汉中市水资源合理配置研究
|
摘要
随着经济的高速发展，水资源的相对紧缺已经成为制约区域经济发展的主要因素之一。研究水资源的合理配置，以求水资源的合理、持续利用，具有普遍的理论意义。
结合汉中市目前存在的忽视水管理和水经济效益的现象，研究汉中市水资源的合理配置，不仅有助于缓解区域供用水关系、提高社会效益和经济效益，而且可使经济发展建立在可靠的水资源供给基础之上，对实现汉中市的经济发展战略提供保障具有实际意义。
本文结合汉中市实际情况，在分析了汉中市水资源系统的基础上，以区域宏观经济发展理论为指导，用灰色预测方法对汉中市宏观经济系统发展趋势进行了预测，在此基础上，从生活、工业、农业、生态环境四个用水方面进行了汉中市不同水平年的需水量预测，并进行了供需平衡分析。
用可持续发展的观点，将水资源合理配置和社会经济发展、生态环境保护紧密结合起来。从系统分析的角度，建立了汉中市水资源合理配置多目标分析模型、宏观经济模型和水系统优化模拟模型，用优化与模拟技术相结合的定量与定性分析相结合的方法，从不同的时间层次上对宏观经济水资源系统进行了优化和模拟，用GAMS语言进行了编程计算，经分析，结果合理、可靠，对该区水资源管理决策有指导作用。
在此基础上，根据水资源管理的特点和功能要求，用软件集成的开发方法，对汉中市水资源管理决策支持系统的集成开发应用环境进行了初步探讨。
As economy grows by leaps and bounds, the relative lack of water resources has already become one of the main factors that restrain regional economy development. Study on water resources reasonable distribution will not only lessen water-supply pressure and reach the best social effects and economic benefits, but also realize the economic sustainable development with reliable water resources.
Based on the present condition and the analysis of water resources system in Hanzhong, the developing trends of macro-economy system in Hanzhong city and water demand in different year at living, industry, agriculture, ecological environment these four aspects are anticipated in this paper, it can be used for the supply and demand balance calculation of water resources afterwards.
This paper closely combines the reasonable distribution of water resources with macroeconomic development and ecological environmental protection, moreover guiding by sustainable development opinions and systematic project thoughts, a integrated model system which concludes multi-objective model, macroeconomic model, optimization and simulation water system model is presented By means of the methods which integrates optimization with simulation and quantitative with qualitative, these models are solved by using GAMS. The results show that the mathematical model and solution technique are available; it can be used to assistant making decision.
In addition, the basic frame of water resources DSS of Hanzhong city is developed in this paper.
结合汉中市目前存在的忽视水管理和水经济效益的现象，研究汉中市水资源的合理配置，不仅有助于缓解区域供用水关系、提高社会效益和经济效益，而且可使经济发展建立在可靠的水资源供给基础之上，对实现汉中市的经济发展战略提供保障具有实际意义。
本文结合汉中市实际情况，在分析了汉中市水资源系统的基础上，以区域宏观经济发展理论为指导，用灰色预测方法对汉中市宏观经济系统发展趋势进行了预测，在此基础上，从生活、工业、农业、生态环境四个用水方面进行了汉中市不同水平年的需水量预测，并进行了供需平衡分析。
用可持续发展的观点，将水资源合理配置和社会经济发展、生态环境保护紧密结合起来。从系统分析的角度，建立了汉中市水资源合理配置多目标分析模型、宏观经济模型和水系统优化模拟模型，用优化与模拟技术相结合的定量与定性分析相结合的方法，从不同的时间层次上对宏观经济水资源系统进行了优化和模拟，用GAMS语言进行了编程计算，经分析，结果合理、可靠，对该区水资源管理决策有指导作用。
在此基础上，根据水资源管理的特点和功能要求，用软件集成的开发方法，对汉中市水资源管理决策支持系统的集成开发应用环境进行了初步探讨。
As economy grows by leaps and bounds, the relative lack of water resources has already become one of the main factors that restrain regional economy development. Study on water resources reasonable distribution will not only lessen water-supply pressure and reach the best social effects and economic benefits, but also realize the economic sustainable development with reliable water resources.
