王春華

（江蘇省鹽城市響水縣水資源費征收所，江蘇 鹽城 224600）

0 引言

水資源配置旨在一定的區(qū)域范圍內(nèi)，遵循公平、高效和可持續(xù)發(fā)展等原則，合理抑制需求、有效增加供水、積極保護水資源的基礎(chǔ)上，通過工程和非工程措施，對區(qū)內(nèi)水資源進行的統(tǒng)籌調(diào)配，以滿足人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展對水資源在時間、空間、數(shù)量和質(zhì)量上的要求，使有限的水資源獲得最大的利用效益和永續(xù)利用。配置過程中，充分考慮水資源條件和開發(fā)利用現(xiàn)狀，以及經(jīng)濟社會發(fā)展趨勢對水資源的要求與影響，確定水資源配置總體策略，協(xié)調(diào)水資源布局與經(jīng)濟社會發(fā)展模式，提出各分區(qū)（片）水資源開發(fā)重點與利用方式、產(chǎn)業(yè)發(fā)展與土地利用調(diào)整方向，社會管理要求和具體的配置格局。水資源配置采取多種有效措施對水資源進行調(diào)配，調(diào)配的方式主要有地表、地下水聯(lián)合運用；客水與當(dāng)?shù)厮Y源聯(lián)合調(diào)度；蓄、引、提水多水源統(tǒng)籌安排；污水資源化、中水回用等多種水源相結(jié)合等。因此，研究響水縣水資源優(yōu)化，提出水資源配置模型。

1 響水縣水資源現(xiàn)狀

響水縣位于江蘇省東北部沿海地區(qū)，地處淮河下游。東臨黃海，北枕灌河，西連灌南、漣水，南抵中山河與濱?？h毗鄰。全縣現(xiàn)狀P=50%、P=75%和P=95%年型當(dāng)?shù)厮Y源可利用總量（不包括外調(diào)引水）分別為21833萬m3、16256萬m3和9655萬m3，水功能區(qū)平均達標(biāo)率68.8%，工業(yè)用水定額和單位GDP用水量均高于全省平均水平。響水縣人均綜合用水654 m3/人，萬元地區(qū)生產(chǎn)總值用水量121 m3/萬元，農(nóng)田灌溉畝均用水量為353 m3/畝，萬元工業(yè)增加值用水量17.1 m3/萬元。響水縣當(dāng)?shù)厮Y源總量豐、枯年型差異較大。具體見表1。

表1 響水縣當(dāng)?shù)厮Y源總量計算成果表（單位：萬m3）

可以看出，目前響水縣的水資源有如下特點：①地表水水資源呈現(xiàn)時空分布不均，缺乏干型配水工程。②水資源供需矛盾突出，必須采取有力措施挖掘節(jié)水潛力減小規(guī)劃水平年去稅率。③污水處理不充分，中水會用率嚴(yán)重不足。④水污染問題突出。

2 水資源配置原則

（1）可持續(xù)發(fā)展原則。水資源可持續(xù)利用強調(diào)水資源～生態(tài)環(huán)境～社會經(jīng)濟復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展。發(fā)展才是硬道理，公平配置一定要符合發(fā)展要求?？沙掷m(xù)發(fā)展要協(xié)調(diào)上下游、左右岸、行業(yè)間的利害沖突，兼顧各方的利益，注重當(dāng)前利益與長遠(yuǎn)利益的結(jié)合，尤其要注重生態(tài)環(huán)境效益。

（2）生態(tài)平衡原則。在生態(tài)系統(tǒng)運行中，水以不同形式運動，為各種生物的生存繁衍提供物質(zhì)、能量及環(huán)境，水資源開發(fā)利用，不能危及生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)平衡。

（3）公平性原則。水資源是人類及一切生物賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)資源，構(gòu)成自然生態(tài)系統(tǒng)的控制性因子，水資源配置要做到公平合理。

