(中航天建設(shè)工程有限公司 北京 100000)
人類生存與水是密不可分的,正可謂水是生命之源。水是基礎(chǔ)自然資源,系生態(tài)環(huán)境的控制性要素;同時又是戰(zhàn)略性經(jīng)濟(jì)資源,為綜合國力的有機(jī)組成部分,水資源是人們賴以生存的不可缺少的寶貴資源降。但自然界所提供的可用水資源量卻是有限的,而且水資源的時空分布與需水量的時空要求不協(xié)調(diào),供需矛盾日趨尖銳。
(一)國外研究進(jìn)展。國外對水資源系統(tǒng)分析為手段,水資源規(guī)劃與管理為目的的各類研究工作,首先源于Masse提出的水庫優(yōu)化調(diào)度問題,國外水資源系統(tǒng)分析方面的研究迅速發(fā)展。隨著系統(tǒng)分析理論和優(yōu)化技術(shù)的引入以及計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,水資源系統(tǒng)規(guī)劃與管理模型技術(shù)得以迅速研究和應(yīng)用。
(二)國內(nèi)研究進(jìn)展。相較于國外水資源規(guī)劃與管理研究工作,我國在這方面的研究和應(yīng)用水平差距較大。然而,我國水資源嚴(yán)重短缺,水資源供需矛盾突出,與水資源有關(guān)的生態(tài)環(huán)境問題嚴(yán)重,由于近年來我國政府重視水資源的開發(fā)利用與保護(hù),使我國在水資源規(guī)劃與管理及其相應(yīng)的決策分析上具有較大的優(yōu)勢,并取得了較好的成績。
隨著水資源供需矛盾的日趨尖銳,需要將地表水與地下水統(tǒng)一考慮。近年來,國內(nèi)外研究其聯(lián)合運用規(guī)劃和管理等問題,并取得了重要成果:翁文斌等用不同方法研究了地表水與地下水聯(lián)合運用的模擬計算問題;許涓銘等建立了地下水一地表水庫聯(lián)合運用的規(guī)劃模型;方淑秀、黃守信等對灤河的跨流域引水多水庫聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度進(jìn)行了研究;謝新民對水資源大系統(tǒng)的運行管理問題進(jìn)行了分析和研究,建立了水資源大系統(tǒng)分布參數(shù)譜系管理模型,并提出了一種二級分解一協(xié)調(diào)算法;謝新民和陳守煌等利用大系統(tǒng)理論和模糊數(shù)學(xué),應(yīng)用數(shù)值模擬和響應(yīng)矩陣法,研究了地表一地下水資源系統(tǒng)多目標(biāo)管理模型與模糊決策問題,建立了水電站水庫群與地下水資源系統(tǒng)聯(lián)合運行管理模型,并提出一種目標(biāo)一協(xié)調(diào)計算方法。由中國水利水電科學(xué)研究院主編的《水資源大系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃與優(yōu)化調(diào)度經(jīng)驗匯編》一書正式出版,系統(tǒng)地介紹了我國20世紀(jì)80、90年代初在水資源大系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃和優(yōu)化調(diào)度管理方面的新理論、新技術(shù)和新方法。
水資源規(guī)劃與管理遵循自然規(guī)律和經(jīng)濟(jì)規(guī)律,作為一個多層次、多目標(biāo)、多階段問題,空間上涉及國家與地方、地區(qū)與部門等多個決策主體層次,時間上涉及近期、中期、遠(yuǎn)期等多個規(guī)劃階段,還要統(tǒng)籌生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境等多個用水目標(biāo)。針對這樣的復(fù)雜問題,在具體實施過程中應(yīng)遵循系統(tǒng)性、有效性、公平性和可持續(xù)性等基本原則。
(一)系統(tǒng)性原則。系統(tǒng)性原則要求在水資源規(guī)劃與管理過程中,將管理區(qū)域作為一個大系統(tǒng)中的不同單元,首先研究水資源系統(tǒng)的收支平衡關(guān)系,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行地表水和地下水的統(tǒng)一規(guī)劃、當(dāng)?shù)厮瓦^境水的統(tǒng)一管理、原生性水資源和再用性水資源的統(tǒng)一管理、降水性水資源和徑流性水資源的統(tǒng)一管理等。
