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        流域水資源優(yōu)化配置

        時間:2023-11-09 百科知識 版權(quán)反饋
        【摘要】:從狹義上講,水資源優(yōu)化配置主要是指水資源供給與需求之間關(guān)系的處理。水資源優(yōu)化配置的最終目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用,保證社會經(jīng)濟(jì)、資源、生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。水資源優(yōu)化配置是保障水資源可持續(xù)利用的重要內(nèi)容,根

        第六章 水資源優(yōu)化配置

        水資源優(yōu)化配置是水資源可持續(xù)利用的重要內(nèi)容,一直是提高水資源高效利用所需要討論的議題,近幾年來隨我國北方部分城市嚴(yán)重缺水以及洪、澇、旱等災(zāi)害的不斷出現(xiàn),使得這一研究課題越來越受到社會各界的普遍關(guān)注。如何使水資源充分發(fā)揮作用,使之有利于人類社會發(fā)展成為了眾多學(xué)者為之努力的方向。同時,合理開發(fā)利用水資源、實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置也是我國實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的根本保障,有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。不同學(xué)者也從不同的角度詮釋了水資源配置的概念。

        根據(jù)《全國水資源綜合規(guī)劃技術(shù)大綱》,水資源優(yōu)化配置的定義是指在流域或特定的區(qū)域范圍內(nèi),遵循高效、公平和可持續(xù)原則,通過各種工程與非工程措施,積極考慮市場經(jīng)濟(jì)規(guī)律和資源配置準(zhǔn)則,通過合理抑制需求、有效增加供水、積極保護(hù)生態(tài)環(huán)境等手段和措施,對多種可利用的水資源在區(qū)域間和各用水部門間進(jìn)行的調(diào)配。

        左其亭等(2008)認(rèn)為,水資源配置是指在流域或特定的區(qū)域內(nèi),遵循高效、公平與可持續(xù)利用的原則,通過各種工程與非工程措施,改變水資源的天然時空分布;遵循市場經(jīng)濟(jì)規(guī)律與資源配置準(zhǔn)則,利用系統(tǒng)科學(xué)方法、決策理論與計算機(jī)模擬技術(shù),通過合理抑制需求、有效增加供水與積極保護(hù)環(huán)境等手段和措施,對可利用的水資源在區(qū)域間與各用水部門間進(jìn)行時空調(diào)控和合理配置,不斷提高區(qū)域水資源的利用效益和效率。

        董增川認(rèn)為,水資源配置有廣義和狹義之分。從廣義上講,水資源優(yōu)化配置是在水資源開發(fā)利用過程中,對洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水生態(tài)環(huán)境惡化等問題解決的統(tǒng)籌安排,實(shí)現(xiàn)除害興利結(jié)合、防洪抗旱并舉、開源節(jié)流并重,協(xié)調(diào)上下游、左右岸、干支流、城市與鄉(xiāng)村、流域與區(qū)域、開發(fā)與保護(hù)、建設(shè)與管理、近期與遠(yuǎn)期各方面的關(guān)系。從狹義上講,水資源優(yōu)化配置主要是指水資源供給與需求之間關(guān)系的處理。

        同時,水資源優(yōu)化配置還具有整體性和水資源系統(tǒng)性兩方面的含義。一方面,整體是系統(tǒng)的全部組分集合。系統(tǒng)整體性原理表明,整體性功能不同于或大于系統(tǒng)各組分功能之和。水資源系統(tǒng)是與生態(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)相耦合的水資源生態(tài)經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng),是自然資源與人工系統(tǒng)相結(jié)合的復(fù)合系統(tǒng)。水資源是人類生產(chǎn)、生活及生命中不可代替的自然資源和環(huán)境資源,影響國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,在一定的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下,能夠?yàn)樯鐣苯永没虼?。水資源持續(xù)利用系統(tǒng)應(yīng)以流域或區(qū)域整體為單元,統(tǒng)籌單元內(nèi)的水資源、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展三者間關(guān)系和相互影響,使水資源為整體的持續(xù)發(fā)展服務(wù)。另一方面,水資源系統(tǒng)與人類社會和生態(tài)系統(tǒng)有密切關(guān)系,其中一個系統(tǒng)的變化,將會同時影響另外兩個系統(tǒng)朝正負(fù)兩個方向產(chǎn)生相應(yīng)的變化。

        第一節(jié) 水資源優(yōu)化配置的目標(biāo)及原則

        一、水資源優(yōu)化配置的目標(biāo)

        水資源優(yōu)化配置要實(shí)現(xiàn)的效益最大化,是從社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)三個方面來衡量的,是綜合效益的最大化。從社會方面來說,要實(shí)現(xiàn)社會和諧,保障人民安居樂業(yè),促使社會不斷進(jìn)步;從經(jīng)濟(jì)方面來說,要實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,不斷提高人民群眾的生活水平;從生態(tài)方面來說,要實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán),保障良好的人居生存環(huán)境;總體上達(dá)到既能促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,又能維護(hù)良好生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)。水資源優(yōu)化配置的最終目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用,保證社會經(jīng)濟(jì)、資源、生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

        水資源優(yōu)化配置的目標(biāo)是協(xié)調(diào)水資源供需矛盾、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,故水資源優(yōu)化配置需要從以下三個方面來實(shí)現(xiàn)。

        1)有效增加供水

        通過工程措施,改變水資源的天然時空分布來適應(yīng)生產(chǎn)力的布局。通過管理措施,提高水的分配效率特別是循環(huán)利用率和重復(fù)利用率,協(xié)調(diào)各項(xiàng)競爭性用水。通過其他措施,加強(qiáng)水利工程調(diào)度管理,提高水資源尤其是洪水資源的利用率。

