水资源分配探讨文论文

摘要：为探明河南省水资源对產业结构调整的影响，基于1999-2015年河南省的相关数据，采用协整、向量误差纠正估计、脉冲响应和方差分解等方法对其进行了实证检验，结果表明：河南省水资源对产业结构调整具有正向促进作用，但该作用相对有限且被动;河南省水资源与产业结构调整之间的短期动态调整机制相对较弱。以下是小编精心整理的《水资源分配探讨文论文(精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！

水资源分配探讨文论文 篇1：

基于主成分分析的区域初始水权分配

摘要：在遵循有效性、公平性和可持续性原则构建初始水权分配指标体系的基础上，针对初始水权分配中指标体系存在显著的相关性和权重偏好非一致性等问题，提出将主成分分析应用于初始水权分配中以消除相关性的影响。该方法先用主成分分析法对指标体系进行赋权，之后结合改进AHP与熵权法对多层次指标体系进行组合赋权，以消除单一权重方法的片面性，并利用博弈论进行指标权重的综合集成，最后运用综合评价法确定初始水权进行分配权重。将此方法用于湖北省应城市的初始水权分配，结果分析表明，采用该方法进行初始水权分配可行且合理。该方法可以为其他区域的初始水权分配提供参考和借鉴，并为水资源的统一管理奠定了基础。

关键词：初始水权分配；主成分分析；熵权法；改进的AHP；综合集成

Key words：initial water rights allocation；principal component analysis；entropy method；improved AHP；comprehensive integration

中国经济社会的迅速发展使中国资源型、工程型、水质性缺水问题并存，水资源供需矛盾日趋显著，严重制约了中国经济社会的可持续发展。而解决水资源短缺问题的最有效途径是建立以水权、水市场和水权交易制度为基础的水资源管理体系[1]。流域初始水权分配则是进行水资源管理的首要前提，也是实现水资源高效利用和优化配置的有效举措。

目前，初始水权分配的研究成果多是对分配原则和指标体系作定性的描述，而对初始水权可操作性定量分配研究较少[2-5]。指标权重的科学确定是进行水资源初始水权定量分配的关键一步，因此运用相关原理和方法确定指标权重对于评价结果的合理性起着至关重要的作用。国内目前对指标权重的确定方法主要有主观赋权方法和客观赋权方法[11-16，19-20]，主观赋权法体现了专家的意愿偏好，客观赋权法反映了具体数据对评价结果的贡献度。但是，由以上单一的主观或客观赋权法计算得到的权重值仅考虑了个体指标的特征，对多个评价对象的相互联系却无法描述，而且不能解决指标信息高度重叠和高度相关的问题。主成分分析法利用指标间的相互关系，通过变量变换实现具有相关性指标信息的综合，在尽可能不损失原指标信息的情况下消除评价指标间的相关影响，但其在确定权重时用方差贡献率做权重，包含主观成分，且会损失部分信息量。熵值法利用信息熵值来确定指标的权重，并且在计算过程中没有减少变量个数，因此更为客观，但是却过于依赖数据的聚集程度。

为解决上述问题，本文将主成分分析[7-9]引入初始水权分配的计算中，结合改进AHP与熵权法，利用博弈论[10]对指标体系进行综合集成赋权，最后采用综合评价法计算初始水权分配比例，以提高初始水权分配结果的准确度。

1 基于主成分分析的初始水权分配方法步骤

通过有效的集结不同计算方法的优点可以减小不同方法之间的差异，提高初始水权分配结果精度。根据同一对象不同的计算方法其计算结果应该具有一致性这一基本条件，可以用KENDALL-W协和系数作为检验手段，利用博弈论将主成分分析法和熵值法与AHP这些单一的主客观计算方法进行综合集成求得指标权重，并运用综合评价法求得初始水权分配比例。

1.1 主成分分析法

（1）标准化处理。

对指标进行标准化处理[8]时，首先采用均值化法将原始数据无量纲化处理。对于正向型指标，其计算公式为

（2）主成分分析。

对标准化处理后的指标值进行主成分分析，根据计算得出的矩阵特征值和相应的方差贡献率，利用“因子荷载量为主成分相应特征值的平方根与特征向量的乘积”计算特征向量，从而得到主成分线性表达式为

1.2 一致性检验

KENDALL-W协和系数法是考查m种评价方法对n个对象的评判结果之间是否一致，协和系数W表示样本数据中实际符合与最大可能符合之间的分歧程度。其计算公式为：

1.3 基于博弈论的综合集成赋权

博弈论的基本思想是在不同的权重之间寻找一致或妥协，极小化理想的综合权重与各个基本权重之间的偏差，尽可能保留各权重值的信息。运用博弈论对指标值进行综合集成形成新的指标权重，具体方法如下。

