生态用水决策过程_研究层次及生态需水重要概念研究
协调公平与效率的“四水四定”研究Ⅱ：应用
２０２４年３月水 利 学 报ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ第５５卷 第３期文章编号：０５５９－９３５０（２０２４）０３－０２６６－１３收稿日期：２０２３－０７－１７；网络首发日期：２０２３－０３－１１网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２４０３１１．０９２３．００１．ｈｔｍｌ基金项目：国家自然科学基金项目（５２０７９１４３，５２２０９０４２）；国家重点研发计划课题（２０２３ＹＦＦ１３０４２０２，２０１８ＹＦＣ０４０７７０５）；中国工程院院地合作重大项目（２０２２ＮＸＺＤ１）作者简介：游进军（１９７７－），博士，正高级工程师，主要从事水文水资源研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｏｕｊｊ＠ｉｗｈｒ．ｃｏｍ协调公平与效率的“四水四定”研究Ⅱ：应用游进军１，贾 玲１，王彦兵２，杨朝晖１，汪 林１，薛志春３（１．中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 １０００３８；２．宁夏回族自治区水利调度中心，宁夏银川 ７５０００２；３．北京市水科学技术研究院，北京 １０００４４）摘要：宁夏干旱缺水且发展不均衡，以水定需是必然选择。
本文针对宁夏水资源条件和经济社会特征，构建协调公平与效率的“四水四定”优化模型，开展全区“四水四定”方案分析。
模型以用水总量红线指标为水资源刚性约束，根据区域发展战略确定刚性保障需求，通过水与“四定”协调关系分析得出经济社会发展和用水效率可行变化范围。
以２０１９年为现状、２０２５年为目标年，采用模型协调优化得出“四定”规模控制目标，以及分行业和区县的用水总量控制指标。
结果表明，在全区７３．２７亿ｍ３用水总量和４１．５亿ｍ３耗水约束下，满足全面小康的“四定”规模为７５０万人、５４８１亿元ＧＤＰ、８４．７万ｈｍ２灌溉面积和７９１ｋｍ２建成区面积。
通过对比分析方案的公平性和效率提升状况，揭示了不同行业、区域的水量流转方向，表明约束设置对结果有显著影响，可为区域经济社会发展和水资源管控决策提供参考。
水资源的重要性
第一章绪论1.1 研究背景及意义1.1.1研究背景水资源是人类社会发展的基础，是人们赖以生存的主要资源之一。
对于任何一个城市的经济发展来说，水资源的短缺都是一个致命的问题。
宁波市作为中国的一个水资源相对匮乏的城市，在发展经济的同时，城市的供水要求也在不断的提升，根据世界上其他的发达国家的资源利用情况，可以看出当城市经济发展到一定水平的时候，对于水资源的需求已经从对水量的需求转换成对水质的需求。
对于一个城市的发展评判的一个重要的标准就包括城市供水状况，所以对于一个城市的快速发展必须要保障城市的供水安全。
过于注重发展经济，导致生态环境也越来越股恶劣。
生态文明在我国并不是一个陌生的概念，我国水利部积极响应党中央建设生态文明的号召，制定了水生态文明建设的制度政策体系，从多方面入手，根据各地区的环境差异制定了适用于不同地区的水生态文明建设方式，于 2012 年开始投入了第一批全国试点，这些试点都是以每个城市的市政府作为主导，然后城市水利局具体实施整合吸纳社会资源。
同时调动整合财政资金，巧妙利用市场，拓宽资金渠道，为水生态文明城市的建设打下了良好的资金链基础。
宁波市依山傍海，河流众多，是一座因水而兴的江南水城，这些先天的自然条件加上宁波市扎实的工程建设，对整个城市经济的良好发展打下了坚实的基础，另外也对整个宁波市的水资源的保护及高效的利用有了更加严苛的要求。
基于这样的大环境下，对于加强宁波市的生态文明建设、提升相关的硬件设施是非常有必要的。
本次研究根据水资源的相关准则，设定了对宁波市水生态文明的考核指标体系，然后利用标准的方式对宁波市在2012年到2016年间的生态文明进行了评判。
对于不足之处2016年水生态文明程度进行评价。
在此基础上，分析宁波市在试点过程中存在的问题和优势，提出了部分应对举措，为其他水生态文明城市的建设提供参考。
1.1.2研究意义水是一种非常重要的自然资源，渗透在自然与社会发展的方方面面。
水生态系统服务价值评估研究
水生态系统服务价值评估研究水，是生命之源，对于人类的生存和发展至关重要。
而水生态系统作为地球上重要的生态系统之一，为我们提供了众多的服务和价值。
然而，在过去的很长一段时间里，我们对于水生态系统服务价值的认识和评估并不充分，这在一定程度上导致了对水资源的不合理开发和利用，以及对水生态系统的破坏。
