中国水资源如何实现优化配置

□王浩 游进军

中国水资源如何实现优化配置

□王浩 游进军

水资源配置在水利工作中具有重要地位。在水利规划中，它既是宏观决策和方案比选的工具，也是分析水资源承载能力确定以水定发展、完成水权初始分配和制定分水方案等重要决策工作的核心工作。水资源配置不仅包括区域行业间的水量分配，同时还包括水资源需求分析、水资源保护方面的内容，也蕴含了水利工程的运行调度，需要在水资源评价等基础工作上由不同专业人员协作完成。

国内水资源配置的发展历程

“就水论水配置”阶段。这一阶段虽然形成了流域范围配置的概念，但仍然以水资源本身对确定性的用户分配为主，对于影响配置的社会经济因素缺乏互动性的分析。

“宏观经济配置”阶段。重点研究了水与国民经济的关系，提出了基于宏观经济的水资源合理配置方法。这一阶段的水资源配置目标主要是经济效益最大化，从社会经济整体出发将水资源作为资源条件，扩大了配置分析的范围，形成了水与经济的双向反馈机制，从而建立供需动态适应的水资源配置模式。通过这一阶段的积累，逐步形成了考虑经济发展需求的流域整体水资源配置概念，为推进全国范围水资源配置工作奠定了基础，但这一阶段的研究和实际配置工作尚缺乏生态因素需求和影响的分析。

“面向生态配置”阶段。针对水生态问题最为严峻的西北内陆河流域提出面向生态的水资源配置方法。随着生态需求水分析方法水逐渐成熟，生态水量配置出现多类研究方法。在实际应用中，面向生态的配置不仅需要考虑河道内生态需求，也需要考虑改善区域生态环境的河道外生态用水，从减少生态负面影响和增加生态效益两方面衡量，从而增加了决策复杂性，因此用于解决复杂决策问题的博弈论也逐步引入并应用到流域水资源配置中。不同类型的生态水量配置方法都需要比较生态效益和经济效益，而目前仍然存在水的生态服务功能或者效益难以评价的问题，成了面向生态水资源配置的难点。由于生态需水与自然状态、降水过程密切相关，还有待进一步深化基于机理的生态需水研究以支撑配置工作。

“广义水资源配置”阶段。提出了广义水资源配置，将大气有效降水、土壤水和再生水纳入水源范围，同时重视污水处理、中水回用等再生性水资源利用，并在宁夏地区开展应用。广义水资源配置理念较为超前，由于目前的水量配置工作一般基于现有的水资源评价口径开展，对于在现有评价体系之外的大气降水、土壤水等非常规水源缺乏相应的基础数据积累，因此在实际使用中存在较大困难，基于耗水的配置也存在类似问题，因此尚有待在实际工作中逐步推进相关基础性工作。

“跨流域大系统配置”阶段。南水北调工程是跨流域大系统配置研究的重要推动因素，由于南水北调涉及到长江、淮河、黄河、海河四大流域，水量分配存在多水源、多用户、多阶段、多目标、多决策主体，水资源合理配置是确定工程规模的基础。考虑跨流域工程运行受需求、工程和水价成本、本地水与外调水关系等多个因素影响，系统仿真理论、供应链管理理论以及"水银行"等分析方法被引入到跨流域调水的配置和调度分析中，并在南水北调受水区得到广泛应用。大系统水资源配置技术既要考虑调水工程的优化调度效应，也需要从水量配置效益角度分析水源区、受水区、营运方等不同利益主体间的协调关系。而目前跨流域调水的规划论证分析和建成后的运行需求存在一定偏差，因此对于已建调水工程配置一般还是在预定分水方案和配置优先序基础上与本地水实现优化配置，尚不能完全反映复杂大系统特点。

“量质一体化配置”阶段。量质一体化配置源于实际需求，由于不同用户对水质的要求不同，从而推动了结合水质条件的水量配置。相关研究经历了水利工程水量水质联合调度、分质供水、联合模拟配置等不同阶段，目前仍是水资源配置领域的研究重点之一。从现有研究成果看，水量水质联合配置存在多个研究方向，由于水环境因素存在多类指标、水污染存在多种类型，治理模式也处于快速发展过程中，因此难以采用某一方法或模型适用不同需求。

配置原则和平衡关系

水资源配置的核心理念是实现资源、环境和生态的综合承载能力与经济社会发展相协调，通过合理配置保持区域经济发展与环境保护的平衡。以下几类平衡关系是水资源配置的重点。

水资源量的供需平衡。水量供需平衡是水资源配置中最基本的关系，是在满足水源用户之间的配置关系和优先序基础上寻求供水效益最大化。影响需求的主要因素是经济总量、经济结构和用水效率。影响供给的主要因素为供水工程能力，包括地表水、地下水、跨流域调水、再生水等不同类型的水源工程及其运行方式。

污染排放和自净处理之间的平衡。水污染和治理之间也存在动态平衡关系是实现各类污染物质排放总量与削减总量之间的平衡，主要影响因素是河流水体自净能力、污水排放量和处理能力。

水资源开发与生态保护的平衡。由按照生态经济学的观点，水资源开发利用导致的水循环天然生态服务功能要尽可能少的下降，相应的人工生态服务功能要尽可能多的上升，同时还要有相应增加的经济服务功能。

水投资来源与分配的平衡。水技资来源于经济积累，水投资增加，水问题得到缓解，可以增加社会净福利，但也会导致其他部门的发展速度下降和社会净福利减少。这种反馈机制决定了存在一个水投资与其他技资比例的合理区间，在区间内流域或区域的社会净福利会保持在较高水平。此外，水投资也有不同类型，包括水源开发、水环境保护治理、节水等。水投资平衡即水投资在社会总投资中应占据合理的比例并保持各类建设治理措施的均衡。

发展方向

多维调控决策机制下的配置。需要建立:以耗水控制为中心的水平衡决策机制;以水循环系统健康为中心的生态决策机制;以公平为核心的社会决策机制;以边际成本和社会净福利为中心的经济决策机制;以水量水质联合配置为中心的环境决策机制。追求流域区域的生态-经济服务价值最大。

基于效率的水资源配置。综合各类平衡关系和决策机制，对水资源配置的目标界定可以认为是实现综合效率最高的水资源调控，使得低效端的水向高效端的水转化。水资源配置的发展方向就是要遵循各-类决策机制实现综合用水效率最高。基于效率的水资源配置就是通过多维临界整体调控，减少经济社会系统中的低效蒸发，增加高效蒸发，促进经济、社会和环境综合效益提高;通过经济端的高效用水，将节约下来的水分还给生态系统，促进经济社会系统和生态系统良性互动。

低碳模式的水资源配置。水资源配置的另一个重要发展方向是面向低碳的水资源配置，实现真实的节水和“节能减排”。低碳模式的水资源配置就是基于“自然-社会”水循环与碳循环机理，辨识区域碳水稠合作用机制，构建碳水祸合概念系统，绘制碳水藕合系统网络图，结合碳水稠合模型和野外原型观测技术定量化识别碳水藕合机制，其核心是增加生态用水以增加碳捕获能力，同时在社会水循环中促进节水以减少碳排放。□

2016-03-03

注：源自《水利文萃》2016年第1期第43页。