水量配置模型的江蘇省南水北調(diào)工程受水區(qū)缺水量

河南省南水北調(diào)受水區(qū)主要包括南陽(yáng)、漯河、鄭州等11座城市。為了明確受水區(qū)的水量供需情況,以2004年為現(xiàn)狀年進(jìn)行水量評(píng)價(jià),在此基礎(chǔ)上對(duì)2015年水量進(jìn)行預(yù)測(cè)及水量均衡分析。分析結(jié)果為:受水區(qū)現(xiàn)狀年總供水量21.35億m3,2015年水量將出現(xiàn)負(fù)均衡,缺水9.36億m3。

南水北調(diào)工程供水是商品,完整的南水北調(diào)工程水價(jià)要包括資源水價(jià)、工程水價(jià)和環(huán)境水價(jià)南水北調(diào)工程水價(jià)可以通過(guò)調(diào)節(jié)水資源供需平衡和水價(jià)格彈性,以正確引導(dǎo)商品水的消費(fèi)模式和消費(fèi)需求從而促進(jìn)受水區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,引導(dǎo)南水北調(diào)工程良性運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)受水區(qū)水資源的優(yōu)化配置。

為了提高南水北調(diào)東線工程江蘇省受水區(qū)的水資源利用效率,對(duì)江蘇段輸水干線涉及的重點(diǎn)河流水質(zhì)類別及重點(diǎn)水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析。結(jié)果表明:輸水干線沿線工業(yè)、生活和農(nóng)業(yè)面源污染通過(guò)河流匯入,對(duì)輸水干線水質(zhì)產(chǎn)生較為明顯的影響。氮污染已成為江蘇段輸水干線的主要污染特征,其排放總量超出了河流自凈能力,需要重點(diǎn)進(jìn)行削減和控制。

南水北調(diào)工工程實(shí)施后,各受水區(qū)也面臨著一些亟待解決的問(wèn)題,例如外調(diào)水與當(dāng)?shù)卦兴Y源的配置、水利管理運(yùn)行模式與體制、不同水質(zhì)的水處理、地下水壓采問(wèn)題等等。本文以山東省為例就以上各種問(wèn)題作一探討。

2002年12月國(guó)務(wù)院批復(fù)了《南水北調(diào)工程總體規(guī)劃》,明確中線工程分兩期建設(shè)。目前,一期工程已經(jīng)通水。近年來(lái),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,受水區(qū)的人口、生產(chǎn)規(guī)模、節(jié)水水平、人們對(duì)環(huán)境的要求都發(fā)生了變化,因此有必要根據(jù)新的情況對(duì)受水區(qū)的用水需求重新預(yù)測(cè)。分析了城市化發(fā)展和城鎮(zhèn)用水變化的新形勢(shì),依據(jù)流域、區(qū)域水資源規(guī)劃成果,提出了中線二期工程受水區(qū)需調(diào)水量,并與《南水北調(diào)中線工程規(guī)劃》提出的二期需調(diào)水量進(jìn)行對(duì)比,以供各方參考。

建設(shè)南水北調(diào)工程是緩解我國(guó)北方地區(qū)水資源短缺狀況,促進(jìn)水資源優(yōu)化配置的重要措施。工程通水后,將形成受水區(qū)當(dāng)?shù)氐乇硭?、地下水、工程水和南水北調(diào)工程外調(diào)水等多水源供水格局。通過(guò)建立受水區(qū)多水源水價(jià)模型,適當(dāng)調(diào)整受水區(qū)綜合水價(jià),引導(dǎo)人們調(diào)整用水行為,可以實(shí)現(xiàn)南水北調(diào)工程的良性運(yùn)行和受水區(qū)水資源的優(yōu)化配置,達(dá)到人與自然的和諧共處。

南水北調(diào)工程是緩解我國(guó)北方地區(qū)水資源短缺狀況,促進(jìn)水資源優(yōu)化配置的重要工程。工程通水后,將形成受水區(qū)當(dāng)?shù)氐乇硭⒌叵滤?、工程水和南水北調(diào)工程外調(diào)水多種水源供水格局。通過(guò)建立受水區(qū)多水源水價(jià)模型,適當(dāng)調(diào)整受水區(qū)綜合水價(jià),引導(dǎo)人們調(diào)整用水行為,可以實(shí)現(xiàn)南水北調(diào)工程的良性運(yùn)行和受水區(qū)水資源的優(yōu)化配置,達(dá)到人與自然的和諧共處。

