水資源規(guī)劃與管理研究

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一、前言

人類生存與水是密不可分的，正可謂水是生命之源。水是基礎(chǔ)自然資源，系生態(tài)環(huán)境的控制性要素；同時(shí)又是戰(zhàn)略性經(jīng)濟(jì)資源，為綜合國(guó)力的有機(jī)組成部分，水資源是人們賴以生存的不可缺少的寶貴資源降。但自然界所提供的可用水資源量卻是有限的，而且水資源的時(shí)空分布與需水量的時(shí)空要求不協(xié)調(diào)，供需矛盾日趨尖銳。

二、國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)

(一)國(guó)外研究進(jìn)展。國(guó)外對(duì)水資源系統(tǒng)分析為手段，水資源規(guī)劃與管理為目的的各類研究工作，首先源于Masse提出的水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題，國(guó)外水資源系統(tǒng)分析方面的研究迅速發(fā)展。隨著系統(tǒng)分析理論和優(yōu)化技術(shù)的引入以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，水資源系統(tǒng)規(guī)劃與管理模型技術(shù)得以迅速研究和應(yīng)用。

(二)國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展。相較于國(guó)外水資源規(guī)劃與管理研究工作，我國(guó)在這方面的研究和應(yīng)用水平差距較大。然而，我國(guó)水資源嚴(yán)重短缺，水資源供需矛盾突出，與水資源有關(guān)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題嚴(yán)重，由于近年來(lái)我國(guó)政府重視水資源的開發(fā)利用與保護(hù)，使我國(guó)在水資源規(guī)劃與管理及其相應(yīng)的決策分析上具有較大的優(yōu)勢(shì)，并取得了較好的成績(jī)。

隨著水資源供需矛盾的日趨尖銳，需要將地表水與地下水統(tǒng)一考慮。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究其聯(lián)合運(yùn)用規(guī)劃和管理等問(wèn)題，并取得了重要成果：翁文斌等用不同方法研究了地表水與地下水聯(lián)合運(yùn)用的模擬計(jì)算問(wèn)題；許涓銘等建立了地下水一地表水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)用的規(guī)劃模型；方淑秀、黃守信等對(duì)灤河的跨流域引水多水庫(kù)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度進(jìn)行了研究；謝新民對(duì)水資源大系統(tǒng)的運(yùn)行管理問(wèn)題進(jìn)行了分析和研究，建立了水資源大系統(tǒng)分布參數(shù)譜系管理模型，并提出了一種二級(jí)分解一協(xié)調(diào)算法；謝新民和陳守煌等利用大系統(tǒng)理論和模糊數(shù)學(xué)，應(yīng)用數(shù)值模擬和響應(yīng)矩陣法，研究了地表一地下水資源系統(tǒng)多目標(biāo)管理模型與模糊決策問(wèn)題，建立了水電站水庫(kù)群與地下水資源系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行管理模型，并提出一種目標(biāo)一協(xié)調(diào)計(jì)算方法。由中國(guó)水利水電科學(xué)研究院主編的《水資源大系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃與優(yōu)化調(diào)度經(jīng)驗(yàn)匯編》一書正式出版，系統(tǒng)地介紹了我國(guó)20世紀(jì)80、90年代初在水資源大系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃和優(yōu)化調(diào)度管理方面的新理論、新技術(shù)和新方法。

三、水資源規(guī)劃與管理的基本原則

水資源規(guī)劃與管理遵循自然規(guī)律和經(jīng)濟(jì)規(guī)律，作為一個(gè)多層次、多目標(biāo)、多階段問(wèn)題，空間上涉及國(guó)家與地方、地區(qū)與部門等多個(gè)決策主體層次，時(shí)間上涉及近期、中期、遠(yuǎn)期等多個(gè)規(guī)劃階段，還要統(tǒng)籌生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境等多個(gè)用水目標(biāo)。針對(duì)這樣的復(fù)雜問(wèn)題,在具體實(shí)施過(guò)程中應(yīng)遵循系統(tǒng)性、有效性、公平性和可持續(xù)性等基本原則。

(一)系統(tǒng)性原則。系統(tǒng)性原則要求在水資源規(guī)劃與管理過(guò)程中，將管理區(qū)域作為一個(gè)大系統(tǒng)中的不同單元,首先研究水資源系統(tǒng)的收支平衡關(guān)系，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行地表水和地下水的統(tǒng)一規(guī)劃、當(dāng)?shù)厮瓦^(guò)境水的統(tǒng)一管理、原生性水資源和再用性水資源的統(tǒng)一管理、降水性水資源和徑流性水資源的統(tǒng)一管理等。

