城镇供水优化配置研究绪论

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　　【题目】林口县水资源规划方案探析
　　【第一章】城镇供水优化配置研究绪论
　　【第二章】水资源开发利用研究区域概况
　　【第三章】林口县水资源量评价
　　【4.1 - 4.3】需水量预测及供需平衡分析
　　【4.4 】水资源配置方案拟定
　　【4.5  4.6】水资源优化配置方案评价
　　【结论/参考文献】林口县水资源供需优化研究结论与参考文献
　　
　　第 1 章 绪论

　　1.1 问题的提出。

　　水资源是一切人类可以控制、利用的地下水和地表水的总和。在影响国民经济发展的因素中，水资源尤为重要。水资源的负荷程度已经在许多国家和地区满足不了他们的用水需求，由于各地区、行业等各方面的用水需求不同，导致利用水资源程度不平衡的现象层出不穷。

　　据上世纪 80 年代统计，我国的水资源总量居世界第 6 位，但我国人均水资源量不到世界人均占有量的 1/4[1].水环境恶化以及水资源的缺乏问题在社会各界的普遍关注下，已经成为限制我国社会经济可持续发展的短板。国家如此，局部地区这些情况更是突出，没有全局观念、缺乏协调性，当面临水资源与经济发展以及生态环境间复杂关系时，当面临各个行业需水用水不平衡时，解决这些问题的重要途径就是水资源优化配置。

　　可持续开发利用水资源成为社会经济发展的战略问题。通过对近些年来水资源环境的变化分析，可以得出，优化配置有限的水资源是解决区域水资源分配、各行业水资源分配的重要手段，也是制定区域或水域可持续发展目标、计划的重要依据[2].

　　近些年，林口县城镇水资源供需矛盾非常突出。虽然境内的乌斯浑河水资源量较为丰富，但由于水源工程建设滞后，林口县城镇现有水源的供给能力无法满足城市发展的用水需求。水资源需求的增加，迫切要求建设新的水源，以满足老工业基地改造、林口县经济社会发展的用水需求。林口县现有水源受到流域特枯水年来水缩减的影响，已经处于非正常运行状态，行业间用水矛盾加剧。林口县城镇供水形式严峻，水源单一是现阶段主要问题，只有高云、小龙爪两个水库供给城市用水，无备用水源，当径流量锐减时，难以保证城市供水需求，供水安全的隐患始终存在。

　　1.2 研究的目的与意义

　　"水资源合理配置是人类对水资源进行可持续开发及利用的有效调控措施之一，在我国水法中有着很重要的地位[3].本文以水资源可持续利用为总体战略。

　　以"节流优先、治污为本、多渠道开源"作为水资源可持续利用的新战略，全面贯彻水资源的合理开发、高效利用、优化配置、全面节约、有效保护、综合治理、科学管理的新理念，促进规划地区经济社会的协调发展。

　　采用以"节流优先，治污为本、多渠道开源"的水资源开发利用新战略。贯彻全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合利用的原则和兴利除害结合、统筹兼顾、标本兼治、综合利用的原则和兴利除害结合，开源节流并举方针，根据该地区水资源的特点，坚持水资源的开发与经济建设和环境效益的协调一致，以寻求经济、社会、环境等综合效益较优的方案，为实现水资源统一管理和合理配置提供科学依据。

　　充分考虑水资源的时空分布不均匀的特点，充分挖掘现有工程的潜力，统筹兼顾合理安排利用地表水和地下水。水资源的开发坚持流域规划和地区水利规划相适应。结合流域规划，兼顾上下游，避免重复建设及取水矛盾。为研究区提供充足可靠的水资源供给工程研究提供依据及解决办法。对于使水资源得以合理分配与充分利用有重要意义。

　　1.3 国内外研究现状

　　以理论方法为前提、数学物理模型为手段，水资源优化配置在国内外学者的不断努力下，进行实践研究，各方面都取得了十足的进展和优秀的成果。使人们更清晰的认识水资源优化配置，不断完善了它的内涵。在不断理解与认识它的过程中，不同阶段大家对其理解不同，它不只是简单的水量分配，还要考虑水质方面因素，不只是经济合理即可行，还要考虑环境影响的重要因素，不只是用户水资源分配效益最大化，流域、区域协调发展以及社会稳定因素也是要考虑的范畴。

