水资源优化配置：原则与意义

水是生命之源,是人类生存和社会发展的物质基础,是不可替代的重要自然资源。随着人口的增长、社会经济的发展和人民生活水平的提高,有限的水资源供给量和不断增长的需求量之间已形成尖锐矛盾,这一矛盾在城市发展中显得尤为突出。水资源短缺、水污染和水资源浪费并存,是水资源供需矛盾形成的重要原因。

解决水资源供需矛盾的基本途径,一是开源,对于水资源量丰富且水资源开发利用率低的地区,可以通过加大投资,兴修水利工程和设施,开发新的水源,提高水资源利用效率,增加该地区的水资源供应能力。二是节流,在水资源相对贫乏、水资源利用率已很高的地区,增大水源供水能力已没有多大潜力,应主要依靠研究节水技术和方法、实施节水措施、提高人们的节水意识,从而提高全社会的节水水平,减少水资源的浪费,建立节水型社会。节水是缓解供需水矛盾、实现水资源可持续利用的长久之策。三是治污,加大水污染治理力度,加强环保意识,兴建污水处理厂和中水利用系统,变废水、污水为再生之水、有用之水。四是水资源优化配置。前面三类方法有一定条件限制,需要大量资金投入,且效果的发挥还需一定时间。如果运用科学技术和方法,改变传统的管理模式和方法,对有限水资源进行优化配置,可使水资源得到充分高效利用,使社会经济协调发展。

(一)水资源优化配置的原则

水资源的开发、利用、治理、配置、节约和保护等活动,必须以生态经济系统为依托,以可持续性、有效性、公平性和系统性为原则进行科学配水。

1.可持续性原则

为实现水资源的可持续利用,区域发展模式要适应当地水资源条件,水资源配置过程中必须保持区域的水土平衡、水化学平衡、水沙平衡等。

2.公平性原则

增加地区之间、近期和远期之间、用水目标之间、用水人群之间对水量和水环境容量的公平分配。各地区之间要统筹全局,合理分配过境水量;近远期之间,近期原则上要不断减少乃至停止对深层地下水的开采;用水目标上,要优先保证最为必要的生态用水项,在此基础上兼顾经济用水和一般生态用水,同时在经济用水中要在保障供水的前提下兼顾综合利用;用水人群中,要注意提高农村饮水保障程度并保护城市低收入人群的用水。

3.系统性原则

在流域间、流域内和水系等三个系统层次上对水资源进行合理配置。在流域间层次上,将各研究流域作为统一的配置对象;在单一流域层次上,统一调整流域内各行政区之间的用水权益关系;在水系层次上,对干流和支流的水资源统一配置,对地表水和地下水统一配置。用系统分析的原则来指导水资源优化配置。

(二)水资源优化配置研究的意义

基于可持续发展的水资源优化配置是以可持续发展战略为指导思想,运用系统分析理论与优化技术,将区域有限水资源在各子区、各用水部门间进行最优化分配,从而获得社会、经济、环境协调发展的最佳综合效益。其研究意义主要体现在:(www.xing528.com)

1.促进水资源的合理有效利用

水资源优化配置没有增加可利用量,也没有减少需水量,但它却使总体效益最大化。这是因为水资源配置是以综合效益最大为目标,利用优化方法和技术,通过产业结构调整,减少水资源单耗量大的用水部门的占有量,将节省下来的水资源用于水资源利用率高、单耗小、综合效益高的用水部门,从而使水资源得到合理有效利用。汪恕诚(2000)在“水权和水市场”的讲话中指出,通过水资源优化配置提高水资源利用效率,实现水资源可持续利用,这是21世纪我国水利工作的首要任务。

2.促进人口、资源、环境、经济协调发展

发展是永恒的主题,片面的经济增长并不一定意味着发展。经济增长型的水资源配置方式,虽取得了经济的迅速增长却带来了环境污染和生态破坏,对人类的生存和发展构成了威胁。只有人口、资源、环境、经济相互协调的发展才是最佳的发展模式,这种持续发展的协调型水资源配置方式,是在保护生态环境的同时,促进经济增长和社会繁荣,保证可持续发展顺利进行。

3.促进工程水利向资源水利的转变

水资源优化配置虽然无法从数量上减少缺水量,但它是减缓水资源供需矛盾最经济、最快速的方法,同时它还使科学技术渗透到水资源管理工作中,提高管理者的科学意识和管理水平,促进工程水利向资源水利的转变。

4.促进大系统多目标优化理论与方法的探讨

区域水资源系统是一个复杂的大系统,优化配置模型是一个多目标非线性的优化模型。线性规划、动态规划等传统方法虽然解决了很多实际问题,但是也受到问题更复杂程度的限制。新近发展起来的智能优化算法,遗传算法、神经网络等,为解决复杂优化问题提供了新的思路和手段。探讨智能优化算法在水资源系统中的应用,对于促进这些算法的实际应用以及为解决复杂大系统问题积累经验,具有重要意义。

5.对其他资源分配问题具有一定的参考价值

水资源是自然资源之一,任何自然资源都与水资源一样,具有一定使用价值和价值,却又受到一定量的限制,同样存在着合理有效分配的问题。资源优化配置问题有一定的相似性和差异性,水资源优化配置模型及其算法,对解决其他资源配置问题具有一定的参考价值。