使用L种方法对评价指标进行赋权，L个基本权重集向量的任意线性组合为

式中：ω为基于基本权重集的一种可能的综合权重向量。为了选择出一个最满意的权重ω*，使ω和各个基本权重向量之间的偏差极小化，需要对式（5）中L个线性组合系数βk进行优化，优化目标是使ω与各个ωk的离差最小，即：

1.4 基于主成分分析的初始水权分配步骤

（1）由改进的AHP[13]确定准则层的权重，并由熵权法[14-18]确定目标层的权重向量，之后根据公式（8）求出最终指标权重向量ω1。

（2）由主成分分析法确定指标权重向量ω2。

（3）若由主成分分析确定的指标权重向量与由AHP、熵值法确定的指标权重向量能通过一KENDALL-W协和系数致性检验，则利用博弈论将ω1和ω2进行综合集成赋权，得指标综合权重向量ω。

（4）采用综合评价法计算初始水权分配比例，公式如下：

2 实例应用

2.1研究区概况

湖北省应城市水资源多年平均水资源总量为5.5亿m³，利用率低，且年际变化较大，水质性缺水问题严重。其中大富水年最大水资源量为10.6亿m³（1998年），年最小水资源量为1.56亿m³（2011年），最大与最小之比为9.2倍。应城市当地径流主要来源于降水，多年平均降雨量1 109.4 mm。年径流深336.8 mm，年径流系数0.324，年径流模数为35.55万m³/km²。从水资源的时空和总量分布看，应城市是一个水资源比较贫乏的地区。全市水资源多年人均日占有量为0.24 m³/（人·日），亩均日占有量为0.26 m³/（亩·日），均低于湖北省水平。

2.2 指标体系的建立

通过分析应城市的水资源供需态势，为客观反映应城市的实际现状，遵循指标选取的科学性、代表性、独立性、层次性等原则，本文参考现有文献[11，12]并基于有效性原则、公平性原则和可持续性原则，建立了包含13个指标的指标体系（表1）。其中人均生活用水量、农田灌溉单位面积用水量和万元工业增加值用水量为逆向指标。

2.3 基于AHP和熵权法赋权的指标权重的确定

应城市的初始水权分配指标体系是一个二级层次指标体系。在本研究中，准则层对目标层权重的确定采用改进AHP法，措施层对准则层权重的确定采用熵权法赋权。

2.3.1 准则层对目标层的权重确定

根据应城市的实际情况，有效性比公平性更重要，公平性比可持续性更重要。采取标度值P12=1.3，P13=1.69，构造判断矩阵：

2.3.2 指标层对准则层的权重确定

根据初始水权分配指标体系和应城市各计算区的实际资料，确定各计算区的指标值，将由指标值构成的原始矩阵进行极大值标准化，结果见表1，由熵权法计算出的熵和熵权值见表2。

2.3.3 层次总排序

由式（8）计算出指标权重向量，并归一化处理ω1，见表2。

2.4 基于主成分分析法的指标权重的确定

将应城市11个计算区的各指标数据进行标准化处理后作为样本，利用SPSS Statistic 19.0对其进行主成分分析。根据主成分相应的特征根>1，且累计方差贡献率≥80%的原则，来提取主成分因子（见表3）。主成分与对应变量的相关系数组成的因子荷载矩阵见表4。利用公式（3）计算各指标权重并归一化得ω2，其结果见表4。

2.5 利用博弈论进行综合集成赋权

首先采用式（4）对以上两种综合评价方法进行一致性检验，计算协和系数W为0.9409，χ²为18.8182，显然χ²>χ²0.05（10）=18.31。从而可以认为在置信度为95%的情况下两种求权结果具有一致性，可以对这两种结果进行集成综合评价。

将上述两权重ω1和ω2代入式（7），计算出ω1和ω2的系数分别为：β1=0.6218，β2=0.4973。归一化得β1=0.5556，β2=0.4444。将β1、β2及ω1、ω2代入式（5）得各指标综合权重为：（0.1088 0.0739 0.1135 0.0786 0.0666 0.0784 0.0765 0.0749 0.0528 0.1296 0.0612 0.0306 0.0545）。

2.6 初始水权分配结果与分析

根据式（9）得到应城市各计算区初始水权分配比例的结果为：高关灌区（0.1843）、短港灌区（0.0979）、郑家河灌区（0.1054）、漳府区（0.1003）、惠亭灌区（0.0554）、大富水区（0.1257）、东西汊湖区（0.0982）、老观湖区（0.0363）、龙赛湖区（0.0631）、南垸区（0.0469）、老县河区（0.0865）。

为验证基于主成分分析的初始水权分配的合理性，本文与熵值法、主成分分析法、混合分配模型计算的结果进行对比分析（图1）：虽然结果不尽相同，但是整体具有一致性，（高关灌区、大富水区、东西汊湖区、漳府区和老县河区初始水权较多），说明本文提出的方法可以应用于初始水权分配。