        2)合理抑制需求

        提高水的利用效率,通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),采取節(jié)水型生產(chǎn)工藝、節(jié)水型一切設(shè)備,建設(shè)節(jié)水型經(jīng)濟(jì)和節(jié)水型社會等途徑,抑制經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對水資源需求的增長,實(shí)現(xiàn)水資源需求的零增長或負(fù)增長。同時,用水效率反映了技術(shù)進(jìn)步的程度、節(jié)水水平和節(jié)水潛力,它受到用水技術(shù)和管理水平的制約。

        3)積極保護(hù)生態(tài)環(huán)境

        為保持水資源和生態(tài)環(huán)境的可再生維持功能,在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間應(yīng)確定一個協(xié)調(diào)平衡點(diǎn)。這個平衡點(diǎn)需要滿足兩個條件:一是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求水資源產(chǎn)生的生態(tài)影響,以及由此導(dǎo)致的整體生態(tài)狀況應(yīng)當(dāng)不低于現(xiàn)狀水平(現(xiàn)狀生態(tài)環(huán)境狀況較差需要修復(fù)的除外);二是生態(tài)與環(huán)境用水量必須滿足天然生態(tài)和環(huán)境保護(hù)的基本要求,以維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

        二、水資源優(yōu)化配置的原則

        水資源配置是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及不同層次、不同用戶、不同決策者、不同目標(biāo)的不確定性問題,水資源配置的基本原則應(yīng)基于這一特征。根據(jù)水資源配置的目標(biāo),水資源配置應(yīng)當(dāng)遵循資源高效性、可持續(xù)性和公平性的原則。

        1)高效性原則

        水是珍貴的有限資源,資源高效性原則是指水資源的高效利用,取得環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會協(xié)調(diào)發(fā)展的最佳綜合效益。水資源的高效利用不單純是指經(jīng)濟(jì)上的高效性,它同時包括社會效益和環(huán)境效益,是針對能夠使經(jīng)濟(jì)、社會與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合利用效益而言的。

        2)公平性原則

        在我國,水資源所有權(quán)屬于國家所有,即人人都是水資源的主人,在水資源使用權(quán)的分配上人人都有使用水的權(quán)利。水資源配置的公平性原則,還體現(xiàn)在社會各階層間和區(qū)域間對水資源的合理分配利用上,并且水資源配置的目標(biāo)也體現(xiàn)了公平性的原則。它要求不同區(qū)域(上下游、左右岸)之間協(xié)調(diào)發(fā)展,以及發(fā)展效益或資源利用效益在同一區(qū)域內(nèi)社會各階層中公平分配。例如家庭生活用水的公平分配是對所有家庭而言的,無論其是否有購水能力,都有使用水的基本權(quán)利;也可以依據(jù)收入水平采用不同的水價結(jié)構(gòu)進(jìn)行分水。

        3)可持續(xù)性原則

        水資源可持續(xù)發(fā)展是指為了能使水資源永續(xù)地利用下去,可持續(xù)性原則也可以理解為代際間水資源分配的公平性原則。對它的開發(fā)利用要有一定限度,必須保持在它的承受能力之內(nèi),以維持自然生態(tài)系統(tǒng)的更新能力和可持續(xù)地利用。它是以研究一定時期內(nèi)全社會消耗的資源總量與后代能獲得的資源量相比的合理性,反映水資源在度過其開發(fā)利用階段、保護(hù)管理階段和管理階段后,步入的可持續(xù)利用階段中最基本的原則。水資源優(yōu)化配置作為水資源可持續(xù)理論在水資源領(lǐng)域的具體體現(xiàn),應(yīng)該重視人口、資源、生態(tài)環(huán)境以及社會經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展,以實(shí)現(xiàn)資源的充分、合理的利用,保證生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán),促進(jìn)社會的持續(xù)健康發(fā)展。

        第二節(jié) 水資源優(yōu)化配置類型

        水資源優(yōu)化配置是保障水資源可持續(xù)利用的重要內(nèi)容,根據(jù)問題的特點(diǎn),水資源優(yōu)化配置范圍、對象和規(guī)模的不同,可將水資源優(yōu)化配置劃分為灌區(qū)、區(qū)域、流域和跨流域、城市水資源優(yōu)化配置幾種類型。

        一、灌區(qū)水資源優(yōu)化配置

        利用系統(tǒng)理論與方法,以灌區(qū)經(jīng)濟(jì)效益最大或供水量之和最大為目標(biāo)函數(shù),以作物種植面積或各用水量為決策變量,建立多水源聯(lián)合優(yōu)化調(diào)配模型。由于灌區(qū)主要向農(nóng)業(yè)供水,水源和用水結(jié)構(gòu)相對簡單,影響和制約因素相對較少,如何實(shí)現(xiàn)灌區(qū)有限水資源量的最大效益,成為廣大學(xué)者較早涉足的研究領(lǐng)域之一。1990年,曾賽星、李壽聲在對內(nèi)蒙古河套灌區(qū)地表水地下水聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度中,采用動態(tài)規(guī)劃方法確定各種作物的灌水定額及灌水次數(shù)。同年,鄭梧森等用模擬方法計算灌區(qū)灌水和排水過程。1998年,翁文斌等以安陽市地面水和地下水聯(lián)合調(diào)度為例,在其水資源循環(huán)過程中建立了農(nóng)業(yè)灌溉、城市需水、農(nóng)業(yè)需水、配水等七大物理模擬模塊。1990年,曾賽星、李壽聲針對江蘇徐州地區(qū)歡口灌區(qū)的實(shí)際情況建立了一個既考慮灌溉排水、降低地下水位的要求,又考慮多種水資源聯(lián)合調(diào)度、聯(lián)合管理的非線性規(guī)劃模型,已確定農(nóng)作物最優(yōu)種植模式及各種水源的供水比例。1991年,黃冠華針對灌區(qū)若干模糊化問題,提出模糊線性規(guī)劃在灌區(qū)規(guī)劃和管理中的應(yīng)用。1992年,唐德善以黃河中游某灌區(qū)為例,運(yùn)用遞階動態(tài)規(guī)劃法,確定水資源量在工業(yè)和農(nóng)業(yè)之間的分配比例。1995年,賀北方、黃振平等學(xué)者對多水庫多目標(biāo)最優(yōu)控制運(yùn)用的模型與方法、灌區(qū)渠系優(yōu)化配水、大型灌區(qū)水資源優(yōu)化分配模型、多水源引水灌區(qū)水資源調(diào)配模型及應(yīng)用進(jìn)行了研究。這些成果使水利工程單元的水量優(yōu)化配置模型和方法不斷豐富和完善,促進(jìn)了以有限水資源量實(shí)現(xiàn)最大效益的思想在水利工程管理中的應(yīng)用。2001年,邱林、陳守煌等在指出單一目標(biāo)作物非充分灌溉制度不足的基礎(chǔ)上,建立考慮作物種植風(fēng)險指標(biāo)時作物非充分灌溉制度的多目標(biāo)優(yōu)化模型,并提出多目標(biāo)模糊優(yōu)選動態(tài)規(guī)劃理論和多維動態(tài)規(guī)劃相結(jié)合的方法,又進(jìn)一步將該法用于作物灌溉制度的模擬優(yōu)化設(shè)計。

