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关键词:水资源规划 宏观经济 多目标群决策
水资源是国民经济和人民生活不可或缺的资源,它们相互制约相互矛盾;通过合理的规划,又可以做到共生共荣、互相促进,达到水资源利用与经济、环境协调可持续发展的目的[1]。
大连市是全国发展最快和最严重的缺水城市之一,其人均水资源占有量不足全国人均的四分之一,严重缺水的紧张局面多次出现;干旱和对地下水的不合理开采,造成了大面积下降漏斗区、海水倒灌等严重的环境问题。水资源已经而且还将成为大连市国民经济发展的瓶颈之一。本文以国家科委全国地方科技攻关项目“大连市水资源综合开发利用研究”为背景,以满足大连市国民经济持续发展、环境质量改善和人民生活水平的提高为总目的,将大连市的水资
源系统、社会经济和环境3个子系统作为一个相互联系的大系统,建立了大连市宏观经济水资源发展规划多目标决策模型,并提出了模糊切比雪夫多目标群决策方法,以生成和选择水资源供需调控策略,为大连市政府在制定该市发展规划和水资源的合理利用决策时提供科学依据。
1 大连市宏观经济水资源发展规划多目标决策模型
根据大连市宏观经济水资源发展规划的总目的,其所要求的结果可用多种目标来描述。由于区域宏观经济水资源系统是一多目标、多效益、多矛盾的复杂系统,与其相关的部门和团体有着各自不同的利益要求和目标,而这些要求和目标通常都是相互冲突、不可公度的。考虑到不使决策模型规模过份宠大,在充分调查研究与参考其它地区研究的基础上[2-4],我们选择了国民生产总值(GNP)、生物化学需氧量(BOD)、粮食总产量(FOOD)3个目标。
1.1 经济目标与约束条件? 选择各规划水平年各地区国民生产总值之和(GNP)最大为主要经济目标,即:
式中:j=1,2,…,10为地区序号,分别为中山、西岗、沙河口、甘井子、旅顺、金州、瓦房店、普兰店、庄河、长海;s=1,2分别代表规划水平年2010和2020年;α(j,s)是各水平年各地区的附加值率。GNP(j,s)是地区j在水平年s的国民生产总值。国民经济结构约束为
(I-A)X(j,s,k)=BHO(j,s,k)XHO(j,s)+BSO(j,s,k)XSO(j,s)+
BFI(j,s,k)XFI(j,s)+BST(j,s,k)XST(j,s)+XEP(j,s,k)-XIM(j,s,k)
式中:I是单位矩阵;A是投入产出系数矩阵;k=1,2,…,7分别代表农、轻工、重工、建筑、运输邮电、商业和非物质部门;XHO(·)、XSO(·)、XFI(·)、XST(·)分别表示居民消费、社会消费、固定资产积累、流动资金积累;BHO(·)、BSO(·)、BFI(·)、BST(·)分别为相应变量的分配系数;XEP(·)、XIM(·)为各水平年各地区各部门的进出口变量;X(·)为各水平年各地区各部门的产值变量,它们与国民生产总值的关系为:
式中:IOC(·)是各水平年各地区各部门的附加值率。各地区固定资产积累与投资关系为:
KT(j,s)+IW(j,s)=K1(s)KT(j,s-1)+K2(s)GNP(j,s)+K3(s)GNP(j,s-1)
式中:KT(·)是各水平年各地区总资产存量;K1(·)是前一时段总资产存量在本时段的剩余系数;K2(·)是本时段国民生产总值对固定资产存量的贡献;K3(·)是前一时段国民生产总值对本时段固定资产存量的贡献;IW(·)是各规划水平年各地区分担的水投资。
1.2 社会目标与约束条件 根据大连市农业的实际,选择各规划水平年各地区粮食产量与其目标期望偏差之和最小:
式中:TFOOD(·)、FOOD(·)分别是各地区各规划水平年的粮食消耗量期望目标和实际粮食生产总量。粮食生产目标方程由下式确定
TFOOD(j,s)=KFO(j,s)PLO(j,s)
其中,KFO(·)、PLO(·)是各规划水平年各地区的人均粮食消耗量和人口总数。粮食产量方程为
其中YD1(·)、AR1(·)分别是各地区规划年旱地作物单产和播种面积;YD2(·)、AR2(·)分别是灌溉作物单产和播种面积;l=1,2,3是作物种类,代表水稻、小麦和玉米。农业产值方程为:
式中:PR1(·)、PR2(·)分别是各地区各规划年旱地单位面积产值和灌溉地单位面积产值;LM F(·)为各地区的林、牧、副、渔总产值,a=1,2,3,4;l=4,5,分别代表蔬菜和经济作物。
1.3 环境目标与约束条件? 考虑到城市化带来的人口增加等环境压力,选择各规划水平年各地区城镇生物需氧量(BOD)负荷排放量最小作为环境目标,即
式中,BOD(·)是各规划水平年各地区的BOD负荷排放总量,可由下列方程确定:
式中:B(·)是各地区单位产值的BOD排放量;UP(·)是城镇人均生活BOD排放量;PU(·)是城镇人口总数;KSE(·)是各地区污水处理百分率;BSE(·)是城镇污水处理后BOD的剩余量。污水排放量关系式为:
?