熵值法有机结合了AHP和熵权法，保留了决策者在评价过程中的主观导向，又基于比较严格的数学理论和方法来确定权重。根据该法计算结果：，权重最大的指标是林果地面积，主要是因为其各计算区原始数据值差异较大。熵值法得到的分配比例排在前6位的分别是高关灌区（0.1808）、大富水区（0.1327）、漳府区（0.1075）、东西汊湖区（0.1018）、郑家河区（0.0976）和老县河区（0.0907）。主成分分析法得到的分配比例排在前6位的是高关灌区（0.1881）、大富水区（0.1181）、郑家河区（0.1141）、短港灌区（0.1079）、东西汊湖区（0.0941）和漳府区（0.0922）。混合模型计算结果相差较大，这是因为该模型只选取了以按面积和农业需水量两个指标进行分配，因素考虑较为单一，不能代表所有的信息量。而本文提出的基于主成分分析综合集成赋权的初始水权分配方法是前两种方法的有机结合，更为全面合理。尽管4种方法模型的计算结果在变化趋势、比例大小等方面表现出相对一致性，但对于个别计算区也存在一定差异，比如短港灌区和漳府区。应城市的工业、第三产业主要集中在大富水区，并且每年都保持一定的比例增长，同时高关灌区有效灌溉面积大，人口也相对较多。而本文提出的方法能将较多的初始水权分配到这两个计算区，可以体现水资源初始水权分配中的有效性原则和公平性原则。针对应城市水资源相对短缺的现状，在注重其用水效率的同时，更应统筹水资源利用的可持续发展。

3 结论

目前初始水权分配理论尚不完整，指标体系也不系统。为使计算结果更科学、合理、客观，本文提出的基于主成分分析的初始水权分配方法，集结了主成分分析法和熵值法的优点，利用博弈论将这两种方法计算的权重进行集化、融合，既可以充分利用数据的统计特征来反映实际情况，又能克服不确定性和片面性，解决了目前初始水权分配方法中指标之间存在相关性影响的问题，使结果可靠度更高。

本文根据应城市的实际情况，以数学统计分析法为前提，运用主成分分析法并结合熵值法计算权重，既能消除指标间的相关影响，又能减少异常值造成的结果偏差，而且用该方法得到的结果同其他方法的结果基本保持一致，说明采用该方法得到的结果具有一定的科学合理性，计算结果可信，可以为其他城市或流域的初始水权分配提供参考。

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作者：吴振 邵东国 顾文权

水资源分配探讨文论文 篇2：

河南省水资源对产业结构调整影响的实证研究

摘要：为探明河南省水资源对產业结构调整的影响，基于1999-2015年河南省的相关数据，采用协整、向量误差纠正估计、脉冲响应和方差分解等方法对其进行了实证检验，结果表明：河南省水资源对产业结构调整具有正向促进作用，但该作用相对有限且被动;河南省水资源与产业结构调整之间的短期动态调整机制相对较弱。

关键词：水资源;产业结构调整;协整;误差纠正估计;河南省

水资源是经济社会发展不可或缺的必要条件和物质保障，对经济总量增长和社会长远发展至关重要。此外，水资源还是支撑三大产业生产和发展的物质保障，对产业的空间布局产生影响，是产业结构从低端向高端演化的重要内在资源驱动力。因此，探讨水资源利用对产业结构调整的影响具有重要意义。

前人对水资源利用与产业结构调整影响进行了大量研究，取得了丰富的成果，如王卉彤等[1]运用灰色关联度分析法研究了产业结构调整对水资源利用的影响;凡炳文等[2]采用相关分析法和灰色系统理论，对甘肃省2000-2010年产业结构与产业用水系统进行了定量分析和比较;蒋桂芹等[3]从定性层面系统梳理了水资源与产业结构演进的互动关系，研究表明水资源支撑产业发展的同时又制约了产业发展，而产业结构演进又会带动用水量、用水结构及用水效率的变化;吕文慧等[4]基于2005-2010年新疆产业用水数据，通过构建产业用水变化的全要素分解模型，测度各驱动效应带来的产业用水量变化，研究发现产业结构和用水强度是改变产业用水趋势的驱动力，产业结构良性调整和用水强度降低对产业用水的消耗起到较强的抑制作用;郭晓东等[5]以甘肃省河西地区为例，对节水型社会建设、节水措施及节水效果研究得出，产业结构调整和农业种植结构调整改善了用水结构，结构调整和技术要素是提高水资源利用效率和效益的关键因素;王燕华[6]基于2004-2011年北京市人口及水环境相关数据，分析人口变动、产业结构调整对北京市水资源利用的影响，得出产业结构调整使得北京市人均年用水量呈现连年下降的趋势;孙艳芝等[7]采用灰色关联分析方法研究了北京市2000-2012年工业、农业、生活、环境用水与产业结构、城市化率、经济发展水平等的关联程度，结果表明产业结构调整对水资源利用总量变化的影响最大;张兵兵等[8]对1998-2012年中国31个省（区、市）工业水资源利用与工业经济增长、产业结构变化之间的关系进行研究，得出它们之间长期均衡且存在双向因果关系的结论，工业经济增长、产业结构变化对工业水资源利用具有促进作用。

