张洪义

(辽宁省辽阳水文局， 辽宁 辽阳　111000)



辽宁省水资源优化配置体系及统一调度方案研究

张洪义

(辽宁省辽阳水文局， 辽宁 辽阳111000)

【摘要】本文以辽宁省为研究区域，对全省水资源进行水情分析、优化配置、统一调度方案研究，根据水资源规划成果，提出优化配置与调度的思路和步骤，以进一步加强全省水资源统一规划、统一管理和统一调度。

【关键词】水资源； 优化配置； 统一调度； 方案研究； 辽宁省

我国新形势下水利的战略地位，明确了要把水利作为国家基础设施建设的优先领域，把严格水资源管理作为加快转变经济发展的战略举措，提出到2020年要基本建成水资源合理配置和高效利用体系，建立最严格的水资源管理制度；加强水资源配置工程建设，完善优化水资源战略配置格局，建设一批骨干水源工程和河湖水系连通工程，提高水资源调控水平和供水保障能力；强化水资源统一调度，协调好生活、生产、生态环境用水，完善水资源调度方案、应急调度预案和调度计划；促进流域与区域、城市与农村水利协调发展，支撑经济社会健康、协调可持续发展。

水资源优化配置与统一调度的实施是一个区域在水资源可持续发展中研究的重点，国内这方面研究已有一定进展，如：鹿星等[1]应用水资源多过程模拟和优化配置的复杂整体决策支持分析系统，对淮河流域水资源优化配置案例进行分析与演示并阐述了分析过程；张汝山[2]以新疆天山北坡中段的玛纳斯河流域为例，采用水均衡法对该流域水资源及其利用进行了分析与评价；王海政等[3]为了构建可持续发展视角下的区域水资源优化配置模型, 建立了具有逻辑关系的算法体系；黄艳等[4]以长江流域为例，阐述了流域水资源统一调度和管理的关键环节和主要技术，探讨了工程措施；李想等[5]根据《黄河水资源公报》公布的数据，分析了水量统一调度以来黄河流域水资源利用情况。由此，在水资源需求越来越高的情况下，水资源短缺与水质污染已严重制约了社会经济发展与人民的生活质量，合理调度流域水资源，对生态与社会的发展具有现实意义[6]。

1辽宁省概况

辽宁省位于东北地区南部，是东北经济区和环渤海经济区的重要结合部。境内雨热同季，日照丰富，积温较高，冬长夏暖，春秋季短，四季分明。雨量不均，东湿西干。全省阳光辐射年总量在100～200cal/cm2之间，年日照时数2100～2600h。全年平均气温在7～11℃之间，最高气温30℃，最低气温30℃。

2014年，全省平均降水量453.6mm，折合降水总量659.98亿m3，比多年平均值少33.1%。 年内降水量主要集中在5—8月。全省水资源总量145.93亿m3，比多年平均值少57.3%，总供水量141.76亿m3，全省总耗水量91.57亿m3[7]。辽宁省水资源具有总量偏少，年际、年内变化大，与人口分布、耕地资源分布、经济发展布局不相匹配的特点。

2技术路线及关键技术

2.1技术路线

a.调查收集辽宁省及相关区域经济社会发展、供用水、水文气象、水质监测、污水处理厂、水污染防治措施等资料。

b.分析研究区域内的水资源总量、水源工程径流过程。

c.根据辽宁省已有的水资源规划成果，对规划水平年经济社会和生态环境需水预测成果进行复核。

d.以研究区已建和在建水利工程为基础，考虑规划水平年规划新建的水利工程，复核规划水平年已建、在建和规划水利工程的可供水量，构建水资源合理配置和优化配置模型，对水资源进行优化配置。

e.在优化配置成果基础上，对配置的方案开展统一调度研究，分析实现区域水资源优化配置和统一调度的工程和非工程措施，确保优化配置成果的落实。

f.通过水资源优化配置、统一调度研究，建立基础信息平台和调度方案模拟系统，为今后各区域水资源开发利用、经济社会发展和生态环境改善提供重要的技术支撑。

具体的技术路线见下图。

2.2关键技术

2.2.1优化配置

水资源优化配置是水资源规划与管理工作的重要组成部分，配置决策科学化对水资源规划方案的选取起着决定性作用。通过运用水资源配置模型进行分析和计算，生成一系列的水资源配置方案集，需要建立评价指标体系，对方案集进行对比和评价，选取总体效果最好的推荐方案。