式中:M(·)、DB分别是各地区标准污水处理厂个数和每个厂的污水处理能力;WX(·)是单位产值的污水排放量;WPU(·)是城镇人均生活污水排放量。
1.4 水供需平衡关系方程 上述3个目标除相互促进相互制约外,还同时都受水资源系统的控制与制约。城镇水供需平衡方程为:
式中:WP(·)是城镇人均年供水量;WEA(·)是每亩蔬菜灌溉定额;WG(·)为各地区可利用水量;WE(j,s)各地区水平年环境用水量。
农村水供需平衡方程为:
式中:WPV(·)是农村人均年供水量;PV(·)是地区农村总人口;WL(·)(a=1,2,3,4)分别是林、牧、副、渔业单位产值耗水量;WAG(·)是地区农村可利用水资源量。
2 模糊切比雪夫多目标群决策方法
根据大连的实际,可将决策者分为市政府与地区二层次。前者的地位与决策权显然高于地区类决策者,其作出的决策应当给予高度的重视;地区类决策者为大连所辖的10个区县市。因此,上节建立的模型是半结构化、风险型、多层次和多目标的群决策问题。
2.1 模糊多目标切比雪夫模型 交互式切比雪夫决策方法由美国Steuer教授首先提出[5],是一种通过与决策者交互逐步缩小决策空间,最终达到满意解的决策方法,也是求解单决策者多目标决策问题较理想的方法。
为叙述方便,将上节的宏观经济水资源发展规划多目标决策模型简述为:
(1)
其中,f1(X)=TGNP,f2(X)=TFOOD,f3(X)=M-TBOD,X是所有变量组成的向量,M是一个适当大的正数,S是上节中所有约束条件所组成的集合。
分别求解单目标规划(i=1,2,3):
maxfi(X)
(2)
可得最优解与最大值。再分别求解单目标规划:
minfi(X)
maxfi(X)
(3)
可得最小值fi*。这样,可构造出目标函数fi(X)的相对隶属度[6]为
(4)
显然,μ*=(1,1,1)是相对隶属度的理想点值。为在应用切比雪夫方法时不易丢失满意解,在相对隶属度空间中将移动一个很小的距离εi≥0,可得到一个“更好的理想点”。由于,从而已不再有相对隶属度的意义。我们把称为超理想点。εi一般取0.01~0.1之间的任意值。
结合传统切比雪夫方法,并按使所有达到最小值进行求解满意方案,其中λ=(λ1,λ2,λ3)是切比雪夫权重向量,也即目标权重向量,满足。但为使所得的解总是有效解,避免模型可行域的局部病态给求解带来的不良影响,在模型中增加光滑项。于是,可建立如下的决策优化模型:
?
其中ρ为一综合比例系数,一般取较小的值。根据实际经验,通常取0.001~0.01之间的某个值为宜[2]。为了求解方便,令,于是可将上述决策优化模型转化成下列决策模型
?
2.2 模糊切比雪夫多目标群决策方法 多目标切比雪夫决策方法是一种交互式算法,能充分体现决策者的偏好和判断。首先,根据随机产生的权重空间和权重向量,计算并抽取若干个模型解,并将其提供给决策者挑选出“满意解”;然后以该解为核心进行离散和抽样[7],计算缩小了的权重空间,并随机产生相应的权重向量和模型解,供决策者选择。交互过程是在不断缩小的满意解搜索空间中反复进行的,直至求出决策者的满意解或不可能产生的新解。但我们的决策问题是多层次多决策者的群决策,各决策者对切比雪夫过程提供的备选方案的选择不一定完全一致。因此各决策者在选取各自满意决策方案时必须进行协商,以形成群的最满意方案,才能继续下一轮切比雪夫过程。为此,通过引入“不满意度”概念,将两层决策转化为单层决策问题。最后利用广义加权切比雪夫模型式(5)将多目标问题式(1)转化为单目标问题求解。我们称这种决策方法为模糊切比雪夫多目标群决策方法。现结合决策模型式(5),将该决策方法的具体过程和步骤简述如下:
第1步:确定迭代次数n0,每次迭代后抽取的决策方案个数n,权重空间缩小因子r。令W为由权重区间[li,ui]组成的权重空间域,即W=[l1,u1]×[l2,u2]×[l3,u3]。当t=0时,一般取。
第2步:由式(2)~(4)将式(1)转化为广义加权切比雪夫模型式(5)。
第3步:令t=t+1,形成权重向量空间,即。
第4步:利用随机抽样理论,产生50×3组权重向量,并从中筛选出2×11组差异最大、最不相同的权重向量。
第5步:将选出的2×11组权重向量逐一输入决策模型式(5)求解,可求得2×11组决策方案;
从中选出11个差别最大的方案,并将它们提供给决策者组成的决策群体。
第6步:群中各决策者经过协商,从11个方案中选择出具有最小群不满意度的方案作为群的最满意方案,记作μt,如何计算群不满意度将在下一小节里介绍;
第7步:若决策者想提前结束迭代,则转入第11步;否则,计算与μt相应的权重向量(记作λt)的分量:
第8步:由λt构造新的权重向量λt+1的权重空间,即
其中,
第9步:如果t
第10步:若决策群对所选方案不满意想继续迭代,则退回第3步;否则,转入下一步;
第11步:与μt相应的方案(解)Xt即为群的最满意解。
2.3 群最满意方案的产生方法 在多目标决策问题式(1)中,上层决策者为市政府,相应的决策称为上层决策,他作出决策一般有两种方式:一是作为普通决策者从切比雪夫备选方案中挑选最满意方案;二是直接给出理想值,称之为政策理想点。此时每个备选方案相对于最满意方案或政策理想点都有一个不满意度。相对于上层决策的不满意度称
为政策偏离度或上层不满意度。地区类决策者的决策称为下层决策,备选方案相对于其所选的最优方案的不满意度称为下层不满意度。
设模糊切比雪夫多目标群决策过程第5步产生的11个方案的相对隶属度矩阵为
下层决策者j可在上述备选方案中直接挑选自己的最满意方案;如果事先知道其关于经济、社会和环境三目标的偏好信息,则可用相对隶属度原理确定其关于目标的权重,并利用陈守煜提出的模糊优选模型[8]确定其最满意方案:
于是,相对于最满意方案μtlj,决策者j关于其它备选方案各指标的不满意度为
(6)
这里i=1,2,3;l=1,2,…,11;j=1,2,…,10。于是,决策者j对方案l的不满意度定义为:
(7)
这里p为距离参数,并记。综合所有下层决策者对备选方案的不满意度,可得到每个方案l的下层群不满意度,即
(8)
其中Dωj是地区决策者j的权重,显然影响大的地区权重应更大一些。
对于政策理想点,可用式(4)求得其各目标的“虚拟”相对隶属度向量,并得第l个备选方案对于政策理想点的偏离度pul,并记pu=(pu1,pu2,…,pu11)。
??? 综合上下两层的不满意度可得决策群体的综合不满意度。记第l个方案的综合不满意度为
(9)
其中ωU和ωL分别是上、下层决策者的权重,ωU+ωL=1。显然,最小的就是群最满意方案,即模糊切比雪夫多目标群决策过程中第6步的方案μt。
由于用相对隶属度函数统一了切比雪夫决策方法中不同量纲的目标函数,模糊切比雪夫多目标群决策模型(5)物理概念更加清晰,表述也更加清楚;同时,本方法对于解决多层次多决策者的群决策问题也提供了一种有效的途径。
3 应用
在第t轮迭代中,模糊切比雪夫过程产生了11个备选方案,其相对隶属度矩阵如下:
各下层决策者关于目标的权重向量分别为:(08,0,02),(07,01,02),(07,0,03),(06,0,04),(06,02,02),(06,03,01),(05,03,02),(05,04,01),(05,04,01),(08,01,01)。用模糊优选模型可计算得10个下层决策者的满意方案分别为:8、1、8、8、3、1、3、3、3和1。由式(6)和式(7)可求得他们各自对各方案的不满意度向量分别为:
Lu1=(0.043,0.013,0,0,0,0,0,0,0,0,0)
Lu2=(0,0.111,0.034,0.056,0.013,0.027,0.061,0.049,0.009,0.014,0.02)
Lu3=(0.038,0.01,0.008,0,0,0,0,0,0,0,0)
Lu4=(0.032,0.012,0.007,0,0,0,0,0,0,0,0,)
Lu5=(0.026,0.009,0,0.032,0.02,0.031,0.04,0.022,0.005,0.035,0.035)
Lu6=(0,0.076,0.102,0.051,0.04,0.06,0.062,0.24,0.019,0.043,0.064)
Lu7=(0.022,0.015,0,0.038,0.03,0.047,0.049,0.022,0.007,0.053,0.052)
Lu8=(0.022,0.019,0,0.033,0.004,0.062,0.047,0.011,0.01,0.07,0.07)
Lu9=(0.022,0.019,0,0.033,0.004,0.062,0.047,0.011,0.01,0.07,0.07)
Lu10=(0,0.093,0.049,0.033,0.013,0.023,0.037,0.024,0.007,0.014,0.020)
设市政府的政策理想点为,其关于目标的权重为:(0.4,0.3,0.3)。则政策偏离度为:pu=(0.385,0.371,0.36,0.364,0.432,0.429,0.373,0.404,0.416,0.46,0.472)。其中参数p取为1。
设下层决策者权重为:Dω=(0.12,0.12,0.12,0.12,0.12,0.08,0.08,0.08,0.08,0.08)。则下层群不满意度为:GLu=(0.022,0.036,0.018,0.022,0.011,0.027,0.031,0.033,0.006,0.026,0.029)。
设上下层权重为(ωu,ωL)=(0.4,0.6),则可得综合不满意度向量为:
GTu=(0.167,0.17,0.155,0.159,0.179,0.188,0.168,0.181,0.17,0.2,0.206)。可见第3个方案具有最小不满意度,故群的最满意方案即为方案3,而方案11是群最不满意方案。
4 结束语
研究结果表明:只有合理调整大连市的产业结构,积极进行开源节流,才能有效地缩小水资源需求的缺口,保持国民经济的稳定发展。耗水型的重工业应积极进行产业结构的调整;大力发展工业电子、信息等高新产业和港口、金融和旅游等第三产业,增加服装、面料、医药、饮料和食品行业的比重。新规划方案所需的水量比原规划水量要少,但国民生产总值得到了增加,在今后一段时间内,通过努力是可以实现的。
通过对决策模型的运行结果分析,本文提出的宏观经济水资源发展规划多目标决策模型能较好地反映大连市的实际情况,所提出的模糊切比雪夫多目标群决策方法有效地解决了该决策问题多目标多层次多决策者的复杂性,从而为大连市水资源开发与经济协调发展研究提供了一种多目标群决策分析方法,由此开发出来的水资源综合利用决策支持系统将为大连市政府作决策时提供科学依据。
参 考 文 献:
[1] 陈守煜,等.大连市水资源、环境与经济可持续发展研究[J]. 水 科学进展,2001,19(3):52-54.
[2] 翁文斌,等.宏观经济水资源规划多目标决策分析方法研究及应用[J]. 水 利学报,1995,(2):1-10
[3] 陈家琦,王浩.水资源学概论[M].北京:水利水电出版社,1999.
[4] 李登峰.复杂模糊系统多层次多目标多人决策理论模型方法与应用研究[D ].大连:大连理工大学,1995.
[5] R E Steuer,E Choo.An interaetive weighted Tchebycheff procedure? for multiple objective programming[J].Mathematical programming,1983,26:326-344 .
[6] R E Steuer.Multiple Criteria Optimization:Theory Computation and Application[M].New York:John Wiley & Sons,1986.