现有文献对水资源与产业结构关系的研究，多聚焦于产业结构调整对水资源持续利用的影响，且多采用关联分析和相关分析等研究方法，使用计量模型的研究相对较少。鉴于此，笔者采用协整和格兰杰因果检验方法对水资源利用和产业结构调整二者的长期关系进行探讨，同时采用方差分解和脉冲响应函数、向量误差纠正模型（VECM）分析二者之间的短期动态关系。

1 变量选取与平稳性检验

1.1 变量选取及处理

本文所有数据均来源于历年《河南统计年鉴》和河南省水资源公报，指标体系设计选取工业用水量作为水资源（WR）的替代指标，河南省第二三产业增加值之和与第一产业增力口值之比作为产业结构（IS）的替代指标。实证中采用取自然对数的处理方法，降低数据每年增长带来的影响，处理后分别以In WR和ln IS表示河南省水资源和产业结构，并采用Eviews6.0进行计算。

1.2 变量平稳性ADF检验（单位根检验）

为检验变量的平稳性，采用ADF检验方法对河南省水资源In WR和产业结构ln IS两个序列进行了平稳性检验，结果见表1。

由表1可知，水资源In WR序列的平稳性检验值不满足5%显著性水平检验，说明存在单位根，而其一阶差分序列Δln WR的ADF检验值小于临界值，说明不存在单位根，因此水资源序列In WR为1（1）平稳过程。同样，将产业结构ln IS及其一阶差分序列Oln IS的ADF检验值与5%显著性水平下临界值进行比较可知，ln IS不平稳，Δln IS平稳，因此ln IS也是，（1）平稳过程。

2 水资源对产业结构调整影响的实证研究

2.1 协整检验

采用E-G两步法对.河南省产业结构ln IS和水资源ln WR之间的关系进行协整检验。E-G两步法的协整检验步骤：第一步，对两个变量进行最小二乘回归分析，得到回归方程和残差序列;第二步，对残差序列进行平稳性检验，如果残差是平稳的，则说明协整关系存在。河南省产业结构ln IS和水资源ln WR之间的回归方程为

ln IS=-4.9243+1.697ln WR+ε（R²=0.8295）

（1）式中：ε为回归的残差，表示水资源以外因素对产业结构的影响;R²为判定系数。

式（1）等号右端的常数项-4.924 3和水资源ln WR的回归系数1.697对应的变量显著性t检验值分别为-6.393 0和8.5414，表明水资源对河南省产业结构具有显著影响;判定系数R²为0.8295，说明回归方程对样本观测值拟合良好。对残差ε序列的平稳性检验结果见表2。

由表2可知，残差ε序列的ADF检验值在5%的显著性水平下接受不存在单位根的备选假设，从而是平稳过程。因此，序列ln IS和In WR之间存在着长期稳定的均衡关系。式（1）中水资源的回归系数1.697表示水资源每增加1%，将导致河南省产业结构优化调整1.697%，即河南省水资源对产业结构的优化调整具有促进作用。

2.2 格兰杰因果检验

为进一步探讨河南省水资源与产业结构的关系，采用格兰杰因果检验法对其进行分析，结果见表3。

从表3可以看出，河南省产业结构ln IS和水资源In WR之间存在由ln IS到In WR的单向格兰杰因果关系，说明河南省水资源对产业结构优化的促进作用是被动的。

2.3 VECM估计

采用向量误差纠正模型（VECM）来考察河南省产业结构ln IS和水资源In WR之间的短期动态关系。ln IS和In WR之间的VECM表达式为式中：α₁，与α₂为误差纠正系数，表示在变量偏离长期均衡状态下，变量向均衡状态调整的速度和方向;ecm_t-1为式（1）中残差项的滞后值，表示河南省水资源In WR与产业结构ln IS的长期均衡关系;φ_1i、φ_2i为短期调整系数，反映短期状态下解释变量变动对被解释变量的影响;c₁、c₂为常数项;ε_1t、ε_2t為回归方程的残差;m为变量的滞后阶数。VECM估计结果见表4。

表4中，最优滞后阶数按AIC原则确定为1，误差纠正系数α₁的估计值为-0.1293，符合误差纠正的理论意义，但不显著，说明短期状态下系统偏离长期均衡的动态机制较弱;误差纠正系数α₂的估计值为0.4012，大于0，不符合误差纠正的理论意义，即误差纠正机制不存在，表明短期中系统对其长期均衡状态的偏离态势被进一步放大。

