘外贸部、厦门红螺商贸等团队，带动了上千人就业。
20多年来，该公司扎根中国传统文化，运用先进的设计理念，量身打造适合红螺发展的品质管控程序和管控方案。利用新技术建模，利用先进设备实现快速3D打印，以最快的速度把概念变成双手可触及的模型，并重点强调创新和知识产权保护，在为大量客户制订个性化解方案的同时创造出了许多优秀设计方案，既为客户提供了产品方面的服务，也帮助客户申请了近80项专利。公司优秀的设计研发团队围绕红螺品牌风格创意并申请了包括发明专利、实用新型和外观等专利近40项。
在程文的电脑上，记者看到他正在对一款螺丝刀手柄进行数据测试。据他介绍，为让产品走向世界，他们利用塑料胶膜，采集了30多个西欧人的手握模型。再结合人体工程学，分析手指和掌心的用力情况，达到手握的最舒服状态，然后使用3D打印技术制作模具，实现批量生产。
据程华冰介绍，自创业开始，自己就用了3年时间钻研加工设备和生产技术工艺，所有产品不到数据精细绝不量产。目前，公司所有1000余个产品品种，全部实现自主研发，越来越多的村民由普通工人转变为技术工人。其产品的好评率也一直名列前茅，并顺利实现冲出国门、走向世界，用品牌和质量为祖国争光。
“没有家乡父老的助力，我们无法实现追求产品的突破。只有和大家一同努力，我们才能跟上这个飞速发展的时代。”
“我们许多村民加入公司后，技能水平有了显著提高，公司产品质量的提升也与此密切相关。现在好多用户对我们的产品赞不绝口。”公司员工刘海涛说。
目前，该公司在提高村民业务水平的同时，正计划开发电动智能螺丝刀项目，在接下来的几年内由浙江大学自动化研究所负责技术研发。公司将负责技术转化，达成初步意向年产电动智能螺丝刀2000万把，实现年科技转化产值1.5亿元。
“一个公司如果不敢于突破，还是处于那种固步自封的陈旧生产模式下，就会跟不上这个飞速发展的时代，就会给信誉抹黑。”程华冰说。
近20年来，红螺工量具有限公司借助互联网，不断完善知识产权策略，凭借致力带贫和匠心独运的企业精神，不遗余力地加大技术创新和改造，建设了国内一流的工具生产管理体系，让小村企业带着诚信，带着关爱，优化了产能，创出了品牌。如今，它吹响了嘹亮的“螺号”，冲出了亚洲，走向了世界。本报融媒体记者 刘建谠 通讯员 谢卫勋
图一：公司负责人程华冰（中）在向客户介绍公司产品。 王富杰 摄
图二：研发人员正在为新产品建模。 王富杰 摄
“红螺誓不辜负每一寸钢铁，不辜负每一簇火花，不辜负每一滴汗水！让国人正视河南造，让世界认识中国创！”这是公司创办人程华冰的一席话，也被他发布在了自己的朋友圈里。
红螺工量具有限公司位于虞城县刘店乡李楼村。现有生产建筑面积1万平方米左右，各种加工设备300台以上，员工300余人。20年来，程华冰带领他的员工们，用精细扎实的工匠精神、不屈不挠的创业精神、勇于创新的探索精神，把公司打造成集产品研发、模具制造、五金加工、注塑、热处理、电镀、内销、外贸、电商等于一体的国内同行业产业链配套最完整的企业。产品螺丝刀、批杆、批头、扳手、套筒等各品种工具产品牢牢占据国内外同行业高端市场，年销量过亿支。被各界人士誉为“虞城螺丝刀行业的领头羊”。并以产业带乡村，为虞城乡村振兴写下浓墨重彩的一笔。
“他们不愿和河南人打交道，不愿和中国人打交道。我一定要沉下心来创业，要让他们看到什么是河南精神，看到什么是中国制造。”
有两件事情，程华冰每每提及，总是热泪盈眶：“2008年，我去广州推销产品，一家贸易公司毫不客气地拒收我恭恭敬敬递上的名片，我问为什么。他们说：“我们不和河南人打交道。”我几乎是含着泪对自己说：“我一定让你们为今天的蔑视而后悔！”