(一)自然环境
县位于滇中高原北部,地理位置在东经°14′——°49′,北纬°51′——°30′之间,东与隔江相望,东南与县毗邻,西南与县接壤,东北连接市,西北隔江与县相邻。县城距省府262公里,距州府208公里。县城东西最大横距53.2公里,南北最大纵距73.6公里。
全县总土地面积平方公里,其中山区面积97%,坝区占3%,境内最高海拔2884.7米,最低海拔926米,相对高差1958.7米。年平均气温17.7℃,极端最高气温37.7℃,最低气温-4.4℃,年平均温差13.4℃。多年平均降雨量840毫米,年平均蒸发量2794.4毫米,年平均日照2811.5小时。自然灾害主要有洪涝、干旱、大风、冰雹、低温和霜冻。
县辖乡镇,个村民委员会,总人口万人,其中农业人口万人。现有耕地面积亩,其中水田66716亩,旱地68114亩。全县经济收入主要为烤烟、粮食、林业、加工业、经济林果、养殖业。工农业生产滞后,2002年,全县工农业生产总值为37364万元。境内东南部、中部商业、经济文化较好,而北部、西部等由于山高地少,经济文化较为落后。
(二)水资源现状
县境内河流均属金沙江水系,多为南北走向。主要河流有河、河、河、河。
县境内水资源丰富,多年平均降雨量840毫米,丰水年1147.7毫米,枯水年550.3毫米,全县水资源总量19.07亿立方米,地表水径流量4.87亿立方米,地下水2.29亿立方米,过境水资源量1.74亿立方米。全县区域的水资源总量为6.61亿立方米,人均占有水资源量6610立方米。可开发利用水资源量4.87亿立方米,已开发利用2.9亿立方米。
全县已建成水库、坝塘座,总库容万立方米,其中:中型水库座,小(一)型水库座,小(二)型水库座,小塘坝座,蓄水能力万立方米,实际供水能力万立方米。建成引水渠道95条,总渠长318.2公里,实际供水能力303万立方米。全县耕地面积134830亩,实际灌溉面积76776亩,其中:水田44000亩,水浇地32776亩。由于工程老化,供水设施简陋,农业灌溉水利用系数较低,仅为0.24~0.32。
二、开展节水型社会试点建设的重要性、目的意义、原则、依据、指导思想和目标
(一)必要性
是个水资源短缺的县,水资源问题已经成为经济社会可持续发展的主要制约因素之一。节水是实现水资源优化配置与可持续利用的前提和关键。《水法》明确规定:“国家厉行节约用水,大力推行节约用水措施,推广节约用水新技术、新工艺。发展节水型农业、工业和服务业,建立节水型社会”。全面推行各种节水措施,是各级政府的重要职责。加强水资源管理,提高水的利用效率,建设节水型社会,是水利部门的一项基本任务。为此,开展节水型社会建设工作,全面建设节水型社会,是十分必要的。
(二)目的意义
通过节水型社会建设,提高我县水资源和水环境承载能力,做到“城乡一体,水权明确,以水定产,配置优化,水价合理,用水高效,中水回用,技术先进,制度完备,宣传普及”。力争在较短的时间内,培育和完善我县节水型社会的法律法规、行政管理、经济技术政策和宣传教育体系。
(三)原则
试点工作遵循以下原则:
1、统一管理,优化配置,以水定产,城乡协调。
2、全面规划,分步实施,因地制宜,突出重点。
3、注重基础,完善机构,措施配套,广泛参与。
4、立足当地,多方筹措,省州共扶,合理使用。
(四)依据
试点工作的依据是:《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《取水许可制度实施办法》、《建设项目水资源论证管理办法》、《城市供水条例》、《省取水许可规定》、《省水资源费征收管理暂行办法》、《省城市节约用水管理实施办法》等法律法规,及《开展节水型社会建设试点工作指导意见》、《全国节水规划纲要》、《中国城市节水2010年技术进步发展规划》等指导性文件。
(五)指导思想
以强有力的组织机构和高素质的人才队伍为保障,合理的资金投入和工作方式为支撑,力争在较短的时间内取得明显成效。
(六)目标
1、结合我县水资源情况和经济社会发展规划,实施总量控制目标。
2、发展目标
(1)农业节水,重点对中型水库灌区以及万亩灌区进行节水改造,灌溉水利用系数提高到0.5,带动全县节水型社会化建设。
(2)工业节水,重点行业是水泥厂,人造板厂,提高用水重复利用率到60%,工业万元产值取水量下降到50立方米。
(3)县城生活节水,重点推广节水器具和杜绝减少跑、冒、滴、漏。
(4)农村生活节水,重点推广节水器具。
(5)建立健全节水管理体系、法规体系和技术推广服务体系,建立起适应社会主义市场经济体制的节水运行机制和节水产业,提高全县节水意识。
三、节水型社会建设的主要内容
1、依据国家法律法规,结合县情,制定出适合我县水资源管理的、行之有效的政策,编制节水发展规划,报县人民政府批准后,由县水行政主管部门牵头组织实施。
2、根据我县水资源情况和经济社会发展规划,制定主要行业产品和城乡居民生活用水定额,制定供用水总量控制指标,逐级分配,对供水实施总量控制和定额管理相结合方案。