2.4 基于VAR模型的脉冲响应和方差分解分析

（1）脉冲响应分析。由于VAR建模要求变量是平稳序列，因此通过建立关于Δln WR和Δln IS的VAR（1）模型来分析河南省水资源对其产业结构的动态影响过程，即当水资源序列Δln WR发生一个标准误差的正向冲击时，河南省产业结构Δln IS对其的动态响应过程，见图1。

由表5可知，在不考虑河南省产业结构对其自身波动的贡献情况下，水资源对河南省产业结构变动的相对方差贡献率较小（最大值为1.764879%），与上述脉冲响应的分析结论一致。相比较而言，对于水资源的波动，不考虑其自身的贡献，河南省产业结构对水资源波动的贡献率最大只有2.956735%。可以说，一定程度上河南省的水资源只是被动地来适应产业结构调整的需要，与上文格兰杰因果检验结果“河南省产业结构调整是水资源的格兰杰原因”相契合。

3 结语

由图1可知，河南省产业结构Δln IS对水资源Δln WR冲击响应呈递增趋势，于第2期达到最大，为1.262%，之后逐渐下降，2.6期之后为负值，在第3期达到最小，然后逐步回升，于第6期收敛于0。该脉冲响应表明水资源对河南省产业结构调整的正向影响不大，且不够持久。

（2）预测误差方差分解分析。将上述VAR（1）模型进行预测误差方差分解，进一步考量水资源冲击对河南省产业结构调整的贡献度，结果见表5。

（1）河南省的水资源对其产业结构调整具有正效应。E-G两步法的协整检验表明，河南省水资源与其产业结构调整之间存在长期稳定的均衡关系，即河南省水资源每增加1%，其产业结构将优化调整1.697%。基于VAR模型的脉冲响应分析也表明河南省产业结构调整对水资源冲击具有正向响应。因此，从长期来说，水资源约束将对河南省的产业结构调整产生显著影响，可以通过政策制定和实施调控水资源分配来促进河南省产业结构的进一步优化调整。

（2）河南省水资源对其产业结构调整的促进作用有限且被动。脉冲响应分析表明河南省产业结构对水资源冲击响应的最大值为1%左右，预测误差方差分解表明河南省水资源对其产业结构波动的相对方差贡献率最大为1.764879%。格兰杰因果检验说明产业结构与水资源之间存在单向的格兰杰因果关系，从侧面说明河南省水资源对产业结构调整的促进作用是被动的。因此，河南省水资源对产业结构的调整不是一蹴而就的，涉及用水意识、用水行为习惯、发展方式转变等问题，需要建立水资源对产业结构调整的长效机制。

（3）河南省水资源与产业结构之间不存在短期动态调整机制。由VECM检验结果可知，产业结构方程误差纠正系数估计值为负，且不显著，说明短期状态下系统偏离长期均衡的动态机制较弱;水资源方程纠正系数估计值为正值，即误差纠正机制不存在，表明短期状态下系统对均衡状态的偏离程度被进一步放大。

参考文献：

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作者：苏喜军 李松华 桂黄宝 周培红

水资源分配探讨文论文 篇3：

水资源综合规划的关键问题与讨论

摘要：以河南省为例，在扼要介绍河南省水资源综合规划成果的基础上，探讨总结了水资源综合规划关键问题，包括规划思路、水资源可利用量、可供水量、需水量预测、水资源配置模型。并提出在以后的水资源综合规划工作中需关注和进一步深入研究的问题，为下一轮水资源综合规划编制提供参考。

关键词：水资源综合规划；水资源可利用量；可供水量；需水预测；水资源配置模型

1672-1683（2011）01-0126-04

Key Problems and Discussion of Water Resources Comprehensive Planning

—Taking Henan Province as an Example

SONG Quan-xiang1,YANG Feng2

（1.Henan Water & Power Engineering Consulting,Co.Ltd,Zhengzhou 450016,China；2.Henan Easte Water Power Project Management Bureau,Kaifeng 475002,China）

Key words: water resources comprehensive planning;available water resources;available water supply;water demand forecast;water resources allocation model

1 研究背景

为适应新时期经济社会发展和生态环境保护对水资源可持续利用的要求，2002年，水利部、国家发展计划委员会以“水规计（2002）83号文”《关于开展全国水资源综合规划编制工作的通知》，决定在全国范围内开展水资源综合规划工作，分别编制全国、流域、省（区）3级水资源综合规划。规划工作分为3个阶段：①调查评价阶段，主要包括水资源调查评价及开发利用评价；②水资源配置阶段，主要内容包括需水预测、节约用水、供水预测、水资源配置、水资源保护；③规划实施方案、效果评价和保障措施阶段，主要内容包括制定水资源开发、利用、管理、配置、节约、保护的总体布局和近期实施方案，规划实施效果评价，实施水资源可持续利用的保障措施等。经过全国、流域机构、区域多次技术和行政协调，并对规划成果进行多次修改完善,最终形成了全国、流域、省级水资源综合规划成果体系。目前，全国和流域水资源综合规划成果已完成并大部分通过专家审查。河南省水资源综合规划也于2008年完成规划报告编写工作。

