水资源开发利用总量控制方法研究

水资源开发利用总量控制方法研究

水资源的总控制是实施最严格水资源管理体系的重要组成部分。它对改善水资源的使用不足，提高水资源的使用效率和效率起到了很好的作用。水资源具有时空有限性。在水资源匮乏的地区或者时期内,可供人类利用的水资源尤其紧张。如何在有限的水资源条件下,实现水资源的合理开发利用和有效保护,是水资源开发利用总量控制研究的主要目标。水资源开发利用总量控制研究的核心是选择合适的总量控制指标体系,科学计算指标体系中各指标的控制阈值,并制定出切实可行的实施方案。由此可见,水资源开发利用总量控制的研究方法即指标体系及其指标值的确定方法。本文在仔细参阅以往相关文献的基础上,归纳总结出三类主要的总量控制研究方法,并对这些研究方法的优缺点和适用条件进行了比较分析,之后对研究方法中亟须解决的问题进行了探讨。1全球绩效研究方法1.1水资源开发利用总量控制的其他方面水资源开发利用总量控制是水资源管理的宏观层面,涉及社会、经济、生态、环境、资源等多个方面的因素,其指标体系的划分和指标值的确定需要综合考虑这些因素,才能制定出公平有效、实际可行的总量控制实施方案。社会经济方面需要考虑的因素有社会经济发展水平、区域产业结构及产业布局、行业用水效率及用水定额等;生态环境方面需要考虑水环境容量、污染物排放量、水功能区管理目标及纳污能力、河道内生态用水量及下泄水量、地下水埋深等;水资源方面则需要考虑区域/流域水资源条件、开发利用程度、水资源管理水平、水资源承载力等。综合分析各项因素,结合流域/区域实际情况,根据总量控制内涵和指标构建原则,确定总量控制指标体系,最后利用已有数据计算出指标值。已有数据包括当地水资源评价、水资源规划、取水许可、水资源公报等数据资料。分析计算法需要研究者充分考虑影响总量控制指标的各项因素,尽可能多地收集整理相关数据资料,并且要全面了解国家和地方的有关水资源的法律法规、办法条例、决议协议等,合理设置总量控制指标体系,科学计算各项指标值。水资源开发利用总量控制的对象一般分为两类,一类是对水资源开发量的控制指标的确定,一类是对水资源利用量的控制指标的确定。前者如取水许可总量、水资源可利用总量、地下水可开采量等,这类指标值的确定可通过综合分析和公式计算实现。陶洁等依据指标选取原则和“三条红线”的内涵,参考相关文献,确定指标体系,然后根据有关协议、决定等前期公布的数据确定取水许可总量控制指标值,利用相关公式计算水资源可利用量和地下水可开采量控制指标值。后者如工业用水总量、农业用水总量、耗水总量等,这类指标值也可通过综合分析和简单计算确定,如文献用水总量的确定方法:综合参考相关配置规划报告和取水许可协议等,依据水资源已有的各项计算成果,考虑不同水资源的特性,计算出用水总量控制指标值。1.2基于优化模型的水资源总量控制水资源的开发利用受到自然水循环和社会水循环的双重影响。从自然界取多少水才能既不影响水循环的稳定性,又不损害社会经济和生态环境的健康发展?仅依靠人工的调整,往往较难得到理想的结果,而且不利于水资源管理效率的提高。通过建立计算机模型对水循环和水资源调控进行模拟和优化,辅助水资源总量控制指标方案的制定,能较好地提高总量分配的合理性,使总量控制指标更具说服力。胡四一等以初始水权分配方案为允许取水量总量控制目标,利用水量分配仿真模型与水功能区纳污能力计算模型的耦合模型,对区域允许取水量与允许排污量进行统一分配。通过优化分析与模拟计算,给出任意年型的允许取水量与允许排污量统一分配方案。允许取水量的分配由水量分配仿真模型依据初始水权分配方案计算实现,把初始水权与允许取水量统一起来,既能很好地遵守流域机构赋予各行政区的水权,又能使允许取水量与区域实际需水量基本吻合。基于水资源多维调控理论与方法的水资源总量控制研究,首先借助多目标优化模型生成若干调控方案集,通过方案集的分析提出八大总量控制目标。控制指标的选取以拟定的六项原则为依据确定。最后在总量控制策略的指导下,利用水量平衡模型对选定的控制指标进行分析调算,得到各项总量控制指标值(总量控制方案)。作者在研究中使用了优化模型和模拟模型两类重要工具,对控制指标的选取和指标值的核算起到了有益的帮助。胡震云等从微观经济学的角度研究用水总量控制,提出了基于水资源利用技术效率的区域用水总量控制的理念和思路,明确了水资源利用技术效率的定义,构建了基于水资源利用技术效率的区域用水目标水量测算模型。在此理论指导下,作者确定了具有明显投入、产出的农业、工业用水的总量控制目标值。