水资源优化配置的相关研究

2021-11-24张涛

商品与质量 2021年24期

张涛

德州市陵城区水利局山东德州 253500

水资源作为人们赖以生存的自然资源，其具有其他资源的不可替代性，在世界范围内我国水资源储备量相比于其他发达国家存在明显不足，从城市生活到农业农田灌溉都离不开水资源，相关部门应当采取一定措施对水资源进行优化配置，从而提高水资源利用率，逐渐将我国水资源短缺问题进行改善。因此，本文将通过对水资源优化配置的内涵以及配置作用、配置现状进行简述，对水资源优化配置愿景进行详细阐述。

1 水资源优化配置的内涵与配置作用

1.1 内涵

所谓水资源优化配置指的是在一定流域范围内，对流域内水资源通过一定技术手段，结合工程或非工程措施，对水资源进行优化配置，从而推动水资源可持续发展，提升水资源利用率。在建立水资源优化配置过程中，需要在水资源分配基础之上结合水资源情况对水资源进行优化配置，以对于水质的要求、当地经济状况以及优化配置费用为依据。在优化配置过程中，对水资源进行合理调配，可以极大提高水资源的经济效益、社会效益以及生态环境效益。

1.2 配置作用

在宏观角度上来说，水资源优化配置可以对洪涝、干旱、水土流失等问题进行综合整治，实现水资源流域上下游和谐发展，推动水资源开发以及环境保护，对于稳定社会发展具有深远影响[1]。从微观角度来讲，水资源优化配置综合包括取水优化配置以及用水优化配置，通过水资源与用户间合理联系，凸显水资源优化配置作用。在社会发展过程中，洪涝以及干旱问题要求水资源在时间以及空间范围内进行合理调配，水环境污染问题要求水质问题的协调一致，水资源优化配置可以在时间或空间范围内对水量以及水质问题进行合理调配，不仅可以有效解决水资源紧缺问题，同时可以推进水资源可持续发展以及推动社会经济发展。

2 水资源优化配置现状

2.1 配置理论研究方面

水资源优化配置理论受水资源需求方以及供给方两方面限制，也就是说在对水资源进行优化配置时只考虑需求方或者供给方，包括根据水资源需求量进行供给和根据水资源供给量从而确定需求。根据需求量对水资源进行供给这种配置理论只要应用在水资源充足且水利设施相对完善的地区，水资源储备能够满足日常生活所需，但由于没有对水资源进行有效利用导致水资源浪费现象发生[2]。根据供给来确定需求的理论配置，主要应用在水资源相对短缺或者水利设施不完善的地区，由于水资源供给量不足，很难对水资源进行优化配置供水量很难满足用水需求，对于当地经济发展也受到了限制。

另外，针对优化理论配置应当在地区经济发展优势明显、效率较高的背景下进行，在社会发展过程中，只有保证水资源满足人们生产及生活需求，才能够推动社会经济稳定发展，无论是企业运行还是人们日常生活都离不开水资源，同时水资源与城市经济发展息息相关。在水资源优化配置过程中，一旦资源配置存在差异，同样会对经济发展带来严重影响。在对水资源进行理论配置过程中，存在着一定配置成本与配置收入间关联，因此，在水资源优化配置过程中所产生的经济差异，在一定程度上推动着社会经济的发展。

2.2 配置模型研究方面

在对水资源进行优化配置过程中，需要理论结合实践方能对水资源进行进一步优化，在应用过程中，会出现一系列不可预见问题，因此仅仅凭借着配置理论不能对水资源进行合理配置，将配置理论与实践应用想结合，建立配置模型，方能完善水资源优化配置。首先，需要对水资源利用的全过程进行模拟，包括水源、水循环、水资源供给等等，通过水资源优化配置模型从而确定水资源优化配置方案。

