淺談水資源綜合規(guī)劃方法及應(yīng)用

摘要：本文對(duì)水資源綜合規(guī)劃進(jìn)行簡(jiǎn)要概述，并在此基礎(chǔ)上從水資源評(píng)價(jià)和規(guī)劃的觀念、綜合決策觀和協(xié)調(diào)機(jī)制以及流域水資源綜合規(guī)劃管理等幾方面論述了水資源綜合規(guī)劃方法，最后闡述了GIS系統(tǒng)和DSS系統(tǒng)在水資源綜合規(guī)劃方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：水資源；綜合規(guī)劃；應(yīng)用；GIS；DSS

中圖分類(lèi)號(hào)：TV212.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-0432（2012）-07-0228-2

1 水資源綜合規(guī)劃概述

眾所周知，我國(guó)土地幅員遼闊，山川河流分布眾多，但相對(duì)愈發(fā)龐大的人口來(lái)說(shuō)，其水資源基礎(chǔ)條件并不優(yōu)越，以致于中國(guó)的人均水資源占有量?jī)H為2220m3，只相當(dāng)于世界平均水平的1/4。再加上很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)過(guò)度注重經(jīng)濟(jì)活動(dòng)而忽略了對(duì)水資源的保護(hù)，更導(dǎo)致了許多區(qū)域出現(xiàn)了水資源短缺、嚴(yán)重水污染以及水生態(tài)退化等一系列問(wèn)題，對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展造成了嚴(yán)重的威脅[1]。針對(duì)這些客觀存在的問(wèn)題，依據(jù)《中華人民共和國(guó)水法》，在全國(guó)范圍內(nèi)廣泛開(kāi)展水資源綜合規(guī)劃就成了新時(shí)期水資源工作十分重要而緊迫的任務(wù)，并以此保障飲水安全、供水安全、糧食安全、生態(tài)安全，乃至經(jīng)濟(jì)安全和國(guó)家安全。

水資源綜合規(guī)劃是各級(jí)水資源行政管理單位的日常工作重要內(nèi)容之一。具體來(lái)講，它主要包括了水資源的合理開(kāi)發(fā)利用、水資源的保護(hù)以及水害防治等內(nèi)容，最終實(shí)現(xiàn)水資源綜合效益的最大化，以滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活的需要[2]。其總體目標(biāo)是要以一種高效的、對(duì)環(huán)境友好的以及在經(jīng)濟(jì)上合理的方式來(lái)對(duì)水資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)和利用，在滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)水資源需求的同時(shí)，進(jìn)一步促進(jìn)全社會(huì)沿著經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和資源各方相互協(xié)調(diào)發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展道路不斷前進(jìn)[3]。

2 水資源綜合規(guī)劃方法

2.1 更新水資源評(píng)價(jià)和規(guī)劃的觀念

在傳統(tǒng)的水資源評(píng)價(jià)體系中，水資源通常被“地表水”和“地下水”這樣的概念嚴(yán)格地區(qū)分開(kāi)來(lái)。陸地的年均降水量大約在400000億立方米左右，其中的1/3會(huì)以徑流的方式流向大海，此部分即是被人類(lèi)最為看中的淡水資源，而糧食生產(chǎn)用水被認(rèn)為僅僅是灌溉用水，實(shí)際些說(shuō)，有60-70%的糧食生產(chǎn)均得益于雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)[4]。但目前的現(xiàn)狀就是水資源管理把關(guān)注的焦點(diǎn)多放于徑流地表水，而忽視了雨水和土壤水的重要作用。從水循環(huán)的過(guò)程來(lái)看，水資源的性質(zhì)可能會(huì)因各個(gè)階段的不同而發(fā)生轉(zhuǎn)變，前階段的地下水或土壤水可能就是后階段的降水或地表水。因此，加大對(duì)地下水和土壤水的管理力度，可顯著提升節(jié)水潛能、對(duì)水的使用效率以及對(duì)水循環(huán)重要生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)效果，其水量之大絕不該被人們輕易地忽視。眼下已有學(xué)者對(duì)水量平衡方程提出了增加土壤水的建議，并且在國(guó)際上已經(jīng)開(kāi)始按照這個(gè)新的觀念在開(kāi)展水資源的評(píng)價(jià)和規(guī)劃研究工作，我們也應(yīng)跟隨潮流做適時(shí)更新和調(diào)整。

