水資源優(yōu)化配置研究綜述

張帆

[提要] 水資源優(yōu)化配置經(jīng)歷不同的發(fā)展階段，首先從水資源總量分配角度分析各階段水資源優(yōu)化配置不同的優(yōu)化重點，其次總結人口產(chǎn)業(yè)變動引起的產(chǎn)業(yè)用水和生活用水變動引起生產(chǎn)、生活用水優(yōu)化配置的不同側重點。剖析新形勢下對水資源配置的新要求，對未來發(fā)展方向做出展望。

關鍵詞：水資源;優(yōu)化配置;經(jīng)濟效益;生態(tài)效益;生產(chǎn)用水;生活用水

中圖分類號：F323.213 文獻標識碼：A

收錄日期：2020年7月6日

一、水資源總量優(yōu)化配置

水資源優(yōu)化配置過程中最初主要遵循的原則是以水量定水量，以需求定供給。這一階段主要是解決供需矛盾的問題，更好地維護社會生活、經(jīng)濟發(fā)展需水安全。此時水資源優(yōu)化配置的理念剛剛產(chǎn)生，仍需要進一步探索，研究成果主要是對水資源量、地表水和地下水的不同的供水類型以及生產(chǎn)用水、生活用水的需水類型進行了劃分，這些基礎工作的完成為接下來水資源優(yōu)化配置發(fā)展奠定了良好的基礎。提出了水資源優(yōu)化配置中以需求水量確定供給水量，這逐漸發(fā)展成為水資源優(yōu)化配置研究的雛形。根據(jù)用水戶的需求水量確定水資源供給量，看似合理但是忽視了水資源利用與社會經(jīng)濟等移速的互動響應關系，考慮層面過于單一，不利于水資源利用效率的提升。

隨著對水資源配置研究地深入，水資源的經(jīng)濟屬性更加凸顯，因此協(xié)調水資源供需與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的水資源配置理論應運而生。葛久研（1999）分析水資源利用與國民經(jīng)濟發(fā)展之間的關系，根據(jù)其之間存在的因果關系，構建了以實現(xiàn)國民經(jīng)濟發(fā)展為目標的水資源配置模型，以促進國民經(jīng)濟發(fā)展與水資源開發(fā)利用的協(xié)調關系。汪黨獻（2005）以北京市為例，對國民經(jīng)濟行業(yè)不同的用水特性進行細致分析，衡量節(jié)水高效國民經(jīng)濟生產(chǎn)體系不再僅僅局限于定性分析，根據(jù)各行業(yè)發(fā)展規(guī)劃作出用水節(jié)水規(guī)劃有了更詳細的依據(jù)。顧文權（2008）對水資源配置的風險進行了分析，水資源優(yōu)化配置的事后評估同樣重要，在選擇風險因子時不僅考慮了自然條件因素、工程技術因素、工程管理因素，而且社會經(jīng)濟的相關因素也被納入了水資源優(yōu)化配置的多目標風險分析模型中。水資源是促進經(jīng)濟發(fā)展的基本保證，水資源與經(jīng)濟發(fā)展之間的協(xié)調是水資源優(yōu)化配置研究的質的提升，使其不再僅僅局限于用水量配置水量，為水資源合理配置打開了思路。

水資源配置不僅與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展有關，而且與生態(tài)的關系也是很重要的。隨著對生態(tài)環(huán)境的重視，水資源在進行配置時也要考慮生態(tài)方面的收益與損失。尤其是對于一些特殊的地區(qū)，粟曉玲（2005）以干旱區(qū)為研究區(qū)域，構建水資源優(yōu)化配置模型時，將生態(tài)效益與經(jīng)濟效益并列納入整體模型中。對于非干旱區(qū)水資源帶來的生態(tài)效益同樣不可忽視，田景環(huán)（2013）在構建區(qū)域水資源多目標模糊優(yōu)化配置模型時，綜合考慮了區(qū)域的經(jīng)濟效益與生態(tài)效益，并且引入了多目標線性規(guī)劃兩階段的計算方法，以求解水資源優(yōu)化配置的最優(yōu)方案。Wang Z（2015）針對中國流域可持續(xù)發(fā)展中面臨的水資源短缺和不合理利用等問題，試圖為典型流域水資源優(yōu)化配置提出新的觀點，分析了黑河流域中游的不同縣之間的水資源分配以及一個縣內的家庭、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生態(tài)用途之間的水資源分配。不論研究對象是某一地區(qū)還是某一流域，水資源配置中考慮生態(tài)要素主要是從兩個方面入手：一是直接層面，考慮生態(tài)用水的分配量;二是間接層面考慮不同行業(yè)不同地區(qū)用水帶來的生態(tài)收益的不同。