3、调整产业结构,制定产业结构调整规划,实施水资源优化配置,对已建工程,按照水资源条件,调整现有经济结构(包括产业结构和种植结构),实现优化配置水资源。对新建、改建、扩建建设项目(包括水利项目、工业项目以及涉水项目),实行水资源论证制度。
4、编制节水工程规划,加强节水工程建设,进行节水技术改造,提高用水效率。
开展农业节水工程建设,进行工业节水技术改造,推行各种节水技术、设备和器具。工程措施包括农业节水示范项目,灌区及工业节水改造,集镇供水设施改造,集雨设施建设,工业及生活污水减排处理和回用,引水冲污工程,河道清淤等。
5、完善节水管理制度,建立节水管理信息系统。建立和完善取水许可制度和水资源有偿使用制度为核心的,包括水资源论证、用水总量控制与定额管理、三同时四到位、节水产品认证等在内的水资源和节水管理制度体系,加强节水管理信息系统建设。
6、改革水资源管理制度,建立合理的水价形成机制。对涉水事务统筹考虑,实现城乡水资源统一管理,适时、适度、适地调整水价和水资源费,实行超计划用水或超定额用水累进加价制度。
7、建立稳定的节水投入保障机制和良性的节水激励制度。从水资源费、超计划、超定额加价水费和排污费等收费中,提取一定比例资金和地方财政补助经费,作为节水管理专项资金。通过节水专项奖励,财政补助,减免有关事业性收费等政策,鼓励和支持节水技术发展。
8、推动节水服务体系建设。搞好节水技术指导,示范培训,建立节水社会化服务体系,同时根据需要,开展相关专项课题研究。
9、制定节水指标体系,建立监测监督检查系统。建立节水评价指标体系,评价考核供用水单位节水实施情况,加强对高耗水行业、重点用水大户的监督检查。
10、建立节水宣传制度,加大节水宣传力度,提高全社会的节水意识。广泛开展政策、法规学习宣传教育活动。在全县范围内利用广播、电视、黑板报、标语、循环宣传网站,座谈会,举办培训班等多种形式,进行周期性宣传,提高全民节水意识,政策认识水平和法制观念,以及产业结构调整与资源、环境认识。
四、试点工作组织形式
县节水型社会建设试点主体是县人民政府,由县节水型社会建设试点工作领导小组统一组织实施,领导小组办公室设在县水利局,具体人员由各相关部门抽调组成,负责试点实施具体工作,各有关部门按照各自职能各负其责。
水利部门负责节水发展规划组织实施牵头工作,制定水资源统一管理有关政策、用水总量控制指标、优化配置水资源,负责农业节水工程的实施。
建设部门负责县城生活节水,建设、改造供水管网,推广节水器具,制订县城生活用水、节水计划,并组织实施。
经贸部门负责工业节水管理工作,进行工业节水技术改造,推行各种工业节水技术、设备和器具。
农业部门要根据水资源优化配置原则,负责做好产业结构和种植结构调整。
计划部门负责制订水价管理制度,适时、适度、适地调整水价和水资源费。
财政部门负责积极筹措资金,加强资金管理,建立稳定的节水投入保障制度,确保资金投入。
科技部门负责做好节水技术、设备、器具的引进、推广和指导工作。
五、试点时间
根据省水利厅意见,我县节水型社会试点建设时间定为3年。
六、试点实施步骤
1、编制实施方案,并报省水利厅审查批准,时间:2003年5月底前完成。
关键词:水资源论证制度;实施困境;对策
中图分类号:TV文献标识码: A
引言
水资源论证是指在人类开发利用水资源的行为实施之前,以水资源承载力为依据对人类开发利用水资源的合理性、供水水源的可靠性及节水潜力等进行分析与评估。水资源论证对于促进水资源优化配置和可持续利用,保障建设项目的合理用水,构建节水防污型社会,促进人水和谐及维护河流健康等都具有重要意义。
1、水资源论证的主要内容
随着国家水行政主管部门对水资源论证管理力度的加大,对水资源论证的要求也日益提高。水资源论证工作涉及水量、水质、水温、水能等水资源的四大要素;涉及地表水、地下水以及污水处理回用等非常规水源;涉及取水、供水、用水、耗水、排水、节约和保护等水资源开发利用全过程;涉及建设项目取水、退水对周边地区的影响及其补救、补偿措施;涉及论证范围内当前和未来一定时期新老项目的水资源利用关系;涉及水资源可持续利用与经济社会可持续发展的关系。
建设项目水资源论证报告的编制涵盖了建设项目从取水、用水到退水的整个过程,是落实水资源三条红线管理的较好体现。从总量控制上来说,现在大多数省、市已经把水量细化分配到了县甚至用水大户,建设项目所在地的总水量是一定的,假如水量已分配完了,则该项目取水就不允许,首先从水量控制的角度予以否决,只能通过市场、水权转让等其他渠道获得取水许可;从用水效率上来看,报告编制过程中还要对建设项目的生产工艺、用水过程进行分析,特别是项目用水是否在用水定额范围内,对耗水量大而重复利用率达不到要求的项目给予否决;从纳污能力上来看,在报告编制时,对于项目退水首先看业主是否建立自己的污水处理厂,把通过处理的污水排入工业园区综合污水处理厂再次处理,经达标后排入水体。
2、水资源论证制度的实施困境
2.1、适用范围狭窄