南水北調(diào)中線工程實(shí)施后,河南省受水區(qū)將形成一個(gè)由南水北調(diào)水、當(dāng)?shù)氐乇硭偷叵滤?、城市中水等多種水源的聯(lián)合供水系統(tǒng)。針對(duì)南水北調(diào)來(lái)水過(guò)程不均,受水區(qū)水缺乏必要的調(diào)蓄工程等特點(diǎn),分析制定了水資源配置原則,建立了多水源、多目標(biāo)聯(lián)合調(diào)算的水資源配置模型,通過(guò)長(zhǎng)系列供需平衡計(jì)算,合理確定了不同受水區(qū)域和不同部門間的供需水量,并提出了如何充分利用南水北調(diào)水和當(dāng)?shù)厮Y源的建議和措施。為保障受水區(qū)水資源可持續(xù)利用、水環(huán)境得到恢復(fù)和改善、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供了科學(xué)依據(jù)。

一、陜西省南水北調(diào)受水區(qū)概況1.陜西省南水北調(diào)陜西省南水北調(diào)工程包括三條調(diào)水線路,即西線引紅濟(jì)石工程、中線引漢濟(jì)渭工程和東線引乾濟(jì)石工程。其中,引紅濟(jì)石工程正處在施工建設(shè)階段,預(yù)計(jì)2015年完工;引漢濟(jì)渭工程目前正在施工建設(shè)階段,該工程規(guī)劃在漢江干流修建黃金峽水電樞紐,并在黃金峽水電站樞紐庫(kù)區(qū)左岸修建抽水站,抽漢江干流的水通過(guò)"黃三"隧洞進(jìn)入漢江左岸支流子午河上

　應(yīng)用系統(tǒng)仿真技術(shù),在分析其水量配置特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,合理地確定了系統(tǒng)仿真網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和仿真計(jì)算原則,并在仿真過(guò)程中加入辨識(shí)模塊和控制修正模塊,對(duì)引漢水和當(dāng)?shù)厮Y源進(jìn)行聯(lián)合調(diào)配研究.通過(guò)仿真計(jì)算,得出了引漢水給沿線各省(市)的分配水量,計(jì)算結(jié)果合理、可行.

南水北調(diào)工程充分發(fā)揮預(yù)期經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益的關(guān)鍵在于受水區(qū)水價(jià)改革。分析受水區(qū)自來(lái)水廠取用當(dāng)?shù)厮湍纤闭{(diào)工程水供水利潤(rùn)的形成,探討調(diào)水工程公益性與市場(chǎng)化問(wèn)題,提出受水區(qū)應(yīng)逐步提高水資源費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)到大于調(diào)水工程供水成本,以及調(diào)水工程水價(jià)應(yīng)逐步市場(chǎng)化。

水資源價(jià)值的定量分析對(duì)于創(chuàng)建科學(xué)合理的水價(jià)體系和緩解缺水地區(qū)的水資源供需矛盾有著重要意義.通過(guò)效益分?jǐn)傁禂?shù)法計(jì)算了南水北調(diào)中線和東線受水區(qū)工業(yè)和農(nóng)業(yè)單位用水的凈效益,建立了以區(qū)域用水凈效益最大為目標(biāo)函數(shù)、以供需水量限制及調(diào)水水渠流量限制為約束條件的水資源優(yōu)化配置模型.應(yīng)用線性規(guī)劃求解得到南水北調(diào)東線受水區(qū)黃河以南、山東半島和黃河以北3個(gè)子區(qū)的水資源影子價(jià)格分別為1.00元/m^3、4.31元/m^3和3.89元/m^3,南水北調(diào)中線受水區(qū)河南、河北、北京和天津4個(gè)子區(qū)的水資源影子價(jià)格分別為3.67元/m^3、4.41元/m^3、2.20元/m^3和2.19元/m^3.該結(jié)果即為水資源理論價(jià)值,可為南水北調(diào)受水區(qū)制定科學(xué)合理的水價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和完善水價(jià)體系提供科學(xué)依據(jù).