        二、區(qū)域水資源優(yōu)化配置

        區(qū)域水資源優(yōu)化配置是以行政區(qū)或經(jīng)濟(jì)區(qū)為研究對象。區(qū)域是經(jīng)濟(jì)社會活動中相對獨(dú)立的基本管理單位,其經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展具有明顯的區(qū)域特征。隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展,以及多目標(biāo)和大系統(tǒng)優(yōu)化管理的日漸成熟,自80年代中期以來,區(qū)域水資源優(yōu)化配置研究成為水資源學(xué)科研究的熱點(diǎn)之一。由于區(qū)域水資源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,影響因素眾多,各部門的用水矛盾突出,研究成果多以目標(biāo)和大系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)為主要研究手段,在可供水量和需水量確定的條件下,建立區(qū)域有限的水資源量在各分區(qū)和用水部門間的優(yōu)化配置模型,求解模型得到水量優(yōu)化配置方案。1988年、1989年,賀北方提出區(qū)域水資源優(yōu)化分配問題,建立了大系統(tǒng)序列優(yōu)化模型,采用大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)技術(shù)求解,以河南豫西地區(qū)為背景建立了區(qū)域可供水資源年優(yōu)化分配的大系統(tǒng)逐級優(yōu)化模型。1989年,吳澤寧、蔣水心等人以經(jīng)濟(jì)區(qū)社會經(jīng)濟(jì)效果最大為目標(biāo),建立了經(jīng)濟(jì)區(qū)水資源優(yōu)化分配的大系統(tǒng)多目標(biāo)模型及其二階分解協(xié)調(diào)模型,并用層次分析法間接考慮水資源配置的生態(tài)環(huán)境效果,以三門峽市為例對模型和方法進(jìn)行了驗(yàn)證,得到了不同水平不同保證率情況下的水資源量優(yōu)化分配方案。1995年,翁文斌、蔡喜明等人將宏觀經(jīng)濟(jì)、系統(tǒng)方法與區(qū)域水資源規(guī)劃實(shí)踐相結(jié)合,形成了基于宏觀經(jīng)濟(jì)的水資源優(yōu)化配置理論,并在這一理論指導(dǎo)下,提出了區(qū)域水資源配置的多目標(biāo)宏觀決策分析方法,采用模擬優(yōu)化技術(shù)建模,在優(yōu)化目標(biāo)中考慮了環(huán)境目標(biāo)(BOD排放量最小),實(shí)現(xiàn)了水資源配置與區(qū)域經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合,體現(xiàn)了水質(zhì)水量統(tǒng)一配置的思想,也是水資源優(yōu)化配置研究思路上的一個突破。盧華友等(1997年)、黃強(qiáng)等(1999年)、聶相田等(1999年)和辛玉琛等(2000年)等分別以義烏市、西安市、寧陵市和長春市水資源系統(tǒng)為對象,建立多水源、多目標(biāo)水資源配置方案。2000年,吳險峰、王麗萍探討了北方缺水城市——棗莊在水庫、地下水、回用水、外調(diào)水等復(fù)雜水源下的優(yōu)化供水模型,從社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)綜合效益考慮,建立了水資源量優(yōu)化配置模型。2002年中國水利水電科學(xué)研究院等單位聯(lián)合完成的“九五”國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“西北地區(qū)水資源合理開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究”,建立了干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境需水量計算方法,提出了與區(qū)域發(fā)展模式及生態(tài)環(huán)境保護(hù)準(zhǔn)則相適用的生態(tài)環(huán)境需水量,在此基礎(chǔ)上,提出了針對西北地區(qū)生態(tài)脆弱地區(qū)的水資源配置方案。

