水資源優(yōu)化配置研究綜述

張帆

[提要] 水資源優(yōu)化配置經(jīng)歷不同的發(fā)展階段，首先從水資源總量分配角度分析各階段水資源優(yōu)化配置不同的優(yōu)化重點，其次總結(jié)人口產(chǎn)業(yè)變動引起的產(chǎn)業(yè)用水和生活用水變動引起生產(chǎn)、生活用水優(yōu)化配置的不同側(cè)重點。剖析新形勢下對水資源配置的新要求，對未來發(fā)展方向做出展望。

關(guān)鍵詞：水資源;優(yōu)化配置;經(jīng)濟效益;生態(tài)效益;生產(chǎn)用水;生活用水

中圖分類號：F323.213 文獻標識碼：A

收錄日期：2020年7月6日

一、水資源總量優(yōu)化配置

水資源優(yōu)化配置過程中最初主要遵循的原則是以水量定水量，以需求定供給。這一階段主要是解決供需矛盾的問題，更好地維護社會生活、經(jīng)濟發(fā)展需水安全。此時水資源優(yōu)化配置的理念剛剛產(chǎn)生，仍需要進一步探索，研究成果主要是對水資源量、地表水和地下水的不同的供水類型以及生產(chǎn)用水、生活用水的需水類型進行了劃分，這些基礎(chǔ)工作的完成為接下來水資源優(yōu)化配置發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。提出了水資源優(yōu)化配置中以需求水量確定供給水量，這逐漸發(fā)展成為水資源優(yōu)化配置研究的雛形。根據(jù)用水戶的需求水量確定水資源供給量，看似合理但是忽視了水資源利用與社會經(jīng)濟等移速的互動響應(yīng)關(guān)系，考慮層面過于單一，不利于水資源利用效率的提升。

隨著對水資源配置研究地深入，水資源的經(jīng)濟屬性更加凸顯，因此協(xié)調(diào)水資源供需與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的水資源配置理論應(yīng)運而生。葛久研（1999）分析水資源利用與國民經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系，根據(jù)其之間存在的因果關(guān)系，構(gòu)建了以實現(xiàn)國民經(jīng)濟發(fā)展為目標的水資源配置模型，以促進國民經(jīng)濟發(fā)展與水資源開發(fā)利用的協(xié)調(diào)關(guān)系。汪黨獻（2005）以北京市為例，對國民經(jīng)濟行業(yè)不同的用水特性進行細致分析，衡量節(jié)水高效國民經(jīng)濟生產(chǎn)體系不再僅僅局限于定性分析，根據(jù)各行業(yè)發(fā)展規(guī)劃作出用水節(jié)水規(guī)劃有了更詳細的依據(jù)。顧文權(quán)（2008）對水資源配置的風險進行了分析，水資源優(yōu)化配置的事后評估同樣重要，在選擇風險因子時不僅考慮了自然條件因素、工程技術(shù)因素、工程管理因素，而且社會經(jīng)濟的相關(guān)因素也被納入了水資源優(yōu)化配置的多目標風險分析模型中。水資源是促進經(jīng)濟發(fā)展的基本保證，水資源與經(jīng)濟發(fā)展之間的協(xié)調(diào)是水資源優(yōu)化配置研究的質(zhì)的提升，使其不再僅僅局限于用水量配置水量，為水資源合理配置打開了思路。

水資源配置不僅與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展有關(guān)，而且與生態(tài)的關(guān)系也是很重要的。隨著對生態(tài)環(huán)境的重視，水資源在進行配置時也要考慮生態(tài)方面的收益與損失。尤其是對于一些特殊的地區(qū)，粟曉玲（2005）以干旱區(qū)為研究區(qū)域，構(gòu)建水資源優(yōu)化配置模型時，將生態(tài)效益與經(jīng)濟效益并列納入整體模型中。對于非干旱區(qū)水資源帶來的生態(tài)效益同樣不可忽視，田景環(huán)（2013）在構(gòu)建區(qū)域水資源多目標模糊優(yōu)化配置模型時，綜合考慮了區(qū)域的經(jīng)濟效益與生態(tài)效益，并且引入了多目標線性規(guī)劃兩階段的計算方法，以求解水資源優(yōu)化配置的最優(yōu)方案。Wang Z（2015）針對中國流域可持續(xù)發(fā)展中面臨的水資源短缺和不合理利用等問題，試圖為典型流域水資源優(yōu)化配置提出新的觀點，分析了黑河流域中游的不同縣之間的水資源分配以及一個縣內(nèi)的家庭、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生態(tài)用途之間的水資源分配。不論研究對象是某一地區(qū)還是某一流域，水資源配置中考慮生態(tài)要素主要是從兩個方面入手：一是直接層面，考慮生態(tài)用水的分配量;二是間接層面考慮不同行業(yè)不同地區(qū)用水帶來的生態(tài)收益的不同。