水资源综合规划是合理开发利用和保护水资源，防治水害而制定的总体安排，它包括防洪、治涝、灌溉、供水、水电、水运、渔业、水土保持、生态环境等专业规划及总体综合效益的最佳协调［1］。它把水资源规划、水环境保护规划、水运规划、防洪规划以及水生态和水景观规划等涉水规划综合起来，系统、科学地规划涉水事务，充分反映各涉水部门的需求，实现水资源的高效利用，统筹涉水工程的合理布局，对城市水系进行有序的开发利用，为人与自然的和谐共处奠定基础［2］。水资源综合规划是专业规划的基础，跨学科、跨流域、多层次。河南省地处中原，跨海河、黄河、淮河、长江4大流域，水系纵横交错、流域间水量调入与调出情况复杂、分区单元较多，规划编制具有一定的难度和特点，认真总结水资源综合规划的经验和不足，为下一轮水资源综合规划奠定基础是非常必要的。本文以河南省为例，总结水资源综合规划，对水资源综合规划关键问题进行了讨论，并提出在以后的水资源综合规划工作中需关注的问题。

2 河南省水资源综合规划成果介绍

按照水利部和国家发展与改革委员会的统一安排，河南省水资源综合规划工作从2002年正式启动，主要内容包括水资源调查评价、水资源开发利用情况调查评价、需水预测、节约用水、水资源保护、供水预测、水资源配置、总体布局与实施方案、规划实施效果评价等内容。2004年完成了调查评价阶段工作，2005年初开展配置阶段工作。水资源调查评价及开发利用、社会经济发展指标分析预测、需水量分析预测、节约用水、水资源保护、水资源配置等分項成果，经过多次与流域机构协调衔接，2008年完成规划总报告和水资源调查评价、水资源开发利用调查评价、水资源配置、地表水资源保护规划、地下水利用与保护规划、节约用水规划等6个专项报告编写工作。

本次规划以2000年为现状基准年、2020年为中期水平年、2030年为远期水平年，从河南省经济社会可持续发展、生态环境保护的实际需求出发，在进一步查清全省水资源及其开发利用现状、分析和评价水资源承载能力的基础上，根据经济社会可持续发展和生态环境保护对水资源的要求，制定水资源合理配置方案，提出与生态建设和环境保护相协调、与经济社会发展相适应的开发利用布局和治理实施方案。报告内容丰富全面、基础资料翔实、规划思路清晰、技术路线明确，可作为今后一定时期内水资源开发利用与管理活动的重要依据和准则，为河南省今后进一步加强水资源的节约和保护、实施合理开发利用和科学配置、实现水资源可持续利用提供了科学依据。

3 水资源综合规划关键问题讨论

3.1 规划思路

依据全国水资源综合规划技术细则及其补充技术细则，在流域水资源配置的总体框架下，以调查评价阶段成果为基础，对规划水平年需水量、供水量、节约用水进行预测，通过合理抑制需求、有效增加供水、积极保护生态环境等手段和措施，对区域之间、用水目标之间、用水部门之间进行水量和水环境容量的合理调配，形成水资源和水环境的综合规划，实现水资源开发利用和区域经济社会发展与生态环境保护的协调，促进水资源的良性循环和可持续利用，遏制生态环境恶化的趋势，支持经济社会的可持续发展。这一规划思路，站的高度非常高，对水资源规划工作者的要求也很高，需要规划工作者因地制宜做好规划，并要求规划单位具有力量较强的水资源、环境、可持续发展等专业团队。

河南省地跨4大流域，地区经济发展、自然条件均存在较大差异，根据不同地区水资源问题及水资源开发利用特点，分别制定相应的水资源配置目标。豫南淮河及长江流域水资源相对较丰富地区，结合防洪，新建蓄水工程，并对现有蓄水工程实行科学调度运用，以增加蓄水能力为主；豫北海河流域水资源相对较贫乏地区，加大水资源保护力度，大力推广节水措施；豫西黄河流域，注重水土保持，在进一步加大节约用水力度的基础上，修建调蓄工程、集雨工程，灌区配套工程，充分提高雨洪资源利用能力。通过多方面的论证和研究，认为该规划思路可行、符合实际。