Based on the present condition and the analysis of water resources system in Hanzhong, the developing trends of macro-economy system in Hanzhong city and water demand in different year at living, industry, agriculture, ecological environment these four aspects are anticipated in this paper, it can be used for the supply and demand balance calculation of water resources afterwards.
This paper closely combines the reasonable distribution of water resources with macroeconomic development and ecological environmental protection, moreover guiding by sustainable development opinions and systematic project thoughts, a integrated model system which concludes multi-objective model, macroeconomic model, optimization and simulation water system model is presented By means of the methods which integrates optimization with simulation and quantitative with qualitative, these models are solved by using GAMS. The results show that the mathematical model and solution technique are available; it can be used to assistant making decision.
In addition, the basic frame of water resources DSS of Hanzhong city is developed in this paper.
引文
[1]刘昌明，何希吾．中国21世纪水问题方略．北京：科学出版社，1998
[2]张寿全．中国的水环境与水资源可持续利用若干问题．工程地质学报．1999，7(3)：250-256
[3]薛惠锋，王平．水资源支持区域经济发展研究．陕西科学技术出版社，1996
[4]张庆丰．流域水环境管理模式及其支持系统．环境保护．1997，(1)：2～6
[5]蔡喜明等．基于宏观经济的区域水资源多目标集成系统．水科学进展．1995，6(2)：139～144
[6]张德尧．水资源管理的定义、内容和方法．水政水资源(内刊)．1993．5
[7]马蔼乃，陈秀万．空间信息系统支持下的区域水资源管理．水资源研究．1994，5(4)：35～40
[8]冯尚友．水资源持续利用与管理导论．科学出版社，2000
[9]许新宜等．华北地区宏观经济水资源规划理论与方法．黄河水利出版社，1997
[10]贺学海．水资源管理模型的研究过程和发展趋势．水文地质工程地质．1997，(5)：24-26
[11]李达等．水资源宏观经济管理．机械工业出版社，2000
[12]贺学海等．包头市水资源-环境-经济综合管理模型的研究．河海大学学报，1998，26(5)：57～61
[13]Abdullah M.Mohorjy and Neil S. Grigg. Water Resources Management System for Saudi Arabia.Journal of Water Resources Planning and Management.1995,(2):205-215
[14]R.P.Rudra, et al. A multi-tier approach for agricultural watershed management. Journal of the American Water Resources Association. 1999, 35(5):1159-1169
[15]尹明万等．智能型水供需平衡模型及其应用．水利学报．2000，(10)：71～76
[16]张思聪等．青岛市水资源管理模型的初步研究．清华大学学报(自然科学版)，1998，38(1)：67～70
[17]张庆丰．区域水环境系统集成规划方法学与决策支持系统．清华大学博士论文，1993
[18]Trends & Challenges.Environmental Science & Technology.1996,30(1):24-44
[19]黄平．水环境管理决策支持系统的研究和应用．中山大学学报(自然科学版)．2000，39(3)：97-101
[20]Sheng-Feng Kuo, et al.Decision support for irrigation project planning using a genetic algorithm. Agricultural Water Management. 2000, 45:243-266
