中国水利2006.9收稿日期:2005-12-27作者简介:杨永生(1971~),男,江西省水利科学研究院水资源所副所长,工程师。
注:本文为江西省水利厅试点项目“抚河流域初始水权分配研究”主要内容。
摘要:探讨有利于江西抚河流域水资源可持续利用的水量分配方法,从尊重用水现状原则、公平原则、公平与效率兼顾的原则出发,采用用水定额预测法、综合权重法、层次分配决策法对水量分配进行了多角度分析,初步形成了综合性的分水方案,最后运用方案模拟模型确定了技术推荐方案。
关键词:水量分配;分水方法;抚河流域中图分类号:TV213.4文献标识码:A文章编号:1000-1123(2006)09-0019-04江西抚河流域水量分配方案研究杨永生1,许新发1,祝水贵2,李学红2(1.江西省水利科学研究院;2.江西省水利厅水资源处)抚河流域位于江西省东部,是鄱阳湖水系的主要河流之一,流域多年平均水资源总量为161.7亿m3,人均水资源量3156m3。
应该说抚河流域不存在资源性缺水的问题,但由于降水时空分布不均,流域水资源年际、年内变化较大,来水与用水时间不合拍,洪涝与干旱并存。
根据水资源现状特性,在进行流域水量分配分析时,我们分别从尊重用水现状原则、公平原则、公平与效率兼顾原则出发,相应采用不同的分水方法,多视角、多方案地进行了研究探讨。
总体思路为:①认真核实基础资料,核定现状用水,以建设节水防污型社会为目标,合理预测未来需水。
②合理确定水资源可利用量,以供定需确定总量控制指标,维护河流健康生命,实现水资源可持续利用。
③采用多种方法进行分水探讨,统一分配地表水与地下水、主水与客水,统一调整上下游、左右岸的用水矛盾。
④运用方案模拟模型,抽象直观化、复杂简单化地实现分水方案在空间与时间上的协调分析,合理评价用水方案。
一、认真核实用水现状和合理预测未来需水1.用水现状的核实尊重现状用水是进行水量分配所必须遵循的基本原则之一,所以摸清流域各用水区域的用水现状是进行水量分配研究的重要基础性工作。
现状用水核算应把握两个基本原则,既要体现用水现状的实际情况,又要体现用水的合理性。
要从微观用水定额入手,通过调查、研究各类用水定额,结合已掌握的各用水区域基础资料,进行核算。
流域现状用水(需水)核算情况见表1。
2.预测未来需水中国工程院组织编写的《21世纪中国可持续发展水资源战略研究》咨询项目的综合报告指出,我国将在2030年前后出现用水高峰,用水总量为7000亿~8000亿m3/a,需水量已接近可能利用水量的极限。
因此我们在合理预测未来需水时,既要考虑各用水区域的经济社会的发展目标,更应结合建设节水防污型社会的目标要求。
预测至2030年,抚河流域农业用水综合渠系水利用系数从现在的0.5提高到0.65,即降低毛灌定额30%,人口增长率从现在的1.2%下降至0.5%以下,工业万元产值用水指标以每年2%~3%的幅度下降。
需水量具体预测结果见表2。
StudiesonwaterallocationplaninFuheRiverBasininJiangxiProvince//YangYongsheng,XuXinfa,ZhuShuigui,LiXuehongAbstract:ThemethodsofwaterallocationforasustainabledevelopmentofwaterresourcesintheFuheRiverBasinisdiscussed,byinsistingontheprinciplespresentwateruseconditionsandfairness,giveconsiderationstobothfairnessandefficiency.Waterquantityallocationshouldbeconductedfromdifferentanglesbythemethodsofwaterusequotaprediction,comprehensiveweighingandlayeredallocationdecision-making.Acomprehensivewaterallocationplanisinitiallyformed.Finally,technicalproposalsaredeterminedbyoperatingsimulationmodels.Keywords:waterquantityallocation;waterdistributionmethod;FuheRiverBasin中国水利2006.9从预测结果看,在各类用水中,以工业用水增幅最大,至2030年增加3.01亿m3。
这与抚州地区工业发展势头较强有关。
生活用水增加幅度较大,现状用水为2.52亿m3,2015年为3.19亿m3,2030年为3.77亿m3。
农业用水呈负增长,减少1.02亿m3。
应该说,预测成果较符合建设节水防污型社会的目标要求,符合国家可持续发展水资源战略的基本要求。
二、水量分配总量控制水量分配总量控制指标要按“以供定需”原则确定。
当需水预测量大于流域可利用水资源量时,采用流域可利用水资源量作为水量分配总量;当需水预测量小于流域可利用水资源量时,采用需水预测量作为水量分配总量,其余水量作为预留。
因此,在确定水量分配总量控制指标之前,首先必须界定流域可利用水资源量。