因此，开展水生态系统服务价值评估研究具有重要的现实意义。
水生态系统服务是指水生态系统通过其结构、过程和功能为人类提供的直接或间接的利益。
这些服务可以分为供给服务、调节服务、支持服务和文化服务四大类。
供给服务包括提供水资源、水产品、水力发电等；调节服务涵盖了调节气候、净化水质、防洪减灾等；支持服务有维持生物多样性、土壤形成与保持等；文化服务则包含了休闲娱乐、美学价值、教育科研等方面。
在评估水生态系统服务价值时，我们需要综合运用多种方法。
市场价值法是一种常见的评估方法，它基于市场交易价格来评估水生态系统提供的产品和服务的价值。
例如，通过水产品的市场价格来计算水生态系统提供的渔业资源价值。
但这种方法对于那些没有直接市场交易的服务，如水质净化和气候调节等，就显得无能为力。
替代成本法是另一种常用的评估手段。
当某种水生态系统服务无法直接通过市场价格衡量时，可以估算提供相同服务的替代方案的成本，以此来间接反映该服务的价值。
比如，为了达到与自然湿地相同的水质净化效果，建设人工污水处理设施所需的成本，就可以作为湿地水质净化服务价值的替代成本。
条件价值法主要用于评估那些没有市场交易且难以用替代成本衡量的水生态系统服务的价值。
通过问卷调查等方式，了解人们对改善或维持某种水生态系统服务的支付意愿，从而评估其价值。
然而，在实际的评估过程中，我们面临着诸多挑战。
首先，水生态系统的复杂性和不确定性使得准确评估其服务价值变得困难。
水生态系统中的各种生物、物理和化学过程相互作用，形成了一个复杂的网络，要完全理解和量化这些过程及其产生的服务价值并非易事。
水资源管理中的生态经济分析
水资源管理中的生态经济分析水，是生命之源，是地球上一切生物生存和发展的基础。
然而，随着人口的增长、经济的发展以及人类活动的不断加剧，水资源面临着日益严峻的挑战。
水资源的短缺、污染和不合理利用等问题，不仅威胁着人类的生存和发展，也对生态环境造成了巨大的破坏。
因此，加强水资源管理，实现水资源的可持续利用，成为了当今社会亟待解决的重要问题。
而在水资源管理中，生态经济分析作为一种重要的手段，为我们提供了科学的决策依据和有效的管理方法。
一、水资源管理的现状与问题目前，全球水资源管理面临着诸多问题。
首先，水资源分布不均是一个突出的问题。
在一些地区，水资源丰富，而在另一些地区，水资源极度短缺，导致了水资源的供需矛盾十分尖锐。
其次，水资源的污染问题也日益严重。
大量的工业废水、农业污水和生活污水未经有效处理就直接排放到水体中，使得水质恶化，不仅影响了水资源的利用价值，也对生态环境造成了极大的危害。
此外，水资源的不合理利用也是一个不容忽视的问题。
在农业生产中，大水漫灌的灌溉方式导致水资源的浪费严重；在工业生产中，一些企业水资源重复利用率低，用水效率不高。
在我国，水资源管理也存在着一些问题。
一方面，水资源短缺问题十分突出。
我国人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一，是全球 13 个人均水资源最贫乏的国家之一。
另一方面，水资源的时空分布不均，南方水多，北方水少，东部多，西部少，夏秋多，冬春少。
同时，水资源的污染和浪费问题也较为严重，一些地区的河流、湖泊受到了严重的污染，生态功能严重退化。
二、生态经济分析的基本概念和方法生态经济分析是一种将生态学和经济学原理相结合的分析方法，旨在实现生态系统和经济系统的协调发展。
在水资源管理中，生态经济分析主要包括水资源价值评估、水资源成本核算、水资源生态补偿等方面。
水资源价值评估是生态经济分析的重要内容之一。
水资源具有多种价值，包括直接使用价值、间接使用价值和潜在使用价值。
直接使用价值如生活用水、农业用水和工业用水等；间接使用价值如水资源对生态系统的调节作用、对气候的影响等；潜在使用价值如未来可能开发利用的价值。
三种生态流量计算方法适应性分析及选择
文章编号：1006-0081（2020）12-0059-04水工程在发挥防洪、发电、航运、灌溉等效益的同时，在一定程度上改变了河流水文情势，产生了相应的生态效应。
在工程实践中，一般较多关注优化水工程的最小下泄流量，主要考虑生产和生活用水需求。
随着对河流生态系统认识的逐步深入，水库下泄流量需要考虑下游生态保护目标的需求，河流生态流量的计算和实践评估是一个十分重要而复杂的课题。
研究和实践表明：应根据不同地域、不同类型河湖的气候水文特性、水资源禀赋条件及开发利用状况、河湖生态功能定位等，分析并明确主要生态保护对象及保护要求，合理确定河流生态流量及过程，对重要河流生态流量的满足状况进行评价，并分析存在的主要问题和成因［1］。
