淺談區(qū)域水資源優(yōu)化配置

吳 曉

(重慶交通大學(xué)國(guó)家內(nèi)河航道整治工程技術(shù)研究中心、水利水運(yùn)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、河海學(xué)院，重慶 400074)

淺談區(qū)域水資源優(yōu)化配置

吳 曉

(重慶交通大學(xué)國(guó)家內(nèi)河航道整治工程技術(shù)研究中心、水利水運(yùn)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、河海學(xué)院，重慶 400074)

對(duì)區(qū)域水資源優(yōu)化配置從其含義、原則以及方法方面作了簡(jiǎn)要的概括、總結(jié)。并給出區(qū)域水資源優(yōu)化配置的多目標(biāo)函數(shù)，通過結(jié)果分析給出水資源的最大開發(fā)利用化。

區(qū)域水資源優(yōu)化配置;配置原則;配置模型

引言

水作為人類不可缺少的寶貴資源之一，人類對(duì)水的需求量在隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不斷增加，從而引起人類對(duì)水資源問題的重視。因此，需要加大區(qū)域水資源優(yōu)化配置的研究，從而能夠使水資源利用的價(jià)值最大化，對(duì)以后水資源的綜合利用方面具有重要的指導(dǎo)意義。

1.區(qū)域水資源優(yōu)化配置涵義

區(qū)域水資源優(yōu)化配置是指在保證經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)環(huán)境全面協(xié)調(diào)發(fā)展的大前提下，在一個(gè)指定的流域或區(qū)域內(nèi)，對(duì)有一定限度的各種水資源在時(shí)空上、不同用水戶之間進(jìn)行系統(tǒng)綜合效益到最大化分配，最終實(shí)現(xiàn)水資源在規(guī)劃、管理和可持續(xù)利用方面的最大價(jià)值。區(qū)域水資源優(yōu)化配置的實(shí)質(zhì)性問題主要體現(xiàn)在使水資源配置得以改善的方面:首先是使水資源分配效率得以提高，從而能夠更好的合理解決各行各業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)用水方面的問題;其次是上一方面都已經(jīng)處理好的基礎(chǔ)上，將水資源的利用效率進(jìn)一步提高。綜合以上兩個(gè)方面據(jù)能夠市水資源的利用效率達(dá)到最優(yōu)化［1］。

2.區(qū)域水資源優(yōu)化配置原則

區(qū)域水資源優(yōu)化配置是為了使有限的水資源獲得最大的利用效益從而來滿足區(qū)域內(nèi)的水資源的各種供求，進(jìn)一步在實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等方面的可持續(xù)發(fā)展的方面有一定的促進(jìn)作用。其原則主要表現(xiàn)在公平性、可持續(xù)性、高效性、優(yōu)先性。

(1)公平性原則。是首要遵循的原則。無論人還是物等，關(guān)于水資源利用的最終目的是對(duì)其產(chǎn)出的效益進(jìn)行合理分配利用［2］，它可能與高效性原則有沖突，也可能遵循高效性原則，它要求區(qū)域內(nèi)的各種關(guān)系的協(xié)調(diào)發(fā)展，它體現(xiàn)為一種權(quán)利，一種義務(wù)。

(2)可持續(xù)性原則。是指在水資源合理利用的條件下，既滿足當(dāng)代人的要求，又不損害后代人的利益。它最重要的一方面就是當(dāng)代和后代之間對(duì)在水資源利用上需要有協(xié)調(diào)性、公平性等原則。

(3)高效性原則。在當(dāng)前水資源嚴(yán)重分布不均和短缺的前提下，在水資源利用效率方面提高和改善是解決其短缺問題，實(shí)現(xiàn)水資源利用效率最大化的有效途徑之一。由于我國(guó)水資源分布不均勻性較為嚴(yán)重，因此需盡人力最大可能，提高區(qū)域水資源最大化的利用價(jià)值，力求使在區(qū)域內(nèi)人力物力等方面所耗成本最小的前提下，能夠達(dá)到水資源的利用最大化。從而保證經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境方面發(fā)展的綜合利益最優(yōu)化。