1.3流域水权配置现状通过水资源评价、规划等前期工作,确定区域可供利用的水资源总量,然后依据国家和地方的法规条例,参考水资源的其他统计数据和社会经济的发展规划,把该水资源总量逐级分解到各个较低级别的行政区域或者水资源分区,最后具体到用水户。用水总量控制有国家层面的,如《全国水资源综合规划》2015年、2020年、2030年全国用水总量分别控制在6350亿m3、6700亿m3、7000亿m3以内的要求;还有流域层面的,如长江流域的用水控制总量为2020年2256.2亿m3,2030年2310.7亿m3。汪党献等探讨了全国层面进行水资源总量控制指标制定的原则、思路、依据、方法和流程,指出总量控制指标分解可借鉴其他资源分配及总量控制分解方法,如关于能源以及污染物总量控制指标分解的研究,一般采用多参数权重法或因素法等。对于该类研究,多从影响总量控制指标的要素出发,构建因素指标体系,选择合适的评价方法进行总量指标分解。曾祥等以《全国水资源综合规划》和《长江流域及西南诸河水资源综合规划》配置的用水量为基础,先将全国用水总量控制指标分解到长江流域;再以《全国水资源公报》等数据资料将总量控制指标分解到省级行政区;然后以《长江流域水资源综合规划》中水资源二级区套省级行政区的取用水成果作为依据进行折算,将总量控制指标分解到省级行政区套河流水系;最后将用水总量控制指标分解到具体控制断面。林德才等也是以流域为单元,确定总可供水量,然后分解到流域内行政区域,再经过辖区内多次分解,最后直接面对各用水户。2存在的问题2.1在一定的复归内容上存在偏差,存在两种指标水资源开发利用总量控制研究的前提是对相关概念的理清,在此基础上才能明晰研究思路,确定研究范围,找准研究对象,设置合理的指标体系。在有些文献的研究中,往往还没有弄清楚一些概念的含义,就根据拟定的原则进行指标选取,由此计算的指标值必然存在谬误。如水资源可利用量、取水总量、供水总量、用水总量、耗水总量等水量名词的含义,用水总量控制、取水总量控制、取水许可总量控制、开发利用总量控制、耗水总量控制等概念的区别和联系,这些都是水资源总量控制研究必须首先搞清楚的问题。2.2水资源总量控制构建应采用的指标选取原则总量控制指标的选取具有主观性,需要研究者综合考虑各种相关因素,准确把握研究对象和目标,严格遵照选取原则进行指标选取。指标选取原则是减少主观性的关键因素,应全面详细地罗列出来。指标选取原则应具有一般性,在任何水资源总量控制的研究中都是普遍适用的;对比以往的研究发现,各有各的指标选取原则,没有统一性,这不利于水资源总量控制理论体系的形成和指标的选取。因此,今后应研究形成总量控制指标体系选取的一般性原则,并使其成为水资源总量控制研究的统一原则。2.3水资源总量控制的研究方法水资源总量控制的研究方法多种多样,在今后的探索中还会涌现出更多的新方法。这些方法都有哪些优缺点,获得的结果是否合理,能否提高水资源的管理效率,达到水资源合理开发和高效利用的目的,仍需要在今后的实践中不断分析和比较。水资源总量控制的研究方法各有特点,如分析计算法考虑的因素比较全面,有利于实现指标分配的公平性;模拟优化法能形成更合理的指标分配方案集;总量分解法自上而下的水资源总量的区域分解则使各项指标严格控制在总量的范围内。不同方法的综合使用可以扬长避短,使研究成果更趋科学合理。因此,未来水资源总量控制的研究在继续加强方法创新的基础上,应尝试已有方法的综合集成,这对水资源总量控制研究方法的发展大有裨益。3水资源开发利用总量控制研究方法作为最严格水资源管理“三项制度”之一的水资源开发利用总量控制制度,其“控制红线”的划定就是根据该项制度的要求,设置总量控制指标体系,计算指标值,确定切实可行的实施方案。为此,总量控制指标体系及指标方案的确定方法即总量控制的研究方法,就成为了该项制度由理论转化为实践的关键。本文在大量文献调研的基础上,对以往的水资源总量控制的研究方法做了深入了解,归纳出了三类主要的研究方法:分析计算法、模拟优化法和总量分解法。分析计算法需要研究者掌握大量相关信息,全面收集各类数据资料,综合分析各项因素,进而合理设置指标体系,并科学计算各项指标值;模拟优化法借助模拟和优化两类模型计算总量控制的指标值,并能生成各种年型的控制指标实施方案。模型的使用有助于提高水资源管理的效率,使研究成果更具说服力;总量分解法是一种自上而下的总水量逐层分解的总量控制方法,能使各项指标严格控制在总量的范围内。该方