欧洲开展生态流量的研究和实践起步比较早，在《欧盟水框架指令》下开展生态流量计算评估［2］的经验和案例值得参考借鉴。
1生态流量计算方法学术界常用的几种生态流量计算方法包括：①水文法；②水力-栖息地法；③整体法。
为了对比3种方法的利弊，在表1中对这些方法进行了比较。
表1三种生态流量计算方法比较方法类别水文法水力-栖息地法整体法用途审查历史流量数据，找出河流中天然流量阈值，并可将其视为流量的“安全”阈值审查选定目标物种或群落的栖息地数量和面积随流量变化的情况在专家意见研讨会上检查流量，推荐用于河流生态系统所有组成部分的流量，包括社会和娱乐用途规模整条河流，应用于区域评估根据研究河段代表性，扩大至整个流域整条河流，应用于区域或河流特定尺度相对成本较低一般较高相对使用频率较高一般低1.1水文法水文法是基于历史径流数据分析的方法。
基本假设是为了保护河流生态系统，必须保证天然的水文情势。
水文法中并不考虑物种或群落特定水平，提供同期流量的变化幅度和范围，以维持生态过程与生物多样性。
水文法在当前的应用趋势是从仅设定一个最小流量的方法（如：1976年Tennant 法）转向更加全面的方法，考虑维持河流形态和生态过程所需的水文条件。
生态水文学
3、以实践为基础的生态水文学理论探寻阶段
•
进入20世纪90年代中期以后，国际学术界对于生态水 文学的研究进展情况以UNESCO/IHP-V（1995－2001） 执行的生态水文过程专项研究最具代表性，该专项研究在 26个国家和地区展开，共计执行了36个相关研究项目。除 UNESCO－V专项研究之外，其他的一些独立研究团队也 在生态水文学方面开展了卓有成效的工作，如Baird和 Willy的工作促成了生态水文学专著的出版；一些独立的研 究者也围绕水文化学和生态水文特征、小流域分布参数的 生态水文模型、垂直土柱中溶质运移的Park分析方案等专 项研究开展了有效的工作。总的来说是偏重于水文过程水 文格局变化所产生的生态效应方面的研究。
• • 教科文组织国际水文计划召开了一系列生态水文学研 讨会。IHP第六阶段（2002-2007）主要研究水的交互作 用—处于风险和社会挑战中的体系，重点研究地表水与地 下水、大气与陆地、淡水与咸水、全球变化与流域系统、 质与量、水体与生态系统、科学与政治、水与文化等八个 方面新的挑战问题。IHP第七阶段（2008-2013）利用现 有科学知识发展新的研究方向和方法，以对环境变化、生 态系统和人类活动做出响应。
四、我国生态水文研究
• 我国学者开始采用生态水文学概念，开展生态水文学 相关的独立研究活动已经是进入21世纪以后的事情了。目 前可查的国内大陆学者关于生态水文学介绍方面的第一篇 中文文献是王根绪等在《地球科学进展》16卷第3期发表 的《生态水文科学研究的现状与展望》。与国际上对于生 态水文学的讨论一样，对于该新的学科的定义和争论一直 持续到现在。在争论进行的同时，采用生态水文学的方法 和理论开展针对东北湿地生态系统、湖泊生态系统、西北 干旱半干旱和寒冷地区生态水文学的研究正在积极开展， 并取得了良好的成果。从研究的内容方面而言，不仅开展 了流域为单元的生态水文学研究，而且对于生态水文过程 的分析也进行的更加深入，不仅开展了植被动态与生态水 文关系的研究而且对于林地土壤大孔隙特征与森林生态水 文关系的研究也在进行。
环境管理与规划 第11章 水环境规划
第二节 水环境规划的内容
三 水环境影响预测
（3）生活污水量预测 对于生活污水，其排放预测可据下式计算。
式中：Q——生活污水量，104m3；A——预测年份人口数，万人； F——人均生活污水量，1/d人；0.365——单位换算系数。
通常，预测年份人均生活污水量可用人均生活用水量代之，这可根 据国家有关标准换算。预测年份人口可采用地方人口规划数据。无地方 人口规划数据时，可根据基准年人口增长率计算获得。其计算式为：
4
第一节 水环境规划概述
二 水污染
（3）水域功能和分类标准 依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类 ： Ⅰ类 主要适用于源头水、国家自然保护区； Ⅱ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水 生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等； Ⅲ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类 越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区； Ⅳ类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区； Ⅴ类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。 对应地表水上述五类水域功能，将地表水环境质量标准基本项目标 准值分为五类，不同功能类别分别执行相应类别的标准值。水域功 能类别高的标准值严于水域功能类别低的标准值。同一水域兼有多 类使用功能的，执行最高功能类别对应的标准值。实现水域功能与 达功能类别标准为同一含义。
