灌區(qū)優(yōu)化調(diào)配水資源的管理方式

1、灌區(qū)優(yōu)化調(diào)配水資源的管理方式摘要：灌區(qū)水資源供需矛盾突出，為節(jié)約灌區(qū)的用水量，提高灌區(qū)的用水效率， 需制定一套科學(xué)的水資源調(diào)配方案，以確保干渠引水量及支渠的供水量、供水時 間和引水途徑。研究發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)灌區(qū)水資源合理配置與保護(hù)政策落實不到位，水 資源的統(tǒng)一管理機制不健全，水資源優(yōu)化配置模型實用性不強，水資源優(yōu)化配置 基礎(chǔ)條件較為薄弱。在下文中一一進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：灌區(qū)；優(yōu)化配置；管理方式引言近年來，由于政府對糧食作物補貼增多，農(nóng)民積極種植糧食作物，種植面積 不斷增多，用水需求不斷提高，干渠來水逐年減少，造成供用水矛盾突出。因此， 有必要對國內(nèi)灌區(qū)水資源配置現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)梳理，弄清楚目前存在的主要

2、問題， 并充分了解國外在該研究領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)與最新進(jìn)展，對于提高灌區(qū)水資源合理 配置研究水平，實現(xiàn)灌區(qū)水資源的優(yōu)化配置與可持續(xù)開發(fā)利用，保障國家糧食安 全具有重要意義。1國內(nèi)灌區(qū)水資源配置存在的主要問題1.1灌區(qū)水資源合理配置與保護(hù)政策有待加強在灌區(qū)水資源管理方面，雖然有了許多法規(guī)與文件，特別是明確提出了實施 水資源管理三條紅線”，即水資源開發(fā)利用控制紅線、用水效率控制紅線和水功 能區(qū)限制納污紅線，并將水資源管理提高到了一個空前的高度，但目前灌區(qū)還缺 少量化的、具有可操作性的約束性管理指標(biāo)，還沒有形成水資源管理的硬性約束。 在灌區(qū)水資源管理制度建設(shè)、政策機制建設(shè)、社會參與機制建設(shè)、水管隊伍建設(shè)

3、、 水價形成機制和運行管理模式等方面也較為薄弱。1.2灌區(qū)水資源的統(tǒng)一管理與統(tǒng)一調(diào)度機制不健全目前灌區(qū)水資源一般由多個部門共同管理。地表水一般由灌區(qū)管理局（站）管 理，主要負(fù)責(zé)灌區(qū)規(guī)劃制定、水利工程設(shè)施的日常管理和維修養(yǎng)護(hù)、防汛排澇和 防汛搶險、灌溉試驗、水量分配、水價制定與水費收繳等;地下水一般由地方水 行政主管部門管理（水利局或水務(wù)局）。盡管兩個主管部門同屬于水利部門，但由 于職能劃分界限不清，加之各自利益的不同，很難做到水資源的統(tǒng)一管理。1.3灌區(qū)水資源優(yōu)化配置模型與方法實用性不強近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，灌區(qū)水資源管理新技術(shù)與新方法不斷涌 現(xiàn)。灌區(qū)水資源優(yōu)化配置與調(diào)控的對象由單水

4、源、單用水部門發(fā)展到復(fù)雜的多水 源、多用水部門;配置內(nèi)容由單純的水量配置發(fā)展到水量、水質(zhì)統(tǒng)一調(diào)配;配置目 標(biāo)由單目標(biāo)發(fā)展到多目標(biāo)，并且在新的優(yōu)化理論、技術(shù)和算法下使多目標(biāo)的問題 求解變得非常簡單;配置模型由單一數(shù)學(xué)規(guī)劃模型發(fā)展到數(shù)學(xué)規(guī)劃與向量優(yōu)化理 論、模擬技術(shù)等多種方法的混合模型。但由于灌區(qū)水資源下墊面與邊界條件以及 農(nóng)業(yè)用水系統(tǒng)的復(fù)雜性，如何將水資源優(yōu)化配置模型計算結(jié)果用于指導(dǎo)灌區(qū)的實 際配水，目前還比較困難。1.4灌區(qū)水資源優(yōu)化配置基礎(chǔ)條件較為薄弱要進(jìn)行灌區(qū)水資源的優(yōu)化配置，如果沒有大量詳實的信息作為支撐，即使再 好的模型與方法，也只能是空談。灌區(qū)信息化為實現(xiàn)灌區(qū)水資源優(yōu)化配置提供了 平

