论水资源承载能力与水资源优化配置之间的关系(.doc

提交论文，请严格按照下面模板！注意字间距、行间距、页边距、字体提交论文时，此框需要删除！论水资源承载能力与水资源优化配置之间的关系基金项目：水资源与水电工程科学国家重点实验室开放研究基金（2003B007）、河南省杰出青年科学基金（512002500）第一作者简介：左其亭（1967-），男，河南固始人，工学博士，教授，水文学及水资源专业。Email:HYPERLINK"mailto:[e-mail]"[e-mail]左其亭郑州大学环境与水利学院河南·郑州450002摘要本文在简单介绍水资源承载能力和水资源优化配置概念的基础上，阐述了二者之间的关系。二者既有区别又有联系，水资源优化配置是通过建立优化模型来选择水资源配置方案；水资源承载能力是计算得到的水资源对社会经济最大支撑规模，也可以通过优化模型来计算；水资源承载能力可以作为水资源优化配置模型的约束条件。本文把水资源优化配置模型分为三个层次，即不承载条件下的水资源优化配置模型、承载条件下的水资源优化配置模型、面向可持续发展的水资源优化配置模型；给出各层次模型表达式，并对其进行比较。最后以郑州市为例，介绍各层次模型的应用意义。关键词水资源承载能力，水资源优化配置，优化模型，可持续发展1引言水是人类不可缺少的一种宝贵资源，任何有生命的生物不可能离开水。然而，随着社会经济的发展，人类对水的需求量不断增加，水资源问题日益突出，严重制约着人类社会和经济的发展，迫使水资源学术界不得不思考：在特定区域，到底水资源能承受多大的社会经济规模？有限的水资源如何科学合理地分配？回答这些问题涉及到水资源承载能力研究和水资源优化配置研究两方面问题，对水资源规划、管理和保证水资源可持续利用有重要指导意义。水资源承载能力的概念，最早源自于《生态学》中的“承载能力”一词，是自然资源承载能力的一部分[1]。其研究的主体是资源与环境系统，客体是人类或更广泛的生物群体。近年来，我国不少学者对水资源承载能力的概念及计算方法进行深入探讨[2][3][4]。尽管对水资源承载能力的定义在表述上各有不同，但其表达的基本观点和思路并无本质差异，都强调了“水资源支撑能力”的含义。可以把“水资源承载能力”简单定义为：“一定区域、一定时段，维系生态系统良性循环，水资源系统支撑社会经济发展的最大规模”。因此，在实际应用时，求解水资源承载能力可以通过建立优化模型来实现。对水资源优化配置的研究始于20世纪60年代初期，1960年科罗拉多几所大学对计划需水量的估算及满足未来需水量的途径进行研讨，体现了水资源优化配置的思想[5]。后来，随着数学、运筹学和计算机技术的发展以及水资源供需矛盾日益突出，水资源优化配置理论及应用研究得到迅速发展，国内外已有大量研究成果（如[5][6][7][8][9]）。水资源优化配置实际上就是“运用系统工程理论方法，建立水资源优化配置模型，以此制定水资源配置方案”。国内外关于水资源优化配置和水资源承载能力的研究已有大量文献，但是，在水资源承载能力和水资源优化配置的联系方面论述还不多见，多数是在水资源优化配置模型中包含水资源承载能力约束，或者在水资源承载能力计算时采用优化模型方法。在实际应用上，需要弄清楚二者之间的联系，得出更加切合实际的水资源规划和管理决策。本文主要目标是，（1）阐述水资源承载能力和水资源优化配置之间的联系；（2）分别介绍“不承载条件下”、“承载条件下”和“面向可持续发展”的水资源优化配置模型，给出各层次模型表达式，并对各层次模型进行比较；（3）以郑州市为例，介绍各层次模型的应用情况，并对郑州市水资源承载能力计算结果和水资源优化配置计算结果进行分析。2水资源优化配置与水资源承载能力之间的关系水资源优化配置模型，实际上就是针对水资源配置问题，应用系统优化技术建立的优化模型。仅从建立的模型来看，它只是一个优化模型。从建立的优化模型来分类，可以把水资源优化配置分为多目标优化模型和单目标优化模型。但是，从模型反映的水资源配置思路可能会有很大差异。从传统水资源优化配置来说，尽管还没有提到可持续发展的观念，但它同样用到水资源优化配置模型。这时建立的水资源优化配置模型可能是低级的、考虑因素不全，不能全面反映综合效益最大的目标。虽然如此，它建立的配置模型也是水资源优化配置模型。随着水资源承载能力概念的提出，如果在水资源优化配置模型中加入“水资源承载能力条件”约束方程，这时建立的水资源优化配置模型就是满足“水资源承载能力”条件的水资源优化配置模型。比没有考虑“水资源承载能力”条件的传统水资源优化配置模型在观念上更先进一步。由于“可承载”条件仅仅是可持续发展准则的一个方