2.1.1水资源论证制度不能适用于非水资源水源的开发利用
我国目前关于水资源论证制度的立法规定主要集中于《取水许可和水资源费征收管理条例》(以下简称《条例》)第十一条和水利部于2002年的《建设项目水资源论证管理办法》(以下简称《办法》)。根据上述条文的规定,建设项目需要取用水资源的,应当提交水资源论证报告书,开展水资源论证。因此,我国的水资源论证制度在适用范围上与取水许可制度保持一致。然而这样规定也带来一定弊端,限制了水资源论证制度的适用范围。之所以这样讲,是因为我国现行取水许可制度的适用范围非常有限。根据《条例》第二条的规定,取水许可制度仅能适用于直接从江河、湖泊和地下取用水资源的行为。因而取用雨水、中水、海水淡化水及自来水等水源的建设单位,就不用办理取水许可申请,当然也就不用进行水资源论证。近些年来,越来越多的企业不再直接取用江河、湖泊或地下水作为生产用水,而改为取用雨水、中水、海水淡化水和自来水等水源。这些水源虽不属于我国法律所界定的。水资源。,过量取用上述水源且向环境大量排水,必然对整个自然界的水循环带来消极影响。然而目前这样的行为完全游离于国家的水资源管理之外,削弱了国家对水资源开发利用行为的管理能力。
2.1.2、水资源论证制度不能适用于规划
我国目前的水资源论证制度仅能适用于开发利用水资源的建设项目,还无法对开发利用水资源的各类规划产生影响和制约。如果仅仅关注对单个建设项目的水资源需求进行论证,而忽视社会整体经济发展对水资源需求的总量控制、忽视经济产业布局对水资源供给能力的总体需求,那么社会经济发展与水资源之间的供求矛盾不可能得到根本解决。由于建设项目水资源论证制度在管理层次上只把目光局限在微观的建设项目上,而不能对宏观层面的社会经济发展规划、产业发展规划等施加任何影响,所以其立法目的的实现程度必然是非常有限的,而后者对水资源承载力的影响又是更为显著的。
2.2、对从业人员开展职业资格管理缺乏法律法规依据
水资源论证是一项专业性极强的工作,从业人员必须具有一定的专业知识和能力才能编制出合格的水资源论证报告书,并进而对水资源开发利用中的具体问题提出准确、客观的技术结论和建议。因而,对水资源论证从业人员应当开展专业化管理,建立从业人员职业资格制度或业务培训制度。而根据《行政许可法》及国务院的相关规定,目前开展水资源论证从业人员的职业资格管理和业务培训缺乏法律依据。2007年,国务院办公厅了《关于清理规范各类职业资格相关活动的通知》。按照《通知》的分类,水资源论证从业人员职业资格和上岗培训属于非行政许可类职业资格,因为其设定无法律、行政法规或国务院决定的依据。
3、水资源论证制度的完善对策
3.1、论证范围的交合与补充
一是在科学合理条件下的跨流域调水,一定程度上满足地方的经济发展需求;二是使水资源论证制度适用于国民经济和社会发展规划、城市总体规划、综合开发利用规划和产业发展规划等规划;三是更大程度地取用自来水、水库中的水以及雨水、中水等非常规水源,以提高水资源利用效率和效益。
3.2、关于水资源论证的体系构建
3.2.1、论证机构资质管理制度
要严格此类中介机构的市场准入,用行政手段进行管理。可以适当扩充水资源论证乙级资质单位,在其业务范围内增加水资源论证报告表的编制、增加市政府水行政主管部门审批、报省政府水行政主管部门备案的水资源论证丙级资质单位,其业务范围仅限编制水资源论证报告表、制定和推行水资源论证的招投标制度、明确规定资质使用、变更、注销、撤销等监管措施。这些措施可有效防止地方保护和行政干预。
3.2.2、从业人员管理制度
注重水资源论证从业人员的知识更新,增加学习培训和研讨交流的次数,严格上岗资格、年审和淘汰制度,提高从业人员上岗资格证的含金量。这是论证机构的配套制度,目的在于将法律责任落实到行为人,也是约束其具体编制行为的行业规范。
3.2.3、审查专家管理制度
专家主要负责技术审查。专家评审是严把水资源论证质量关的有效手段,笔者建议参考规划的环境影响评价审查专家库管理办法,同时,扩充其他行业的专家数量和地方的水利系统评审专家库。可以采取随机抽取的方式,实行评审专家的日常考评机制,明确报告书评审专家代表的是所在单位的审查行为,避免因利害关系人的介入,影响报告书的质量。
3.3、关于水资源论证的跟踪评价
任何事先的评价和论证都需要后期实践操作中的验证。从水资源论证的科学性、完备性和实效性角度分析,只有后续管理制度的跟进,才能全面了解项目建成投产后的取水、用水、节水和退水情况。环境影响评价中已经规定了环境保护行政主管部门的跟踪检查制度,此时,水行政主管部门可以加入其中,参与评价水资源论证质量。但是,笔者并不是让水资源论证完全依赖于环境影响评价的后续跟踪制度,而是要承担起涉及水环境的考查项目。从一些环评报告中不难反映出,对于水环境而言,后期的核实和审查着力点仍然停留在水质的污染方面,基本上没有涉及水源的容量等问题。因此,水行政部门能利用掌握企业用水需求的资料的优势,高效地完成审核任务。这一方面促进了环境论证内容的完善,另一方面也可以减轻环保部门的执法成本。两部门互相督促,将有利于提高论证水平,有利于检查业主单位对论证报告书中提出的有关用水总量控制和水资源保护措施的落实情况,有利于贯彻落实最严格的水资源管理制度。