3.2 水资源可利用量

水资源可利用量是指在可预见的时期内，在统筹考虑生活、生产和生态环境用水的基础上，通过经济合理、技术可行的措施在当地水资源中可一次性利用的最大水量。从水资源利用的角度,流域或区域中由降水形成的当地水资源量可划分为3部分: ①是由于技术手段或经济因素等原因难以被利用的水量(主要是汛期洪水下泄量和不具备开发利用价值的地下水)；②是维系生态系统功能而应保持在河道内和保持一定的地下水合理水位所需要的相应水量(主要指维系河道生态环境的最小河道内用水量和维护地下水系统采补基本平衡而不宜开采的地下水补给量)； ③剩余部分为水资源可利用量,即可供人类经济社会活动消耗利用的河道外一次性最大水量［3］。

多年平均地表水资源量减去多年平均河道内最小生态环境需水量和汛期洪水下泄量，即为地表水资源可利用量。地下水资源可开采量是指在可预见的时期内，通过经济合理、技术可行的措施，在不致引起生态环境恶化条件下允许从含水层中获取的最大水量。地表水资源可利用量与地下水资源可开采量之和扣除二者重复部分，即为水资源可利用总量。

水资源可利用量的概念非常清楚，但在实际工作中，针对具体区域如何进行计算？需要列出专题进行研究，因为这直接关系到水资源规划成果。

3.3 可供水量

可供水量（Available Water Supply），是指在规划的基础上，将工程设计供水能力与来水、用水过程相结合，通过水量调节计算而确定的供水量。也即在某一水平年需水要求和指定供水保证率的条件下，现有和规划的供水工程设施可能为用户提供的水量。

可供水量的概念容易模糊，计算也比较困难。需要分清楚的是，可供水量既不是水资源可利用量，也不是工程的最大供水量。可供水量与可利用量的最大区别在于，可利用量是指一次性利用的水量，且仅指当地水资源，不包括外调水和过境水，而可供水量包括回归水的重复利用、外调水和过境水。

影响可供水量的主要因素有3个方面:①来水情况，包括河川径流的数量、年内年际变化和地区分布特征，地下水的补给、贮存和开采条件，以及水源地的污染程度等；②工程条件，包括现有和新增地表水工程的调蓄能力和引水能力，水井工程的开采能力；③需水要求，各类用户需水量的时间变化和保证率。

区域可供水量的计算是将供水和用水作为整体系统，按照一定的调度原则（供需关系、用水次序等），从上游到下游逐级进行水量调节平衡计算，求得各分区不同保证率的可供水量。在具体计算方法上，可采用長系列资料进行调算。

3.4 需水量预测

需水量预测是水资源配置的基础，其关键技术包括：①科学合理地预测不同规划水平年的经济社会发展布局和国民经济发展水平；②制订科学的用水定额和节水指标。

规范性分析随经济增长而出现的经济结构变化，是科学合理预测经济社会发展指标的关键，对需水量预测也将产生较大影响。河南省整体发展布局为中原城市群经济隆起带—豫北、豫西和豫西南地区的经济发展—黄淮地区的经济发展。

工业用水定额以万元增加值用水量为指标。应根据区域工业现状用水定额和统计趋势及工业产值预测成果，进行工业用水定额预测。其难点在于工业用水定额与经济发展水平和水资源条件密切相关，用水定额具有明显的区域特性［4］。根据2003年水利部水利水电规划设计总院对全国水资源分区的要求，河南省水资源三级区套地级行政区共形成60个计算单元。工业用水分为一般工业用水、高用水工业和火力发电用水，确定工业用水定额成为该部分工作中的重点和难点。

农业灌溉用水在总用水中占有很大的比例，农业灌溉定额预测的准确与否，对总需水量成果将产生较大的影响。本次规划专门进行了农业灌溉定额分析工作，在全省范围内按气候条件、农业生产习惯选择28个代表站，选用小麦、玉米、棉花、水稻4种代表作物，分别代表夏收、晚秋、早秋、中晚秋，采用联合国粮农组织（FAO）推荐的彭曼法，计算作物田间需水量，根据水量平衡原理，分析制定出代表作物各生育阶段的灌水次数、灌水时间及灌溉定额。在此基础上，分析不同节水措施的节水潜力，制定出代表作物的相应节水灌溉定额。以现状农作物的种植比例和复播指数为基础，考虑人口的增加对粮食需求的增长及生活水平不断提高对粮食品种需求变化等因素，拟定各地区规划水平年作物种植比例和复播指数，进而分析计算出各规划水平年农田综合灌溉定额系列。

3.5 水资源配置模型

河南省水资源系统设定到三级分区，按流域水系划分为黄河、淮河、海河、长江4个一级区，按基本保持河流水系完整性的原则划分为10个二级区，考虑流域分区与行政区划相结合的原则划分为21个三级区，水资源三级区套18个地级行政区共形成60个计算单元。水资源按工程划分，有蓄水工程、引水工程、提水工程、调水工程、输水工程、排水工程和污水处理工程；按水源类型划分，有地表水、地下水、污水处理回用水和外调水。按用水户划分，从大的方面分有生活用水、生产用水和生态用水；从小的方面分有地市生活需水、县级市生活需水、县城生活需水、乡镇生活需水、农村生活需水、工业（一般工业、高用水、火电）用水、建筑用水等18项。