[21]Wen-Cheng Huang, et al. A handy decision support system for reservoir operation in Taiwan. Journal of the American Water Resources Association.1999,35(5):1101-1111
[22]高朗，程声通．客户——服务器结构下环境信息系统的开发与集成．环境科学进展．1997，5(3)：21-27
[23]侯继雄等．信息技术支持下的环境决策支持系统开发研究．环境科学进展．1998，6(6)：42-47
[24]彭志良等．环境管理决策支持系统的研究．环境科学．1996，17(5)：48-52
[25]张建云等．地理信息系统及其在水文水资源中的应用．水科学进展．1995，6(4)：290～294
[26]魏文秋等．地理信息系统在水文学和水资源管理中的应用．水科学进展．1997，8(3)：296～300
[27]尹魁浩，翁立达．地理信息系统技术在水资源开发利用和保护领域中的应用．水资源保护．1999，(1)：10～14
[28]Tony Reichhardt.Environmental GIS:The World in a Computer.Environmental Science & Technology.1996, 30(8):340-343
[29]Michael W.Sweeney.Geographic information systems. Water Environment Research.1996,68(4):416～418
[30]Michael W.Sweeney. Geographic information systems.Water Environment Research.1997, 69(4): 419～421
[31]Michael W. Sweeney.Geographic information systems. Water Environment Research.1998,70(4):424～426
[32]Michael W.Sweeney.Geographic information systems.Water Environment Research.1999,71(5):551～556
[33]Chen Shupeng, He Jianbang, Hu Jue, Yuan Xiansheng. Bulletin of Resources and Environment Information System.Publishing House of Beijing Normal University,1990
[34]A.Calera Belmonte, et al.GIS tools applied to the sustainable management of water resources.Agricultural Water Management,40(1999)207～220
[35]赵玉霞，赵俊琳．GIS技术及其在区域水环境管理中的应用．水科学进展．2000，11(3)：339-344
[36]李达，粟文辉．北京市水资源数据管理系统．环境科学．1997，18(1)：73～75
[37]杨建强．松嫩盆地资源环境信息系统空间数据库的设计与开发．城市环境与城市生态，2000，13(4)：17-19
[38]C.D. Mckinney. Expert geographic information system for Texas water planning.Journal of Water Resources Planning and Management.1993,(2):170～183
[39]De Pablo C.L, De Agar P.M, Barturent R, et al. Design of an information system for environmental planning and management(SIPA). Journal of Environmental Management.1994, 4:231-243
[40]李云芝，秦大国．当前GIS发展趋势的几个关键问题．系统工程与电子技术．1999，21(12)：95-97
[41]赵俊三，赵耀龙．GIS发展的最新趋势及其应用前景．测绘工程．2000，9(2)：21-25
[42]王宏伟，程声通．基于GIS的城市环境规划决策支持系统．环境科学进展．1997，5(6)：17-22
[43]刘健民．水资源规划与管理决策支持系统的发展和应用．水科学进展．1995，6(3)：255～260
[44]靳孟贵等．水资源-环境管理决策支持系统及其研究现状．水资源研究．1995，16(2)：34-37
[45]翁文斌，蔡喜明．京津唐水资源规划决策支持系统研究．水科学进展．1992，3(3)：190～198
[46]梁季阳等．柴达木盆地水资源决策支持系统的设计与开发研究．自然资源学报，2000，15(1)：80-84
[47]刘勇，井文涌．地理信息系统技术及其在环境科学中的应用．环境科学，1997，18(2)：62-65
[48]邢毅等．地理信息系统城市地下水管理模型研究．清华大学学报(自然科学版)，1998，38(1)：59-62
[49]李本刚，陶澍．地理信息系统在环境模型研究中的应用．环境科学，1998，19(3)：87-90