(二)有效性原則。有效性原則以保證社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境等用水部門水資源綜合利用效益最高為目標(biāo),是水資源規(guī)劃與管理的基礎(chǔ)。從單純經(jīng)濟(jì)學(xué)的觀點可解釋為:水是有限的自然資源,經(jīng)濟(jì)部門對其使用,追求水資源利用邊際效益相等,以獲得最大效益。規(guī)劃與管理是協(xié)調(diào)各目標(biāo)之間的利益及沖突,實現(xiàn)真正意義的有效性原則。
(三)公平性原則。公平性原則以滿足所有用水部門對水資源及其利用效益合理分配為目標(biāo),是水資源規(guī)劃與管理的根本保證。公平性是水資源社會屬性的首要特征,公平公正原則的具體實施表現(xiàn)在地區(qū)之間、近期和遠(yuǎn)期之間、用水目標(biāo)之間、用水人群之間對水資源的公平分配。它是在遵循有效性原則基礎(chǔ)上體現(xiàn)一種權(quán)利和義務(wù)。其實,社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境各目標(biāo)的協(xié)調(diào)發(fā)展既是公平性的體現(xiàn),在某種意義上也是公平性與有效性的有機(jī)統(tǒng)。
(四)可持續(xù)性原則??沙掷m(xù)性原則可以理解為不同規(guī)劃水平年及代際間水資源分配的公平性原則,旨在使水資源能夠永續(xù)地利用下去,是水資源規(guī)劃與管理的歸宿點。可持續(xù)性原則就是要求:當(dāng)代人對水資源的利用,不應(yīng)使后代人正常利用水資源的權(quán)利遭到破壞;近期的水資源開發(fā)不應(yīng)影響中、遠(yuǎn)期正常的水文循環(huán)。
水資源規(guī)劃與管理就是采取各種工程和非工程措施將多種水源在時間和空間上對不同用戶的分配過程,因此其具體方式,表現(xiàn)在空間規(guī)劃、時間規(guī)劃、質(zhì)的管理、量的管理和規(guī)劃與管理五個方面。
(一)時間規(guī)劃。時間規(guī)劃是指水資源復(fù)合系統(tǒng)各要素在時序性變化上相互制約的關(guān)系,通過工程措施和技術(shù)手段改變水資源的波動性,將水資源適時、適量地分配給各個地區(qū)和用水戶,以滿足不同時期的用水需求。
(二)空間規(guī)劃??臻g規(guī)劃形式是水資源復(fù)合系統(tǒng)中諸要素在空間上的布局和聯(lián)系,通過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)力量改變各區(qū)水資源的天然條件和分布規(guī)律,促進(jìn)水地域轉(zhuǎn)移,解決水土資源不匹配的問題,使生產(chǎn)力布局更趨合理。
(三)質(zhì)的管理。質(zhì)的規(guī)定性把不同性質(zhì)的系統(tǒng)區(qū)分開來,質(zhì)的管理形式是系統(tǒng)屬性間的組合,水資源質(zhì)的管理形式是指水資源持續(xù)利用中,生態(tài)經(jīng)濟(jì)諸要素在屬性方面相互聯(lián)系的關(guān)系。
(四)量的管理。量的規(guī)定性把同質(zhì)的系統(tǒng)區(qū)分成若干子系統(tǒng),量的管理是指復(fù)合系統(tǒng)中各要素之間的數(shù)量配比或搭配,水資源規(guī)劃與管理是指水資源復(fù)合系統(tǒng)各要素的數(shù)量管理間要有合適的比例關(guān)系,對水的開發(fā)利用與水患的防治要有個數(shù)量限度和適度的范圍。
(五)規(guī)劃與管理。以有限的水資源滿足人民生活、國民經(jīng)濟(jì)各部門、環(huán)境生態(tài)對水資源的需要。保證各種水源得到高效合理利用,對地表水和地下水統(tǒng)一規(guī)劃與管理,重點解決重開源輕節(jié)流、重工程輕管理的外延用水方式問題。采用多種管理措施促進(jìn)水資源的需求管理,以大型灌區(qū)改造為突破,加大農(nóng)牧業(yè)節(jié)水和配套挖潛改造的力度,綜合運用法律、經(jīng)濟(jì)和行政手段提高用水效率。