多目標(biāo)區(qū)域水資源優(yōu)化配置.ppt

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1、7.3區(qū)域水資源多目標(biāo)優(yōu)化配置隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長(zhǎng)，對(duì)水的需求日益增加以及水資源開(kāi)發(fā)利用程度的日益提高，水資源供需矛盾正在加劇，過(guò)量利用水資源或不當(dāng)?shù)乃Y源開(kāi)發(fā)又導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境危機(jī)的不斷加劇，如何結(jié)合區(qū)域的水資源時(shí)空分布特點(diǎn)和生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)，調(diào)整工農(nóng)業(yè)布局，加強(qiáng)對(duì)有限的區(qū)域水資源的科學(xué)配置已成為迫切需要解決的問(wèn)題。7.3.1水資源優(yōu)化配置的概念及內(nèi)涵水資源優(yōu)化配置是指在特定的流域或區(qū)域范圍內(nèi)，遵循公平、效率和可持續(xù)利用的原則，以水資源的可持續(xù)利用和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，通過(guò)各種工程與非工程措施，考慮市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律和資源配置

2、準(zhǔn)則，通過(guò)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(duì)多種可利用水資源在時(shí)間上、空間上和不同受益者之間進(jìn)行科學(xué)合理的分配，實(shí)現(xiàn)有限水資源的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)環(huán)境綜合凈效益(福利)最大化，以及水質(zhì)水量的統(tǒng)一和協(xié)調(diào)。從宏觀上講，水資源優(yōu)化配置是在水資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中，對(duì)洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水環(huán)境惡化、水土流失等問(wèn)題實(shí)行統(tǒng)籌規(guī)劃、綜合治理，實(shí)現(xiàn)除害興利結(jié)合，防洪抗旱并舉，開(kāi)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(kāi)發(fā)與保護(hù)、建設(shè)與管理、近期與遠(yuǎn)期等各方面的關(guān)系。從微觀上講，水資源優(yōu)化配置包括取水

3、方面的優(yōu)化配置、用水方面的優(yōu)化配置，以及取水用水綜合系統(tǒng)的水資源優(yōu)化配置。取水方面是指地表水、地下水、污水等多水源之間的優(yōu)化配置；用水方面是指生活用水、生產(chǎn)用水和生態(tài)用水之間的優(yōu)化配置；各種水源、取水點(diǎn)和各類(lèi)用水部門(mén)形成了復(fù)雜的取用水系統(tǒng)，加上供需雙方在時(shí)間、空間的變化，水資源優(yōu)化配置的作用更加明顯。7.3.2水資源優(yōu)化配置原則水資源優(yōu)化配置需遵循公平性、高效性和可持續(xù)原則。(1)公平性原則公平性原則屬于社會(huì)學(xué)和倫理學(xué)范疇?？沙掷m(xù)發(fā)展側(cè)重于倫理方面的定義，強(qiáng)調(diào)發(fā)展應(yīng)在滿(mǎn)足當(dāng)代人需要的同時(shí)，也不損害后代人滿(mǎn)足其自身需要能力的發(fā)展

4、。該原則實(shí)質(zhì)上表述了水資源可持續(xù)利用在代內(nèi)和代際之間的發(fā)展機(jī)會(huì)的公平性。代內(nèi)公平指一個(gè)地區(qū)為發(fā)展需要開(kāi)發(fā)利用水資源時(shí)不損害其它地區(qū)開(kāi)發(fā)利用水資源的機(jī)會(huì)。公平性原則有時(shí)候與效率原則一致，有時(shí)候與效率原則沖突，它實(shí)質(zhì)上體現(xiàn)一種各目標(biāo)的協(xié)調(diào)發(fā)展、權(quán)力與義務(wù)結(jié)合的開(kāi)發(fā)利用方式。(2)高效性原則按照經(jīng)濟(jì)學(xué)觀點(diǎn)，高效性原則可解釋為經(jīng)濟(jì)上有效的水資源分配，即水資源利用的邊際效益在各用水部門(mén)中都相等。換言之，在某一用水部門(mén)增加一個(gè)單位的水資源利用所產(chǎn)生的效益，在任何其他部門(mén)也是相同的，否則將分配這部分水資源給效益或回報(bào)更大的部門(mén)。傳統(tǒng)的配置方