5、臺。灌區(qū)信息化管理就是充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，深入開發(fā)和廣泛利用灌區(qū)信 息資源，大大提高信息采集和加工的準(zhǔn)確性以及傳輸?shù)臅r效性，做出及時準(zhǔn)確的 反饋和預(yù)測，為灌區(qū)管理部門提供科學(xué)的決策依據(jù)，全面提升灌區(qū)管理的效率和 效能。目前，國內(nèi)灌區(qū)信息測量技術(shù)主要是水文和工業(yè)上成熟技術(shù)的直接移植， 主要存在環(huán)境適應(yīng)性差和成本較高等問題，由于灌區(qū)的環(huán)境對電子設(shè)備來說相對 惡劣，而且點多面廣，因此對產(chǎn)品的穩(wěn)定性和成本就極其敏感。2灌區(qū)水資源合理配置研究發(fā)展建議2.1加強灌區(qū)水資源的統(tǒng)一管理政策與機制研究當(dāng)前在水資源管理機構(gòu)設(shè)置上部門之間、流域和區(qū)域之間的事權(quán)劃分不明晰， 在水資源開發(fā)、保護(hù)與管理中職責(zé)交叉，不利

6、于水資源的統(tǒng)一和高效管理，有時 甚至成為制約條件，因此，必須改革現(xiàn)行的灌區(qū)水資源管理模式，對灌區(qū)地表水 與地下水進(jìn)行統(tǒng)一管理，建立統(tǒng)一的管理機構(gòu)。另外，灌區(qū)水資源管理應(yīng)充分采 取經(jīng)濟(jì)和法律的手段，爭取立法解決地表水與地下水的統(tǒng)一水權(quán)問題，在此基礎(chǔ) 上制定井渠結(jié)合的合理水價。為了形成灌區(qū)良性經(jīng)濟(jì)激勵和運行機制，在水資源 調(diào)配中必須引入有效的經(jīng)濟(jì)手段，利用市場調(diào)控加以配置。生態(tài)是水資源配置合 理性判別重要標(biāo)準(zhǔn)之一，應(yīng)從生態(tài)目標(biāo)的適宜性、生態(tài)用水保障程度等多方面對 灌區(qū)水資源配置進(jìn)行系統(tǒng)評價。2.2重視變化環(huán)境下灌區(qū)水資源循環(huán)轉(zhuǎn)化規(guī)律研究人類活動的加入，使得傳統(tǒng)意義上的自然水循環(huán)系統(tǒng)已不能準(zhǔn)確反映實

7、際水 循環(huán)過程。對灌區(qū)的水資源研究，應(yīng)考慮與之相關(guān)的社會、經(jīng)濟(jì)和資源等因素的 協(xié)調(diào)關(guān)系，以實現(xiàn)水資源的高效可持續(xù)利用，這里的協(xié)調(diào)關(guān)系包括各行政區(qū)之間 的用水調(diào)度協(xié)調(diào)、灌區(qū)多種水源供水量和供水時間的協(xié)調(diào)、水量與水質(zhì)的協(xié)調(diào)以 及水循環(huán)系統(tǒng)與灌區(qū)系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)。同時，應(yīng)進(jìn)一步研究變化環(huán)境下的灌區(qū)自 然水循環(huán)系統(tǒng)與取水一輸水一用水一排水一回歸人工水循環(huán)過程的二元水循環(huán) 系統(tǒng)水循環(huán)基礎(chǔ)理論、演變機理及二者互作機制，探究灌區(qū)降水、地表水、地下 水、外調(diào)水、中水之間相互循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系，研發(fā)變化環(huán)境下灌區(qū)水資源評價新技 術(shù)與二元水循環(huán)模擬模型，分析基于蒸發(fā)總量控制的水資源規(guī)劃和管理新方法， 構(gòu)建灌區(qū)水資源高效利

