遼寧省水資源優化配置體系及統一調度方案研究

張洪義

(遼寧省遼陽水文局， 遼寧 遼陽　111000)

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遼寧省水資源優化配置體系及統一調度方案研究

張洪義

(遼寧省遼陽水文局， 遼寧 遼陽111000)

【摘要】本文以遼寧省為研究區域，對全省水資源進行水情分析、優化配置、統一調度方案研究，根據水資源規劃成果，提出優化配置與調度的思路和步驟，以進一步加強全省水資源統一規劃、統一管理和統一調度。

【關鍵詞】水資源； 優化配置； 統一調度； 方案研究； 遼寧省

我國新形勢下水利的戰略地位，明確了要把水利作為國家基礎設施建設的優先領域，把嚴格水資源管理作為加快轉變經濟發展的戰略舉措，提出到2020年要基本建成水資源合理配置和高效利用體系，建立最嚴格的水資源管理制度；加強水資源配置工程建設，完善優化水資源戰略配置格局，建設一批骨干水源工程和河湖水系連通工程，提高水資源調控水平和供水保障能力；強化水資源統一調度，協調好生活、生產、生態環境用水，完善水資源調度方案、應急調度預案和調度計劃；促進流域與區域、城市與農村水利協調發展，支撐經濟社會健康、協調可持續發展。

水資源優化配置與統一調度的實施是一個區域在水資源可持續發展中研究的重點，國內這方面研究已有一定進展，如：鹿星等[1]應用水資源多過程模擬和優化配置的復雜整體決策支持分析系統，對淮河流域水資源優化配置案例進行分析與演示并闡述了分析過程；張汝山[2]以新疆天山北坡中段的瑪納斯河流域為例，采用水均衡法對該流域水資源及其利用進行了分析與評價；王海政等[3]為了構建可持續發展視角下的區域水資源優化配置模型, 建立了具有邏輯關系的算法體系；黃艷等[4]以長江流域為例，闡述了流域水資源統一調度和管理的關鍵環節和主要技術，探討了工程措施；李想等[5]根據《黃河水資源公報》公布的數據，分析了水量統一調度以來黃河流域水資源利用情況。由此，在水資源需求越來越高的情況下，水資源短缺與水質污染已嚴重制約了社會經濟發展與人民的生活質量，合理調度流域水資源，對生態與社會的發展具有現實意義[6]。

1遼寧省概況

遼寧省位于東北地區南部，是東北經濟區和環渤海經濟區的重要結合部。境內雨熱同季，日照豐富，積溫較高，冬長夏暖，春秋季短，四季分明。雨量不均，東濕西干。全省陽光輻射年總量在100～200cal/cm2之間，年日照時數2100～2600h。全年平均氣溫在7～11℃之間，最高氣溫30℃，最低氣溫30℃。

2014年，全省平均降水量453.6mm，折合降水總量659.98億m3，比多年平均值少33.1%。 年內降水量主要集中在5—8月。全省水資源總量145.93億m3，比多年平均值少57.3%，總供水量141.76億m3，全省總耗水量91.57億m3[7]。遼寧省水資源具有總量偏少，年際、年內變化大，與人口分布、耕地資源分布、經濟發展布局不相匹配的特點。

2技術路線及關鍵技術

2.1技術路線

a.調查收集遼寧省及相關區域經濟社會發展、供用水、水文氣象、水質監測、污水處理廠、水污染防治措施等資料。

b.分析研究區域內的水資源總量、水源工程徑流過程。

c.根據遼寧省已有的水資源規劃成果，對規劃水平年經濟社會和生態環境需水預測成果進行復核。

d.以研究區已建和在建水利工程為基礎，考慮規劃水平年規劃新建的水利工程，復核規劃水平年已建、在建和規劃水利工程的可供水量，構建水資源合理配置和優化配置模型，對水資源進行優化配置。

e.在優化配置成果基礎上，對配置的方案開展統一調度研究，分析實現區域水資源優化配置和統一調度的工程和非工程措施，確保優化配置成果的落實。

f.通過水資源優化配置、統一調度研究，建立基礎信息平臺和調度方案模擬系統，為今后各區域水資源開發利用、經濟社會發展和生態環境改善提供重要的技術支撐。

具體的技術路線見下圖。

2.2關鍵技術

2.2.1優化配置

水資源優化配置是水資源規劃與管理工作的重要組成部分，配置決策科學化對水資源規劃方案的選取起著決定性作用。通過運用水資源配置模型進行分析和計算，生成一系列的水資源配置方案集，需要建立評價指標體系，對方案集進行對比和評價，選取總體效果最好的推薦方案。