以分布式水文模型为例，该模型通过将土壤、植物以及大气系统相结合，对流域范围内生态环境变化过程进行展现，其具备严谨的网格化结构，可以与大气系统内环流模式相结合，从而对在气候变化过程中水资源现状进行模拟。然而网络模型则可以通过空间结构对于水资源配置全过程进行串联，从而实现对水资源配置的动态监管。在水资源优化过程中，对与水资源优化配置的条件越来越多，需要结合规划优化技术对研究方法不断进行创新、改进。

3 水资源的优化配置展望

目前，我国水资源优化配置仍然处于发展阶段，相应技术仍需持续改进，在水资源复杂的供给双方情况下，尤其是对于配置双方权责不清，经济落后等情况，水资源优化配置更加存在一定难度。

3.1 以水量配置基础研究水资源优化配置

针对水资源优化配置研究，国外远早于我国进行了相应课题研究。随着科学技术不断进步，在水资源领域应用模拟技术以及数学规划使得水资源优化配置方案不断推陈出新。国外科研人员将系统分析方法应用在水资源领域，具体表述为：线性、非线性规划、动态规划以及水资源配置模拟技术等。并且通过分析多个水库控制趋势，将输水能力以及水资源需求值作为约束条件，对流域内用水量优化分配进行探究。另外，国外学者对农作物生长情况进行模拟，通过结合随机动态规划，对灌溉区所需的季节性灌溉用水量优化配置进行探究[3]。在我国科技不断创新发展过程中，可以在对水资源优化配置进行探究过程中，结合国外成功案例以及先进技术，以水量配置基础，对水资源优化配置进行创新。

3.2 区域水资源的优化配置

在经济发展过程中，作为相比较而言独立的管理单位，其具备一定地域特性，伴随着我国经济持续稳定发展，大系统优化理论逐渐成熟且被广泛应用，自1980年以来，我国水资源学科研究将区域水资源优化配置研究作为研究重点，针对区域水资源优化配置问题通过大系统优化理论，对区域内水资源进行优化配置模拟。在1989年，我国研究人员以区域内社会经济效果为发展目标，针对区域水资源优化配置问题建立了多目标和大系统模型以及二阶分解协调模型，通过层次分析法对水资源优化配置的生态影响进行考虑[4]。在区域水资源规划过程中，将区域宏观经济情况、系统方法以及水资源规划情况进行结合，从而形成宏观经济基础下，水资源优化配置理论，并且通过这一理论可以对多目标办法进行探讨，从而保证区域水资源配置与经济发展相结合，从发展意义上来讲，属于水资源优化配置过程中一项重大突破。针对干旱区域水资源优化配置，需要保证区域需水量不仅要保证区域发展，同时需要保证生态稳定，因此，应用生态脆弱地区水资源配置方案，在相应水资源配置方案基础上，探讨配置思路，从而使得水资源优化配置符合区域发展。

3.3 流域水资源的优化配置

流域与区域存在一定本质差异，流域是由生态环境、社会经济以及水资源系统相结合所组成，作为复合系统其具备一定的层次结构以及整体性功能。作为独立单元，流域系统可以更好的将水资源的特征表现出来。目前来看，我国在流域水资源优化配置过程中，取得了不错业绩，所取得的业绩与区域水资源优化配置探究相似度很高。在1994年，在多目标规划基础上，在黄河流域建立了水资源分析模型，并对大系统多目标规划进行了科学解答[5]。在流域水资源进行优化配置过程中以大系统分解协调理论作为研究基础，结合递阶分析法以及逐步宽容约束法，建立流域范围内水资源优化配置模型，对流域范围内水资源储备量得已优化调配，从而保证水资源供需协调发展。

3.4 跨流域水资源的优化配置

对于跨流域水资源的优化配置而言，顾名思义，最少需要两个及以上流域作为对象进行水资源优化配置研究，相比于流域或者区域，跨流域水资源优化配置在结构以及影响因素方面表现出更多的复杂性，单单通过数学规划技术很难对其特征进行描述。介于此，在对跨流域水资源进行优化配置过程中，应当以高仿真性能模拟技术与先进科学技术相结合为基础对其进行资源配置研究。