三、水资源优化配置研究的特点及展望

从现有研究成果分析可知,目前水资源优化配置研究的主要特点和不足:

1.对现在水资源配置的综合性考虑不够充分

从大流域角度综合考虑水资源的配置,系统分析流域中各个子区域自身水资源条件和水资源供需特点,对区域发展总体布局有着重要的参考意义。而目前水资源配置研究主要局限于对单一的水利工程或是一个区域范围内部的水量调配工作上,而从大流域整体角度出发的研究较少。

2.对环境和生态用水的保证不够重视

保证地区的最小生态用水量,能有效防止生态环境的破坏,促进地区的可持续发展。目前大部分水资源配置模型没有把保证生态环境用水作为目标函数或约束条件,生态环境用水往往被忽略,这容易导致生态环境的破坏。

3.重视水量的分配,对水量水质统一配置的研究不足

水质和水量问题是密切相关的,离开水质谈水量是没有实际意义的岳春芳.东南沿海地区水资源优化配置模型及其应用研究[D].新疆农业大学博士学位论文,2004.。目前我国不少地区存在水质性缺水问题,造成有水而不能用的尴尬局面。有关分析资料表明,在我国未来发展中,由水质恶化造成的水资源危机将甚于水量危机。目前的水资源配置研究成果大多强调“量”的配置,而忽视了“质”的配置,因此,在水资源优化配置过程中,应该充分重视水质问题,加强水量水质统一配置的理论和实践的研究。

4.优化方法和模拟计算的耦合研究不够

目前水资源配置中大多都是单纯使用优化模型或模拟模型的思路,突破这种思路的成果尚不多见。水资源配置是非常复杂的问题,仅仅通过优化技术难以得到满意的结果,而模拟技术虽然难以给出最优解,但可以计算不同方案对应的不同解陈南祥.复杂系统水资源合理配置理论与实践——以南水北调中线工程河南受水区为例[D].西安理工大学博士学位论文,2006.。模拟与优化模型的耦合,可以较快得出各方易于接受和实施的满意解。

5.对南方滨海地区的水资源优化配置问题研究力度不够

目前水资源优化配置研究的理论与实践主要集中在我国北方水资源极度匮乏、缺水普遍且严重的流域或区域,要解决的是河流断流、沙漠化等极度的水资源危机问题,如海河流域、黄河流域和西北内陆河流域等裴源生,赵勇,罗琳.相对丰水地区水资源合理配置研究——以四川绵阳市为例[J].资源科学,2005,27(5):84~89.,其经典结论和思维模式带有浓厚的区域特征方红远.区域水资源合理配置中的水量调控理论[M].郑州:黄河水利出版社,2004.。而我国南方滨海地区降雨丰沛,极易出现洪涝灾害,因此对于水资源充足的南方地区,其防洪方面的研究成果较多,水资源优化配置的研究成果则相对较少。但是在水量充沛的地区,往往存在因水资源的不合理利用而造成的水环境污染破坏和水资源严重浪费的现象,因此必须予以高度重视。随着社会经济的发展和对水资源开发利用范围的扩大与深度的不断强化,很有必要构建具有南方滨海区特色的水资源配置理论与方法,着力研究和解决新时期南方城市水资源的开发、利用、配置、节约、保护与治理等问题。

通过对已有水资源优化配置研究成果特点的分析,笔者认为未来水资源优化配置研究将呈现如下发展趋势:

1.面向生态的水资源优化配置

在水资源配置过程中,水资源开发利用应与生态环境相适应,不能忽视生态环境需水对维持生态系统健康机能和流域正常的水文循环作用。如何通过水资源优化配置来保障生态环境用水,改善水环境与生态环境质量,实现水资源开发利用的良性循环,必将成为未来水资源优化配置研究的一个发展趋向。

2.水质水量联合优化配置研究

按照水资源可持续利用支撑和保障经济社会的可持续发展的要求,在水资源配置研究中应充分考虑代际间发展和用户之间分配的公平性,以及经济发展与水资源、环境之间的相互协调。因此,如何从理论和技术上体现水资源配置的公平性和水资源配置与经济、环境、人口的协调,是水资源配置研究必须解决的问题之一。水体的水环境容量,污水与用水之间的关系,污水排放和水体纳污量间的关系,水量水质联合实时调度方法以及水质水量联合配置的理论、模型和方法,水量水质联合配置方案合理性评价技术等都是水资源优化配置的重要研究课题。

3.优化方法和模拟计算相结合

由于水资源配置的复杂性,仅使用数学优化方法难以贴近于实际,完全采用模拟的方法则又难以有效控制众多的参数、条件,以经验处理大量的组合因素必然忽略许多可能的优解。所以,可以采用优化—模拟—评价的总体思路得到水资源配置模型的决策方案结果,而后通过在简化目标和约束下寻求到优解,再利用模拟模型得到进一步的结果,这既发挥了优化方法的搜索能力,使其在庞大的可行空间中寻找到优或次优的配置方案集,同时也发挥了模拟模型仿真性、可靠性强的优势。

4.提高决策方案的比选性和配置效果的评价性

为提高水资源优化配置研究成果的实用价值,水资源优化配置方案的效果评价也是研究的重点课题之一。配置方案的选择始终是一个多目标决策问题,不能仅在水资源问题本身层次上完成方案的比较和评价,应当以完善可行的指标体系对得到的方案集进行比较选择,在综合社会、经济和环境各个方面影响的基础上,分析各种可行方案的经济、社会和环境各方面的效益取舍,引入合适的多目标决策方法,在得出合理可行的推荐配置方案后,还应当对其实施后可能产生的效果作尽量全面的评估,并考虑到所有能涉及的方面,组成全面的评价体系,广泛吸收各方面专家的提议和社会公众需求,并能依据新形势下出现的问题进行调整,采用合适的方法对方案进行评价,以获得更合理的配置方案。

5.水资源配置决策支持系统(WRDSS)将迅速发展

水资源配置具有多层次、多目标、多水源、多用户、多功能的特点,用单一模型是无法描述的,有一些需要考虑的因素(如决策者的偏好等)也无法用定量表示。水资源配置面临许多具体的问题,要实现水资源的可持续利用,需要用户参与决策管理和配置。建立面向对象的交互式的决策系统是解决上述问题的理想手段,也是今后水资源配置研究的一个重要课题。

6.南方滨海区的水资源优化配置研究将受到重视

近年来,南方滨海区的水资源问题如季节性缺水、水质性缺水逐渐凸显出来,对社会经济的可持续发展直接构成了威胁,其水资源优化配置必须强调水资源量与质统一管理以及水资源和社会、经济、生态与环境的联合优化。南方滨海区的水资源优化配置的方法和实践的研究将是个热点课题。