8、用技術(shù)、灌區(qū)社會水循環(huán)系統(tǒng)模擬與過程優(yōu)化技術(shù)。2.3加強灌區(qū)水資源承載力基礎(chǔ)理論與評價新方法研究當(dāng)前灌區(qū)水資源承載能力的研究過分偏重于實用研究，忽視水資源承載力內(nèi) 涵的系統(tǒng)分析和基礎(chǔ)理論的研究。隨著人類活動的加強，原有的一元流域天然水 循環(huán)模式受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)，人類活動不僅改變了流域降水、蒸發(fā)、入滲、產(chǎn)流和匯 流特性，而且在原有的天然水循環(huán)內(nèi)產(chǎn)生了人工側(cè)支循環(huán)，形成了天然循環(huán)與人 工循環(huán)此消彼長的二元動態(tài)水循環(huán)過程。具有二元結(jié)構(gòu)的流域水資源演化不僅構(gòu) 成了社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，是生態(tài)環(huán)境的控制因素，同時也是諸多水問題的共同 癥結(jié)所在，也是水資源承載力研究的一個基石。2.4強化灌區(qū)水文生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控技術(shù)

9、研究水文生態(tài)學(xué)的目標(biāo)是水資源的可持續(xù)利用、人與自然的和諧發(fā)展。當(dāng)前，中 國灌區(qū)水環(huán)境問題十分嚴(yán)峻，應(yīng)該針對灌區(qū)大尺度上降雨、地表水和地下水等在 農(nóng)田、灌排溝渠、水庫塘堰之間的復(fù)雜轉(zhuǎn)化關(guān)系，重點研究復(fù)雜灌排溝渠、塘、 庫關(guān)系下水分轉(zhuǎn)化關(guān)系及其對灌區(qū)水肥高效利用與生態(tài)系統(tǒng)的影響，探索不同地 表、地下控制水位與陸地、濕地生態(tài)系統(tǒng)及水肥利用效率之間相互關(guān)系，提出維 持生態(tài)健康的灌區(qū)生態(tài)需水及關(guān)鍵點的生態(tài)水位或流量控制指標(biāo)與閾值標(biāo)準(zhǔn)。2.5加強灌區(qū)水資源實時風(fēng)險調(diào)度與智能化管理技術(shù)研究灌區(qū)水資源監(jiān)測技術(shù)與方法是灌溉多水源調(diào)控的基礎(chǔ)，發(fā)展水資源監(jiān)測技術(shù) 與方法在國家科學(xué)與發(fā)展中有著重要作用，新的水資源測量與監(jiān)測技術(shù)和方法有 助于保持中國在水資源科學(xué)和技術(shù)的地位，并強化國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。將遙感技術(shù)、 地理信息系統(tǒng)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)等現(xiàn)代高新技術(shù)應(yīng)用于灌溉水資源監(jiān)測，以及 將水文、水資源、生態(tài)、模擬技術(shù)和優(yōu)化算法等領(lǐng)域的最新研究成果應(yīng)用于灌溉 多水源優(yōu)化配置與調(diào)控將是灌區(qū)水資源合理配置研究進(jìn)展發(fā)展方向。結(jié)語：灌區(qū)經(jīng)過多年的水量調(diào)配已形成一套行之有效的調(diào)配體系，實現(xiàn)了水量調(diào)配 統(tǒng)一準(zhǔn)確和及時高效，滿足了各地用水指標(biāo)。但在水量有限的情況下，水量調(diào)配 工作仍需要不斷提高和完善，應(yīng)加大信息的采集和分析，加強組織協(xié)調(diào)和溝通，