[50]Boumediene Belkhouche, et al. Design of Object-Oriented Water Quality Software System. Journal of Water Resources Planning and Management. 1999,(5): 289-296
[51]贾海峰，程声通等．流域计算机集成模型系统及其在水库流域水质规划中的应用．环境科学．1998，19(5)：75-77
[52]王晓青．中国水资源短缺地域差异研究．自然资源学报．2001，16(6)：516～520
[53]刘思峰等．灰色系统理论及其应用．科学出版社，1999
[54]韩群．城市水资源规划．中国建筑工业出版社．1992
[55]常炳炎等．黄河流域水资源合理分配和优化调度．黄河水利出版社，1998
[56]武汉水利电力学院主编．农田水利学．水利出版社，1980
[57]M.G.辛，A.铁脱里．大系统的最优化及控制．机械工业出版社，1983
[58]Brooke,D.Kendrick,A.Meeraus,GAMS User's Guide,The Scientific Press,USA,1988
[59]华士乾．水资源系统分析指南．水利电力出版社，1988
[60]胡毓达．实用多目标最优化．上海科学技术出版社，1990
[61]中国水利水电科学研究院水资源研究所编．水资源大系统优化规划与优化调度经验汇编．中国科学技术出版社，1995
[62]阮本青等．可持续性区域水资源优化配置数学模型研究．水资源量与质可持续管理问题研究与实践，195～200
[63]董增川，鲁南．大河流域水资源管理．水资源量与质可持续管理问题研究与实践，191～194
[64]白先台等．灌溉水库水资源综合利用的多目标决策模型．水科学进展，1992，3(3)：207～214
[65]王忠静等．干旱内陆区水资源可持续利用规划方法研究．清华大学学报(自然科学版)．1998，38(1)：33～36
[66]王慧炯等．中国实用宏观经济模型．中国财政经济出版社，1999
[67]沈菊琴等．潘庄灌区水资源管理宏观决策模型研究．水科学进展，1996，7(2)：130-137
[68]石玉波等．区域地表水地下水联合运用的分解协调优化方法．水科学进展．1996，7(3)：239～245
[69]朱文彬等．大连地区需水管理的多级递阶模型与应用研究．大连理工大学学报，1997，37(3)：362～366
[70]卢华友等．义乌市水资源系统分解协调决策模型研究．水利学报．1997，(6)：40～47
[71]宋克强．水资源系统结构与模型．水文水资源．2001，22(1)：6～8
[72]李智录，费良军．水库与灌区水利工程系统优化调度研究．陕西科学技术出版社，1992
[73]于素花．干旱地区灌溉输水供需平衡优化模型．清华大学学报(自然科学版)，1997，37(5)：66～69
[74]郭宗楼等．灌溉系统实时配水模型．武汉水利电力大学学报，1996，29(2)：27～32
[75]Cheng-Shuang Peng and Nathan Buras. Dynamic operation of a surface water resources system. Water Resources Research. 2000, 36(9): 2701-2709
[76]张剑平等．地理信息系统与MapInfo应用．科学出版社，1999
[77]康博创作室编．Visual C++6.0高级编程．清华大学出版社，1999
[78]Joh Mueller. C++5.0从入门到精通．中国轻工业出版社，1998
[79]N.Jiracheewee,et al. Computerized database for optimal management of community irrigation systems in Thailand. Agricultural Water Management.1996,31:237-251
[80]Chris Chalfant, P.E. Achieving Good Data Management. Water Engineering & Management.1998,(7):14-16
[81]安玉庆．Visual FoxPro6.0编程实践．青岛出版社，1999
[2]张寿全．中国的水环境与水资源可持续利用若干问题．工程地质学报．1999，7(3)：250-256
[3]薛惠锋，王平．水资源支持区域经济发展研究．陕西科学技术出版社，1996
[4]张庆丰．流域水环境管理模式及其支持系统．环境保护．1997，(1)：2～6
[5]蔡喜明等．基于宏观经济的区域水资源多目标集成系统．水科学进展．1995，6(2)：139～144
[6]张德尧．水资源管理的定义、内容和方法．水政水资源(内刊)．1993．5
[7]马蔼乃，陈秀万．空间信息系统支持下的区域水资源管理．水资源研究．1994，5(4)：35～40
[8]冯尚友．水资源持续利用与管理导论．科学出版社，2000
[9]许新宜等．华北地区宏观经济水资源规划理论与方法．黄河水利出版社，1997
[10]贺学海．水资源管理模型的研究过程和发展趋势．水文地质工程地质．1997，(5)：24-26
[11]李达等．水资源宏观经济管理．机械工业出版社，2000
[12]贺学海等．包头市水资源-环境-经济综合管理模型的研究．河海大学学报，1998，26(5)：57～61
[13]Abdullah M.Mohorjy and Neil S. Grigg. Water Resources Management System for Saudi Arabia.Journal of Water Resources Planning and Management.1995,(2):205-215