        三、流域水資源優(yōu)化配置

        流域是具有層次結(jié)構(gòu)和整體功能的復(fù)合系統(tǒng),由社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)、水資源系統(tǒng)構(gòu)成,是最能體現(xiàn)水資源綜合特性和功能的獨(dú)立單元。流域水資源優(yōu)化配置是針對某一特定流域范圍內(nèi)的多種水源優(yōu)化分配問題。流域是具有層次結(jié)構(gòu)和整體功能的復(fù)合系統(tǒng),由社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)、水資源系統(tǒng)構(gòu)成,流域系統(tǒng)是最能體現(xiàn)水資源綜合特性和功能的獨(dú)立單元。國內(nèi)在流域水資源優(yōu)化配置方面也取得了可喜的成果,與區(qū)域水資源優(yōu)化配置研究具有近似的特征。1994年,唐德善應(yīng)用多目標(biāo)優(yōu)化的思想,建立了黃河流域水資源多目標(biāo)分析模型,提出了大系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化的求解方法。1996年由黃委會勘測規(guī)劃設(shè)計研究院主持的“黃河流域水資源合理分配和優(yōu)化調(diào)度研究”成果中,開發(fā)由數(shù)據(jù)庫、模擬模型、優(yōu)化模型等組成的決策支持系統(tǒng),并初步研究了黃河干流多庫水量聯(lián)合調(diào)度模型。同年,王成麗等針對近年來黃河下游連年缺水、斷流等現(xiàn)象,研究了黃河下游水資源量的優(yōu)化分配問題。2000年,徐慧等為使大型水庫群在大范圍暴雨洪水期間綜合效益達(dá)到最優(yōu),采用動態(tài)規(guī)劃模型求解淮河流域大型水庫群的水量聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度問題。2002年,陳曉宏等以大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)理論作為技術(shù)支持,運(yùn)用逐步寬容約束法及遞階分析法,建立了東江流域水資源優(yōu)化調(diào)配的實(shí)用模型和方法,并對該流域特枯年水資源量進(jìn)行優(yōu)化配置和供需平衡分析。

        四、跨流域水資源優(yōu)化配置

        跨流域水資源優(yōu)化配置是以兩個以上的流域?yàn)檠芯繉ο?,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和影響因素間的相互制約關(guān)系較區(qū)域和流域更為復(fù)雜,僅用數(shù)學(xué)規(guī)劃技術(shù)難以描述系統(tǒng)的特征。因此,仿真性能強(qiáng)的模擬技術(shù)和多種技術(shù)結(jié)合成為跨流域水資源量優(yōu)化配置研究的主要技術(shù)手段。1990年,陳守煌、趙瑛琪對跨流域系統(tǒng)補(bǔ)償特性與提高供水能力進(jìn)行了研究;同年,方淑秀、王孟華對灤河的跨流域引水工程多水庫聯(lián)合供水優(yōu)化調(diào)度提出了確定型動態(tài)規(guī)劃聚集解集技術(shù)。1994年,邵東國針對南水北調(diào)東線這一多目標(biāo)、多用途、多用戶、多供水優(yōu)先次序、串并混聯(lián)的大型跨流域調(diào)水工程的水量優(yōu)化調(diào)配,以系統(tǒng)棄水量最小為目標(biāo),建立了自優(yōu)化模擬決策模型,采用動態(tài)規(guī)劃法進(jìn)行求解。1997年,吳澤寧等以跨流域水資源系統(tǒng)的供水量最大為目標(biāo),將模擬技術(shù)和數(shù)學(xué)規(guī)劃方法相結(jié)合,建立了具有自優(yōu)化功能的流域水資源系統(tǒng)模擬規(guī)劃模型,并以大通河和湟水流域?yàn)槔龑δP瓦M(jìn)行了驗(yàn)證,提出了跨流域調(diào)水工程的規(guī)模。同年,盧華友等以跨流域水資源系統(tǒng)中各子系統(tǒng)的供水量和蓄水量最大、污水量和棄水量最小為目標(biāo),建立了基于多維動態(tài)規(guī)劃和模擬技術(shù)相結(jié)合的大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)實(shí)時調(diào)度模型,采用動態(tài)規(guī)劃法進(jìn)行求解,并以南水北調(diào)中線工程為背景進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)算。該成果考慮了污水量最小目標(biāo),是水資源優(yōu)化配置研究的一大進(jìn)步。

        五、城市水資源優(yōu)化配置

        針對某一個具體城市,建立多水源多目標(biāo)優(yōu)化模型。1997年,盧華友等以義烏市水資源系統(tǒng)為對象,建立大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)模型,提出了遞階模擬擇優(yōu)的方法。1999年,黃強(qiáng)等以西安市市區(qū)供水水源優(yōu)化調(diào)度為實(shí)例,建立了多水源聯(lián)合調(diào)度的多目標(biāo)優(yōu)化模型,提出了多目標(biāo)模型求解思路和方法。2000年,辛玉琛等應(yīng)用現(xiàn)代的系統(tǒng)分析理論,建立長春市多水源聯(lián)合供水的優(yōu)化管理模型。同年,吳險峰等探討了北方缺水城市——棗莊,在水庫、地下水、回用水、外調(diào)水等復(fù)雜水源下的優(yōu)化供水模型,從社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)綜合效益考慮,建立了水資源優(yōu)化配置模型。

        第三節(jié) 水資源優(yōu)化配置技術(shù)方法

        20世紀(jì)80年代,由華士乾教授為首的課題組對北京地區(qū)的水資源利用系統(tǒng)工程方法進(jìn)行了研究,并在“七五”國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目中加以提高和應(yīng)用。該項(xiàng)研究成果考慮了水量的區(qū)域分配、水資源利用效率、水利工程建設(shè)次序以及水資源開發(fā)利用對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用,成為我國水資源配置研究的雛形。“水資源優(yōu)化配置”一詞,在我國正式提出是1991年,當(dāng)時,為了借鑒國外水資源管理的先進(jìn)理論、方法和技術(shù),在國家科委和水利部的領(lǐng)導(dǎo)下,中國水利水電科學(xué)研究院陳志愷和王浩等在1991—1993年期間承擔(dān)了聯(lián)合國開發(fā)計劃署的技術(shù)援助項(xiàng)目“華北水資源管理(UNDP CPR/88/068)”,首次在我國開發(fā)出華北宏觀經(jīng)濟(jì)水資源優(yōu)化配置模型,研制了京、津、唐地區(qū)宏觀經(jīng)濟(jì)水規(guī)劃決策支持系統(tǒng),它包括由宏觀經(jīng)濟(jì)模型、多目標(biāo)分析模型和水資源模擬模型等7個模型組成的模型庫,由Oracle軟件及ARC/INFO軟件支持的數(shù)據(jù)庫和多級菜單驅(qū)動的人-機(jī)界面等,實(shí)現(xiàn)了各個模型之間的連接與信息交換。

