武朝霞 匡麗虹
我國水資源的顯著特點是水資源短缺且分布不均,加上水污染問題日益突出,水資源的利用狀況不容樂觀,制約了社會經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。水資源的優(yōu)化利用能有效增加水資源的利用效能,引入先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù),并將其應(yīng)用于水資源的優(yōu)化配置和利用中,具有重要的現(xiàn)實意義?!端Y源優(yōu)化配置理論及應(yīng)用案例》一書以水資源優(yōu)化配置和解決區(qū)域性缺水問題為導(dǎo)向,用實際案例系統(tǒng)闡述水資源優(yōu)化利用與管理的工作機(jī)理,為水資源優(yōu)化配置提供了可靠依據(jù)。
該書第一章介紹南水北調(diào)中線工程河南受水區(qū)概況,以此為實例介紹了其供水情況;第二章為水資源系統(tǒng)動力學(xué)特征分析方法研究;第三章對南水北調(diào)中線工程河南受水區(qū)水資源的系統(tǒng)動力學(xué)特征進(jìn)行分析;第四章介紹復(fù)雜系統(tǒng)水文水資源要素預(yù)測模型;第五章對城市生態(tài)環(huán)境需水量及評價指標(biāo)體系進(jìn)行研究;第六章介紹復(fù)雜水資源系統(tǒng)合理配置的理論體系;第七章為復(fù)雜水資源系統(tǒng)的多目標(biāo)優(yōu)化配置模型及求解;第八章介紹南水北調(diào)中線工程河南受水區(qū)水資源的合理配置;第九章對典型城市( 鄭州市) 的水資源配置方案進(jìn)行了研究;第十章為南水北調(diào)水價分析;第十一章整體介紹了南水北調(diào)中線工程河南段水資源的優(yōu)化利用與管理決策系統(tǒng)。
從《水資源優(yōu)化配置理論及應(yīng)用案例》一書中,可以了解水資源優(yōu)化配置與水資源管理的工作機(jī)理,同時反映了計算機(jī)技術(shù)對水資源優(yōu)化配置的重要輔助作用。近年來,國家非常重視水利信息化建設(shè),出臺了《水利部信息化建設(shè)與管理辦法》,為借助計算機(jī)技術(shù)開展水資源優(yōu)化利用提供了政策依據(jù),更好地服務(wù)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。計算機(jī)技術(shù)對水資源優(yōu)化利用的輔助作用主要體現(xiàn)在預(yù)測、調(diào)度等關(guān)鍵技術(shù)上。
一是水資源預(yù)測云計算。水資源不僅是自然資源,更是經(jīng)濟(jì)資源,因此水資源的優(yōu)化利用與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)。對水資源總量進(jìn)行預(yù)測,能夠為水資源優(yōu)化利用奠定基礎(chǔ)。水資源總量預(yù)測需要考慮多個方面的內(nèi)容,例如水循環(huán)、水分配、水資源調(diào)控過程等,將歷年相關(guān)水資源信息基于分布式計算架構(gòu)進(jìn)行云計算處理,可以模擬得出水資源預(yù)測結(jié)果。同時還應(yīng)當(dāng)注意,在進(jìn)行水資源預(yù)測云計算的過程中需要不斷提升水資源數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度,以提高預(yù)測的精準(zhǔn)度。但是,水資源總量預(yù)測往往受到多種因素影響,例如水資源預(yù)測云計算模型設(shè)計不同、水資源信息不完整等,導(dǎo)致水資源總量預(yù)測存在一定的技術(shù)難點,尚需進(jìn)一步研究??偟膩碚f,相較于傳統(tǒng)預(yù)測方式,水資源預(yù)測云計算的準(zhǔn)確性更高,為水資源的優(yōu)化利用創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)。
二是水資源供給智慧調(diào)度。水資源供給智慧調(diào)度是在對水資源總量進(jìn)行合理預(yù)測的基礎(chǔ)上開展的。整合水資源信息,將水資源短缺的地區(qū)與水資源充足的地區(qū)相互匹配,進(jìn)行水資源調(diào)配,有助于更好地優(yōu)化利用水資源。通過水資源供給智慧調(diào)度技術(shù),能夠從時間、空間等多個維度進(jìn)行綜合考慮,改善水資源配置的不確定性,降低相關(guān)風(fēng)險。水資源種類多樣,包括地表水、地下水及非常規(guī)水(雨水、再生水等),針對不同種類的水資源,進(jìn)行優(yōu)化配置時要區(qū)別對待。例如對地表水進(jìn)行調(diào)配時,應(yīng)當(dāng)首要考慮地表水的供應(yīng)能力;在對地下水進(jìn)行調(diào)配時,不僅要考慮地下水的儲備能力,還要注意解決地下水開采可能產(chǎn)生的后續(xù)問題;在對非常規(guī)水資源進(jìn)行調(diào)配時,一方面對雨水資源的實時調(diào)度要充分合理,另一方面要對再生水等水資源進(jìn)行統(tǒng)籌管理,這樣才能讓非常規(guī)水發(fā)揮更大的作用。
三是水資源管理精準(zhǔn)投遞。水資源管理精準(zhǔn)投遞面臨較為復(fù)雜的環(huán)境因素,在實現(xiàn)水資源管理精準(zhǔn)投遞之前,需要對水資源優(yōu)化利用的整個過程提前進(jìn)行準(zhǔn)確模擬,這樣有助于掌握水資源的實時狀態(tài),實時監(jiān)控整個水資源調(diào)度過程。水資源優(yōu)化利用模擬內(nèi)容包括水源水質(zhì)監(jiān)測、水量監(jiān)測、緊急情況預(yù)警等,要在當(dāng)?shù)厮?、旱情及對水資源的具體需求等數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,對未來相應(yīng)情況進(jìn)行科學(xué)預(yù)測,在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)水資源精準(zhǔn)投遞。通過水資源管理投遞系統(tǒng),能夠基于不同地區(qū)的具體情況,優(yōu)化精準(zhǔn)投遞路徑,避免水資源在投遞過程中出現(xiàn)超負(fù)荷情況或浪費(fèi)現(xiàn)象,提高水資源利用效率。
隨著中國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,水資源短缺及不平衡問題也應(yīng)當(dāng)?shù)玫浇鉀Q,在計算機(jī)技術(shù)的加持下,水資源管理可以創(chuàng)新應(yīng)用水資源預(yù)測云計算、水資源供給智慧調(diào)度、水資源管理精準(zhǔn)投遞等關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)復(fù)雜時空下水資源的優(yōu)化利用,顯著提升水資源的利用效能。水資源管理相關(guān)從業(yè)人員可以通過參考《水資源優(yōu)化配置理論及應(yīng)用案例》一書,學(xué)習(xí)水資源優(yōu)化配置的相關(guān)理論知識,推動計算機(jī)技術(shù)在水資源管理中的深入應(yīng)用。