吳 曉

(重慶交通大學國家內(nèi)河航道整治工程技術研究中心、水利水運工程教育部重點實驗室、河海學院，重慶 400074)

淺談區(qū)域水資源優(yōu)化配置

吳 曉

(重慶交通大學國家內(nèi)河航道整治工程技術研究中心、水利水運工程教育部重點實驗室、河海學院，重慶 400074)

對區(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要的概括、總結。并給出區(qū)域水資源優(yōu)化配置的多目標函數(shù)，通過結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，人類對水的需求量在隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展不斷增加，從而引起人類對水資源問題的重視。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值最大化，對以后水資源的綜合利用方面具有重要的指導意義。

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、社會和生態(tài)環(huán)境全面協(xié)調(diào)發(fā)展的大前提下，在一個指定的流域或區(qū)域內(nèi)，對有一定限度的各種水資源在時空上、不同用水戶之間進行系統(tǒng)綜合效益到最大化分配，最終實現(xiàn)水資源在規(guī)劃、管理和可持續(xù)利用方面的最大價值。區(qū)域水資源優(yōu)化配置的實質性問題主要體現(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)在競爭用水方面的問題;其次是上一方面都已經(jīng)處理好的基礎上，將水資源的利用效率進一步提高。綜合以上兩個方面據(jù)能夠市水資源的利用效率達到最優(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，進一步在實現(xiàn)社會、經(jīng)濟、生態(tài)等方面的可持續(xù)發(fā)展的方面有一定的促進作用。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，關于水資源利用的最終目的是對其產(chǎn)出的效益進行合理分配利用［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)的各種關系的協(xié)調(diào)發(fā)展，它體現(xiàn)為一種權利，一種義務。

(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代和后代之間對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。在當前水資源嚴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，實現(xiàn)水資源利用效率最大化的有效途徑之一。由于我國水資源分布不均勻性較為嚴重，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，能夠達到水資源的利用最大化。從而保證經(jīng)濟、社會、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《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，還要考慮水質問題。不同條件下與不同情況下，水資源在利用價值方面都有所不同，因此需應通過優(yōu)化配置的方法，從經(jīng)濟、社會、生態(tài)等各種方面結合起來考慮，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)劃來對水資源進行統(tǒng)一安排。在這里水資源優(yōu)化主要是通過運籌學里的數(shù)學方法定量的描述和表達水資源的規(guī)劃問題，根據(jù)一定的目標參數(shù)，制定出制約關系，并求出為某一目標 (或多目標)服務的最優(yōu)解，其最具有研究價值并且利用最廣泛的是多目標數(shù)學優(yōu)化模型。其步驟主要有以下幾個部分:劃分子區(qū)、確定用水部門，建立數(shù)學模型，數(shù)學模型求解，對計算結果進行驗證，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 多目標數(shù)學優(yōu)化模型建立

多目標數(shù)學優(yōu)化模型的建立是運籌學的一個分支，水資源不僅具有自然屬性還有社會屬性，區(qū)域性水資源優(yōu)化配置涉及到多個決策層次，經(jīng)濟、社會、環(huán)境等多個決策目標，部門和地區(qū)等多個決策主體，近期和遠期等多個決策時段，社會、生態(tài)系統(tǒng)、工程等多類風險投資，它是一個帶有極高的風險性的多目標優(yōu)化問題。因此，通過對其整個區(qū)域多目標水資源優(yōu)化配置模型的建立與分析，從而達到了經(jīng)濟、社會、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:

多目標數(shù)學優(yōu)化模型方法的獨特優(yōu)勢，使其近年得到普遍重視，在經(jīng)濟管理、工業(yè)工程最優(yōu)控制，資源優(yōu)化分配等各個領域得到了廣泛應用。隨著科學技術的發(fā)展與創(chuàng)新，多目標數(shù)學優(yōu)化模型會進一步完善和提高，必將成為區(qū)域水資源優(yōu)化配置的實用工具之一。4

.結語

區(qū)域水資源優(yōu)化配置是一個具有及其復雜性的多目標決策問題。本文對與區(qū)域水資源優(yōu)化配置的相關內(nèi)容簡要總結和概述，為水資源的綜合利用達到最優(yōu)化提供有力的理論依據(jù)。

［1］張立新，田軍倉.一種可持續(xù)發(fā)展水資源優(yōu)化配置模型的設計 ［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，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，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，2006.6

［4］王輝，楊寶中，于晶晶等.基于大系統(tǒng)多目標理論模型的區(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