東亞水環境可持續發展研究中心 (WEEA)

水資源合理配置的理論與方法

發表時間:2017-08-16 21:39
文章附图

  當供給小于需求時,就會産生分配,合理配置是總量約束條件下流域水資源可持續利用的前提,也是區域水利工程規劃的基礎。二十世紀八十年代以前,我國水資源配置研究基礎薄弱,僅有一些由水庫優化調度方法演變而來的雛形。由于合理配置要統籌社會經濟和生態環境兩大系統的諸多需水目標,是一個多目標全局尋優的複雜問題,加上國外大多數地區用水競爭不如我國強烈,配置實踐需求不那麽迫切,研究進展相對緩慢。通過主持參與相關重大攻關和規劃項目,建立並逐步發展了具有中國特色的水資源合理配置的理論方法體系。


1 基于宏觀經濟的水資源優化配置理論與方法

   水資源配置的初期目標是爲了提高水資源利用的宏觀經濟效益,核心是實現水資源在各個國民經濟部門的科學分配。通過主持國家八五攻關研究,將水資源系統和宏觀經濟系統有機結合起來,創建了基于宏觀經濟的水資源合理配置理論與方法,提出了水資源優化配置的多層次、多目標決策支持方法,以及華北地區水資源合理配置方案,並研制了華北地區水資源優化配置決策支持系統,本項成果被水利部專家鑒定爲“在水資源規劃管理領域達到了國際領先水平”。

   該成果一經提出就引起國內外強烈反響和廣泛認同,1993年11月,聯合國開發計劃署針對這一技術方法專門在北京組織18個國家代表50余人召開了爲期三天的研討會,由王浩向與會代表進行詳細的專題介紹;1994年4月,由科技部和水利部聯合召開“基于宏觀經濟的水資源優化配置技術方法”的成果應用推廣研討會,全國近30個省區和各流域機構100多名代表進行了爲期五天的專題研討;1995年在聯合國中東和平會議上,受聯合國邀請,王浩針對中東地區水資源分配的技術需求,向44個國家的100多名代表介紹了這一理論技術與方法。由于本專題研究所具有的學術水平,在國際社會和有關國際組織中爲我國水資源工作者贏得榮譽,並促成了一批國際合作研究合同的簽訂。此外,本項成果還成功應用于全國水中長期供求計劃、南水北調工程論證以及河北、北京、新疆等省市水資源規劃當中。

   本項成果1996年獲水利部科技進步一等獎,1997年獲國家科技進步二等獎。


2 面向生態的水資源合理配置理論與方法

    社會經濟系統和生態環境系統是流域水資源的兩大“用戶”,在幹旱半幹旱地區,兩大系統用水此消彼漲競爭強烈,這一地區水資源合理配置的核心首先是生態用水和經濟用水的科學分配。

     通過主持國家九五攻關專題“西北地區水資源合理配置與承載能力研究”,提出了幹旱地區面向生態的水資源合理配置理論與方法。在揭示幹旱區水分-生態作用機理的基礎上,創新了幹旱區流域生態需水計算方法。進而統籌考慮社會經濟發展用水和生態環境建設與保護用水,將生態需水納入到水資源配置的範疇,提出了與西北生態脆弱地區水資源利用相適應的合理配置方案,不僅提高了水資源與土地資源的匹配程度,而且有利于促進區域內涵式發展和生態與經濟的協調。該項成果被水利部專家組鑒定爲“對內陸幹旱地區水資源開發利用和生態環境建設與保護的研究有重大突破,在實踐中對于西北地區水資源合理開發利用和生態環境保護具有重要的作用,總體上達到國際領先水平”。

   本項成果在提出後的不長時間內,廣泛應用于水利部西北水資源規劃、西北五省區社會經濟發展規劃及水資源規劃、全國節水型社會建設張掖試點、塔河流域綜合治理規劃、黑河流域近期綜合治理規劃、中哈國際河流談判等重要規劃和生産實踐當中,並取得顯著經濟效益、社會效益和生態效益。

     本項成果2003年獲得首屆水利部大禹科技進步一等獎,2004年獲國家科技進步二等獎。


3 流域水資源科學調配的理論與方法

    爲實現宏觀規劃層面的水資源合理配置方案對于微觀管理層面的水量調度實踐的科學指導,在主持國家十五重大科技攻關課題“黑河流域水資源調配管理信息系統”研究中,提出了流域水資源科學調配的理論與方法,構建了黑河流域水資源科學調配模型系統,實現了流域水資源合理配置方案與流域水量實時調度方案的系統耦合,使得宏觀的科學規劃真正落實到了日常的流域水量調度管理實踐上來。科技部驗收專家組認爲該課題“在水資源分布式模擬技術、合理配置及其評價方法和實時調度方法等方面有明顯的創新,形成了流域水資源統一調配的系統技術和方法,對于我國水資源統一調配和管理有重要的理論和實用價值”,“所形成的黑河流域水資源調配管理信息系統,對于實現水資源的統一調配與管理具有較強的實用性和可操作性”。

     本項研究直接面向黑河流域水資源管理實踐,相關技術方法和重要參數爲黑河流域水量統一調度方案制定,對于黑河下遊生態系統的修複發揮了重要的作用,同時多項研究成果爲我國第一個節水型社會建設試點-張掖節水型社會建設試點方案的編制所采用。此外,相關成果還爲《黑河流域水資源開發利用保護規劃》和《東風場區近期治理規劃》等規劃所采用。


4 廣義水資源合理配置的理論與方法

   一般的水資源合理配置對象主要針對傳統的徑流性水資源,包括地表水、地下水和非常規徑流性水資源。實際上,以土壤水爲主的非徑流性有效水分在循環過程中對經濟生態系統同樣也有重要的作用。

     通過主持國家西部開發重大項目“甯夏生態經濟系統水資源合理配置研究”,在前面理論方法的基礎上,進一步將土壤水納入到了配置的有效水資源當中,實現了流域水循環的全口徑有效水分在經濟社會和生態環境系統之間及其內部的科學配置。在計算甯夏耗水節水潛力和引水節水潛力基礎上,提出了面向節水型社會建設的甯夏水資源合理配置方案,爲甯夏骨幹水利工程布局和建設奠定了基礎。科技部組織的專家組鑒定意見認爲“在水資源配置的理論與方法上有重大創新,總體上達到了國際領先水平”。

    本研究的多項成果被《甯夏節水型社會建設規劃》所采用,爲節水型社會建設實踐提供了技術支撐,相關研究成果已應用于《甯夏水資源綜合規劃》、《甯夏灌溉發展十一五規劃》的編制當中。

    隨著以上水資源合理配置理論方法的不斷完善,其應用範圍也越來越廣泛,目前已直接應用于我國北方全部六個一級流域、十多個省區和多個地級市的水資源綜合規劃,此外《全國水資源綜合規劃技術細則》也將其列入規範當中。有力地推動了我國流域和區域經濟用水的合理分配、生態系統的保護與修複和流域水資源科學管理。