1、水資源優化配置多目標風險分析方法水資源優化配置多目標風險分析方法目錄 影響因子影響因子水資源配置水資源配置風險內涵風險內涵 方法方法 實例實例水資源優化配置風險內涵水資源優化配置風險是指受水資源系統來用水及工程、管理等多種不確定性因素的影響, 水資源配置達不到期望效果的可能性大小。影響因子 考慮到影響水資源配置的因素有自然資源、生態環境、社會經濟、工程技術、科技管理等多個方面,各方面之間又存在不同程度的相互關聯與作用, 有必要根據諸多影響因子屬性不同進行適當歸類, 以識別其中可能導致水資源配置風險的關鍵性因子。影響因子自然條件因子自然條件因子管理因子管理因子工程因子工程因子 社會經濟因子社會經

2、濟因子自然條件因子識別： 在水資源優化配置過程中, 可能產生風險的自然條件主要有降雨、徑流、地下水以及濕地、植被、水生生物等生態條件變化和水質、排污量、土壤鹽漬化等環境條件變化, 其中生態環境變化又與水資源變化之間存在復雜相關關系, 可以用生態環境需水量來反映, 而生態環境需水量與降雨徑流之間存在一定關系。因此, 提出可以用降雨徑流量作為影響水資源配置效果的關鍵性自然條件因子。社會經濟因子識別： 人類社會經濟活動的不確定性是導致水資源配置風險的重要因素之一, 其中人口規模、產業結構、生活及工農業用水水平、節水水平、排污量及其處理能力則是影響水資源配置方案及效果的重要因子?？紤]到在一定發展階段和

3、社會經濟政策下, 人口自然增長率與產業結構及工業、生活用水節水與污水處理水平相對穩定, 農業用水則受降雨氣候、種植面積、節水措施等因素的影響而在年內、年際之間具有一定的隨機不確定性, 故提出以農業用水量作為影響水資源配置風險的關鍵性因子。工程因子識別：通常, 影響水資源配置方案及效果的主要工程措施有地表供水工程、地下水供水工程、調水工程、雨洪利用工程、劣質水利用工程等。受區域或流域水文氣候、地質地理、工程難易程度、經濟合理性與防洪、生態安全等因素的影響, 雨洪利用與劣質水利用工程目前尚處于試驗研究階段, 地下水與地表水工程雖然也受水文氣候等因素影響, 但一旦建成, 則往往會因其一定的調節性能而

4、具有相對穩定的供水能力。因此, 區域調入與調出的水資源量多少將直接影響到水資源配置方案及效果, 由此而成為可能導致水資源配置風險的關鍵性工程因子。管理因子識別： 加強水權、水價及信息化管理是實現水資源優化配置的有效手段。但受經濟、技術、觀念等多種因素的影響, 目前我國初始水權尚不明確, 水價體制與機制并不完善, 信息化技術遠未普及, 上述因素雖然可能導致水資源配置風險, 但目前還難以準確描述, 故暫不考慮。水資源配置風險分析流程：隨機模擬技術采用Monte-Carlo 隨機模擬技術進行風險因子模擬。來水隨機模擬：對于年徑流量等水文變量的分布, 我國一般采用P- 型分布, 可以用舍選法生成P-

5、型隨機數。需水隨機模擬：農業需水與灌溉面積、灌溉定額、灌溉水利用系數等密切相關。灌溉定額主要與降雨頻率有關, 其確定方法是對隨機生成的年來水系列進行判斷, 選擇與其最接近的實測年徑流量, 該實際年份的灌溉定額也對應為模擬規劃年的灌溉定額。灌溉面積、灌溉水利用系數等隨機變量較難確定其客觀分布, 可通過查詢相關規劃報告或采用專家調查法確定其最可能取值和最大最小取值, 以三角分布來模擬。同樣, 其它隨機變量( 如工業產值增長率、年均人口增長率等) 均采用三角分布。水資源多目標優化配置模型目標函數:流域劃分為K 個子區, k= 1, 2， , K , 子區k 內有I( k ) 個供水水源, J ( k

6、 ) 個用水部門。經濟效益目標: 流域內水資源利用對GDP 的凈貢獻值最大水資源多目標優化配置模型社會效益: 主要考慮公平性, 供水公平性可借用經濟學中“基尼系數”的概念來度量水資源多目標優化配置模型生態環境效益目標: 區域各子區BOD 排放量之和最小水資源多目標優化配置模型約束條件：水資源配置過程需要受到供水約束、需水約束和變量非負三種約束條件。供水約束： 為水源i 分配給k 子區的可供水量。水資源多目標優化配置模型需水約束： 分別表示k 子區j 用戶的最小、最大需水量水資源多目標優化配置模型變量非負約束： 其他約束：針對具體情況, 可增加其它約束。如投資約束、水質約束等。水資源配置風險分析方法與步驟隨機試驗次數為N, 分別統計配置方案中社會效益、經濟效益、環境效益小于確定方案( 不考慮風險因子的隨機性, 取確定的值) 對應效益的次數: Ns , Ne