2.2 以綜合決策觀和協(xié)調(diào)機(jī)制指導(dǎo)水資源規(guī)劃

傳統(tǒng)的水資源規(guī)劃更多是關(guān)注單一部門(mén)的管理方法，關(guān)注工程技術(shù)和生態(tài)等方面，采取局部規(guī)劃的模式[5]。在面對(duì)“如何開(kāi)發(fā)水資源”問(wèn)題弱化、“水資源有限的情況下如何能滿(mǎn)足各方要求”問(wèn)題強(qiáng)化的趨勢(shì)下，比較傳統(tǒng)的規(guī)劃模式，筆者認(rèn)為，在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)各部門(mén)進(jìn)行水資源相關(guān)決策的時(shí)候，更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)水資源規(guī)劃的綜合因素，如國(guó)家能源、糧食和地區(qū)發(fā)展政策可能對(duì)水資源規(guī)劃產(chǎn)生的各種影響。另外，協(xié)調(diào)機(jī)制是水資源綜合規(guī)劃的重要工具和要素，這當(dāng)中也可能經(jīng)常涉及到各目標(biāo)的沖突。因此，可順勢(shì)建立起正式或非正式的協(xié)調(diào)機(jī)制，如部門(mén)間的協(xié)議或是流域內(nèi)各地方團(tuán)體聯(lián)席會(huì)議，同時(shí)改進(jìn)相應(yīng)管理機(jī)構(gòu)，積極進(jìn)行系統(tǒng)間的合并和人員的調(diào)整，以此促進(jìn)早日實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和設(shè)備的共享、各基礎(chǔ)設(shè)施投資的整合以及跨機(jī)構(gòu)界限間的對(duì)話(huà)，用科學(xué)綜合決策提升機(jī)構(gòu)間的合作效率。

2.3 流域水資源的綜合規(guī)劃管理

多數(shù)時(shí)候，要實(shí)現(xiàn)對(duì)大江大河流域更為詳細(xì)的綜合規(guī)劃是有一定難度的。其原因比較復(fù)雜，主要就在于行政區(qū)域的劃分與流域的規(guī)劃很難實(shí)現(xiàn)高度的協(xié)調(diào)一致，同時(shí)，包括城市供水、地下水資源、水污染控制、洪水的控制以及暴雨排匯等都是屬于水資源綜合規(guī)劃的范疇，它們均不能劃分出明確的流域邊界。另外，由于各種水資源的受體之間難免不會(huì)有相互補(bǔ)充或沖突的現(xiàn)象，所以也在一定程度上增加了維持水溫系統(tǒng)持續(xù)性的復(fù)雜程度。水資源的綜合規(guī)劃需充分考慮到防洪、排澇以及防治水污染等多方面的目標(biāo)問(wèn)題，例如環(huán)境目標(biāo)，多數(shù)人應(yīng)該都有所共識(shí)，維持和提高包括各種經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)在內(nèi)的各種水生生物的生態(tài)質(zhì)量是一項(xiàng)非常重要的工作，而在現(xiàn)實(shí)中卻常常被忽略，又如在城市中，各種點(diǎn)源或非點(diǎn)源的水污染綜合規(guī)劃治理也愈發(fā)顯得重要。最后，在流域的綜合規(guī)劃方面，需從評(píng)價(jià)規(guī)則的制定階段開(kāi)始，就必須將水溫循環(huán)的影響及可能產(chǎn)生的環(huán)境后果考慮進(jìn)來(lái)，結(jié)合環(huán)境價(jià)值、經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)則以及相關(guān)行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行水資源的綜合規(guī)劃，將各種負(fù)性效應(yīng)的產(chǎn)生幾率降到最低。