13
第二节 水环境规划的内容
三 水环境影响预测
（2）生活用水量预测 一般，生活用水包括城镇综合生活用水和农村生活用水两部分。
其中，城镇综合生活用水由生活用水和公共市政用水组成，生活用水 主要指城镇居民家庭、工矿企业、机关、学校、宾馆、餐厅的饮用、 洗涤、烹调和清洁卫生等用水等；公共市政用水主要指公共建筑用水 、浇洒道路和绿化用水、消防用水等。生活用水中的农村部分用水指 农村居民的日常生活用水。
水资源管理的水资源战略与决策
水资源管理的水资源战略与决策水资源是人类赖以生存和发展的重要基础，而随着全球人口增长和工业化进程的加快，水资源短缺的问题日益突出。
如何科学合理地管理水资源，制定有效的水资源战略与决策已成为摆在我们面前的重要课题。
本文将从水资源管理的概念、现状和挑战，以及制定水资源战略与决策的原则和方法等方面，探讨水资源管理的重要性和应对之道。
一、水资源管理的概念和现状水资源管理是指对水资源进行合理规划、配置和利用的过程。
它涉及到水资源的调控、保护、开发和利用等方面，旨在实现经济、社会和生态的可持续发展。
目前，全球范围内存在着一系列的水资源管理问题，包括水资源短缺、水质污染、水灾害等。
这些问题严重威胁到人类社会的稳定发展，迫切需要制定科学合理的水资源战略与决策来解决。
二、水资源管理的挑战面对日益严重的水资源问题，制定水资源战略与决策面临诸多挑战。
首先，水资源管理需要克服地域差异性的问题。
不同地区的水资源分布和利用情况存在着差异，需要根据实际情况制定相应的战略和措施。
其次，水资源管理还需要应对气候变化带来的挑战。
全球气候变暖导致水循环系统发生变化，进而影响水资源的供需平衡。
再次，水资源管理还需要解决经济与生态之间的矛盾。
一方面，要满足经济发展的需求，另一方面，也要保护好水环境，维护生态平衡。
因此，制定水资源战略与决策必须综合考虑多方面的因素。
三、制定水资源战略与决策的原则在制定水资源战略与决策时，需要遵循一些原则，以确保其科学性和有效性。
首先，需要坚持科学决策原则。
决策应基于科学研究和数据分析，充分考虑各方面的因素，避免主观臆断和盲目行动。
其次，需要坚持可持续发展原则。
决策应注重长远利益，将经济、社会和环境的可持续发展纳入考虑。
再次，需要坚持公平公正原则。
水资源是全人类共同的财富，决策应考虑到不同群体的利益，避免资源的不公平分配和利用。
最后，需要坚持参与式决策原则。
决策过程应充分听取各方面的意见和建议，进行充分的讨论和协商，确保公众的参与和决策的民主性。
浅谈水资源合理配置及其进展
浅谈 水 资源合理配置 及其进展
孙 丽群
（ 穆棱 市水政水资源管理委 员会办公室， 黑龙江 穆棱 １ ５ ７ ５ ０ ０ ）
摘 要 ：水资源的合理配 置是 实现水资 源可持 续发展 的重要 的手段。合理地配置水资 源对很 缺少水资源的国家及地 区来说 非常重 要 。本文主要从 水资源合 理配置的理论 方法、 水资源合理配置的重要性及其历程 、 水资源合理 配置的进展等方面来进 行展 开， 为我 国水资 源如何 可持 续发展 以解决水 资源的 匮乏作 出分析。 关键词 ： 水资源 ； 合理 配置 ； 进展
３ ． １国内对水资源合理 配置 主要 的理论和方法 黄河水利委员会在 １ ９ ９ ８ 年进行 了 “ 黄河 流域水域 资源合理 分 水 资源短缺和水 环境 恶化的影响。通过对水资源 的合理 配置 ， 使得 配及优化调度研究 ” ， 综 合分 析了区域经济发展 、 生态环境保护 和水 水 资源在不 同的区域 和用户之 间进 行有效的分配 ， 从 而实现水资源 资源条件 ， 是我 国第一个针对全流域进行 的水资源配置研究。 在“ 黄 的可持续发展。刚开始 ， 水资源合理配置是针 对资源短缺地 区而言 淮海水 资源合理配置研究 ” 中， 第一次 系统地 阐述 了基 于流域水 资 的， 而后来也慢慢地深入到 了水资源丰 富的地 区。水资源合理配置 源可持续利用的系统配置方法 。 