(二)有效性原則。有效性原則以保證社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境等用水部門水資源綜合利用效益最高為目標(biāo)，是水資源規(guī)劃與管理的基礎(chǔ)。從單純經(jīng)濟(jì)學(xué)的觀點(diǎn)可解釋為：水是有限的自然資源，經(jīng)濟(jì)部門對(duì)其使用，追求水資源利用邊際效益相等，以獲得最大效益。規(guī)劃與管理是協(xié)調(diào)各目標(biāo)之間的利益及沖突，實(shí)現(xiàn)真正意義的有效性原則。

(三)公平性原則。公平性原則以滿足所有用水部門對(duì)水資源及其利用效益合理分配為目標(biāo)，是水資源規(guī)劃與管理的根本保證。公平性是水資源社會(huì)屬性的首要特征，公平公正原則的具體實(shí)施表現(xiàn)在地區(qū)之間、近期和遠(yuǎn)期之間、用水目標(biāo)之間、用水人群之間對(duì)水資源的公平分配。它是在遵循有效性原則基礎(chǔ)上體現(xiàn)一種權(quán)利和義務(wù)。其實(shí)，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境各目標(biāo)的協(xié)調(diào)發(fā)展既是公平性的體現(xiàn),在某種意義上也是公平性與有效性的有機(jī)統(tǒng)。

(四)可持續(xù)性原則?？沙掷m(xù)性原則可以理解為不同規(guī)劃水平年及代際間水資源分配的公平性原則，旨在使水資源能夠永續(xù)地利用下去，是水資源規(guī)劃與管理的歸宿點(diǎn)。可持續(xù)性原則就是要求：當(dāng)代人對(duì)水資源的利用,不應(yīng)使后代人正常利用水資源的權(quán)利遭到破壞；近期的水資源開發(fā)不應(yīng)影響中、遠(yuǎn)期正常的水文循環(huán)。

四、水資源規(guī)劃與管理的具體方式

水資源規(guī)劃與管理就是采取各種工程和非工程措施將多種水源在時(shí)間和空間上對(duì)不同用戶的分配過(guò)程，因此其具體方式，表現(xiàn)在空間規(guī)劃、時(shí)間規(guī)劃、質(zhì)的管理、量的管理和規(guī)劃與管理五個(gè)方面。

(一)時(shí)間規(guī)劃。時(shí)間規(guī)劃是指水資源復(fù)合系統(tǒng)各要素在時(shí)序性變化上相互制約的關(guān)系，通過(guò)工程措施和技術(shù)手段改變水資源的波動(dòng)性，將水資源適時(shí)、適量地分配給各個(gè)地區(qū)和用水戶，以滿足不同時(shí)期的用水需求。

(二)空間規(guī)劃?？臻g規(guī)劃形式是水資源復(fù)合系統(tǒng)中諸要素在空間上的布局和聯(lián)系，通過(guò)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)力量改變各區(qū)水資源的天然條件和分布規(guī)律，促進(jìn)水地域轉(zhuǎn)移，解決水土資源不匹配的問(wèn)題，使生產(chǎn)力布局更趨合理。

(三)質(zhì)的管理。質(zhì)的規(guī)定性把不同性質(zhì)的系統(tǒng)區(qū)分開來(lái)，質(zhì)的管理形式是系統(tǒng)屬性間的組合，水資源質(zhì)的管理形式是指水資源持續(xù)利用中，生態(tài)經(jīng)濟(jì)諸要素在屬性方面相互聯(lián)系的關(guān)系。

(四)量的管理。量的規(guī)定性把同質(zhì)的系統(tǒng)區(qū)分成若干子系統(tǒng)，量的管理是指復(fù)合系統(tǒng)中各要素之間的數(shù)量配比或搭配，水資源規(guī)劃與管理是指水資源復(fù)合系統(tǒng)各要素的數(shù)量管理間要有合適的比例關(guān)系，對(duì)水的開發(fā)利用與水患的防治要有個(gè)數(shù)量限度和適度的范圍。

(五)規(guī)劃與管理。以有限的水資源滿足人民生活、國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門、環(huán)境生態(tài)對(duì)水資源的需要。保證各種水源得到高效合理利用，對(duì)地表水和地下水統(tǒng)一規(guī)劃與管理，重點(diǎn)解決重開源輕節(jié)流、重工程輕管理的外延用水方式問(wèn)題。采用多種管理措施促進(jìn)水資源的需求管理，以大型灌區(qū)改造為突破，加大農(nóng)牧業(yè)節(jié)水和配套挖潛改造的力度，綜合運(yùn)用法律、經(jīng)濟(jì)和行政手段提高用水效率。