统筹资源环境经济关系的水资源综合调控研究分析

迟梦林

(通河县水务技术服务中心，黑龙江 通河 150900)

1 概 述

统筹资源-环境-经济互动关系的水资源综合调控，取决于水文水情预报和水资源的需求预测，优化水资源配置，合理控制生态用水用途和范围，有效供给居民生活和工业生产用水，对于地区经济社会环境的可持续发展具有重大意义。

统筹资源-环境-经济互动关系的水资源综合调控，是一项多学科、多专业、多目标的系统问题[1]。研究分析时需综合考虑水资源承载性、环境需水和社会用水等因素，使得在调控全寿命周期内，最大程度将有限水资源提供于生态经济系统。为保证水资源生态经济系统的结构稳定和功能效益最大，其由水资源开发利用方式和生态、经济、社会的持续协调发展所决定。

2 水资源综合调控模型及求解方法

2.1 生态目标[2]

流域生态需水基础为生态目标指标，最大化满足是水资源综合调控的生态目标。生态需水满足度表达式为：

(1)

式中：STGS(i，t)为第i河道在t时段的供水量；STXS(i,t)为第i河道t时段的生态需水量。

2.2 社会目标

人均生活需水量变差系数计算公式为：

(2)

2.3 经济目标

以流域经济平均缺水损失率最小为调控经济目标。平均缺水损失率计算式如下[3]：

(3)

(4)

式中：SCO为流域平均缺水损失率；SLL(n,t)为时间段内第n计算单元的缺水损失率；Y0(n,t,k)为时间段内第n计算的k部门满足需水下的经济效益。

3 水资源综合调控

某流域位于中国西北地区两省份的交界地带，流域总面积1486km2，该流域由尾闾湖区和七条入湖河流组成，行政区域包括陕西北部的尔林兔镇、中鸡镇和内蒙古南部的伊金霍洛旗札萨克镇[4]。

3.1 调控方案集建立

3.1.1 计算单元划分

根据流域的行政区划、水系、供用水等，划分水资源为7个计算分区，分别是蟒盖兔河区、松道沟河区、札萨克河区、木独石犁河区、庙壕河区、尔林兔河区、七格素河区。红碱淖流域水资源调控计算单元划分，见图1。

图1 红碱淖流域水资源调控计算单元划分

3.1.2 不同水平年方案集设置

水资源综合调控基于典型年调节的方法，基准水平年为2010年，2020年作为近、远期规划水平年分别为2020年和2030年。水资源调控方案涉及主要因素如下：农业节水、经济发展模式、环境保护等[5]。

在农业节水方面，近、远期规划水平年采用强化节水模式，灌溉水利用系数变化区间为0.54-0.75，考虑人均灌溉面积、粮食产量远>全国平均值，适当退减1333.3hm2灌溉面积；经济社会发展按照发展速度设置为高、中、低，各规划水平年发展速度；生态环境保护结合遗鸥保护的生态需水要求，基础水平为适宜生态需水量的湖泊面积(36km2)。近、远期规划水平年共设置6个方案，流域2020年和2030年水资源综合调控方案，见表1。

表1 流域2020年和2030年水资源综合调控方案

续表1 流域2020年和2030年水资源综合调控方案

3.2 水资源调控优化方案

3.2.1 2020水平年水资源调控优化方案

流域2020年的生态、社会和经济目标权重系数分别为0.36、0.23和0.32。各方案计算的目标值见表2，近期规划水平年的流域水资源调控优化方案见表3。可知方案6的目标值最大，选取为最优方案。即灌溉水利用系数0.75、退减1333.3hm2灌溉面积、经济发展低速度、适宜湖泊面积37km2最优。

2020水平年，流域内河道外总需水量为2358万m3，供水量为2303万m3，水资源供需关系稳定，扎萨克河流域缺水严重，总量在56万m3。河道内主要集中在蟒盖兔河区、札萨克河区和七格素河区，需水量分别为294万m3、276万m3和302万m3，均可满足上述三河区。

从水源看地表供水量为763万m3，(流域内442万m3，流域外321万m3)，较现状实际地表供水量1361.6万m3明显降低；地下供水1882万m3，较现状实际供水2638.5万m3，减少756.5万m3。河道外的供水量降低，积极推动流域生态系统的改善。从不同地区的用水部门分析，大力倡导节约用水后，用水量从现状年的3254万m3降低为1822万m3，但生活和工业用水均明显增加，2020水平年水资源综合调控方案优选，见表2；2020年流域水资源调控优化方案，见表3。综合分析该流域的生态水量得到了基本保证。

表2 2020水平年水资源综合调控方案优选

表3 2020年流域水资源调控优化方案

3.2.2 2030水平年水资源调控优化方案

2030年流域生态目标、社会目标和经济目标的权重系数分别为0.38、0.24和0.35。2030水平年水资源综合调控方案优选，见表4。同样可得方案6最优，目标值最大。即灌溉水利用系数达0.75、退减1333.3hm2灌溉面积、经济发展低速度、湖泊面积37km2。

表4 2030水平年水资源综合调控方案优选

2030水平年，河道外总需水量为2424万m3，供水量为2358万m3，流域内水资源供需基本平衡，缺水地区同样在扎萨克河流域，缺水量为75万m3，缺水率为3.4%。河道内生态需水分布于在蟒盖兔河区、札萨克河区和七格素河区，需水量分别为293万m3、275万 m3和306万m3，均可满足生态需水。

从水源看地表供水量774万m3，和现状地表供水量1363.4万m3降低585.4万m3；地下供水1893万m3，较现状实际供水2639.3万m3减少742.3万m3。2030年红碱淖流域水资源调控优化方案，见表5。

表5 2030年红碱淖流域水资源调控优化方案

3.3 方案实施保障措施分析

方案实施措施有以下3个方面：

1)加大节水力度，提高利用效率：结合水资源综合调控结果，当全面推进农业需水、生活和工业节水，保障调控方案实施，可有效缓解水资源供需矛盾。在农业节水方面，主要包括渠系升级、灌水设施改进和节水农艺的技术推广等。在城镇生活节水方面，包括改造城镇供水管网、节水型器具推广等。在工业节水方面，淘汰高耗水工艺和设备，形成“低投入、低消耗、低排放、高效率”的节约型增长方式。

2)优化产业结构，严格项目论证和审批：根据经济循环发展理念合理调整经济布局，优化经济发展模式和产业结构。合理控制流域资源开采，做好资源开发保护，国家规划外的煤矿禁止开发建设等。

3)严控入湖水量，保护遗鸥生态环境：合理规划流域生活、生产和生态用水，优化流域水资源配置，加强流域水资源管理，严禁在主要入湖河流上进行拦蓄，保持大规模的水域面积，维持湖泊湿地的现有生态系统稳定，为水生生物及珍稀濒危鸟类提供赖以生存的栖息环境。

4 结 论

文章在深入剖析资源、经济、环境互动关系基础上，提出水资源综合调控原则和生态、经济、社会目标，建立水资源综合调控模型及2020、2030远期规划水平年水资源综合调控方案，根据计算结果进行优化水资源调控方案，并从加大节水力度、优化产业结构、保护生态环境等方面提出保障流域水资源调控优化方案实施的各项措施。