淺析水資源優(yōu)化配置的目標風險分析方法

朱紹劍

紅河州水利水電勘察設(shè)計研究院

摘要：水資源優(yōu)化配置是需要利用大系統(tǒng)的理論思想進行分析研究的重大問題，其中從水資源配置最終目標風險與風險因素上來講，可以有效識別水資源優(yōu)化配置工作中存在的重要風險因素，進而建立科學化的水資源配置目標風險的研究模型。之后在此前提下給出相應的風險評估方法，此外能夠獲得利用引江濟漢補償工程在有效提升南水北調(diào)后漢江中下游枯水年以及平水年資源配置方面的綜合效益，可以在一定程度上有效緩解中線調(diào)水工程中漢江中下游缺水情況帶來的嚴重不利影響。

關(guān)鍵詞：水資源；優(yōu)化配置；目標風險；方法

目前，在科學發(fā)展觀以及節(jié)能減排思想的指導下，目前的水資源合理配置已經(jīng)逐漸成為水資源可持續(xù)性利用工作當中的關(guān)鍵部分，可以有效保障目前的生態(tài)用水實際需求情況，在一定程度上有效提升水資源的利用效率。而且，促進水資源在配置工作中的科學化，還會有效提升資源分配的實際效率，實現(xiàn)資源配置的公平性，進而保證水資源的循環(huán)利用管理系統(tǒng)的平衡。現(xiàn)階段，在水資源方面現(xiàn)代化專業(yè)理論知識與技術(shù)應用指導下，實現(xiàn)水資源有效配置的相關(guān)理論資料也已經(jīng)取得了快速發(fā)展。

一、水資源配置在風險涵義與影響因素上的分析

從水資源配置涵義上來看，主要是指借助對水資源系統(tǒng)的詳細分析以及宏觀方面的經(jīng)濟分析、相關(guān)技術(shù)方法等，有效采取節(jié)水手段、治污手段以及水資源開發(fā)手段，合理分配在多地區(qū)、多用戶及上下游之間地表水與地下水等多種水資源，進而最大程度的滿足生態(tài)環(huán)境基本用水需求。也就是說，實際降雨徑流、水資源的地下水條件以及社會發(fā)展情況具備一定差異，則產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的具體用水情況也會存在相應不同，進而影響水資源配置方案的順利實施與實際執(zhí)行效果，甚至會存在較大風險。

從水資源配置風險角度出發(fā)，主要是指在水資源系統(tǒng)工程因素、管理因素以及用水因素影響之下，水資源的配置工作始終與預期想要達到的存在一定的差距。概括說來，將會對水資源配置產(chǎn)生重大影響的因素主要包括相應的自然資源因素、工程技術(shù)因素、生態(tài)環(huán)境因素、社會經(jīng)濟因素以及科技管理因素等，各個方面盡管存在一定的差異性但是又有一定的相互關(guān)聯(lián)性。在這種情況下，就應按照所存在的不同屬性實施有效歸類。

（一）自然條件因素方面的識別

水資源配置期間，不僅降雨情況以及徑流情況等可能使得其產(chǎn)生風險。另外，其中的生態(tài)環(huán)境變化以及水資源變化也存在直接的聯(lián)系，進而可以反映到需水量上。與此同時，我國生態(tài)環(huán)境中的需水量與降雨徑流也有著密切聯(lián)系，故降雨徑流量發(fā)揮著非常強的水資源配置作用。

（二）在社會經(jīng)濟因素上的科學識別

從水資源有效配置的重要風險因素角度出發(fā)，經(jīng)濟活動所存在的不確定性將會影響到水資源的配置工作，具體來說，我國人口的增長將會給水資源的利用產(chǎn)生重要影響，工業(yè)方面的產(chǎn)業(yè)升級與人們?nèi)粘Ｉ罘绞降娜找孀兓谵r(nóng)業(yè)方面需水量的增多等都會嚴重影響到我國水資源管理情況，不利于水資源的配置，進而關(guān)系到相應的水資源配置效果。雖然在目前社會發(fā)展速度以及相關(guān)政策指導下，人口的自然增長率以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、日常生活工業(yè)用水量是維持穩(wěn)定關(guān)系的，然而仍然存在部分因素，例如農(nóng)業(yè)用水量等會嚴重影響我國水資源的合理化配置。

（三）在管理因素方面的識別

從水資源管理角度出發(fā)來闡述水資源配置，加強水權(quán)管理、水價管理與信息化管理等方式都屬于比較有效的水資源管理方式。按照現(xiàn)代社會發(fā)展狀況以及技術(shù)進步情況、觀念發(fā)展情況來說，初始水權(quán)仍然不明確，且相應的水價體制還不成熟。綜上所述，上述因素雖然能夠引起水資源的配置風險，然而因系統(tǒng)的詳細準確描述還比較缺乏，所以暫時可以忽略不計。

