淺析水資源優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計研究院

摘要：水資源優化配置是需要利用大系統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水工程中漢江中下游缺水情況帶來的嚴重不利影響。

關鍵詞：水資源；優化配置；目標風險；方法

目前，在科學發展觀以及節能減排思想的指導下，目前的水資源合理配置已經逐漸成為水資源可持續性利用工作當中的關鍵部分，可以有效保障目前的生態用水實際需求情況，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，實現資源配置的公平性，進而保證水資源的循環利用管理系統的平衡。現階段，在水資源方面現代化專業理論知識與技術應用指導下，實現水資源有效配置的相關理論資料也已經取得了快速發展。

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的詳細分析以及宏觀方面的經濟分析、相關技術方法等，有效采取節水手段、治污手段以及水資源開發手段，合理分配在多地區、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環境基本用水需求。也就是說，實際降雨徑流、水資源的地下水條件以及社會發展情況具備一定差異，則產業結構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行效果，甚至會存在較大風險。

從水資源配置風險角度出發，主要是指在水資源系統工程因素、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、工程技術因素、生態環境因素、社會經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聯性。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生風險。另外，其中的生態環境變化以及水資源變化也存在直接的聯系，進而可以反映到需水量上。與此同時，我國生態環境中的需水量與降雨徑流也有著密切聯系，故降雨徑流量發揮著非常強的水資源配置作用。

（二）在社會經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，經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生重要影響，工業方面的產業升級與人們日常生活方式的日益變化，在農業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，進而關系到相應的水資源配置效果。雖然在目前社會發展速度以及相關政策指導下，人口的自然增長率以及產業結構升級、日常生活工業用水量是維持穩定關系的，然而仍然存在部分因素，例如農業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來闡述水資源配置，加強水權管理、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。按照現代社會發展狀況以及技術進步情況、觀念發展情況來說，初始水權仍然不明確，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，我們之前堅持的經濟發展觀念與所應用的發展模式，在水資源管理以及開放利用方面只是追求經濟效益，必然引發環境質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，并且不符合現代水資源可持續發展的合理要求。任何的發展要想始終保持穩定性，就要兼顧經濟效益、生態環境效益以及社會效益相結合的效益，達到水資源循環利用目標。

（一）配置模型中的目標函數論述

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

1、在經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子區的GDP實際貢獻值，之后再在我國的水資源規劃以及水資源管理工作中有效借助GDP情況與用水量關系表示（利用數據統計研究線性擬合系數r2>0.8）。

公式當中的J（k）屬于子區k對我國GDP發展貢獻部門集合；φj主要是指我國相關的用水部門j在實際供水效益方面的準確化分攤系數，而且，一般情況下我國農業系數控制在0.25～0.60，工業系數在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k所屬的權重系數，我們可以借助專業化的AHP法進行科學化計算得到；其中Bkj說明屬于子區k所在的用水部門j單位產值系數，gdpj我們可以認為是用水部門jGDP貢獻占產值比例的相關系數，必須要借助專業化統計年鑒來推求；xkij屬于供水水源i在向相應子區k部門j實際供水量情況；αki可以表明子區k的水源i次序數值系數。

2、從社會效益目標上的論述

基尼系數含義，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k部門j供水量；D（k，j）屬于子區k中j需水量情況，而K則屬于子區總數；m屬于部門總數；其中k，k′可以分別表示成子區的k，k′；j，j′屬于用水部門；M可以有效表示成任意子區以及部門實際供水量數值以及需水量數值之間的比值總和。

3、從生態效益未來發展目標上實施詳細分析

子區BOD排放數量和的最小值：

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

（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子區供水量。

2.需水約束分析

式中：Dkjmin、Dkjmax屬于k子區j用戶的需水量最小數值以及需水量最大數值。

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

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

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