结语
总而言之,要想充分发挥水资源论证制度的实效,就要关注相关条文规范的衔接和联系,把好水资源开发利用关,促进水资源的优化配置。实施水资源论证制度,有利于促进经济社会可持续发展,因而应当坚持推进制度建设,使其更好地发挥功能。
参考文献:
研究目标
开展沿海围垦区水资源优化配置研究,是落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要》确定的重点领域的需要。在国内外水资源优化配置与联合调度研究的现有基础之上,实施江苏沿海滩涂围垦区水资源优化配置与联合调度研究,为江苏沿海滩涂水资源保障提供关键性技术,也为其他类似地区的水资源开发积累技术经验。本研究的具体目标如下:a.依据江苏沿海滩涂开发规划,揭示出围垦区各类水资源用户的需求特性,提出需水综合管理方案,实现需水精细化管理。b.根据江苏沿海滩涂围垦区各用户的需水要求,并结合当地水资源特点,构建多水源多用户多目标的水资源系统仿真模拟模型。c.实现当地水、过境水及远距离调水的联合优化调度,构建适合沿海围垦区水资源配置方案的评价体系,提出围垦区水资源配置优化方案,促进围垦区的水资源可持续利用。
研究内容
江苏沿海围垦区淡水资源极度缺乏,建立高效安全的水资源保障体系是实现围垦区水资源可持续利用的唯一途径,也是实现当地经济社会可持续发展的基本条件[2,27,28]。在分析沿海围垦区水资源开发利用潜力、蓄淡工程优化布局和非传统水资源开发利用的基础上,进行沿海围垦区水资源优化配置与联合调度研究,是建立江苏沿海围垦区水资源保障体系的必要环节。在充分了解围垦区水资源开发利用潜力的同时,分析围垦区水资源需求时空变化特征,运用围垦区当地蓄水工程与远距离调水的联合调度技术以及多水源多用户多目标联合调控与分配技术,生成围垦区不同水平年水资源优化配置方案,不仅可以实现水资源在不同区域和用水户之间的有效公平分配,而且可以实现对区域水循环及其影响的自然与社会诸因素进行整体调控。本研究围绕以下几方面内容展开研究:a.沿海围垦区水资源需求分析与预测。结合江苏沿海滩涂围垦区发展规划,了解沿海围垦区各水资源用户的需水要求,包括水量要求、水质要求及用水时间要求等,分析其在时程分配上和空间分布上的变化特性,预测不同发展水平年下江苏沿海围垦区在生活、生产和生态三方面的需水过程以及综合需水过程,分别研究基于用水总量控制、用水效率控制、排污总量控制以及多目标控制的沿海围垦区需水管理技术与方法。b.沿海围垦区多水源供水系统联合调度。在沿海围垦区水资源评价的基础上,结合江苏沿海滩涂开发规划,分析沿海围垦区各供水工程、用水户在流域水系和自然地理上的拓扑关系,构建沿海围垦区水资源供需系统网络图,厘清其水资源供需结构,并根据各水源之间、各用水户之间以及水源与用水户之间的水力联系、水源特性和用水特性,建立沿海围垦区多水源多用户水资源模拟仿真系统,建立沿海围垦区多水源联合优化调度模型,尤其是当地蓄水工程与外调水的联合调度模型。c.沿海围垦区水资源合理配置。根据江苏沿海滩涂开发规划,兼顾抑制需水、增加供水和保护生态,构建沿海围垦区水资源配置方案集;基于公平性、有效性和可持续性原则,建立多水源、多用户水资源系统联合调控与分配模型;构建适合沿海围垦区的水资源配置方案评价指标体系与方法,分析评价不同配置方案在经济、技术和生态环境等方面上的差异,确定围垦区水资源最佳配置方案。在上述研究内容中,本研究的主要技术难点在于,沿海垦区多水源、多用户、多目标的水资源联合调度和优化配置。
技术路线
针对上述研究内容,本研究在充分收集与分析江苏沿海滩涂围垦区水文、气象、水文地质、潮汐、土地利用及社会经济等方面资料的基础上,将首先对沿海围垦区水资源需求的时空变异特性、河流渠道水系结构以及围垦区内供水工程布局进行分析,研究沿海围垦区的水资源需求管理措施,构建水资源系统供需网络图,并结合沿海围垦区水资源开发潜力研究与特殊水资源开发利用研究,建立起多水源多用户的水资源模拟仿真系统以及联合优化调度模型,根据沿海滩涂发展规划,生成各类情景下沿海围垦区水资源配置方案,建立沿海围垦区水资源配置方案评价指标体系与方法,最终提出沿海围垦区水资源优化配置优化方案,从而为江苏沿海滩涂围垦区水资源利用提供技术保障(图略)。
关键词:水资源;产业结构;供水能力
中图分类号: P641.8文献标识码:A
水是人类生存的生命线,也是工农业生产和整个国民经济发展的基本条件。近几年来,我国北方地区连续干旱少雨,水库蓄水大量减少,导致北方城市淡水资源出现了严重不足,水资源已成为各城市经济发展的主要制约因素。因此,水资源的综合开发利用应该作为城乡经济建设可持续发展的战略措施予以重视,大力开展水资源综合开发利用与城乡经济发展协调优化的可行性研究。
一、摸清本地区水资源及其开发现状.