二、水資源配置模型和配置分析方法

從某種程度上講，我們之前堅持的經(jīng)濟發(fā)展觀念與所應用的發(fā)展模式，在水資源管理以及開放利用方面只是追求經(jīng)濟效益，必然引發(fā)環(huán)境質(zhì)量水平的日益下降與水資源浪費消耗嚴重，進而給社會效益帶來較大破壞，并且不符合現(xiàn)代水資源可持續(xù)發(fā)展的合理要求。任何的發(fā)展要想始終保持穩(wěn)定性，就要兼顧經(jīng)濟效益、生態(tài)環(huán)境效益以及社會效益相結(jié)合的效益，達到水資源循環(huán)利用目標。

（一）配置模型中的目標函數(shù)論述

在目標函數(shù)的研究期間，我們可以假設(shè)流域被劃分成了K個子區(qū)，而且可以利用k=1，2，…，K進行表示，其中子區(qū)k中I（k）個水源以及J（k）個水資源利用部門。

1、在經(jīng)濟效益目標方面的分析研究。

具體公式可以表示成：

其中公式中的GDPw（k）可以表示為水資源配置過程中對第k子區(qū)的GDP實際貢獻值，之后再在我國的水資源規(guī)劃以及水資源管理工作中有效借助GDP情況與用水量關(guān)系表示（利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計研究線性擬合系數(shù)r2>0.8）。

公式當中的J（k）屬于子區(qū)k對我國GDP發(fā)展貢獻部門集合；φj主要是指我國相關(guān)的用水部門j在實際供水效益方面的準確化分攤系數(shù)，而且，一般情況下我國農(nóng)業(yè)系數(shù)控制在0.25～0.60，工業(yè)系數(shù)在0.08～0.12之間，具體情況可以進行具體分析后確定。而ωk屬于子區(qū)k所屬的權(quán)重系數(shù)，我們可以借助專業(yè)化的AHP法進行科學化計算得到；其中Bkj說明屬于子區(qū)k所在的用水部門j單位產(chǎn)值系數(shù)，gdpj我們可以認為是用水部門jGDP貢獻占產(chǎn)值比例的相關(guān)系數(shù)，必須要借助專業(yè)化統(tǒng)計年鑒來推求；xkij屬于供水水源i在向相應子區(qū)k部門j實際供水量情況；αki可以表明子區(qū)k的水源i次序數(shù)值系數(shù)。

2、從社會效益目標上的論述

基尼系數(shù)含義，能夠通過對用水部門的供需水比值來反應公平性情況，從而有效定義水資源的社會效益最終目標：

式中：W（k，j）可以表示為子區(qū)k部門j供水量；D（k，j）屬于子區(qū)k中j需水量情況，而K則屬于子區(qū)總數(shù)；m屬于部門總數(shù)；其中k，k′可以分別表示成子區(qū)的k，k′；j，j′屬于用水部門；M可以有效表示成任意子區(qū)以及部門實際供水量數(shù)值以及需水量數(shù)值之間的比值總和。

3、從生態(tài)效益未來發(fā)展目標上實施詳細分析

子區(qū)BOD排放數(shù)量和的最小值：

公式當中：dkj屬于k子區(qū)j單位廢水中生化需氧量最終含量；pkj屬于k子區(qū)j污水排放的最終系數(shù)。

（二）從具體約束條件上的論述

1.供水約束情況的具體分析

式中：Wki屬于水源i所分配的k子區(qū)供水量。

2.需水約束分析

式中：Dkjmin、Dkjmax屬于k子區(qū)j用戶的需水量最小數(shù)值以及需水量最大數(shù)值。

3.變量非負的實際約束情況分析

（三）水資源配置的風險具體方法研究

將試驗次數(shù)規(guī)定為N，然后統(tǒng)計方案當中的社會效益、經(jīng)濟效益、環(huán)境效益小于確定方案時候所對應的效益最終次數(shù)：Ns次數(shù)，Neco次數(shù)，Nenv次數(shù)，合理化計算公式中的Ns N，數(shù)值、Neco N數(shù)值與Nenv N數(shù)值，如果樣本容量N已經(jīng)足夠大，我們可以判定為公式中所優(yōu)化配置的具體社會效益、準確化經(jīng)濟效益以及合理化的環(huán)境效益可以表示成Ns N、Neco N以及Nenv N。具體的方法分析如圖1。

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