其核心 的内容是在国民经济用水过 由于在经济 、 环境和生态等方面起到 的重要作用 而慢慢 地引起了大 程和流域水循 环转化过程两个层 面上分析水量 亏缺态势 ， 并在统一 家对水 资源合理 配置 的研究 。 由于水 资源 的配置与人类 的生活结合 的用水竞争模 式下研究 流域之 间的水资源配置问题。 国内对 流域水 得更加 紧密使得水资 源配置 的结构更加 的复杂 。 因此要求对水资源 资源配置的理论研究 主要从 配置 目标 、 配置水源用户关系上进行 了 的配置进行合理 的规划 。 分析 ， 从最初 “ 以需定供 ” 的水量分配和供需平衡发展到 以水资源开 水 资源合理 配置是指在一个 特定 的流 域或者 区域 内以可持续 发治理为整体 目标 ， 尝试以可持续发展 的理念实现流域和 区域 的水 发展 为总原则来 对有限 的不 同形 式的水资 源通过与 非工程措施 在 资源合理 配置 。 各用水户之 间进行科学分配 。 水资源合理配置主要包括在需 求上通 ３ ． ２ 国内模型软件化方法研 究 过调 整产业结构 建设节约型经济 并抑制需水 量 的增 长势头来适 应 在研究水资源合理配置 的理论和方法 的同时 ， 作 为实现水资源 较为不利 的水资源条件 。在供 给方 面则要协 调好 各项竞争性用水 ， 配置 的重要工具 ， 其模 型的研制是很有必要的 。模 型软件能够使得 加强管理措施来改变水资源的天然时空分布来适 应生 产力 布局 。 只 模 型工具得到推广和应用 ， 在信 息爆 炸的时代 拥有模 型软件能够高 有两个方面相辅相成才能够促进区域水资源的可持续 发展 。 效 的完成相关 的研究 。 从“ 八 五” 攻关开始基于宏观经济 的华北水资 ２ 水资源合理配置的主要研究历程 源配置模型 的研制 成功到能够将 系统 划分为相关关联 的功 能的模 当今 中 国首先要解决 的问题之一 就是北方 地区 日趋 严重 的缺 块并 实现模块 间分 层次为实现水 资源合理配置模 型的软件化提 供 水和生态环境 的变化 。为 了解决这一 问题 ， 国家将解决北方地 区的 了技术性基础 。在 当今我国水资源严重短缺 、 水生态环境严 重恶化 水 资源问题进行 了重点的研究 ， 并 专门制定了科技攻关项 目来研究 的情 况下 ， 虽然 国内的学 者花 了很大的功夫进行研 究 ， 但是 由于技 水 资源配置的基本原理及与社会经济发展 的关系及解决措施 ， 使得 术水平及设施设备的限制导致应用模型适用的范围很有限 ， 与国外 对水资源配置的理论形成 比较 完整的体 系。 对水资源合 理配 置的主 的研究水平依然存在着很大的差距 。 一 要 研究 历程是从 １ ９ ８ ３国家将 《 华 东地 区水资源评价和开发利用研 总 而言之 ， 从水资源合理配置研究 的发展 历程来看水资源合 理 究》 列为 “ 六 五” 国家科 技攻关 项 目 第３ ８ 项开始 ， 到“ 七五 ” 列 为第 配置要充分地考虑到水资源配置的综合性 ， 要 系统 的分析流域 中各 ５ ７ 项 国家科技 攻关项 目对“ 四水 转化” 与地 表水地下水联 合配置攻 子 区域 自身水资源条件 和水资源供需 特点来为 区域发 展总体布局 关， 到“ 八五” 基于 区域宏观 经济 的水资源 配置的攻关项 目《 黄河治 提供参考 。要加强对生态和环境方面需 求的考虑 ， 要能够考虑 到可 理 与水 资源开发利用》 中进一步研究 了基 于宏 观经济水平的水资源 能会对生态环境造成破坏 ， 要提前采取预 防措施来预 防。要提高决 合 理配 置理论 和方法 ， 到“ 九五” 基 于二 元水循 环模式和面 向生态 的 策方案的 比选和配置效果的评 价水平 ，配置方案的选 择要设计 宽 ， 水 资源配置 攻关研究提 出内陆河流域 的水 资源二元 演化模 式及相 决策 因素等各方面的因素都得 考虑 。 要提高配置分析工具和系统 的 应 的水 资源评价层次化体 系 ， 到“ 十五” 基 于实时调度 水资源配置与 软件技术水平 ， 提高处理数据的精度 和速度 。 今后 ， 我国需要加强对 调控 以“ 模 型 一配 置 一评价 一调度 ” 为基本 环节 的流域水 资源调配 水量水质联合控 制下 的水 资源 配置理论 和方 法来 进行 环境 、 水质水 四层 总控结构 ， 再到“ 十一五 ” 基于 Ｅ Ｔ的水 资源调整 配置 提出流域 量方面的联合配置的研究 。 要结合宏观多 目 标经济分析模型。 分布 水量平衡 和允许耗水量 的概念 ， 指 出水资源配置 的核心在于分析给 式水文模型构建 以流域水循环模拟平 台为基 础的水 资源配置 ， 实现 出合理 的区域 和行业水资源消耗量 。 现在对未来水资源配置的重点 水资源评价 一模拟 一配置 一调度 的一体化决策系统。 