水资源是城乡经济发展具有决定性意义的约束条件,对其基本情况必须有充分的了解。要摸清本地区水资源的基本情形,首先应从降雨量开始。以济南地区为例,据历史水文资料统计,济南地区平均年降水量为697.3mm,换算成年总降水量为88.2l亿m3,扣除蒸发等损失,经分析计算可得,济南市平均年径流总量为35.87亿m3。据济南市历史各年水文资料分析,各年径流量变化剧烈,最大最小年径流量相差12~13倍。更突出的是,存在连续干旱和连续丰水现象,表现为时空分布极不均匀。例如,济南市曾经在1935~1946年连续出现11年的枯水年份;而1956~1967年又出现近10年的连续丰水年。掌握本地区连续干旱和连续洪涝的变化特点,对今后开发利用水资源,确保城市规划建设的可靠水源,具有重要的意义。所谓摸清水资源开发利用现状,指的是要调查掌握已建各类工程可控制的设计供水能力、现状供水能力和当年的实际供水量。在掌握当前可供水资源总量基础上,提出未来规划年份可供水量的预测。
二、大力开发新水源
首先要多方利用海水资源。沿海地区特别是近海岛屿旅游开发区的淡水供给,利用海水是解决水资源紧缺的有效措施之一。济南市1993年每日利用海水量9.0万m3,按照5%比例将海水转化为淡水资源,相当于每日节约利用淡水资源0.45万m3,亦即相当年节约淡水164.25万m3。济南市规划2010年每日利用海水量20万m3,等于年节约淡水547.5万m3。其次要广泛利用中水资源。所谓中水资源,即将城市每日排水量较大的非高污染水,经过消毒、净化,然后转化为清水,通过专门的输水管路,供广大城市居民作为除饮用水以外的生活用水,这一措施在国外水资源短缺地区被广泛采用。将污水资源化,同时还有利于环保。仍以济南市1993年资料为例,每天能将1.0万m3的污水转化成淡水资源。按照济南市城建部门完成的中水与污水资源化规划资料统计分析,到2010年济南市区每日利用中水资源可达18.0万m3。当前,济南市政府通过经济杠杆作用,采用的节水措施和水费征收政策,促使广大市民创造出很多“一水多用”的节水方法。实际上这也是群众自觉地使用中水资源的一种措施,是中华民族勤俭美德的体现,今后即便水源多了,也应继续坚持。三、调整产业结构,扩大耗水量少的产业比例产业结构是产业之间相互关系的总和,它表现在产业组成、产业构成与产业间投入产出关系三个方面,产业结构具有动态性,可根据资源情况变化调整。仍以济南为例,该市工业包括:机械、电子、石油化工、轻工、冶金、纺织、汽车零部件、医药、服装、建材等行业系统,各行业由于各自的生产状况不同,其耗水量差异很大。下表为20世纪90年代中期的济南市工业系统各行业万元产值耗水量情况: 单位:m3
行业项目 机械 电子 石油化工 轻工 冶金建材 纺织 汽车零配件 医药 服装 电力及其他
万元产值耗水量 46 7 55 25 55 40 20 35 8 95
工业行业万元产值耗水量从上表中可看出,工业产业中的电子、服装、汽车零部件等行业耗水量比其它行业明显要低,因此,在考虑产业结构布局时,除了要结合当地地理优势及工业基础优势,研究市场需求,注意环境保护等问题以外,还应该研究各行业对水资源的依赖程度。必须在制定水资源开发利用规划的基础上,进行产业结构调整,优化产业布局,大力发展经济效益高、耗水量低、无污染的支柱产业,如电子工业、汽车工业等。在调整产业结构的同时,还应重视工业用水重复利用的问题。提高工业用水重复利用率可以大大减少工业产品万元产值的耗水量,济南市90年代中期工业用水重复利用率每年为81%左右,年节水量1650万ITl3。因此,在水资源总量不能满足经济发展规划的时候,努力提高工业用水重复利用率、降低耗水指标,也就等于提高了水资源的利用率,缓解了水资源供需之问的矛盾。
三、减少农业用水,发展节水灌溉
在城市经济发展系统工程中,城乡的农业(包括蔬菜和果树)用水量总是占绝大部分。以济南市90年代中期调查资料为例,工业用水约占总用水量的21.7%,而农业用水量占58%,它几乎是工业用水的3倍,所以,降低农业用水是节约水资源行之有效的措施。我国农业灌溉用水利用率只有30%~40%,与发达国家灌溉用水利用率的70%~90%差距极大,为此我们必须进行以节水为中心的灌区建设与改造,可主要采取三个方面的措施:
1.工程措施。这是硬件措施,资金投入大,首先是对灌溉干渠进行混凝土衬砌防渗,其次是选择田间节水灌溉技术,如将大面积漫灌改为小畦灌、管灌,对地面灌溉困难的作物可采用喷灌,对温室大棚的经济作物和蔬菜适合微灌,对水稻宜采用格田灌。
2.非工程措施。包括管理措施和农业节水技术措施,组织开展优化配水,可提高水的利用率,一般能够节水50%左右。农业节水技术措施主要是经过研究试验,制定本地区各种作物的节水灌溉制度,即在作物生理需要的关键时刻进行灌水,搞好这项工作也可节水30%~40%。
3.有计划地改变种植结构,采用耐旱节水品种,还可采用塑膜覆盖、机械松土、秸杆覆盖等方式,减少田间无效蒸发,达到节水目的。济南市近几年各方累计投资3.652亿元,建成600多项节水灌溉工程,年实现节水1.2亿m3,年增效益1.47亿元。济南市计划2010年将全市各主要作物灌溉定额降到如下水平:单位:m3/亩
项目 北王村 小魏庄 北徐家庄 丁庄 朱河圈村
水田 700 600 600 200 560
小麦 150 180 200 160 120
蔬菜 270 270 270 180 342
果树 100 135 140 135 135
其中仅金州以南地区的蔬菜灌溉定额如能达到342m3信的指标,则可节约用水量1910万m3。由以上分析可知,一个城市的经济发展与水资源开发利用是一个多目标多层次的系统工程。正确解决此问题,必须依据近期(2005年前)与远期(2010年)国民经济和社会发展规划中的有关经济发展指标与本地区水资源可利用量为前提,结合近远期工业总产值目标、灌溉面积、农业灌溉用水量和支柱产业、必要发展产业等目标,做好城市发展规划与水资源开发利用这个大系统工程的可行性研究工作并进行优化组合,优化的原则应当是在保证人民生活用水的前提下,提出最优的可行的决策方案,使国民经济总产值最大化。
参考文献:
[1]济南市水利局,济南市水资源研究会.济南市水资源合
理开发利用研究.1996.
[2]济南市计委.济南市国民经济和社会发展第九个五年