2.2.2統一調度

在優化配置成果基礎上，開展統一調度工作，工作分為正常年景調度和非正常年景的應急調度。調度時，根據水文、水力學、社會學、經濟學、運籌學調控論的基本原理，強調充分調動系統內一切可以利用的水量，綜合利用包括工程與非工程措施在內的各種水量調控手段，對流域水循環系統及其降雨—徑流—調蓄功能進行合理調控，研究正常年景調度和特殊枯水年及水污染突發事件情景下對應的不同水源調配方案。

3水資源優化配置

3.1優化配置思路

水資源配置分為常規的水資源合理配置和水資源優化配置，相應的配置模型分為水資源模擬模型和水資源優化模型。水資源合理配置是優化配置的前提，在建立區域水資源合理配置模擬模型的基礎上，建立優化配置模型，對各個用水戶、供水水源按照相應的優化準則進行優化。

研究水資源優化配置的總體思路為：對區域河流水系、用水戶、供水水源按照供水—用水—耗水—排水的水力聯系進行概化，建立區域水資源網絡圖；在區域水資源網絡圖基礎上，構建水資源模擬模型，對區域水資源進行合理配置；在區域水資源模擬模型基礎上，再構建區域水資源優化配置模型，按照相應的優化準則，對模擬模型建立的各節點供用水優先次序、供水量等進行優化。

3.2方案評價

3.2.1概述

方案評價的一般流程如下：?采用水資源優化配置模型生成配置方案集；?建立評價指標體系；?評價指標的定量化和標準化；?建立評價模型(評價函數)；?將各個方案的評價指標值代入評價模型，得到各方案的綜合評價指標值，據此判別各方案的優劣；?反饋和修正。其中，評價指標的確定、權重的確定和評價模型的建立是配置方案評價的核心內容。

3.2.2評價指標體系

通過專家打分法、熵值法、相關度法等方法分析各指標的重要程度和指標間的相關程度，去掉一些重要性低和相關系數較大的指標，綜合考慮方案的社會效益、經濟效益、生態環境效益、方案的技術經濟可行性、水資源合理利用等因素，確定評價指標體系。其中，社會經濟合理性包括：流域或區域缺水率；生態環境合理性包括：水功能區達標率、生態環境用水比例；水資源系統合理性包括：人均水資源量、畝均水資源量、萬元GDP用水量和水資源開發利用率。

4水資源統一調度

4.1統一調度思路

遼寧省統一調度方案應滿足當地法律、法規確定的水庫各級調度水位，綜合考慮防洪、供水及對周邊的影響等多方面因素擬定。

調度方案應具有較強的可操作性，在調度方案擬定中要充分體現最嚴格水資源管理制度，強化水資源“三條紅線”，通過全省水利工程的聯合運用，保障供水安全。研究特殊干旱年和突發性水污染事件的應急調度方案，保障城鄉居民供水安全。

水資源統一調度研究應以水資源優化配置結果為基礎，對研究區域內的各水源工程進行統一調配研究。年度用水量實行按比例豐增枯減的調度原則，即根據年度來水量，確定區域的可供水量，然后按一定比例進行分配，枯水年同比例壓縮。制定調度方案，要上下游統籌兼顧，優先安排城鄉生活用水和重要工業用水，其次是農業、工業及其他用水，同時還需留有必要的河道生態環境用水。

4.2正常年統一調度

收集研究范圍內現有工程的調度方式，可通過收集現有工程的設計報告或相關調度運行方式的法律法規來獲取包括各級調度水位、調度方式等信息。

了解研究范圍內各用水戶的地理分布、用水需求，特別是重點用水戶在時間、水質上的要求等。初步擬定各水源工程的調度原則、調度方式，用水戶的用水需求等。

在優化配置成果基礎上，對各水源工程的調度運行規則進行相應調整，研究各水源工程滿足優化配置的統一設計規則、模式、方案等。根據水文分析的汛期起始和結束時段及來水、供水情況，研究各水源工程的供水優先次序，擬定區域不同水源工程正常運行期供水調配方案。