[14]R.P.Rudra, et al. A multi-tier approach for agricultural watershed management. Journal of the American Water Resources Association. 1999, 35(5):1159-1169
[15]尹明万等．智能型水供需平衡模型及其应用．水利学报．2000，(10)：71～76
[16]张思聪等．青岛市水资源管理模型的初步研究．清华大学学报(自然科学版)，1998，38(1)：67～70
[17]张庆丰．区域水环境系统集成规划方法学与决策支持系统．清华大学博士论文，1993
[18]Trends & Challenges.Environmental Science & Technology.1996,30(1):24-44
[19]黄平．水环境管理决策支持系统的研究和应用．中山大学学报(自然科学版)．2000，39(3)：97-101
[20]Sheng-Feng Kuo, et al.Decision support for irrigation project planning using a genetic algorithm. Agricultural Water Management. 2000, 45:243-266
[21]Wen-Cheng Huang, et al. A handy decision support system for reservoir operation in Taiwan. Journal of the American Water Resources Association.1999,35(5):1101-1111
[22]高朗，程声通．客户——服务器结构下环境信息系统的开发与集成．环境科学进展．1997，5(3)：21-27
[23]侯继雄等．信息技术支持下的环境决策支持系统开发研究．环境科学进展．1998，6(6)：42-47
[24]彭志良等．环境管理决策支持系统的研究．环境科学．1996，17(5)：48-52
[25]张建云等．地理信息系统及其在水文水资源中的应用．水科学进展．1995，6(4)：290～294
[26]魏文秋等．地理信息系统在水文学和水资源管理中的应用．水科学进展．1997，8(3)：296～300
[27]尹魁浩，翁立达．地理信息系统技术在水资源开发利用和保护领域中的应用．水资源保护．1999，(1)：10～14
[28]Tony Reichhardt.Environmental GIS:The World in a Computer.Environmental Science & Technology.1996, 30(8):340-343
[29]Michael W.Sweeney.Geographic information systems. Water Environment Research.1996,68(4):416～418
[30]Michael W.Sweeney. Geographic information systems.Water Environment Research.1997, 69(4): 419～421
[31]Michael W. Sweeney.Geographic information systems. Water Environment Research.1998,70(4):424～426
[32]Michael W.Sweeney.Geographic information systems.Water Environment Research.1999,71(5):551～556
[33]Chen Shupeng, He Jianbang, Hu Jue, Yuan Xiansheng. Bulletin of Resources and Environment Information System.Publishing House of Beijing Normal University,1990
[34]A.Calera Belmonte, et al.GIS tools applied to the sustainable management of water resources.Agricultural Water Management,40(1999)207～220
[35]赵玉霞，赵俊琳．GIS技术及其在区域水环境管理中的应用．水科学进展．2000，11(3)：339-344
[36]李达，粟文辉．北京市水资源数据管理系统．环境科学．1997，18(1)：73～75
[37]杨建强．松嫩盆地资源环境信息系统空间数据库的设计与开发．城市环境与城市生态，2000，13(4)：17-19
[38]C.D. Mckinney. Expert geographic information system for Texas water planning.Journal of Water Resources Planning and Management.1993,(2):170～183
[39]De Pablo C.L, De Agar P.M, Barturent R, et al. Design of an information system for environmental planning and management(SIPA). Journal of Environmental Management.1994, 4:231-243