1.水资源可利用量的初步界定水资源可利用量指的是在水资源开发利用最大比例之内,扣除流域和区域为满足生态和环境基本需求量后可用于生产、生活的水资源量。
这一定义指出了流域在开发利用水资源时,首先必须保证流域的生态与环境需水,维护河流健康,实现水资源的可持续利用。
目前,国内大多数专家认为,在保证流域环境与生态需水的情况下,水资源合理的最大开发比例不应超过水资源总量的40%。
我们认为,抚河流域水资源相对丰富,在考虑水资源供应本地区利用的同时,应尽可能多地给鄱阳湖补水。
因此,本次研究结合有关规划情况,确定在保证抚河流域生态与环境需水的前提下,流域水资源合理的最大开发比例不应超过水资源总量的35%。
2.水量分配总量控制指标的确定按照“以供定需”原则,我们认为,在50%及75%频率来水年份,流域水资源可利用量大于需水预测值,水量分配总量控制指标为需水预测值,其余水量预留;在95%频率来水年份(特枯年份),流域水资源可利用量小于需水预测值,水量分配总量控制指标为流域水资源可利用量。
这意味着抚河流域在一般年份不存在资源性缺水,但特枯年份就存在缺水的问题,必须加大节水力度,采取相应抗旱应急措施。
具体水量分配指标为:2015年50%频率情况下为34.45亿~37.09亿m3,75%频率情况下为39.46亿~42.61亿m3,95%频率情况下为23.77亿m3。
2030年50%频率情况下为35.81亿~38.38亿m3,75%频率情况下为40.70亿~43.79亿m3;95%频率情况下为28.52亿m3。
三、分水方法1.用水定额预测法定额预测法以现状用水为基础,微观用水定额为控制指标,通过对用水规模及用水定额变化趋势的预测分析,得出各用水区域水量分配比例。
这种方法体现了尊重现状用水原则,承认各用水区域用水定额及用水表1现状用水(需水)核算成果表单位:亿m3频率生活农业林牧渔业工业合计低方案中方案高方案低方案中方案高方案低方案中方案高方案50%2.5222.9724.1825.391.801.901.994.5831.8733.1834.4875%27.5629.0130.472.172.282.3936.8238.3939.9695%31.733.3735.042.492.622.7541.2943.0944.89参照年频率生活农业林牧渔业工业合计低方案中方案高方案低方案中方案高方案低方案中方案高方案201550%3.1922.8124.0125.212.202.312.436.2634.4535.7737.0975%27.3728.8130.262.642.772.9139.4641.0442.6195%31.4833.1434.793.033.193.3543.9645.7747.59203050%3.7722.0023.1624.322.452.582.717.5935.8137.1038.3875%26.4027.7929.182.943.103.2540.7042.2543.7995%30.3631.9633.563.383.563.7445.1046.8848.66表2需水预测成果表单位:亿m3表3定额预测法各频率各方案平均分水比例(%)分水区域广昌县南丰县南城县黎川县资溪县金溪县东乡县宜黄县乐安县崇仁县临川区赣抚平原灌区2015年4.106.116.674.020.885.135.164.582.685.9218.4836.262030年3.765.545.853.850.894.454.273.922.576.0620.3338.51中国水利2006.9定额预测法方案综合权重法方案层次分析决策法方案35302520151050比例(%)广昌县南丰县南城县黎川县资溪县金溪县东乡县宜黄县乐安县崇仁县临川县4045.00赣抚平原灌区图2不同分水方法2030年分水方案对比分析图定额预测法方案层次分析决策法方案综合权重法方案4035302520151050比例(%)广昌县南丰县南城县黎川县资溪县金溪县东乡县宜黄县乐安县崇仁县临川县赣抚平原灌区图1不同分水方法2015年分水方案对比分析图效率的差异。
运用该方法计算流域各用水区域分水比例见表3。
2.综合权重法所谓综合权重法,就是在对水的使用权进行初次分配时,综合考虑水权分配时遵循的原则和优先序,对不同的原则和要素分别赋予不同的权重或比例系数,最后再进行综合计算,得出各用水区域用水水量分配的一种方法。
综合权重法主要体现分水的优先序和不同用水类别的综合权重,各类分水相互独立,但各类用水指标中,各用水区域相互影响。
综合权重法不同于定额预测法之处在于它不体现各用水区域各类用水指标的差异,将分水总量重新按各用水区域的硬件指标进行分配,体现分水绝对公平原则。
具体方法是:根据水量分配总量,按照各类用水量分别确定各类用水的权重;针对各类用水,选择判定指标;将各用水区域各类用水的判定指标的判定值分别乘以各类用水的权重得出综合分水权重。
运用该方法计算流域各用水区域分水比例见表4(计算方法略)。
3.层次分析决策法层次分析决策法最早由美国运筹学家T.L.saaty于20世纪70年代提出,是一种从定性分析到定量分析综合集成的典型的系统工程方法,它将以人的主观判断为主的定性分析进行定量化,将各种判断要素之间的差异数值化,适用于复杂的模糊综合评价系统,是目前一种被广泛应用的确定权重的方法。