2.2.2统一调度

在优化配置成果基础上，开展统一调度工作，工作分为正常年景调度和非正常年景的应急调度。调度时，根据水文、水力学、社会学、经济学、运筹学调控论的基本原理，强调充分调动系统内一切可以利用的水量，综合利用包括工程与非工程措施在内的各种水量调控手段，对流域水循环系统及其降雨—径流—调蓄功能进行合理调控，研究正常年景调度和特殊枯水年及水污染突发事件情景下对应的不同水源调配方案。

3水资源优化配置

3.1优化配置思路

水资源配置分为常规的水资源合理配置和水资源优化配置，相应的配置模型分为水资源模拟模型和水资源优化模型。水资源合理配置是优化配置的前提，在建立区域水资源合理配置模拟模型的基础上，建立优化配置模型，对各个用水户、供水水源按照相应的优化准则进行优化。

研究水资源优化配置的总体思路为：对区域河流水系、用水户、供水水源按照供水—用水—耗水—排水的水力联系进行概化，建立区域水资源网络图；在区域水资源网络图基础上，构建水资源模拟模型，对区域水资源进行合理配置；在区域水资源模拟模型基础上，再构建区域水资源优化配置模型，按照相应的优化准则，对模拟模型建立的各节点供用水优先次序、供水量等进行优化。

3.2方案评价

3.2.1概述

方案评价的一般流程如下：ⓐ采用水资源优化配置模型生成配置方案集；ⓑ建立评价指标体系；ⓒ评价指标的定量化和标准化；ⓓ建立评价模型(评价函数)；ⓔ将各个方案的评价指标值代入评价模型，得到各方案的综合评价指标值，据此判别各方案的优劣；ⓕ反馈和修正。其中，评价指标的确定、权重的确定和评价模型的建立是配置方案评价的核心内容。

3.2.2评价指标体系

通过专家打分法、熵值法、相关度法等方法分析各指标的重要程度和指标间的相关程度，去掉一些重要性低和相关系数较大的指标，综合考虑方案的社会效益、经济效益、生态环境效益、方案的技术经济可行性、水资源合理利用等因素，确定评价指标体系。其中，社会经济合理性包括：流域或区域缺水率；生态环境合理性包括：水功能区达标率、生态环境用水比例；水资源系统合理性包括：人均水资源量、亩均水资源量、万元GDP用水量和水资源开发利用率。

4水资源统一调度

4.1统一调度思路

辽宁省统一调度方案应满足当地法律、法规确定的水库各级调度水位，综合考虑防洪、供水及对周边的影响等多方面因素拟定。

调度方案应具有较强的可操作性，在调度方案拟定中要充分体现最严格水资源管理制度，强化水资源“三条红线”，通过全省水利工程的联合运用，保障供水安全。研究特殊干旱年和突发性水污染事件的应急调度方案，保障城乡居民供水安全。

水资源统一调度研究应以水资源优化配置结果为基础，对研究区域内的各水源工程进行统一调配研究。年度用水量实行按比例丰增枯减的调度原则，即根据年度来水量，确定区域的可供水量，然后按一定比例进行分配，枯水年同比例压缩。制定调度方案，要上下游统筹兼顾，优先安排城乡生活用水和重要工业用水，其次是农业、工业及其他用水，同时还需留有必要的河道生态环境用水。

4.2正常年统一调度

收集研究范围内现有工程的调度方式，可通过收集现有工程的设计报告或相关调度运行方式的法律法规来获取包括各级调度水位、调度方式等信息。

了解研究范围内各用水户的地理分布、用水需求，特别是重点用水户在时间、水质上的要求等。初步拟定各水源工程的调度原则、调度方式，用水户的用水需求等。

在优化配置成果基础上，对各水源工程的调度运行规则进行相应调整，研究各水源工程满足优化配置的统一设计规则、模式、方案等。根据水文分析的汛期起始和结束时段及来水、供水情况，研究各水源工程的供水优先次序，拟定区域不同水源工程正常运行期供水调配方案。