（4）用水高效性原則。水資源作為一個國家綜合國力的有機組成部分，是不可替代的生產(chǎn)資料，受到市場經(jīng)濟規(guī)律的支配，要提高使用效益，要發(fā)揮市場配置資源的基礎(chǔ)作用，使有限的水資源，盡可能多地創(chuàng)造社會財富。

（5）節(jié)水優(yōu)先、治污為本原則。努力提高全行業(yè)節(jié)水意識，推廣節(jié)水器具，發(fā)展節(jié)水工業(yè)和節(jié)水農(nóng)業(yè)，努力降低工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水資源的不合理使用，有效治理水污染，減少水污染物的排放量，提高水污染治理效率，不斷加大水污染整治力度，保證水質(zhì)達標(biāo)排放和滿足水資源重復(fù)利用的要求。

（6）因地制宜、量水而行。因地制宜，量水而行，考慮區(qū)域水資源和工程供水能力的實際情況，切實加強水資源的合理利用，減少水資源的不合理調(diào)配損失，提高水資源的利用效率。

3 水資源配置模型

水資源配置的基本思路是以水資源供需分析為手段，以水資源分區(qū)（片）為單元，進行各規(guī)劃水平年及其年型各行業(yè)的水資源供需分析；根據(jù)供需平衡缺口及規(guī)劃目標(biāo)實現(xiàn)程度，采取強化節(jié)水、增加當(dāng)?shù)匦钏涂缌饔蛘{(diào)水、加強污水處理回用、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等措施，最終實現(xiàn)供水規(guī)劃目標(biāo)。水資源配置以水資源分區(qū)（片）作為計算單元，在區(qū)域之間、用水部門之間進行合理配置。

3.1 多目標(biāo)規(guī)劃模型

按照供水優(yōu)先順序和水量調(diào)度優(yōu)先順序，結(jié)合響水縣水資源分布特點以及社會經(jīng)濟發(fā)展形勢制定相關(guān)目標(biāo)函數(shù)。

3.1.1 模型水資源配置目標(biāo)

用水配置次序：在遵循各分區(qū)(片)盡量公平的前提下，水量豐沛時，按定額滿足各分區(qū)（片）的各類經(jīng)濟活動用水。水量緊缺時應(yīng)按以下次序供水：Ⅰ級優(yōu)先滿足居民生活基本用水；Ⅱ級優(yōu)先滿足電力、骨干航線等事關(guān)經(jīng)濟生活全局安全的行業(yè)用水；Ⅲ級優(yōu)先滿足最小生態(tài)環(huán)境用水；Ⅳ級滿足其他生產(chǎn)用水，優(yōu)先考慮國計民生、經(jīng)濟效益好的工業(yè)和農(nóng)業(yè)用水；最后安排兼顧其他用水。其模型形式表示為式（1）：

式中：F1為非傳統(tǒng)水源的利用量，萬m3；i為計算單元；個；I為計算單元總數(shù)；j為用水部門類別，個；J為用水部門總數(shù)；t為計算時段，月；T為計算時段總數(shù)；Skijt為非傳統(tǒng)水源對第i個計算單元中第j類用水部門在第t時段的供水量，萬m3；k為水源類別[1]。