        流域水資源優(yōu)化配置是以江河流域?yàn)閷ο蟮膬?yōu)化配置。1994年,羅其友、陶陶、宮連英等圍繞水資源最優(yōu)利用問題,對黃河流域水資源配置原則,農(nóng)業(yè)水資源在地區(qū)之間、作物之間以及作物不同發(fā)育階段之間的合理配置進(jìn)行了分析、探討。唐德善應(yīng)用多目標(biāo)規(guī)劃的思想,建立了黃河流域水資源多目標(biāo)分析模型,提出了大系統(tǒng)多目標(biāo)規(guī)劃的求解方法。1997年,黃強(qiáng)、晏毅、范榮生等對黃河干流水庫聯(lián)合調(diào)度建立了模擬優(yōu)化模型,考慮到模型特點(diǎn)及求解困難,文中提出了基于等出力試算,考慮庫群補(bǔ)償調(diào)節(jié)的人機(jī)對話算法,以實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜水庫群系統(tǒng)的模擬仿真,尋求水庫聯(lián)合調(diào)度的“滿意策略”。吳澤寧等以跨流域水資源系統(tǒng)的供水量最大為目標(biāo),將模擬技術(shù)和數(shù)學(xué)規(guī)劃方法相結(jié)合,建立了具有自優(yōu)化功能的流域水資源系統(tǒng)模擬規(guī)劃模型,并以大通河和湟水流域?yàn)槔龑δP瓦M(jìn)行了應(yīng)用研究。2002年,閻戰(zhàn)友通過采用綜合開發(fā)治理措施,在時間和空間上合理配置水資源,進(jìn)行海河流域生態(tài)環(huán)境改善和恢復(fù)研究。2004年,馮黎、宋臻概述了黃河水資源的特點(diǎn)、用水現(xiàn)狀及水資源利用中的主要矛盾,剖析了黃河上游龍羊峽、劉家峽水庫構(gòu)成的水量調(diào)解體系,并結(jié)合西線南水北調(diào),系統(tǒng)分析了這一水量調(diào)節(jié)體系對水資源調(diào)節(jié)配置的能力及協(xié)調(diào)水資源利用與水資源配置關(guān)系的能力。趙惠、武寶志以宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展為出發(fā)點(diǎn),在水資源短缺的情況下,進(jìn)行遼河流域水資源的優(yōu)化配置研究,為制定合理的開發(fā)利用計劃、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、保證生態(tài)平衡及水資源的可持續(xù)利用提供了依據(jù)。2005年,王雁林、王文科、楊澤元等立足于流域社會經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,以實(shí)現(xiàn)流域水資源永續(xù)利用為目標(biāo),分析了陜西省渭河流域面向生態(tài)的水資源合理配置與調(diào)控模式的內(nèi)涵,提出了其基本原則,并從流域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及未來需求出發(fā),探討了陜西省渭河流域面向生態(tài)流域水資源合理配置與調(diào)控模式的基本內(nèi)容,分析了陜西省渭河流域2000年、2010年、2020年水資源合理配置與調(diào)控方案。

        水資源優(yōu)化配置是涉及社會經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境以及水資源本身等諸多方面的復(fù)雜系統(tǒng)工程,并隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的開展及水資源的嚴(yán)重短缺,研究者對水資源優(yōu)化配置研究趨于成熟,并不斷地引入新的水資源優(yōu)化配置理論方法。到目前為止,水資源優(yōu)化配置模型構(gòu)建中較為成熟的主要方法有系統(tǒng)動力學(xué)方法、多目標(biāo)規(guī)劃與決策技術(shù)、大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)理論和投入產(chǎn)出模型等。

        一、系統(tǒng)動力學(xué)方法

        系統(tǒng)動力學(xué)方法是把研究的對象看做具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的、隨時間變化的動態(tài)系統(tǒng),通過系統(tǒng)分析繪制出表示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和動態(tài)特征的系統(tǒng)流圖,然后把變量之間的關(guān)系定量化,建立系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方程式以便進(jìn)行模擬試驗(yàn)。水資源系統(tǒng)設(shè)計的變量很多,各變量之間關(guān)系復(fù)雜,并且模擬的過程是個動態(tài)過程,系統(tǒng)動力學(xué)恰恰具備了處理非線性、多變量、信息反饋、時變動態(tài)性的能力,基于系統(tǒng)動力學(xué)建立的水資源優(yōu)化配置模型,可以明確地體現(xiàn)水資源系統(tǒng)內(nèi)部變量間的相互關(guān)系,因此系統(tǒng)動力學(xué)方法也被許多學(xué)者用于水資源優(yōu)化配置分析。例如,方創(chuàng)琳將參與柴達(dá)木盆地水資源優(yōu)化配置的總系統(tǒng)分析成人口、水資源、農(nóng)業(yè)、工業(yè)及第三產(chǎn)業(yè)、環(huán)境污染和GDP共六大子系統(tǒng),按照系統(tǒng)動力學(xué)建模的基本原理形成了柴達(dá)木盆地的水資源優(yōu)化配置基準(zhǔn)方案。高彥春等運(yùn)用系統(tǒng)動力學(xué)模型對漢中盆地平壩區(qū)水資源系統(tǒng)進(jìn)行仿真預(yù)測分析,并以系統(tǒng)動力學(xué)模型為基礎(chǔ),建立了漢中盆地平壩區(qū)水資源系統(tǒng)開發(fā)的多個方案。張梁采用系統(tǒng)動力學(xué)仿真模擬等方法,對甘肅省石羊河流域水資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)進(jìn)行了綜合規(guī)劃,提出了解決流域水資源危機(jī)的基本途徑。系統(tǒng)動力學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)在于能定量地分析各類復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的內(nèi)在關(guān)系,能定量分析系統(tǒng)的各種特性,擅長處理高階、非線性問題,比較適應(yīng)宏觀的動態(tài)趨勢研究。其缺點(diǎn)是系統(tǒng)動力學(xué)模型的建立受建模者對系統(tǒng)行為動態(tài)水平認(rèn)識的影響,由于參數(shù)不好掌握,易導(dǎo)致不合格的結(jié)論。

