二元动态水资源评价方法在以下两个方面与一元静态评价方法存在深刻的区别：耦合模拟。一元静态评价方法生硬剥离自然水循环和人工水循环两大系统之间的耦合联系，主要针对自然水循环进行模拟，人类活动影响只是作为自然水循环系统的外在作用加以考虑；而二元动态水资源评价方法在开展水循环过程模拟时，始终保持两大系统之间的耦合联系，在理论上更加科学。......
2023-10-26
水资源合理配置：静态与动态的协同作用
【摘要】：目前的水资源合理配置是基于静态的水资源评价结果，没有考虑到人工水循环系统和天然水循环系统之间的动态作用关系。今后的水资源合理配置需要由单一的流域水量配置和调度向全流域水质水量统一配置和调度发展，由集总式的、静态的水循环模拟和调控向分布式的、动态的水循环模拟与调控发展。
分析未来经济社会发展对水资源开发利用对水资源配置的要求，笔者认为本领域研究具有以下若干发展趋势：
（1）充分考虑水资源配置工作所具有的综合性。水资源配置不能仅仅停留于对一个区域范围内部的水量调配工作上，而应当更多地从大流域整体角度出发，系统分析流域中各个子区域自身水资源条件和水资源供需特点，对流域内各种可利用水源对于各区域不同用水要求的用户在工程能力约束条件下进行配置，以合理的水资源配置格局为区域发展总体布局提供参考。
（2）加强对生态和环境方面需求的考虑。当前水资源配置不能仅仅局限于满足于水资源数量上的供需平衡，而是应当追求区域发展与水相关的各类主要因素的平衡，包括水质平衡、水土平衡和水生态平衡。当前的水资源开发尤其需要注意对于生态环境需水的要求，能提出防止生态环境破坏的预防措施以及恢复和改善的措施。所以配置中应当能够体现这一要求，而目前对于生态需水的认识和计算已经有了一些理论上的突破，为水资源配置在这方面的深入研究提供了基础。
（3）技术上突破单纯使用优化模型或模拟模型的思路，结合优化方法和模拟计算。由于水资源配置的复杂性，仅使用数学优化方法难以贴近于实际，完全采用模拟的方法则又无法有效控制众多的参数和计算条件，以经验处理大量的组合因素必然忽略许多可能的优解。当前计算机的软硬件技术飞速发展，大规模复杂系统的优化技术也有很多创新和提高，使得复杂模型能够得到求解。所以可以采用优化—模拟—评价的总体思路得到水资源配置模型的决策方案结果，通过在简化目标和约束下寻求优解，再利用模拟模型得到进一步的结果以便于方案的选取评价。这样便于发挥优化方法的搜索能力在庞大的可行空间中寻找到优或次优的配置方案集，同时发挥模拟模型仿真性、可靠性强的优势。
（4）提高决策方案的比选和配置效果的评价水平。配置方案的选择始终是一个多目标决策问题，不能仅在水资源问题本身层次上完成方案的比较和评价，应当以完善可行的指标体系对得到的方案集进行比较选择，必须在综合经济、社会和环境各个方面影响的基础上分析各种可行方案的经济、社会和环境各方面的效益进行取舍。由于涉及面宽，决策因素众多，各方面的效益指标在价值量度上也不统一并且具有不确定性，所以必须引入合适的多目标决策方法。在得出合理可行的推荐配置方案后，还应当对其实施后可能产生的效果作尽量全面的评估，并考虑到所有能涉及的方面，组成全面的评价体系。可以广泛吸收各方面的专家的提议和社会公众需求，并能依据新形势新问题的产生出现而调整。
（5）提高配置分析工具和系统的软件技术水平。从国内外发展差距看，国内研究必须紧跟目前的新技术，在模型软件化方面投入更多力量。随着经济社会进一步发展，水资源领域所需要考虑的问题必将会更多更复杂，而各类数据收集分析的水平也相应逐步提高，以往由于资料条件限制而不能研究的问题也可以进一步分析研究，使得专业问题分析考虑的尺度更细。而计算机软硬件技术的发展为更大规模的研究提供了基础，也对开发人员从宏观系统框架和微观方法技术上提出了更高要求。这两方面的发展必将共同推动水资源领域应用软件的综合性、系统性和实用性。
从研究内容分析，在理论和方法上还需要重点在以下几方面进行突破。
（1）加强对水量水质联合调控下的水资源配置理论和方法研究。水量水质统一调度的科学基础，随着人类活动的加剧，传统的集总式模型已经不能全面描述越来越复杂的点源和面源污染物扩散、汇集、稀释、转化等物理化学过程，应重视有物理机制的、能反映污染物运移过程的分布式水质模型的研究，并基于此研究水质水量联合配置。具体的突破方向包括基于分质供水的水量水质合理配置模型和方法、水量水质联合配置方案合理性评价技术、水量水质联合实时调度方法等研究。
（2）结合宏观多目标经济分析模型、分布式水文模型构建以流域水循环模拟平台为基础的水资源配置，实现水资源评价—模拟—配置—调度的一体化的决策系统。通过宏观经济分析模型、分布式水文、水质模型和集总式水资源调配模型动态耦合起来，互相反馈，实现基于分布式模拟的水量水质联合实时调度，完成以流域降水基础、ET和出境水量为控制目标的广义水资源配置系统。
（3）提高水资源配置的动态性分析。目前的水资源合理配置是基于静态的水资源评价结果，没有考虑到人工水循环系统和天然水循环系统之间的动态作用关系。在水资源评价—模拟—调度一体化的平台上，应该将水资源合理配置的主要平衡关系进行交互式分析，包括经济社会增长、水资源量的需求与供给、水环境的污染与治理、投资与效益等内容的动态关联性分析。
加强对水资源配置理论和方法的研究对提高水资源管理水平有重要意义。通过对现有理论和技术的改进，并注重对国际上同类软件的引进和消化，可以有效提高水资源配置的研究水平，为相关各项工作提供基础，同时增强决策部门对流域的总体认识，提高管理水平促进水利现代化。今后的水资源合理配置需要由单一的流域水量配置和调度向全流域水质水量统一配置和调度发展，由集总式的、静态的水循环模拟和调控向分布式的、动态的水循环模拟与调控发展。
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