“又过了几年，我们到德国科隆参展，在工作之余，我到欧洲馆去参观，怀着好奇走进一家德国工具公司的展馆。不料还没站稳脚就被工作人员推出来了。”为什么？原来他们不欢迎中国人参观，他们认为中国人抄袭了他们的产品。程华冰顿时感到奇耻大辱！
这两件事情，成为程华冰带领企业前进的不懈动力，也督促着他多年里一直殚精竭虑致力于品质提升、自主知识产权和品牌创建等方面的工作，把大部分的盈利全部重新投进新产品的研发和制造中去。终于在第一个十年，公司完成了技术工艺的积累和质量标准的成型；第二个十年，完成了市场的拓展和品牌的创造。每一步，程华冰兄弟四人精诚团结，带着为河南人争光、为中国扬名的家国情怀，以不屈不挠的创业精神，在兑现和完成着自己的承诺。“我们取名叫‘红螺’，红是中国红，螺既是我们的产品标识，又是一声螺号。我们愿吹响河南的螺号、中国的螺号！”
“村民在这里上班，既能顾家，也能挣钱，还能学到专业技术，我们也得以实现产品质量的研发和突破。”
“俺在公司上班，一是离家近，再也不用外出打工了；二是在这里俺也学到了好多技术。”在红螺工量具有限公司的生产车间里，包装工人李小兵说。
该公司始终坚持以带贫为理念，以为民增收为目标，以品质要市场，以管理促发展，向管理要效益。公司目前部门建制完整，实行精细化管理，并自营河南省红螺工具商丘外贸部、厦门红螺商贸等团队，带动了上千人就业。
20多年来，该公司扎根中国传统文化，运用先进的设计理念，量身打造适合红螺发展的品质管控程序和管控方案。利用新技术建模，利用先进设备实现快速3D打印，以最快的速度把概念变成双手可触及的模型，并重点强调创新和知识产权保护，在为大量客户制订个性化解方案的同时创造出了许多优秀设计方案，既为客户提供了产品方面的服务，也帮助客户申请了近80项专利。公司优秀的设计研发团队围绕红螺品牌风格创意并申请了包括发明专利、实用新型和外观等专利近40项。
在程文的电脑上，记者看到他正在对一款螺丝刀手柄进行数据测试。据他介绍，为让产品走向世界，他们利用塑料胶膜，采集了30多个西欧人的手握模型。再结合人体工程学，分析手指和掌心的用力情况，达到手握的最舒服状态，然后使用3D打印技术制作模具，实现批量生产。
据程华冰介绍，自创业开始，自己就用了3年时间钻研加工设备和生产技术工艺，所有产品不到数据精细绝不量产。目前，公司所有1000余个产品品种，全部实现自主研发，越来越多的村民由普通工人转变为技术工人。其产品的好评率也一直名列前茅，并顺利实现冲出国门、走向世界，用品牌和质量为祖国争光。
“没有家乡父老的助力，我们无法实现追求产品的突破。只有和大家一同努力，我们才能跟上这个飞速发展的时代。”
“我们许多村民加入公司后，技能水平有了显著提高，公司产品质量的提升也与此密切相关。现在好多用户对我们的产品赞不绝口。”公司员工刘海涛说。
目前，该公司在提高村民业务水平的同时，正计划开发电动智能螺丝刀项目，在接下来的几年内由浙江大学自动化研究所负责技术研发。公司将负责技术转化，达成初步意向年产电动智能螺丝刀2000万把，实现年科技转化产值1.5亿元。
“一个公司如果不敢于突破，还是处于那种固步自封的陈旧生产模式下，就会跟不上这个飞速发展的时代，就会给信誉抹黑。”程华冰说。
近20年来，红螺工量具有限公司借助互联网，不断完善知识产权策略，凭借致力带贫和匠心独运的企业精神，不遗余力地加大技术创新和改造，建设了国内一流的工具生产管理体系，让小村企业带着诚信，带着关爱，优化了产能，创出了品牌。如今，它吹响了嘹亮的“螺号”，冲出了亚洲，走向了世界。本报融媒体记者 刘建谠 通讯员 谢卫勋
图一：公司负责人程华冰（中）在向客户介绍公司产品。 王富杰 摄
图二：研发人员正在为新产品建模。 王富杰 摄
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