王浩.院士
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水资源合理配置的理论与方法 水资源合理配置的理论与方法

    当供给小于需求时,就会产生分配,合理配置是总量约束条件下流域水资源可持续利用的前提,也是区域水利工程规划的基础。二十世纪八十年代以前,我国水资源配置研究基础薄弱,仅有一些由水库优化调度方法演变而来的雏形。由于合理配置要统筹社会经济和生态环境两大系统的诸多需水目标,是一个多目标全局寻优的复杂问题,加上国外大多数地区用水竞争不如我国强烈,配置实践需求不那么迫切,研究进展相对缓慢。通过主持参与相关重大攻关和规划项目,建立并逐步发展了具有中国特色的水资源合理配置的理论方法体系。

1 基于宏观经济的水资源优化配置理论与方法

    水资源配置的初期目标是为了提高水资源利用的宏观经济效益,核心是实现水资源在各个国民经济部门的科学分配。通过主持国家八五攻关研究,将水资源系统和宏观经济系统有机结合起来,创建了基于宏观经济的水资源合理配置理论与方法,提出了水资源优化配置的多层次、多目标决策支持方法,以及华北地区水资源合理配置方案,并研制了华北地区水资源优化配置决策支持系统,本项成果被水利部专家鉴定为“在水资源规划管理领域达到了国际领先水平”。

    该成果一经提出就引起国内外强烈反响和广泛认同,1993年11月,联合国开发计划署针对这一技术方法专门在北京组织18个国家代表50余人召开了为期三天的研讨会,由王浩向与会代表进行详细的专题介绍;1994年4月,由科技部和水利部联合召开“基于宏观经济的水资源优化配置技术方法”的成果应用推广研讨会,全国近30个省区和各流域机构100多名代表进行了为期五天的专题研讨;1995年在联合国中东和平会议上,受联合国邀请,王浩针对中东地区水资源分配的技术需求,向44个国家的100多名代表介绍了这一理论技术与方法。由于本专题研究所具有的学术水平,在国际社会和有关国际组织中为我国水资源工作者赢得荣誉,并促成了一批国际合作研究合同的签订。此外,本项成果还成功应用于全国水中长期供求计划、南水北调工程论证以及河北、北京、新疆等省市水资源规划当中。

    本项成果1996年获水利部科技进步一等奖,1997年获国家科技进步二等奖。

2 面向生态的水资源合理配置理论与方法

    社会经济系统和生态环境系统是流域水资源的两大“用户”,在干旱半干旱地区,两大系统用水此消彼涨竞争强烈,这一地区水资源合理配置的核心首先是生态用水和经济用水的科学分配。

    通过主持国家九五攻关专题“西北地区水资源合理配置与承载能力研究”,提出了干旱地区面向生态的水资源合理配置理论与方法。在揭示干旱区水分-生态作用机理的基础上,创新了干旱区流域生态需水计算方法。进而统筹考虑社会经济发展用水和生态环境建设与保护用水,将生态需水纳入到水资源配置的范畴,提出了与西北生态脆弱地区水资源利用相适应的合理配置方案,不仅提高了水资源与土地资源的匹配程度,而且有利于促进区域内涵式发展和生态与经济的协调。该项成果被水利部专家组鉴定为“对内陆干旱地区水资源开发利用和生态环境建设与保护的研究有重大突破,在实践中对于西北地区水资源合理开发利用和生态环境保护具有重要的作用,总体上达到国际领先水平”。

    本项成果在提出后的不长时间内,广泛应用于水利部西北水资源规划、西北五省区社会经济发展规划及水资源规划、全国节水型社会建设张掖试点、塔河流域综合治理规划、黑河流域近期综合治理规划、中哈国际河流谈判等重要规划和生产实践当中,并取得显著经济效益、社会效益和生态效益。

    本项成果2003年获得首届水利部大禹科技进步一等奖,2004年获国家科技进步二等奖。

3 流域水资源科学调配的理论与方法

    为实现宏观规划层面的水资源合理配置方案对于微观管理层面的水量调度实践的科学指导,在主持国家十五重大科技攻关课题“黑河流域水资源调配管理信息系统”研究中,提出了流域水资源科学调配的理论与方法,构建了黑河流域水资源科学调配模型系统,实现了流域水资源合理配置方案与流域水量实时调度方案的系统耦合,使得宏观的科学规划真正落实到了日常的流域水量调度管理实践上来。科技部验收专家组认为该课题“在水资源分布式模拟技术、合理配置及其评价方法和实时调度方法等方面有明显的创新,形成了流域水资源统一调配的系统技术和方法,对于我国水资源统一调配和管理有重要的理论和实用价值”,“所形成的黑河流域水资源调配管理信息系统,对于实现水资源的统一调配与管理具有较强的实用性和可操作性”。

    本项研究直接面向黑河流域水资源管理实践,相关技术方法和重要参数为黑河流域水量统一调度方案制定,对于黑河下游生态系统的修复发挥了重要的作用,同时多项研究成果为我国第一个节水型社会建设试点-张掖节水型社会建设试点方案的编制所采用。此外,相关成果还为《黑河流域水资源开发利用保护规划》和《东风场区近期治理规划》等规划所采用。

4 广义水资源合理配置的理论与方法

    一般的水资源合理配置对象主要针对传统的径流性水资源,包括地表水、地下水和非常规径流性水资源。实际上,以土壤水为主的非径流性有效水分在循环过程中对经济生态系统同样也有重要的作用。

    通过主持国家西部开发重大项目“宁夏生态经济系统水资源合理配置研究”,在前面理论方法的基础上,进一步将土壤水纳入到了配置的有效水资源当中,实现了流域水循环的全口径有效水分在经济社会和生态环境系统之间及其内部的科学配置。在计算宁夏耗水节水潜力和引水节水潜力基础上,提出了面向节水型社会建设的宁夏水资源合理配置方案,为宁夏骨干水利工程布局和建设奠定了基础。科技部组织的专家组鉴定意见认为“在水资源配置的理论与方法上有重大创新,总体上达到了国际领先水平”。

    本研究的多项成果被《宁夏节水型社会建设规划》所采用,为节水型社会建设实践提供了技术支撑,相关研究成果已应用于《宁夏水资源综合规划》、《宁夏灌溉发展十一五规划》的编制当中。

    随着以上水资源合理配置理论方法的不断完善,其应用范围也越来越广泛,目前已直接应用于我国北方全部六个一级流域、十多个省区和多个地级市的水资源综合规划,此外《全国水资源综合规划技术细则》也将其列入规范当中。有力地推动了我国流域和区域经济用水的合理分配、生态系统的保护与修复和流域水资源科学管理。

 
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