　　1.3.1 国内研究进展。

　　自 20 世纪 60 年代起，水库优化调度成为重点研究问题开始研究水资源配置问题，美国水资源系统分析的学者访华，大量相关书籍翻译出版，新技术在我国传播开来。

　　80 年代初期，随着计算工具的不断更新，计算能力的提高，以北京的水资源系统为研究对象，开展了一系列研究工作，通过仿真模型的研究得出了水量分配及水利工程建设先后顺序方案，并将模型应用到海河北部地区[4].80 年代后期，我国开始了地表水地下水联合调度研究，并且考虑了两者的动态转换关系，开始提出水资源合理配置及其承载能力的概念。

　　90 年代，通过陈志凯和王浩两位院士的课题研究，提出水资源优化配置的概念，以华北平原为研究对象开展了一系列研究过程。随着研究的进行，水资源生活环境问题如意突出，开始得到了研究学者的关注，也从一元静态水循环模式进入了"天然-人工"二元演化模式。

　　进入 21 世纪，我国在水资源配置理论、目标、流域水循环模拟等方面进行了研究，提出了"四层水资源调配总控框架"[3]
.水资源配置耗水分配取代取水分配，提出水资源三次平衡和水资源可持续利用[6].基于遗传算法、动态规划、线性规划等模型的优化配置水资源不断发展进行，优化水资源配置从水市场、水权和水价角度探讨，保护生态环境和资源的健康的发展已经转为我国优化水资源配置的主要研究方向。

　　1.3.2 国外研究进展。

　　20 世纪 60 年代初，由科罗拉多几所大学开始了对需水量预估的计算和需水量预测的途径研讨，最早美国哈佛大学组织了专家学者在工程、社会与自然科学等领域开始研究，即 "哈佛水资源规划组（HarvardWaterProgram）",提出了将水资源与环境系统统一考虑的设想，探索经济目标、工程分析和政府决策间的关系，将系统分析引入水资源规划[4].

　　从 70 年代开始，随着研究的深入，系统分析开始受到学者们的关注，逐渐成为研究水资源问题的普遍方法，各国学者开始了更加深入的应用研究，1972 年之后，Buras、Haimes 等研究学者将动态规划和线性规划和多目标分析方法在实际工作项目中加以应用，Grigg 等进行了"在水资源系统中应用系统动力学的研究";Haimes 等于 1977 年应用"大系统分解原理"和"层次分析法（AHP）"研究水资源配置模型，得到整个流域的优化解[8-11].

　　20 世纪 80 年代，随着科学技术中计算机的发展和应用，GIS 的研究与应用，水资源多目标配置开始了进一步发展，Salewicz 等研发了"水资源协商交互式流域模拟模型"[12].Camara 等为增强决策的可视化程度开始研究"水资源管理综合决策辅助模拟模型"在水资源管理方面的应用，帮助解决冲突各方的冲突争议[4][13][14].

　　20 世纪 90 年代以来，水资源配置模型主要是基于基因算法、灰色模拟、多目标分析及"水资源管理模型与水文模型、地理信息系统和经济模型"等多种模型的耦合的研究。Rosegrant 和 Xu 等将经济模型、GIS 与水文模型相结合并加以应用，为解决水资源配置、管理、方案检验等问题作出了贡献[15-16].

　　1.4 研究内容及技术路线

　　本文在基础理论研究的基础上，通过林口县现状水资源情况的调查分析，采用历史演变法、定额法、回归法、长系列法等方法对水资源量、水质进行评价，并且对林口县供水范围内规划水平年各年的用水量进行需水预测。根据需水量预测结果估算缺水量，进行水资源优化配置研究，通过方案对比分析优选最终方案，解决林口县规划水平年需水量得以满足的问题。