河南省水资源配置模拟模型，以VB作为开发平台，利用SQL数据库系统提供的强大数据处理功能，实现供需平衡数据的统计分析和输出。该模型既能充分反映水资源系统多层次、多地区、多用户、多水源、多工程的特性，又能够将多种水源进行时空调控，实现动态配置和优化模拟的有机结合，形成了河南省黄河、长江、淮河、海河4大流域水资源共同满足需水要求的格局。该模型系统能够详细提供以年（或月）为时间尺度、以计算单元为空间尺度、以供水工程和用水户为分析对象的水资源配置成果，为各流域、各地区的水资源开发利用规划和管理、供水工程设计、水系统薄弱环节分析提供科学的依据。

水资源配置模型是合理配置水资源、实现现代水资源综合规划思想的重要技术手段，需要全面反映出现代水资源管理的思想，必须有专业性强的研究队伍的参与。

4 水资源综合规划需进一步深入研究的问题

4.1 气候变化对水资源量的影响

随着极端气候现象频繁出现，将导致水资源在时空上的重新分配和引起水资源数量的改变，洪涝和干旱必然会越来越严重，加剧水资源供需矛盾、加重水资源开发管理任务。

当前气候变化对水资源的影响研究主要是对气温、 降水、 蒸发和河川径流量等水循环要素的影响，很少涉及气候变化对与水资源规划管理直接相关要素的影响，例如气候变化对水资源可利用量、可供水量和需水量的影响等。在流域中长期水资源规划与管理的工作中，须考虑气候变化对区域水资源的影响，分析研究气候变化对流域水资源影响的内在规律，减少对未来预测的不确定［5］，使水资源规划方案更具科学性和针对性。

4.2 水资源产权和配置

水资源配置遵循的优先顺序为：先现状用水户后潜在用水户；先上游后下游，先地表水后地下水，先本地后境外，先引提后蓄水，先本流域后外流域；先生活用水、生态用水，后生产用水。按照上述原则分配水资源，常常遇到本流域潜在用水户对外流域现状用水户的用水影响,上游潜在用水户对下游现状用水户的用水影响,生态环境用水不足造成生活和生产上有水无用的影响［6］。根据国外的经验,研究水资源配置的优先原则应与水资源的产权配置结合起来，按水权批准的先后确定水权的优先顺序,进行水资源可利用量的评价与配置［7］。本次规划，水权仅是在取水方面进行了考虑，而世界银行指出水权应该包括“取水、耗水、排水”三要素［8］。因此，水资源规划中考虑水权的配置问题有待深入研究。

4.3 洪水资源化

水资源综合规划配置的基本原理是供需平衡分析。当供水满足不了需水要求，缺水程度较大时，需采取一定的工程措施和非工程措施来节水降低需水量或开源增加供水量。在供水规划中，开辟新水源，充分利用中水回用、雨水收集和海水淡化等资源来扩大供水量。洪水资源化是获得水资源的新途径。在很多地区，洪涝灾害和缺水问题同时存在，也比较严重，一方面是大量的水资源在汛期白白流走，另一方面却是水资源匮乏，尤其是农业用水得不到保障。研究如何解决这一矛盾，变害为利，实现洪水资源化是一个既具有理论意义，又具有现实价值的课题［9］。

4.4 规划方案评价

水资源综合规划的最终目的是以水资源的可持续利用支撑经济社会的可持续发展。在水资源综合规划方案确定后，其是否能保障社会经济的可持续发展,水资源的开发利用本身是否具有可持续性，本次规划只是从定性方面进行了简单分析。目前，有关水资源方面的综合评价较多，但侧重于水资源开发利用［10-11］，对于水资源综合规划的评价尚且不多［12-13］。从何种角度定量综合评价水资源综合规划方案，建立哪些量化指标体系，采用哪种方法进行评价，尚需进行全方位深入的探讨。

5 结语

水资源综合规划是以水资源-生态环境-社会经济作为整体系统，统筹考虑规划区域内与水资源有关的各种问题而进行的多目标规划，是应对日益严峻的水资源形势，促进水资源可持续利用的战略性规划，其宗旨是以水资源的可持续利用支撑区域经济社会的可持续发展、遏制生态系统的恶化。水资源综合规划研究围绕经济、社会、环境、生态、水资源5个方面，来开展水资源系统和经济社会系统、水资源系统与生态环境系统、生态环境系统和经济社会系统之间的协调与调控。但是，也要清楚地看到，要达到现代水资源综合规划思想的要求，还任重道远，需要从多方面深入研究，不断积累规划经验，为下一轮水资源综合规划提供必要的经验。

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作者：宋全香 杨峰