[40]李云芝，秦大国．当前GIS发展趋势的几个关键问题．系统工程与电子技术．1999，21(12)：95-97
[41]赵俊三，赵耀龙．GIS发展的最新趋势及其应用前景．测绘工程．2000，9(2)：21-25
[42]王宏伟，程声通．基于GIS的城市环境规划决策支持系统．环境科学进展．1997，5(6)：17-22
[43]刘健民．水资源规划与管理决策支持系统的发展和应用．水科学进展．1995，6(3)：255～260
[44]靳孟贵等．水资源-环境管理决策支持系统及其研究现状．水资源研究．1995，16(2)：34-37
[45]翁文斌，蔡喜明．京津唐水资源规划决策支持系统研究．水科学进展．1992，3(3)：190～198
[46]梁季阳等．柴达木盆地水资源决策支持系统的设计与开发研究．自然资源学报，2000，15(1)：80-84
[47]刘勇，井文涌．地理信息系统技术及其在环境科学中的应用．环境科学，1997，18(2)：62-65
[48]邢毅等．地理信息系统城市地下水管理模型研究．清华大学学报(自然科学版)，1998，38(1)：59-62
[49]李本刚，陶澍．地理信息系统在环境模型研究中的应用．环境科学，1998，19(3)：87-90
[50]Boumediene Belkhouche, et al. Design of Object-Oriented Water Quality Software System. Journal of Water Resources Planning and Management. 1999,(5): 289-296
[51]贾海峰，程声通等．流域计算机集成模型系统及其在水库流域水质规划中的应用．环境科学．1998，19(5)：75-77
[52]王晓青．中国水资源短缺地域差异研究．自然资源学报．2001，16(6)：516～520
[53]刘思峰等．灰色系统理论及其应用．科学出版社，1999
[54]韩群．城市水资源规划．中国建筑工业出版社．1992
[55]常炳炎等．黄河流域水资源合理分配和优化调度．黄河水利出版社，1998
[56]武汉水利电力学院主编．农田水利学．水利出版社，1980
[57]M.G.辛，A.铁脱里．大系统的最优化及控制．机械工业出版社，1983
[58]Brooke,D.Kendrick,A.Meeraus,GAMS User's Guide,The Scientific Press,USA,1988
[59]华士乾．水资源系统分析指南．水利电力出版社，1988
[60]胡毓达．实用多目标最优化．上海科学技术出版社，1990
[61]中国水利水电科学研究院水资源研究所编．水资源大系统优化规划与优化调度经验汇编．中国科学技术出版社，1995
[62]阮本青等．可持续性区域水资源优化配置数学模型研究．水资源量与质可持续管理问题研究与实践，195～200
[63]董增川，鲁南．大河流域水资源管理．水资源量与质可持续管理问题研究与实践，191～194
[64]白先台等．灌溉水库水资源综合利用的多目标决策模型．水科学进展，1992，3(3)：207～214
[65]王忠静等．干旱内陆区水资源可持续利用规划方法研究．清华大学学报(自然科学版)．1998，38(1)：33～36
[66]王慧炯等．中国实用宏观经济模型．中国财政经济出版社，1999
[67]沈菊琴等．潘庄灌区水资源管理宏观决策模型研究．水科学进展，1996，7(2)：130-137
[68]石玉波等．区域地表水地下水联合运用的分解协调优化方法．水科学进展．1996，7(3)：239～245
[69]朱文彬等．大连地区需水管理的多级递阶模型与应用研究．大连理工大学学报，1997，37(3)：362～366
[70]卢华友等．义乌市水资源系统分解协调决策模型研究．水利学报．1997，(6)：40～47
[71]宋克强．水资源系统结构与模型．水文水资源．2001，22(1)：6～8
[72]李智录，费良军．水库与灌区水利工程系统优化调度研究．陕西科学技术出版社，1992
[73]于素花．干旱地区灌溉输水供需平衡优化模型．清华大学学报(自然科学版)，1997，37(5)：66～69
[74]郭宗楼等．灌溉系统实时配水模型．武汉水利电力大学学报，1996，29(2)：27～32
[75]Cheng-Shuang Peng and Nathan Buras. Dynamic operation of a surface water resources system. Water Resources Research. 2000, 36(9): 2701-2709
[76]张剑平等．地理信息系统与MapInfo应用．科学出版社，1999
[77]康博创作室编．Visual C++6.0高级编程．清华大学出版社，1999
[78]Joh Mueller. C++5.0从入门到精通．中国轻工业出版社，1998
[79]N.Jiracheewee,et al. Computerized database for optimal management of community irrigation systems in Thailand. Agricultural Water Management.1996,31:237-251
[80]Chris Chalfant, P.E. Achieving Good Data Management. Water Engineering & Management.1998,(7):14-16
[81]安玉庆．Visual FoxPro6.0编程实践．青岛出版社，1999