        二、多目標(biāo)規(guī)劃與決策技術(shù)

        水資源優(yōu)化配置涉及社會經(jīng)濟(jì)、人口、資源、生態(tài)環(huán)境等多個方面,是典型的多目標(biāo)優(yōu)化決策問題。水資源優(yōu)化配置過程中,任何目標(biāo)都不可偏否,必須強(qiáng)調(diào)目標(biāo)間的協(xié)調(diào)發(fā)展,于是,多目標(biāo)優(yōu)化方法應(yīng)運(yùn)而生。多目標(biāo)優(yōu)化包括兩個方面的內(nèi)容,其一是目標(biāo)間的協(xié)調(diào)處理;其二是多目標(biāo)優(yōu)化算法的設(shè)計。關(guān)于從多目標(biāo)優(yōu)化角度進(jìn)行水資源優(yōu)化配置的成果也不少。比如,賀學(xué)海和邵景力(1998)考慮水資源與社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的關(guān)系,構(gòu)建了包頭市地下水—地表水聯(lián)合調(diào)度多目標(biāo)管理模型,并運(yùn)用管理模型實(shí)現(xiàn)了該市地下水和地表水資源優(yōu)化調(diào)度,解決了包頭市水資源短缺問題。方紅遠(yuǎn)等(2001)針對多目標(biāo)水資源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行問題提出了多目標(biāo)決策遺傳算法,并成功應(yīng)用于蘇北平原湖區(qū)的水資源開發(fā)利用中。邵東國(1998)應(yīng)用系統(tǒng)工程理論與方法,結(jié)合南水北調(diào)中線工程,建立了復(fù)雜水資源系統(tǒng)的大系統(tǒng)多目標(biāo)實(shí)時優(yōu)化調(diào)度模型。孫永堂等(1996)通過對公主嶺地下水資源開發(fā)利用中存在的主要問題的分析,確定了水資源管理的目標(biāo),建立了水質(zhì)水量聯(lián)合優(yōu)化管理等多目標(biāo)線性規(guī)劃模型等。多目標(biāo)決策的優(yōu)點(diǎn)在于它可以同時考慮多個目標(biāo),避免為實(shí)現(xiàn)某單一目標(biāo)而忽視其他目標(biāo),但是,由于多目標(biāo)決策涉及決策者偏好問題,不同的利益團(tuán)體追求不同的目標(biāo)效果,往往還是相差很大,因而難以得到一個單一的絕對的最優(yōu)解。

        由于水資源優(yōu)化配置受復(fù)雜的社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境及技術(shù)因素的影響,在水資源配置過程中就必然會反映決策者個人的價值觀和主觀愿望。水資源配置多目標(biāo)決策問題一般不存在絕對最優(yōu)解,其結(jié)果與決策者的主觀愿望緊密相連。交互式?jīng)Q策方法能夠?qū)崿F(xiàn)決策者與系統(tǒng)信息的反復(fù)交換并充分體現(xiàn)決策者的主觀愿望,在多目標(biāo)決策中得到廣泛應(yīng)用。王忠靜等(1998)根據(jù)可持續(xù)發(fā)展理論,對干旱內(nèi)陸河區(qū)水資源可持續(xù)利用的規(guī)劃思想和方法進(jìn)行了研究,總結(jié)和延伸了水資源規(guī)劃的多目標(biāo)發(fā)展、相互作用、動態(tài)與風(fēng)險性、公眾接受和滾動規(guī)劃的規(guī)劃原則,強(qiáng)調(diào)規(guī)劃中水資源系統(tǒng)的不確定性和規(guī)劃本身的動態(tài)發(fā)展特性;提出了交互式宏觀多目標(biāo)優(yōu)化與方案模擬相結(jié)合的決策支持規(guī)劃思想和操作方法,并對甘肅西部的河西走廊東段的石羊河流域進(jìn)行了分析。

        三、大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)理論

        大系統(tǒng)理論的分解協(xié)調(diào)法是解決工程大系統(tǒng)全局優(yōu)化問題的基本方法。根據(jù)協(xié)調(diào)方式的不同,又可分為目標(biāo)協(xié)調(diào)法和模型協(xié)調(diào)法,目標(biāo)協(xié)調(diào)法是在協(xié)調(diào)過程中通過修正子問題的目標(biāo)函數(shù)來獲得最優(yōu)解,模型協(xié)調(diào)法則是通過修正子問題的最優(yōu)模型(約束條件)來獲得最優(yōu)解。大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)理論在水資源優(yōu)化配置中也得到了廣泛應(yīng)用。沈佩君等(1994)以棗莊市水資源系統(tǒng)為實(shí)例,根據(jù)該地區(qū)及水資源系統(tǒng)的供水特點(diǎn),建立了包含分區(qū)管理調(diào)度及統(tǒng)一管理調(diào)度模型在內(nèi)的大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)模型,成功研究了地表水、地下水及客水等多種水資源的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度問題。沈佩君等還以鑒江流域供水系統(tǒng)為研究對象,根據(jù)大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)的原理,建立具有仿真性好、信息量大、靈活通用等特點(diǎn)的多層次長系列模擬模型。研究成果表明,整個模型系統(tǒng)簡明合理,很好地解決了鑒江流域復(fù)雜水資源系統(tǒng)的供需平衡優(yōu)化決策問題。賀北方等(2002)基于可持續(xù)發(fā)展理論,以社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的綜合效益最大為目標(biāo),建立區(qū)域水資源優(yōu)化配置模型,并利用大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)技術(shù),將模型分解為二級遞階結(jié)構(gòu)成功求解。陳曉宏等建立了以東江流域水資源合理利用為目標(biāo),考慮防洪、洪水、航運(yùn)、壓咸等約束,采用大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)原理,運(yùn)用逐步寬容約束法及遞階分析法,運(yùn)用大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)原理與博弈理論構(gòu)建了跨邊界區(qū)域水資源沖突與協(xié)調(diào)模型體系。黃牧濤等以云南曲靖灌區(qū)為例采用大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)技術(shù)對大型灌區(qū)水庫群系統(tǒng)水資源優(yōu)化配置問題進(jìn)行了分析和研究,構(gòu)建了水資源系統(tǒng)遞階分析協(xié)調(diào)模型??梢姡笙到y(tǒng)分解協(xié)調(diào)理論在水資源優(yōu)化配置中得到了廣泛應(yīng)用,也取得了不少研究成果。