3.1.2 模型約束條件

（1）人均經(jīng)濟收入約束。

人均經(jīng)濟收入表示為式（2）：

式中：M為該區(qū)域總?cè)丝冢籘0為該區(qū)域最低收入標(biāo)準(zhǔn)。

（2）供水能力約束

水源i向所有用水戶的供水量總和應(yīng)小于其可供水量，表示為式（3）：

式中：Wi為表示水源i的可供水量，不同水源的可供水量分別由現(xiàn)有的供水工程和規(guī)劃的供水工程來確定。

（3）用水系統(tǒng)供需變化約束。即用戶j從水源獲得的水量應(yīng)該介于該用戶需水量的上下限之間[2]，見式（4）：

式中：Hj，Lj為用戶 j需水量的上、下限。

(4)變量約束條件。變量非負(fù)約束，見式（5）：

3.1.3 模型求解

以響水縣行政區(qū)劃為計算單元，包括通榆河西區(qū)、通榆河?xùn)|區(qū)、廢黃河高亢地區(qū)和沿海灘涂區(qū)等4個計算區(qū)域。計算單元主要用來滿足不同用水區(qū)域和部門的水源配置問題。按照供水優(yōu)先順序和水量調(diào)度原則[3]，確定優(yōu)先考慮地表水供給，在地表水源匱缺時考慮增加地下水和非傳統(tǒng)水源的供給，從可持續(xù)利用角度，要積極開辟新的引水水源，優(yōu)先滿足居民生活用水，合理安排其他生產(chǎn)用水。在缺水量上通過配置，以基于現(xiàn)狀可供水量節(jié)水方案為基礎(chǔ)，確保供水規(guī)劃目標(biāo)的實現(xiàn)。平衡各用水部門之間的供水量，同時使其缺水量均化，模型見式（6）：

式中：F3為缺水率，%；Dj為第 j類用水部門的需水量，萬 m3；Sjk為第 j類用水部門的供水量，萬 m3；αj為第 j類用水部門相對其他用水部門優(yōu)先得到供給水源的重要程度系數(shù)，%。

4 水資源配置方案

響水縣各規(guī)劃水平年經(jīng)濟社會水資源需求總量配置，均按實現(xiàn)供水規(guī)劃目標(biāo)所對應(yīng)的需水總量進行配置。本次配置所采用的供水規(guī)劃目標(biāo)：在生活、工業(yè)、建筑三產(chǎn)和河道外生態(tài)用水優(yōu)先滿足的基礎(chǔ)上，2015年，農(nóng)業(yè)灌溉保證率80%；2020年和2030年，農(nóng)業(yè)灌溉保證率90%。

4.1 以現(xiàn)狀可供水量為基礎(chǔ)的配置

響水縣經(jīng)濟社會需水總量的配置以現(xiàn)狀可供水量為基礎(chǔ)，旨在通過節(jié)水方案的實施，對規(guī)劃水平年按現(xiàn)狀可供水量與規(guī)劃供水目標(biāo)下節(jié)水方案需水量進行供需平衡計算，分析配置后的缺水形勢。響水縣不同保證率下基于以現(xiàn)狀可供水量為基礎(chǔ)的配置成果見表2，表3和表4。

表2 以現(xiàn)狀可供水量為基礎(chǔ)的配置（規(guī)劃供水保證率年型P=50%）

表3 以現(xiàn)狀可供水量為基礎(chǔ)的配置(規(guī)劃供水保證率年型P=75%)

表4 以現(xiàn)狀可供水量為基礎(chǔ)的配置(規(guī)劃供水保證率年型P=90%)

5 結(jié)論

（1）基于以現(xiàn)狀可供水量為基礎(chǔ)的配置表明，P=50%年型，除沿海灘涂區(qū)缺水外，其它3個區(qū)已基本達到供需平衡；P=75%年型，沿海灘涂區(qū)2020年和2030年重度缺水，其它3個區(qū)缺水率基本在10%～20%左右，輕-中度缺水。

（2）規(guī)劃供水保證率年型2015年農(nóng)業(yè)需水按P=80%、2020年和2030年按P=90%，下同)，沿海灘涂區(qū)嚴(yán)重缺水，其它區(qū)中-重度缺水。

（3）配置結(jié)果表明，即使在節(jié)水方案條件下，規(guī)劃水平年缺水形勢仍較為嚴(yán)峻，在推進節(jié)水型社會建設(shè)的同時，需通過治污挖潛、增加當(dāng)?shù)匦钏黾庸┧?，適當(dāng)利用雨水和海水等非常規(guī)水源，以緩解干旱年型的缺水形勢。