要提高水资源 突破方 向——水量水质联合配置与调控方 向发展 。 配置的动态性分 析。 要在技 术水平 突破单纯的使用优化模型或模拟 目前我 国的水资源配置研究成果都 是针对水量进行 ， 较少考虑 模 型的思路 。只有通过这样 ， 才 能够推进水资源的合理配置。 不 同水户对水质 的要求 。 已有 的水资源配置集 中在水资源量的高效 参考文献 和合 理利用方 面 ，形成 了以水 资源数量为 主的优化 配置理论 和方 ［ １ ］ 龙训建， 钱鞠， 梁川． 基 于主成分分析 的 Ｂ Ｐ神经 网络及其在 需水预 法， 解 决了有限水资源量实现最大经济效益 的问题 。现有 的水 资源 测 中的应用ｆ Ｊ ］ ． 成都理工大学学报 （ 自然科学版 ） ， ２ ０ １ ０ （ ２ ） ． 合理配置 中 ， 比较重视资源数 量的调节与控制而忽视 了水 资源质量 【 ２ 】 马兴华， 左其 亭． 水 资源分配模型及模 拟求解技 术ｆ Ｊ 】 ． 南水 北调 与 的调控 。要符合水质水量统一管理 的要求 ， 就要将供水 、 用水 、 排水 水利科技 ， ２ ０ ０ ９ （ ５ ） ． 和水资源质量管理有机地结合起来 。 基于分质 的供水的水量水质合 【 ３ 】 郑 江丽， 李 兴拼 ， 范群芳． 南方经 济跨 越式发展 地 区水 资源合 理配 理配置模型和方法是今后 的研究方 向之一 ， 配置方案合理性评 价同 置理论研 究［ Ｊ 】 ． 人 民珠江， ２ Ｏ Ｌ Ｏ （ ６ ） ． 样也是流域水资源调配理论 的重要组成 。 以合理配置方案及其提供 的规则为决策依据 ， 在决 策过程 中辅 以滚动修正 的水量水 质联 合实 时调度方案是值得研究的 。 ３ 水资源合理配置的进展
5.水资源优化配置
五、水资源优化配置涉及的问题
社会经济发展问题，合理的生产布局。 水资源需求问题，从需和供两方面调整，达到动态平衡。 水资源开发利用方式、水利工程布局等问题。 水环境污染问题。 生态问题。 供水效益问题。 水价问题。 水资源管理问题。 技术方法研究问题。
1、水资源优化配置模型的数学表达式
决策变量 目标函数 约束条件
m ax (m in )fZ 1 (X ),Z 2 (X ),...Z k(X )
A XB
式中：X是决策变量向是；A是系数矩阵；B是约束条 件的右端项。
2. 水资源优化配置中常用的决策变量、目标函数 、约束条件有哪些？P157
软件：Lindo、Lingo，简单讲解之。
3. 灵敏度分析
分析目标函数中决策变量的系数，即价格系数对结果 的影响；
分析约束条件中右端系数，即约束变化对结果的影响 ；
4. 应用
水量分配 灌区开发 水质管理
（1）某河准备开发2个灌区甲和乙，已知灌区甲的宜灌面积 是5万亩，灌区乙的宜灌面积是8万亩。灌溉季节区，灌 区甲的单位面积毛用水量是600m3/亩，灌区乙的单位面 积毛用水量是300m3/亩。建成后，灌区甲可获得净收益 200元/亩，灌区乙 可获得净收益是120元/亩。河流在灌 溉季节可供引用的水量是3600万m3。现拟确定灌区甲和 灌区乙的灌溉面积各为多少，才能得到最大的经济效益。
甲城市
乙城市
解：
1）决策变量
甲厂每天处理废水x1，乙厂每天处理污水x2。
2）目标函数： 3）约束条件：
m inF 9 0 0 x 1 1 1 0 0 x 2
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生态用水决策过程分为 5 个部分 : ( 1) 生态问题 部分. 对生态现状进行分析 , 找出现状生态问题和潜在 的生态问题 . ( 2)水与生态及价值关系部分 . 研究区域 内的水分为社会用水、 经济用水和生态用水 3个部分. 这 3 种用水之和为研究区域水资源总量. 因此, 社会用 水、 经济用水和生态用水之间为竞争关系 . 要研究生态 用水必须研究社会用水与经济用水. 在生态用水方面, 要研究水和生态之间的关系. 以水和生态关系为基础, 研究水、 生态状况与生态价值关系. 同时需要研究水与 社会和水与经济关系 , 在此基础上, 研究水与水的社会 价值和水的经济价值的关系. ( 3) 期望生态状况决策 部分. 生态用水和水的总价值关系见图 2(图中 V 为水 的总价值, Vm 为 水的总 价值的 最大值 , Q e 为生态 用 水 , Q ee为期望生态用水 , Qm 为总水量 ) . 当生态用水趋 向于零时, 由于支撑社会经济发展的生态系统趋近于 毁灭, 所以, 不仅生态价值趋向于零, 而且 , 社会经济价 值也趋向于最小 . 此时, 水的社会、 经济和生态之和趋 向于最小. 