水資源價(jià)值的定量分析對(duì)于創(chuàng)建科學(xué)合理的水價(jià)體系和緩解缺水地區(qū)的水資源供需矛盾有著重要意義。通過(guò)效益分?jǐn)傁禂?shù)法計(jì)算了南水北調(diào)中線和東線受水區(qū)工業(yè)和農(nóng)業(yè)單位用水的凈效益,建立了以區(qū)域用水凈效益最大為目標(biāo)函數(shù)、以供需水量限制及調(diào)水水渠流量限制為約束條件的水資源優(yōu)化配置模型。應(yīng)用線性規(guī)劃求解得到南水北調(diào)東線受水區(qū)黃河以南、山東半島和黃河以北3個(gè)子區(qū)的水資源影子價(jià)格分別為1.00元/m3、4.31元/m3和3.89元/m3,南水北調(diào)中線受水區(qū)河南、河北、北京和天津4個(gè)子區(qū)的水資源影子價(jià)格分別為3.67元/m3、4.41元/m3、2.20元/m3和2.19元/m3。該結(jié)果即為水資源理論價(jià)值,可為南水北調(diào)受水區(qū)制定科學(xué)合理的水價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和完善水價(jià)體系提供科學(xué)依據(jù)。

南水北調(diào)工程是緩解我國(guó)北方水資源緊缺的重大戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施,中線工程通水后,受水區(qū)的水文條件、生態(tài)環(huán)境狀況均將發(fā)生改變。本文介紹了南水北調(diào)中線工程概況,分析其對(duì)受水區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響機(jī)理,提出生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)技術(shù)路線,并構(gòu)建南水北調(diào)工程對(duì)受水區(qū)生態(tài)環(huán)境影響效應(yīng)評(píng)價(jià)體系,以期為南水北調(diào)工程不同用戶之間水資源的合理分配提供支持。

南水北調(diào)東線工程是一項(xiàng)特大型跨流域、多水源的調(diào)水工程,配置與調(diào)度其沿線受水區(qū)城市的水資源是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程.本文建立了基于復(fù)雜系統(tǒng)的南水北調(diào)東線受水區(qū)城市水資源配置模型,并通過(guò)實(shí)例數(shù)據(jù)對(duì)模型中各類對(duì)象間的相互作用情況進(jìn)行模擬,得到了有關(guān)受水區(qū)城市水資源配置中各類對(duì)象間相互作用以及演化行為的模擬結(jié)果.

南水北調(diào)中線工程是一個(gè)大型復(fù)雜調(diào)水系統(tǒng),本文在分析其調(diào)水特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用系統(tǒng)科學(xué)的方法建立了該系統(tǒng)的水量仿真調(diào)度模型,合理地確定了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和模型計(jì)算原則,并通過(guò)加入辨識(shí)模塊和控制修正模塊,使模型能快速找出滿意解。通過(guò)仿真計(jì)算,得出了引漢水給沿線各省市的分配水量。對(duì)比分析引漢前后的供水情況,表明引漢水與當(dāng)?shù)厮吹穆?lián)合調(diào)節(jié),可使沿線各省、市各用水部門的供水保證率有較大提高。

通過(guò)對(duì)石家莊市南水北調(diào)受水區(qū)的水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀和規(guī)劃水平年的供需預(yù)測(cè)分析,提出了石家莊市是資源性缺水地區(qū),只能通過(guò)外流域調(diào)水來(lái)解決缺水矛盾,闡述了南水北調(diào)工程建設(shè)勢(shì)在必行,只有盡快實(shí)施南水北調(diào)工程,才是解決石家莊市水危機(jī)的根本措施。并在考慮引江水的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了水資源的優(yōu)化配置,提出了水資源配置對(duì)策和配置方案。

南水北調(diào)一期工程是緩解我國(guó)北方地區(qū)水資源短缺狀況,促進(jìn)水資源優(yōu)化配置的重要措施。工程通水后,將形成受水區(qū)當(dāng)?shù)氐乇硭?、地下水、工程水和南水北調(diào)工程外調(diào)水多種水源供水格局。通過(guò)建立受水區(qū)多水源水價(jià)模型,適當(dāng)調(diào)整受水區(qū)綜合水價(jià),引導(dǎo)人們調(diào)整用水行為,可以實(shí)現(xiàn)南水北調(diào)工程的良性運(yùn)行和受水區(qū)水資源的優(yōu)化配置,達(dá)到人與自然的和諧共處。