(4)優(yōu)先性原則。我國(guó)《水法》中，把保證城鄉(xiāng)居民生活用水這一條放在用水優(yōu)先的最前面。也就是說，在優(yōu)先滿足生活用水的前提下，再考慮生產(chǎn)和生態(tài)用水［3］。換句話說，區(qū)域水資源的配置在考慮水量的情況下，還要考慮水質(zhì)問題。不同條件下與不同情況下，水資源在利用價(jià)值方面都有所不同，因此需應(yīng)通過優(yōu)化配置的方法，從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)等各種方面結(jié)合起來考慮，從而來確定不同水資源利用的優(yōu)先選擇性。

3.區(qū)域水資源優(yōu)化配置模型

3.1 水資源優(yōu)化規(guī)劃提出

即通過水資源的優(yōu)化，制定出值得考慮和利用的方案及規(guī)劃來對(duì)水資源進(jìn)行統(tǒng)一安排。在這里水資源優(yōu)化主要是通過運(yùn)籌學(xué)里的數(shù)學(xué)方法定量的描述和表達(dá)水資源的規(guī)劃問題，根據(jù)一定的目標(biāo)參數(shù)，制定出制約關(guān)系，并求出為某一目標(biāo) (或多目標(biāo))服務(wù)的最優(yōu)解，其最具有研究?jī)r(jià)值并且利用最廣泛的是多目標(biāo)數(shù)學(xué)優(yōu)化模型。其步驟主要有以下幾個(gè)部分:劃分子區(qū)、確定用水部門，建立數(shù)學(xué)模型，數(shù)學(xué)模型求解，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，最終得出最優(yōu)的方案模型，為水資源的最大限度的優(yōu)化利用提供良好的理論依據(jù)。

3.2 多目標(biāo)數(shù)學(xué)優(yōu)化模型建立

多目標(biāo)數(shù)學(xué)優(yōu)化模型的建立是運(yùn)籌學(xué)的一個(gè)分支，水資源不僅具有自然屬性還有社會(huì)屬性，區(qū)域性水資源優(yōu)化配置涉及到多個(gè)決策層次，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境等多個(gè)決策目標(biāo)，部門和地區(qū)等多個(gè)決策主體，近期和遠(yuǎn)期等多個(gè)決策時(shí)段，社會(huì)、生態(tài)系統(tǒng)、工程等多類風(fēng)險(xiǎn)投資，它是一個(gè)帶有極高的風(fēng)險(xiǎn)性的多目標(biāo)優(yōu)化問題。因此，通過對(duì)其整個(gè)區(qū)域多目標(biāo)水資源優(yōu)化配置模型的建立與分析，從而達(dá)到了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境等因素的的協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合發(fā)展的最優(yōu)化［4］。

這類的模型形式［5］可表示為:

多目標(biāo)數(shù)學(xué)優(yōu)化模型方法的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，使其近年得到普遍重視，在經(jīng)濟(jì)管理、工業(yè)工程最優(yōu)控制，資源優(yōu)化分配等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，多目標(biāo)數(shù)學(xué)優(yōu)化模型會(huì)進(jìn)一步完善和提高，必將成為區(qū)域水資源優(yōu)化配置的實(shí)用工具之一。4

.結(jié)語(yǔ)

區(qū)域水資源優(yōu)化配置是一個(gè)具有及其復(fù)雜性的多目標(biāo)決策問題。本文對(duì)與區(qū)域水資源優(yōu)化配置的相關(guān)內(nèi)容簡(jiǎn)要總結(jié)和概述，為水資源的綜合利用達(dá)到最優(yōu)化提供有力的理論依據(jù)。

［1］張立新，田軍倉(cāng).一種可持續(xù)發(fā)展水資源優(yōu)化配置模型的設(shè)計(jì) ［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39(20):897-898

［2］孫牽清.區(qū)域水資源優(yōu)化配置的控制論模型研究 ［D］.河海大學(xué)，2005.8

［3］張蔚云.區(qū)域水資源優(yōu)化配置研究［D］.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.6

［4］王輝，楊寶中，于晶晶等.基于大系統(tǒng)多目標(biāo)理論模型的區(qū)域水資源優(yōu)化配置研究［J］.節(jié)水灌溉，2014，3:41-44

［5］徐振辭.論區(qū)域水資源優(yōu)化配置理論與方法［J］.河北水利，2003，6:23-24，26