当生态用水趋向于水资源总水量时 , 社会经 济用水趋向于零 . 虽然生态系统健康发展, 但是, 由于 社会经济无水可用, 社会经济价值趋向于零, 而生态价 值是建立在社会经济价值基础之上的 , 没有社会经济 价值, 生态价值就无从谈起 . 因此, 此时, 水的总价值趋 向最小 . 在生态用水为某一中间值时 , 生态系统和社会 经济均因为获得适量的水而协调发展 , 生态价值和社 会经济价值均较大. 此时, 水的总价值最大 . 此最大值 相应的生态用水即为我们所期望的生态用水, 相应的 生态状况即为期望的生态状况. 期望生态状况决策部 分的任务是以水的生态价值、 社会价值与经济价值之 和最大为原则, 确定社会期望的生态状况及其需水 . 社 会期望的生态状况称为期望生态状态 . 期望生态状态 定义: 以水的生态价值、 社会价值及经济价值之和最大 化为原则, 整个社会所期望的由决策者决定的生态状 态 . 依据期望生态状态和生态与水的关系确定期望生 态状态的生态需水. ( 4) 保障措施部分. 为保障期望生 态状态的实施, 制定法律的、 经济的、 行政的、 技术的等 保障措施. ( 5) 实施及监测部分. 实施生态用水并对实
题、 水与生态及价值关系、 期望生态状况决策、 保障措施和实施监测, 并提出各个部分的主要内容 . 根据 生态用水决策过程, 提出生态需水研究的 6 个层次 : ( 1) 生态问题 ; ( 2 ) 水与生态关系; ( 3 ) 生态价值; ( 4) 决策 ; ( 5) 保障 ; ( 6)实施监测. 通过对国内外生态需水概念的研究 , 提出生态需水 、 生态用水、 生态耗 水、 生态保留水、 期望生态需水、 临界生态需水等定义. 关键词 生态用水 ; 生态需水 ; 决策过程; 研究层次 ; 概念定义
文献标识码 : A 文章编号 : 1000 0860( 2005) 03 0009 04 中图分类号 : X 171 1
R esearch on decision m ak ing p rocess and research levels and m portan t concep ts of ecologica l w ater use and dem and i XU Zhi x ia , DONG Z eng chuan , TANG K e wang , WANG Y an
Abstrac t : Th rough the ana lysis on the deve lopm en t h isto ry o f the research on the eco log ica lw ate r use and the ecolog ica l wa ter de m and, the five parts o f the dec ision m aking process for the eco log ica lwa ter use are deter m ined here inafter , such as: ecolog ica l questions ; relationsh ips be t w een w ater , eco logy and eco log ica l value ; dec ision m aking on the expected ecolog ica l condition; guarantee m easures andm onito ring , further m ore , the m ain con tents o f all the parts conce rned are g iven as w ell Based on the de c ision m aking pro cess for eco log ica lw ater use , six research leve ls are introduced as fo llows: ( 1) eco log ical prob lem s , ( 2) re la tionship betw een w ater and ecology , ( 3) eco log ica l va lue , ( 4) dec is ion m ak ing , ( 5) eco log icalw ate r use gua rantee , ( 6) m onito ring Through the research on the concepts o f eco log ica l wa ter demand a t hom e and abroad , som e de finitions