        第四節(jié) 水資源優(yōu)化配置案例分析

        區(qū)域水資源是一個區(qū)域生活、生產(chǎn)、生態(tài)價值實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)自然資源。王浩教授在題為“面向生態(tài)的水資源合理配置與科學(xué)調(diào)控”的主體綜述報告中強(qiáng)調(diào)生態(tài)問題的提出對原來水資源合理配置的理論方法形成了新的挑戰(zhàn),主要表現(xiàn)在:考慮問題的系統(tǒng)要從水資源與社會經(jīng)濟(jì)兩個子系統(tǒng)擴(kuò)展為水資源、社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境三個子系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)合系統(tǒng),必須從流域水循環(huán)的角度考慮生態(tài)環(huán)境需水量,并將其納入水資源配置的考慮范圍;在配置水資源時,衡量水資源的生態(tài)價值,并且要與經(jīng)濟(jì)價值進(jìn)行權(quán)衡。

        根據(jù)區(qū)域的具體情況劃分為n個區(qū)域(其中第n個區(qū)統(tǒng)稱為全區(qū)域生態(tài)環(huán)境用水區(qū)),各子區(qū)域配水量{W1, W2, …, Wn}T,每個子區(qū)域(第n子區(qū)除外)包括生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)三類用水部門,第i(i=1, 2, …, n-1)自取用水量分別為{Xi1, Xi2, Xi3}T(Xi1為生活用水量,Xi2為工業(yè)用水量,Xi3為農(nóng)業(yè)用水量),對于生態(tài)環(huán)境用水區(qū)n,令Xn1=Xn2=0, Xn3=Wn,則建立如下目標(biāo)函數(shù):

        (6-1聞)

        約束條件為

        (6-2聞)

        式中:Z——目標(biāo)函數(shù)值;

        n——分區(qū)總數(shù);

        Cij——i子區(qū)j部門用水效率系(i=1, 2, …, n; j=1, 2, 3):對經(jīng)濟(jì)效益而言為與水價有關(guān)的效率系數(shù),對社會和環(huán)境而言表示與就業(yè)機(jī)會、糧食產(chǎn)量、BOD排放量、水環(huán)境質(zhì)量、水面面積等有關(guān)的系數(shù);

        t——時間,當(dāng)僅考慮有效性和公平性時,t=0,當(dāng)考慮持續(xù)性時,t>0,即要求不同時期或時代人類利用水資源的權(quán)利和效益應(yīng)維持不減;R為各子區(qū)用水公平系數(shù),對于收入越高或越富裕的用水對象,R越小,0≤Rij≤1;f為效益函數(shù),反映水資源利用對社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境等效益的貢獻(xiàn);i1t時期i子區(qū)人均生活用水量了;i2t時期i子區(qū)工業(yè)萬元產(chǎn)值用水量;i3t時期i子區(qū)單位糧食產(chǎn)量用水量;Q()各用水部門排污函數(shù);T()為水體自凈函數(shù);P()為洪災(zāi)函數(shù);B(t)為t時期水環(huán)境容量;W(t)為t時期水資源可利用量。

        以上模型研究區(qū)域水資源優(yōu)化配置還需要考慮區(qū)域水源狀況,進(jìn)行區(qū)域水源分析,區(qū)域水源層次結(jié)構(gòu)如圖6-1聞所示。

        一般情況下,不同的用水部門對水質(zhì)的要求也不同,區(qū)域內(nèi)各用水部門按照用水類別從高到低,依次為生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境等用水部門,水資源配置遵循劣水劣用、優(yōu)水先優(yōu)用的分質(zhì)供水原則,即低類別的水不能供給高級用水部門,而高類別的水首先滿足高級別的用水部門,在富裕的情況下也可向低級用水部門供水。

        圖6-1 聞區(qū)域水源層次結(jié)構(gòu)圖
        資料來源:姚榮.基于可持續(xù)發(fā)展的區(qū)域水資源配置研究[D].南京:河海大學(xué),2005.

        河海大學(xué)姚榮的博士論文“基于可持續(xù)發(fā)展的區(qū)域水資源配置研究”,以浙江省臨海市為例,應(yīng)用區(qū)域水資源配置理論模型,對不同規(guī)劃水平年(2020年和2030年)在p=75%降雨頻率下水資源配置進(jìn)行研究。此案例較為典型,可作為教學(xué)參考?,F(xiàn)簡要介紹如下:

        一、自然概況及研究分區(qū)目的

        臨海市地處浙江東中部沿海,位于東經(jīng)120°49′~121°41′,北緯28°40′~29°04′之間。東瀕東海,南鄰黃巖、椒江,西連仙居,北與天臺、三門接壤。東西長85 km,南北寬44 km,大陸海岸線長74 km,島岸線長153 km。市域國土總面積2 203 km2,其中山地丘陵面積1 507 km2、平原面積553 km2、水域面積143 km2,分別占總面積的68.4%、25.1%和6.5%。另有近海島嶼74個,裙礁3個,明礁18個,干出礁、暗礁60個,總面積19.37 km2,其中有常住人口的島嶼4個,計15.06 km2。

        將臨海市劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個子區(qū),見表6-1聞。

        表6-1 聞各子區(qū)行政區(qū)劃表

        資料來源:姚榮.基于可持續(xù)發(fā)展的區(qū)域水資源合理配置研究[D].南京:河海大學(xué),2005.