3 水資源綜合規(guī)劃應(yīng)用

當(dāng)前是一個(gè)信息化的時(shí)代，各行業(yè)都在應(yīng)用更具科技含量的綜合性信息工具完善自身系統(tǒng)，水資源的綜合規(guī)劃工作也應(yīng)該在此方面拓展應(yīng)用機(jī)制，通過(guò)建立包括水文、生物、物理、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)以及環(huán)境特征等在內(nèi)的水資源信息庫(kù)并充分發(fā)揮其輔助作用，不斷夯實(shí)運(yùn)用信息資源進(jìn)行水資源綜合規(guī)劃的決策能力以及對(duì)包括流量變化、污水排放、污染物的擴(kuò)散、農(nóng)業(yè)或其他土地利用方式的變化、蓄水設(shè)施的建設(shè)等方面的響應(yīng)和預(yù)測(cè)能力。實(shí)踐證明，如地理信息系統(tǒng)(GIS)和專(zhuān)家支撐系統(tǒng)(DSS)等都可成為水資源綜合規(guī)劃應(yīng)用的杰出代表。

3.1 GIS在水資源綜合規(guī)劃中的應(yīng)用

上世紀(jì)80年代，GIS技術(shù)開(kāi)始運(yùn)用到水資源的綜合開(kāi)發(fā)利用當(dāng)中。雖然最初的應(yīng)用僅局限于諸如數(shù)據(jù)查詢(xún)、圖像顯示和打印等最基本的功能，但伴隨后續(xù)高級(jí)功能的開(kāi)發(fā)，GIS的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)展到了水資源規(guī)劃、水環(huán)境、水土保持以及水利工程規(guī)劃和管理等多個(gè)方面。許多地方水資源規(guī)劃管理部門(mén)在得以GIS的幫助下，不僅大大節(jié)省了人力物力和相關(guān)規(guī)劃成本，而且更是提高了水資源綜合規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)性；通過(guò)水資源規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的建立，顯著提高了流域水資源規(guī)劃工作的效率。GIS水資源信息系統(tǒng)可以將流域內(nèi)的自然地理和相關(guān)社會(huì)要素自動(dòng)生成底圖，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)而繪制出流域內(nèi)的水資源供需圖、灌溉規(guī)劃圖、水污染分布圖以及洪水信息圖等，通過(guò)對(duì)以上空間圖庫(kù)數(shù)據(jù)的分析，可對(duì)水資源的綜合規(guī)劃提供可靠的理論指導(dǎo)思想。

3.2 DSS在水資源綜合規(guī)劃中的應(yīng)用

決策支持系統(tǒng)(DSS)對(duì)水資源的規(guī)劃發(fā)揮著重要的作用。特別是近幾十年來(lái)，DSS技術(shù)不斷完善，以致于在水資源領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛和深入。當(dāng)前最新的DSS系統(tǒng)不僅包含了傳統(tǒng)的水資源模擬優(yōu)化技術(shù)，而且還包括了最優(yōu)模型、專(zhuān)家系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以及多目標(biāo)支持工具和友好的界面圖形顯示功能，而且該領(lǐng)域的許多技術(shù)近年在國(guó)際上都有較大的研究進(jìn)展，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和空間分布數(shù)據(jù)高速發(fā)展的情況下，DSS技術(shù)發(fā)生著日新月異的變化。同時(shí)，更加優(yōu)化的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)和更友好的界面圖形操作系統(tǒng)的技術(shù)革新，促使DSS系統(tǒng)對(duì)水資源綜合規(guī)劃的應(yīng)用更具吸引力，勢(shì)必會(huì)在水資源的綜合規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理中得以更廣泛的應(yīng)用。

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作者簡(jiǎn)介：王雷（1975-），男，就職于吉林省梅河口市水資源管理辦公室，助理工程師，研究方向：工程水利。