are m ade such as eco log ical wa ter de m and, eco log ical w ater use , eco log ical w ater consum ption , eco log ical w ater reservation, expected ecolog ica l w ater dem and and cr itica l eco log ica lw ater dem and as we ll K ey word s : eco log ica lw ater use ; eco log ica l wa ter de m and; decision m ak ing process ; research levels ; concept de fini科技攻关重大项目 ( 2001BA 610A 01 ). 作者简介 : 徐志侠 ( 1963#
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徐志侠, 等 ∃生态用水决策过程、 研究层次及生态需水重要概念研究
1 生态用水决策过程
20 世纪 40 年代, 随着水库的建设 和水资源开发 利用程度的提高 , 美国的资源管理部门开始注意和关 心渔场的减少问题. 美国对河道内流量进行了许多研 究 , 研究关于鱼类生长繁殖和产量与河流流量关系 , 从 而提出了河流最小环境 ( 或生物 ) 流量的概念 . 随后, 由于一些河流出现了水质污染的问题 , 研究提出了最 小可接受流量的概念 . 以后 , 随着人们对景观旅游业和 生物多样性保护的重视 , 又提出了景观河流流量和湿 地环境用水、 以及海湾 # 三角洲出流的概念. 最近, 为 了恢复河流生态系统的整体性功能 , 研究提出了生态 系统可接受流量变化概念. 随着生态环境问题的日益 严重, 水资源与生态相关性的研究, 特别是生态系统需 水研究成为全球关注的焦点. 随着生态用 ( 需 ) 水被日 益重视 , 水资源规划和管理更多地考虑生态需求. 在我国 , 由于西北内陆地区生态环境恶化 , 生态问 题突出 , 于 20 世纪 90年代首先开始了对西北干旱、 半 干旱区生态用水研究. 之后, 黄淮海平原区河道断流、 河道淤积、 地下水大面积超采、 河流入海口淤积、 海水 入侵、 河流污染等问题引起了人们的关注 , 开始了黄淮 海平原地区河流湖泊生态需水的研究 . 从国内外生态用水研究的发展过程看 , 由于水资 源开发利用率的不断提高, 人类对河流生态系统的干 扰增强 , 出现生态问题, 导致生态环境恶化 , 影响了人 类对良好生态环境的需要 . 为了解决这些问题 , 开展生 态用水的研究. 研究生态用水的目的 , 是为了协调社会 经济需水和生态需水的冲突, 以便对有限的水资源做 出更符合人类利益的配置. 本文对生态用水决策过程 进行概化, 见图 1 .
图 1 生态用水决策过程
图 2 生态用水与水的总价值关系示意
水利水电技术 第 36 卷 2005 年第 3 期
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徐志侠, 等 ∃生态用水决策过程、 研究层次及生态需水重要概念研究
施过程和结果进行监测. 当生态用水决策过程第 ( 2) 部分中的定量关系可 以较准确确定时 , 就可以很自然地得到期望生态状态 及其需水量 . 然而, 现在还远 不能准确地确定 这些关 系 , 确定期望生态需水变得非常困难. 因此 , 需要社会 和决策 者 加入 主观 因 素来 确 定期 望 生态 状 态及 其 需水.
U n iv ers ity , N anjing 210098, Jiangsu, Ch ina ; 100044, Ch ina)
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( 1 State K ey Labo ra to ry o fH ydro logy W a ter R esources and H ydrau lic Eng ineer ing , H oha i 2 China Institute o fW ater R esources and H ydropower R esearch, Be ijing
W ater R esources and H ydropow er Eng ineering Vo l. 36 N o. 3
等尚没有一个统一的、 明确的定义, 使得生态需水研究 面临基础性的困难, 因此, 很有必要明确界定生态需水 的相关概念 .