隨著研究地進一步深入，在水資源優(yōu)化配置中會加入更多細節(jié)要素的考慮，其中有學者將公平性引入水資源配置中，邵東國（2005）將用水公平性的概念納入了水資源優(yōu)化配置的模型中應用基尼系數(shù)量化區(qū)域和代際間用水的公平性，豐富了水資源效益的內涵。蘇心玥（2019）以北京市為例，提出跨區(qū)調水方案中不僅應考慮用水效率，同時更應注意的是用水公平問題，應用改進的納什討價還價博弈模型探究北京市未來水資源配置方案。將公平要素引入水資源配置系統(tǒng)中，使水資源管理更上一個臺階。

二、不同類型用水優(yōu)化配置

水資源優(yōu)化配置的逐漸完善不僅僅體現(xiàn)在水資源配置的過程中考慮的細節(jié)要素越來越豐富，而且對于不同的類型用水優(yōu)化也進行了分類的細化研究。如今我國多個地區(qū)面臨產(chǎn)業(yè)結構升級的情況，生產(chǎn)用水的合理分配自然也成為了研究的重點。生產(chǎn)用水在總用水量中占據(jù)極大比例，其與產(chǎn)業(yè)結構關聯(lián)性強，通過對生產(chǎn)用水的分析進一步探究區(qū)域產(chǎn)業(yè)結構水資源優(yōu)化配置的關系。金蓉（2006）以張掖市為例，梳理了產(chǎn)業(yè)結構與水資源之間相互影響和制約的關系，考慮該地區(qū)產(chǎn)業(yè)結構調整的思路和水資源稟賦之間的矛盾，修正了水資源配置中的錯誤。張曉軍（2009）在構建經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展下的水資源優(yōu)化配置模型時，考慮了產(chǎn)業(yè)內部結構調整和優(yōu)化對水資源利用的影響，優(yōu)化方案實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展與水資源利用的平衡。徐志偉（2013）以京津冀為研究對象，在地區(qū)和產(chǎn)業(yè)雙重維度下建立多目標決策模型，在水資源短缺的京津冀地區(qū)以水資源與產(chǎn)業(yè)發(fā)展協(xié)調為突破點，綜合經(jīng)濟發(fā)展、資源集約、生態(tài)保護等因素探究水資源在不同地區(qū)不同產(chǎn)業(yè)之間的優(yōu)化路徑。吳丹（2018）進一步梳理了京津冀三地不同產(chǎn)業(yè)發(fā)展與水資源之間的關聯(lián)度，以京津冀地區(qū)產(chǎn)業(yè)結構與水資源優(yōu)化為前提，明確京津冀經(jīng)濟發(fā)展目標、用水總量目標值、生態(tài)保護目標值以及京津冀三次產(chǎn)業(yè)的節(jié)水目標，采用雙層優(yōu)化模型求解產(chǎn)業(yè)結構變動與水資源優(yōu)化配置的最優(yōu)解，推進京津冀地區(qū)產(chǎn)業(yè)結構高級化、用水方式集約化。劉洋（2019）著重分析了產(chǎn)業(yè)用水的效率，產(chǎn)業(yè)間的水資源合理配置要求產(chǎn)業(yè)發(fā)展與水資源分配的協(xié)調，在水資源優(yōu)化中反映經(jīng)濟發(fā)展與各產(chǎn)業(yè)水資源利用的內在聯(lián)系，這對于處于特殊戰(zhàn)略地位的京津冀地區(qū)具有重要意義。整體大區(qū)域中產(chǎn)業(yè)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)用水之間達到動態(tài)平衡，對于產(chǎn)業(yè)結構調整具有重要意義。在水資源優(yōu)化配置研究中，生活用水往往被優(yōu)先滿足，生活用水主要靠各地生活用水定額確定，夏麗麗（2018）通過從覆蓋性、合理性、先進性和實用性對江西省生活用水定額規(guī)定進行評估，對生活用水的節(jié)水目標等提出合理建議。將生產(chǎn)用水、生活用水分解進一步對不同類型的用水進行優(yōu)化配置，為實際水資源配置提供了可行性和針對性更強的參考。

三、總結與展望

水資源優(yōu)化配置發(fā)展研究日趨豐富，但對于不同類型的用水研究仍舊具有繼續(xù)開拓的空間，區(qū)域產(chǎn)業(yè)用水優(yōu)化配置考慮的要素仍有待進一步完善，比如：（一）水資源在不同地區(qū)不同產(chǎn)業(yè)之間進行分配時可以加入公平性要素的考慮。（二）產(chǎn)業(yè)用水分配對生態(tài)效益的影響也不容忽視。（三）生活用水作為生存的基本保障，在盡量滿足的同時也不能忽視其節(jié)水潛力的挖掘，隨著生活水平的提升，生活用水量不斷增大，在保證基礎生活用水的前提下，如何將生活用水納入水資源優(yōu)化配置系統(tǒng)也將是未來探索的方向。

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