4.3非正常年統一調度

在正常運行期興利調度基礎上，對各區域歷史上遭遇的特殊枯水年和水污染突發事件進行調查統計，提出遭遇特殊枯水年和水污染突發事件的應急調度預案和措施，包括特枯水年及水污染突發事件情況下各水源工程運行調度方式和供水優先次序等供水調整方案。

4.4保障措施

研究實現統一調度的保障措施，包括工程措施和非工程措施。工程措施主要有各水源之間連通工程建設，調度系統建設，取、退水水量水質的計量監測方案與設施以及計量設施、設計方案等；非工程措施包括管理保障措施及技術保障措施等，管理保障措施包括工程取用水(含退水)組織管理機構、程序、水資源監測方案和制度、水資源監督方案和制度等，技術保障措施包括提出加強預報和調度的技術措施、工程取用水計劃對控制性要素的影響分析、各類控制性條件的滿足情況和影響的對策措施等。

根據水資源優化配置和統一調度研究成果，初步準備委托專門的科研機構開發統一調度模型，為實現最嚴格水資源管理和統一調度提供技術平臺。建立以流域水循環系統為中心，以調控國民經濟用水—生態用水關系為基礎，以綜合、優化、合理的工程和非工程技術為保障的水資源管理系統，探討建立水資源統一調度機制的可能性。其基本思想是從流域系統出發，全方位、多層次地對流域中一系列可調控的因子實施優化控制。通過水資源統一調度模型，統籌流域水量時空分布和優化社會經濟用水過程，實現來水量過程與用水過程的匹配，以促進流域社會經濟發展，維持、恢復和改善生態環境系統。同時，考慮到水資源的社會屬性和水權，在進行調度時，根據水文學、水力學、社會學、經濟學、運籌學調控論的基本原理，強調充分調動系統內一切可以利用的水量，綜合利用包括工程與非工程措施在內的各種水量調控手段，對流域水循環系統及其降雨—徑流一調蓄功能進行合理調控和控制。化害為利，統籌水量調控與流域綜合治理、流域水量統一調度。通過綜合、優化、設計和實施，建立實用的水量調度技術，從整體上對水資源進行調控，實現水資源的高效、低耗和可持續發展利用，做到人水和諧。

5結語

根據國務院發布的《關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》，以遼寧省為研究區域，提出強化水資源統一調度，依法制訂和完善水資源調度方案、應急調度預案和調度計劃，對水資源實行統一調度。區域水資源調度應服從流域水資源統一調度，水力發電、供水、水運等調度應服從流域水資源統一調度。要切實加強流域水資源的統一規劃、統一管理和統一調度。強化城鄉水資源統一管理，對城鄉供水、水資源綜合利用、水環境治理和防洪排澇等實行統籌規劃、協調實施，促進水資源優化配置。

參考文獻

[1]鹿星，倪紅珍,楊明祥，等.水資源優化配置的可視化決策支持系統分析平臺[J].水利水電技術，2014，45(1)：24-27.

[2]張汝山.新疆瑪納斯河流域水資源合理配置研究[J].中國水運，2014，14(4)：221-222.

[3]王海政，仝允桓.可持續發展視角下的區域水資源優化配置模型[J].清華大學學報(自然科學版)，2007，47(9)：1531-1536.

[4]黃艷，陳炯宏.強化長江流域水資源統一管理調度[J].水資源研究，2015,4(3):209-215.

[5]李想,呂秀環,馮輝.水量統一調度以來黃河流域水資源利用分析[J].人民黃河，2008，30(4)：44- 46.

[6]李鵬.大汶河水資源優化調度[J].水資源開發與管理，2015(1):29-33.

[7]遼寧省水利廳.2014年遼寧省水資源公報[R].2015.

Research on water resources optimized allocation system and unified scheduling plan in Liaoning Province

ZHANG Hongyi

(LiaoningLiaoyangHydrologyBureau,Liaoyang111000,China)

Abstract：Liaoning Province is regarded as the research area in the paper. Hydrologic analysis, allocation optimization and unified scheduling plan study of water resources are carried out in the whole province. Ideas and steps of optimized allocation and scheduling are proposed according to results of water resources plan, thereby further strengthening unified planning, management and scheduling of water resources in the whole province.

Key words：water resources; optimized allocation; unified scheduling; plan research; Liaoning Province

DOI:10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.02.006

中圖分類號：TV213

文獻標志碼：B

文章編號：1005- 4774(2016)02- 0020- 04