4.3非正常年统一调度

在正常运行期兴利调度基础上，对各区域历史上遭遇的特殊枯水年和水污染突发事件进行调查统计，提出遭遇特殊枯水年和水污染突发事件的应急调度预案和措施，包括特枯水年及水污染突发事件情况下各水源工程运行调度方式和供水优先次序等供水调整方案。

4.4保障措施

研究实现统一调度的保障措施，包括工程措施和非工程措施。工程措施主要有各水源之间连通工程建设，调度系统建设，取、退水水量水质的计量监测方案与设施以及计量设施、设计方案等；非工程措施包括管理保障措施及技术保障措施等，管理保障措施包括工程取用水(含退水)组织管理机构、程序、水资源监测方案和制度、水资源监督方案和制度等，技术保障措施包括提出加强预报和调度的技术措施、工程取用水计划对控制性要素的影响分析、各类控制性条件的满足情况和影响的对策措施等。

根据水资源优化配置和统一调度研究成果，初步准备委托专门的科研机构开发统一调度模型，为实现最严格水资源管理和统一调度提供技术平台。建立以流域水循环系统为中心，以调控国民经济用水—生态用水关系为基础，以综合、优化、合理的工程和非工程技术为保障的水资源管理系统，探讨建立水资源统一调度机制的可能性。其基本思想是从流域系统出发，全方位、多层次地对流域中一系列可调控的因子实施优化控制。通过水资源统一调度模型，统筹流域水量时空分布和优化社会经济用水过程，实现来水量过程与用水过程的匹配，以促进流域社会经济发展，维持、恢复和改善生态环境系统。同时，考虑到水资源的社会属性和水权，在进行调度时，根据水文学、水力学、社会学、经济学、运筹学调控论的基本原理，强调充分调动系统内一切可以利用的水量，综合利用包括工程与非工程措施在内的各种水量调控手段，对流域水循环系统及其降雨—径流一调蓄功能进行合理调控和控制。化害为利，统筹水量调控与流域综合治理、流域水量统一调度。通过综合、优化、设计和实施，建立实用的水量调度技术，从整体上对水资源进行调控，实现水资源的高效、低耗和可持续发展利用，做到人水和谐。

5结语

根据国务院发布的《关于实行最严格水资源管理制度的意见》，以辽宁省为研究区域，提出强化水资源统一调度，依法制订和完善水资源调度方案、应急调度预案和调度计划，对水资源实行统一调度。区域水资源调度应服从流域水资源统一调度，水力发电、供水、水运等调度应服从流域水资源统一调度。要切实加强流域水资源的统一规划、统一管理和统一调度。强化城乡水资源统一管理，对城乡供水、水资源综合利用、水环境治理和防洪排涝等实行统筹规划、协调实施，促进水资源优化配置。

参考文献

[1]鹿星，倪红珍,杨明祥，等.水资源优化配置的可视化决策支持系统分析平台[J].水利水电技术，2014，45(1)：24-27.

[2]张汝山.新疆玛纳斯河流域水资源合理配置研究[J].中国水运，2014，14(4)：221-222.

[3]王海政，仝允桓.可持续发展视角下的区域水资源优化配置模型[J].清华大学学报(自然科学版)，2007，47(9)：1531-1536.

[4]黄艳，陈炯宏.强化长江流域水资源统一管理调度[J].水资源研究，2015,4(3):209-215.

[5]李想,吕秀环,冯辉.水量统一调度以来黄河流域水资源利用分析[J].人民黄河，2008，30(4)：44- 46.

[6]李鹏.大汶河水资源优化调度[J].水资源开发与管理，2015(1):29-33.

[7]辽宁省水利厅.2014年辽宁省水资源公报[R].2015.

Research on water resources optimized allocation system and unified scheduling plan in Liaoning Province

ZHANG Hongyi

(LiaoningLiaoyangHydrologyBureau,Liaoyang111000,China)

Abstract：Liaoning Province is regarded as the research area in the paper. Hydrologic analysis, allocation optimization and unified scheduling plan study of water resources are carried out in the whole province. Ideas and steps of optimized allocation and scheduling are proposed according to results of water resources plan, thereby further strengthening unified planning, management and scheduling of water resources in the whole province.

Key words：water resources; optimized allocation; unified scheduling; plan research; Liaoning Province

DOI:10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.02.006

中图分类号：TV213

文献标志码：B

文章编号：1005- 4774(2016)02- 0020- 04