多目标区域水资源优化配置.ppt

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1、7.3区域水资源多目标优化配置随着经济发展和人口增长，对水的需求日益增加以及水资源开发利用程度的日益提高，水资源供需矛盾正在加剧，过量利用水资源或不当的水资源开发又导致了生态环境危机的不断加剧，如何结合区域的水资源时空分布特点和生态环境特点，调整工农业布局，加强对有限的区域水资源的科学配置已成为迫切需要解决的问题。7.3.1水资源优化配置的概念及内涵水资源优化配置是指在特定的流域或区域范围内，遵循公平、效率和可持续利用的原则，以水资源的可持续利用和经济社会的可持续发展为目标，通过各种工程与非工程措施，考虑市场经济规律和资源配置

2、准则，通过合理抑制需求、有效增加供水、积极保护生态环境等手段和措施，对多种可利用水资源在时间上、空间上和不同受益者之间进行科学合理的分配，实现有限水资源的经济、社会和生态环境综合净效益(福利)最大化，以及水质水量的统一和协调。从宏观上讲，水资源优化配置是在水资源开发利用过程中，对洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化、水土流失等问题实行统筹规划、综合治理，实现除害兴利结合，防洪抗旱并举，开源节流并重；协调上下游、左右岸、干支流、城市与乡村、流域与区域、开发与保护、建设与管理、近期与远期等各方面的关系。从微观上讲，水资源优化配置包括取水

3、方面的优化配置、用水方面的优化配置，以及取水用水综合系统的水资源优化配置。取水方面是指地表水、地下水、污水等多水源之间的优化配置；用水方面是指生活用水、生产用水和生态用水之间的优化配置；各种水源、取水点和各类用水部门形成了复杂的取用水系统，加上供需双方在时间、空间的变化，水资源优化配置的作用更加明显。7.3.2水资源优化配置原则水资源优化配置需遵循公平性、高效性和可持续原则。(1)公平性原则公平性原则属于社会学和伦理学范畴。可持续发展侧重于伦理方面的定义，强调发展应在满足当代人需要的同时，也不损害后代人满足其自身需要能力的发展

4、。该原则实质上表述了水资源可持续利用在代内和代际之间的发展机会的公平性。代内公平指一个地区为发展需要开发利用水资源时不损害其它地区开发利用水资源的机会。公平性原则有时候与效率原则一致，有时候与效率原则冲突，它实质上体现一种各目标的协调发展、权力与义务结合的开发利用方式。(2)高效性原则按照经济学观点，高效性原则可解释为经济上有效的水资源分配，即水资源利用的边际效益在各用水部门中都相等。换言之，在某一用水部门增加一个单位的水资源利用所产生的效益，在任何其他部门也是相同的，否则将分配这部分水资源给效益或回报更大的部门。传统的配置方

5、式是以水资源利用的经济效益最大化为目标，但是因其忽略了用水部门效益函数下包含的实施成本，且不能传达出水资源稀缺性的信息，使效率原则的实现受到一定程度的影响。(3)可持续原则可持续原则的实质是为了实现水资源可持续利用，也可以理解为水资源优化配置的代际公平性原则。代际公平指当代人为发展的需要开发利用水资源时不损害后代人开发利用水资源的机会。可持续性原则要求当代人在开发利用水资源时，保持水资源循环的整体性和再生能力，使后代人具有平等的发展机会，而不是掠夺性开发利用，甚至破坏。上述原则存在着辩证统一：发展是整个优化配置问题的核心，公平

6、性、高效性、可持续性原则的最终目的都是为了达到高速度、高质量的发展。公平性原则更注重人们基本权利的享有、财富分配的合理、社会保障体系的健全、社会组织结构的有序和社会心理的稳定等一系列目标的实现，体现出人与人关系的和谐；高效性原则更多地注重在资源的利用、经济的增长与财富的积累、物质能量的有效转化和供需均衡，追求了一种人类社会自身的和谐；可持续性原则强调经济发展与保护资源、保护生态环境的一致，是为了让子孙后代能够享有充分的资源和良好的自然环境，是纵向意义上的公平。基于以上配置原则，水资源合理配置要从如下几个方面着手：（1）空间配置

7、根据国民经济布局、供水水源和缺水状况，合理确定不同水源的供水范围，使水资源保障条件与生产力布局更加匹配。（2）时间配置根据水资源年内、年际的变化规律，通过水库、湖泊和地下水库的调节，以实现水资源量在时间尺度上的合理配置。（3）用水目标配置根据用水户的用水特点和各水源的供水能力，确定各供水目标的供水次序，进行部门间的水量分配。重点在于妥善解决经济建设用水挤占生态环境用水，城市与工业用水占用农业用水，以及水资源多目标利用中的竞争性用水问题。（4）水量水质配置地表水、浅层地下水、污水回用水、南水北调水等多种水源水质不同，保证率不同，

8、实现其合理调配，优水优用、充分发挥单方水效益，提高供水总量和供水保证率，保障用水安全。7.3.3区域水资源多目标优化配置模型水资源优化配置模型也包含经济、社会、生态环境三个方面，其一般形式为：(7.8)式中，opt表示优化方向，包括最大化方向和最小化方向；X为决策向量，一般以