本文結(jié)合陜西省內(nèi)南水北調(diào)工程,針對(duì)規(guī)劃水平年2020年和2030年,從僅有當(dāng)?shù)毓┧到y(tǒng)供水和南水北調(diào)供水系統(tǒng)供水兩個(gè)方面,以缺水率和缺水指數(shù)為評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行研究。對(duì)南水北調(diào)供水系統(tǒng),分別考慮建立當(dāng)僅有三河口水庫(kù)單獨(dú)供水、黃金峽水庫(kù)和三河口水庫(kù)聯(lián)合供水兩種方案,當(dāng)采用黃金峽水庫(kù)和三河口水庫(kù)聯(lián)合供水時(shí),以南水北調(diào)可調(diào)水量限制條件分情景一:可調(diào)水量10億m3;情景二:可調(diào)水量15.5億m3進(jìn)行探討。研究結(jié)果表明:當(dāng)僅有當(dāng)?shù)毓┧到y(tǒng)供水時(shí),受水區(qū)內(nèi)水資源供需緊張;當(dāng)以南水北調(diào)供水系統(tǒng)僅考慮三河口水庫(kù)供水時(shí),受水區(qū)內(nèi)缺水狀況依然存在,當(dāng)以可調(diào)水量10億m3黃金峽水庫(kù)和三河口水庫(kù)聯(lián)合供水時(shí),年缺水指數(shù)由2020年的3.17增加到2030年的8.18,水資源供需狀況依然緊張,以可調(diào)水量15.5億m3供水時(shí)年缺水指數(shù)由2020年的0.82增加到2030年的3.31,較情景一年缺水指數(shù)已有改善?？梢?以可調(diào)水量15.5億m3供水時(shí),2020年基本可以滿足需水要求,但2030年后供需矛盾仍然突出,必須安排新的水源以滿足后期增加的水資源需求。

水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基。經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展離不開水的支撐,為此,國(guó)家啟動(dòng)了南水北調(diào)工程,解決華北地區(qū)資源型缺水問(wèn)題。南水北調(diào)中線一期工程將于2014年汛后通水,河北省從干線分水口門分水30.4億m~3,長(zhǎng)期以來(lái)制約受水區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的缺水狀況將得到根本緩解。然而,南水北調(diào)干線工程跨流域、長(zhǎng)距離輸水,投資

投入產(chǎn)出分析方法是分析水資源使用效率和使用效益的重要方法。本文在計(jì)算各產(chǎn)業(yè)部門的用水投入系數(shù)和用水產(chǎn)出系數(shù)的基礎(chǔ)上,提出了估算調(diào)水經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的方法,并對(duì)南水北調(diào)中線工程受水區(qū)——河南省的調(diào)水經(jīng)濟(jì)效應(yīng)作定量評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果表明:河南省不同產(chǎn)業(yè)部門的用水產(chǎn)出效益差異比較大,用水產(chǎn)出效益較高的部門分別為商業(yè)、交通運(yùn)輸倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)、建筑業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、食品制造及煙草加工業(yè)。在南水北調(diào)中線工程調(diào)水運(yùn)營(yíng)期,調(diào)水為河南省帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)效益為157.83億元,對(duì)河南省整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的gdp貢獻(xiàn)值達(dá)到341.79億元,其中對(duì)gdp貢獻(xiàn)率比較大的是用水產(chǎn)出效益較高的部門。

采用面向?qū)ο蟮慕７椒ㄅc仿真技術(shù),建立南水北調(diào)中線工程系統(tǒng)仿真模型,開發(fā)系統(tǒng)仿真試驗(yàn)平臺(tái)。借助該平臺(tái)模擬水量調(diào)度過(guò)程,合理充分地利用各種水資源,實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置,為決策部門提供有效可靠的參考方案。通過(guò)系統(tǒng)仿真試驗(yàn)表明近期調(diào)水方案能夠較好的解決華北地區(qū)的缺水問(wèn)題。