5、式是以水資源利用的經(jīng)濟(jì)效益最大化為目標(biāo)，但是因其忽略了用水部門(mén)效益函數(shù)下包含的實(shí)施成本，且不能傳達(dá)出水資源稀缺性的信息，使效率原則的實(shí)現(xiàn)受到一定程度的影響。(3)可持續(xù)原則可持續(xù)原則的實(shí)質(zhì)是為了實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用，也可以理解為水資源優(yōu)化配置的代際公平性原則。代際公平指當(dāng)代人為發(fā)展的需要開(kāi)發(fā)利用水資源時(shí)不損害后代人開(kāi)發(fā)利用水資源的機(jī)會(huì)。可持續(xù)性原則要求當(dāng)代人在開(kāi)發(fā)利用水資源時(shí)，保持水資源循環(huán)的整體性和再生能力，使后代人具有平等的發(fā)展機(jī)會(huì)，而不是掠奪性開(kāi)發(fā)利用，甚至破壞。上述原則存在著辯證統(tǒng)一：發(fā)展是整個(gè)優(yōu)化配置問(wèn)題的核心，公平

6、性、高效性、可持續(xù)性原則的最終目的都是為了達(dá)到高速度、高質(zhì)量的發(fā)展。公平性原則更注重人們基本權(quán)利的享有、財(cái)富分配的合理、社會(huì)保障體系的健全、社會(huì)組織結(jié)構(gòu)的有序和社會(huì)心理的穩(wěn)定等一系列目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，體現(xiàn)出人與人關(guān)系的和諧；高效性原則更多地注重在資源的利用、經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)與財(cái)富的積累、物質(zhì)能量的有效轉(zhuǎn)化和供需均衡，追求了一種人類(lèi)社會(huì)自身的和諧；可持續(xù)性原則強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與保護(hù)資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的一致，是為了讓子孫后代能夠享有充分的資源和良好的自然環(huán)境，是縱向意義上的公平?；谝陨吓渲迷瓌t，水資源合理配置要從如下幾個(gè)方面著手：（1）空間配置

7、根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)布局、供水水源和缺水狀況，合理確定不同水源的供水范圍，使水資源保障條件與生產(chǎn)力布局更加匹配。（2）時(shí)間配置根據(jù)水資源年內(nèi)、年際的變化規(guī)律，通過(guò)水庫(kù)、湖泊和地下水庫(kù)的調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)水資源量在時(shí)間尺度上的合理配置。（3）用水目標(biāo)配置根據(jù)用水戶(hù)的用水特點(diǎn)和各水源的供水能力，確定各供水目標(biāo)的供水次序，進(jìn)行部門(mén)間的水量分配。重點(diǎn)在于妥善解決經(jīng)濟(jì)建設(shè)用水?dāng)D占生態(tài)環(huán)境用水，城市與工業(yè)用水占用農(nóng)業(yè)用水，以及水資源多目標(biāo)利用中的競(jìng)爭(zhēng)性用水問(wèn)題。（4）水量水質(zhì)配置地表水、淺層地下水、污水回用水、南水北調(diào)水等多種水源水質(zhì)不同，保證率不同，

8、實(shí)現(xiàn)其合理調(diào)配，優(yōu)水優(yōu)用、充分發(fā)揮單方水效益，提高供水總量和供水保證率，保障用水安全。7.3.3區(qū)域水資源多目標(biāo)優(yōu)化配置模型水資源優(yōu)化配置模型也包含經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)環(huán)境三個(gè)方面，其一般形式為：(7.8)式中，opt表示優(yōu)化方向，包括最大化方向和最小化方向；X為決策向量，一般以