        區(qū)域水資源合理配置涉及社會經(jīng)濟(jì)生態(tài)環(huán)境等各部門,分區(qū)是水資源量計算和供需平衡分析的地域單元。由于水資源的開發(fā)利用和水環(huán)境的保護(hù)和治理受自然地理?xiàng)l件、社會經(jīng)濟(jì)狀況、工農(nóng)業(yè)布局、市鎮(zhèn)發(fā)展、水資源特點(diǎn)以及水利工程設(shè)施等諸多因素的制約,為了因地制宜、合理開發(fā)利用水資源、保護(hù)和治理水環(huán)境,既反映各地區(qū)的特點(diǎn),又探索共同的規(guī)律,展望同類型地區(qū)的開發(fā)前景,需要對水資源的開發(fā)利用進(jìn)行合理的分區(qū)。

        二、區(qū)域可供水量

        可供水量是指不同水平年、不同保證率(或不同降雨頻率)下,綜合考慮來水情況、需水需要,工程設(shè)施可提供給各類用水部門(生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境)的水量。在只考慮現(xiàn)狀供水條件下的可供水量,臨海市獨(dú)立水源可供水量如表6-2聞和公用水源可供水量如表6-3聞所示。

        表6-2 2010聞年p=75%降雨頻率獨(dú)立水源可供水量(單位:萬m3)

        資料來源:姚榮.基于可持續(xù)發(fā)展的區(qū)域水資源合理配置研究[D].南京:河海大學(xué),2005.

        表6-3 2010聞年p=75%降雨頻率公用水源可供水量(單位:萬m3)

        注:溪口水庫供臺州電廠A類水1 200萬m3/年。

        資料來源:姚榮.基于可持續(xù)發(fā)展的區(qū)域水資源合理配置研究[D].南京:河海大學(xué),2005.

        三、區(qū)域水資源合理配置

        1)臨海市水源分析

        遵循優(yōu)水先優(yōu)用,劣水劣用的分質(zhì)供水原則(優(yōu)質(zhì)水先向高級用水部門配水,在富余情況下再向低級別用水部門供水;低類別水不可向高級用水部門供水),其供水關(guān)系如圖6-2聞所示。

        圖6-2 聞區(qū)域水源水質(zhì)水量供給關(guān)系圖
        資料來源:姚榮.基于可持續(xù)發(fā)展的區(qū)域水資源合理配置研究[D].南京:河海大學(xué),2005.

        可求得區(qū)域水源配水條件下,臨海市各類用水部門(生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境)缺水量見表6-4聞。臨海市區(qū)域水源配水,工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境用水部門缺水。

        表6-4 聞臨海市各類用水部門缺水量 (單位:萬m3)

        資料來源:姚榮.基于可持續(xù)發(fā)展的區(qū)域水資源合理配置研究[D].南京:河海大學(xué),2005.

        2)優(yōu)化配置分析

        (1)水資源合理配置數(shù)學(xué)模型

        根據(jù)水資源多目標(biāo)配置特點(diǎn),采用線性加權(quán)法將各目標(biāo)歸一化,將多目標(biāo)問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)問題求解:

        (6-3聞)

        其中,F1F2, F3分別為對應(yīng)的但目標(biāo)最優(yōu)值(即不考慮其他兩個目標(biāo)時,各目標(biāo)的最優(yōu)值);λ1、λ2、λ3分別為各目標(biāo)的權(quán)重系數(shù),0≤λ123≤1,且λ123=1??筛鶕?jù)供需水情況、目標(biāo)政策傾斜程度、用水優(yōu)先指數(shù)、區(qū)域發(fā)展協(xié)調(diào)性、用水效率以及用水公平性等準(zhǔn)則采用AHP法確定。

        (2)約束條件參數(shù)

        ① 獨(dú)立水源供水水質(zhì)水量約束如表6-5聞所示:

        表6-5 聞臨海市獨(dú)立水源供水水質(zhì)水量約束表 (單位:萬m3)

        資料來源:姚榮.基于可持續(xù)發(fā)展的區(qū)域水資源合理配置研究[D].南京:河海大學(xué),2005.

        ② 公用水源水質(zhì)水量約束如表6-6聞所示:

        表6-6 聞臨海市公用水源供水水質(zhì)水量約束表 (單位:萬m3)

        注:溪口水庫供臺州電廠A類水1 200萬m3/年。

        資料來源:姚榮.基于可持續(xù)發(fā)展的區(qū)域水資源合理配置研究[D].南京:河海大學(xué),2005.

        ③ 用戶需水能力約束。根據(jù)各類用水部門的最小、最大需水定額,以及臨海市社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境發(fā)展目標(biāo),預(yù)測2010年p=75%降雨頻率各類用水部門最小、最大需水量,見表6-7聞。

        表6-7 2010聞年p=75%降雨頻率各類用水部門最小、最大需水量(單位:萬m3)

        資料來源:姚榮.基于可持續(xù)發(fā)展的區(qū)域水資源合理配置研究[D].南京:河海大學(xué),2005.

        (3)配置方案

        根據(jù)基于遺傳算法的水資源合理配置二級遞階多目標(biāo)優(yōu)化求解方法,可生成如下四個非劣配置方案(方案一~方案四),見表6-8聞。

        表6-8 聞臨海市水資源優(yōu)化配置方案

        資料來源:姚榮.基于可持續(xù)發(fā)展的區(qū)域水資源合理配置研究[D].南京:河海大學(xué),2005.

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