隨著研究地進一步深入，在水資源優(yōu)化配置中會加入更多細節(jié)要素的考慮，其中有學者將公平性引入水資源配置中，邵東國（2005）將用水公平性的概念納入了水資源優(yōu)化配置的模型中應(yīng)用基尼系數(shù)量化區(qū)域和代際間用水的公平性，豐富了水資源效益的內(nèi)涵。蘇心玥（2019）以北京市為例，提出跨區(qū)調(diào)水方案中不僅應(yīng)考慮用水效率，同時更應(yīng)注意的是用水公平問題，應(yīng)用改進的納什討價還價博弈模型探究北京市未來水資源配置方案。將公平要素引入水資源配置系統(tǒng)中，使水資源管理更上一個臺階。

二、不同類型用水優(yōu)化配置

水資源優(yōu)化配置的逐漸完善不僅僅體現(xiàn)在水資源配置的過程中考慮的細節(jié)要素越來越豐富，而且對于不同的類型用水優(yōu)化也進行了分類的細化研究。如今我國多個地區(qū)面臨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的情況，生產(chǎn)用水的合理分配自然也成為了研究的重點。生產(chǎn)用水在總用水量中占據(jù)極大比例，其與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)性強，通過對生產(chǎn)用水的分析進一步探究區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水資源優(yōu)化配置的關(guān)系。金蓉（2006）以張掖市為例，梳理了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與水資源之間相互影響和制約的關(guān)系，考慮該地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的思路和水資源稟賦之間的矛盾，修正了水資源配置中的錯誤。張曉軍（2009）在構(gòu)建經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展下的水資源優(yōu)化配置模型時，考慮了產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化對水資源利用的影響，優(yōu)化方案實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展與水資源利用的平衡。徐志偉（2013）以京津冀為研究對象，在地區(qū)和產(chǎn)業(yè)雙重維度下建立多目標決策模型，在水資源短缺的京津冀地區(qū)以水資源與產(chǎn)業(yè)發(fā)展協(xié)調(diào)為突破點，綜合經(jīng)濟發(fā)展、資源集約、生態(tài)保護等因素探究水資源在不同地區(qū)不同產(chǎn)業(yè)之間的優(yōu)化路徑。吳丹（2018）進一步梳理了京津冀三地不同產(chǎn)業(yè)發(fā)展與水資源之間的關(guān)聯(lián)度，以京津冀地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與水資源優(yōu)化為前提，明確京津冀經(jīng)濟發(fā)展目標、用水總量目標值、生態(tài)保護目標值以及京津冀三次產(chǎn)業(yè)的節(jié)水目標，采用雙層優(yōu)化模型求解產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動與水資源優(yōu)化配置的最優(yōu)解，推進京津冀地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化、用水方式集約化。劉洋（2019）著重分析了產(chǎn)業(yè)用水的效率，產(chǎn)業(yè)間的水資源合理配置要求產(chǎn)業(yè)發(fā)展與水資源分配的協(xié)調(diào)，在水資源優(yōu)化中反映經(jīng)濟發(fā)展與各產(chǎn)業(yè)水資源利用的內(nèi)在聯(lián)系，這對于處于特殊戰(zhàn)略地位的京津冀地區(qū)具有重要意義。整體大區(qū)域中產(chǎn)業(yè)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)用水之間達到動態(tài)平衡，對于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要意義。在水資源優(yōu)化配置研究中，生活用水往往被優(yōu)先滿足，生活用水主要靠各地生活用水定額確定，夏麗麗（2018）通過從覆蓋性、合理性、先進性和實用性對江西省生活用水定額規(guī)定進行評估，對生活用水的節(jié)水目標等提出合理建議。將生產(chǎn)用水、生活用水分解進一步對不同類型的用水進行優(yōu)化配置，為實際水資源配置提供了可行性和針對性更強的參考。

三、總結(jié)與展望

水資源優(yōu)化配置發(fā)展研究日趨豐富，但對于不同類型的用水研究仍舊具有繼續(xù)開拓的空間，區(qū)域產(chǎn)業(yè)用水優(yōu)化配置考慮的要素仍有待進一步完善，比如：（一）水資源在不同地區(qū)不同產(chǎn)業(yè)之間進行分配時可以加入公平性要素的考慮。（二）產(chǎn)業(yè)用水分配對生態(tài)效益的影響也不容忽視。（三）生活用水作為生存的基本保障，在盡量滿足的同時也不能忽視其節(jié)水潛力的挖掘，隨著生活水平的提升，生活用水量不斷增大，在保證基礎(chǔ)生活用水的前提下，如何將生活用水納入水資源優(yōu)化配置系統(tǒng)也將是未來探索的方向。

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