城市水資源系統(tǒng)中若干重要問題的研究.pdf

1、城市水資源系統(tǒng)是一個復(fù)雜的大系統(tǒng)，包含供水系統(tǒng)、用水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、容納系統(tǒng)和管理系統(tǒng)等。由于城市化進(jìn)程的加快和工業(yè)的迅速發(fā)展，使得近年來城市對水資源的需求急劇增長，同時由于供水設(shè)施建設(shè)滯后和水資源污染，目前全國大部分城市出現(xiàn)不同程度的缺水現(xiàn)象，每年因缺水造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2000多億元，水資源短缺已經(jīng)成為我國城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素；而且隨著人口的不斷增加及社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市水資源供需矛盾將更加尖銳。為緩解城市水資

2、源供需矛盾、減少因水資源短缺引起的社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等問題，合理預(yù)測未來需水、改革現(xiàn)有的城市水資源管理體制并對未來水資源系統(tǒng)進(jìn)行評價是解決城市水問題的有效途徑。因此，本文針對城市水資源系統(tǒng)存在的主要問題，結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，對城市規(guī)劃年需水進(jìn)行分析預(yù)測，通過市場手段對城市進(jìn)行水權(quán)初始分配及水權(quán)交易研究，并對城市的水安全狀態(tài)進(jìn)行了評價。主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　 (1)城市長期需水預(yù)測研究。城市需水預(yù)測是城市給水和節(jié)水發(fā)展規(guī)劃的

3、基礎(chǔ)，文中選取對城市用水影響較大的因素作為預(yù)測指標(biāo)，通過HP濾波分析其指標(biāo)及用水量的趨勢成分和波動成分。將需水及其影響因子的趨勢性成分與波動性成分分別考慮，應(yīng)用多元線性回歸法及模糊優(yōu)選神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬預(yù)測，然后通過組合以獲得城市需水的預(yù)測值。通過驗證，得出預(yù)測精度最高的組合預(yù)測模型作為城市需水的預(yù)測模型，預(yù)測結(jié)果可以為城市總體規(guī)劃提供一定的參考。
　　 (2)城市外調(diào)水水權(quán)初始分配研究。城市水權(quán)初始分配對于保護(hù)城市水資源、保護(hù)生

4、態(tài)環(huán)境、協(xié)調(diào)城市各地區(qū)各用水戶的正當(dāng)用水權(quán)益、合理開發(fā)利用水資源、節(jié)水和提高用水效益、培育與發(fā)展水市場、優(yōu)化配置水資源有著重大的意義。本文針對城市外調(diào)水水源，借鑒傳統(tǒng)水權(quán)分配原則，分析提出了外調(diào)水水權(quán)分配原則及量化方法，建立了相應(yīng)的多目標(biāo)優(yōu)化分配模型，通過綜合考慮決策者經(jīng)驗以及城市社會、經(jīng)濟(jì)、用水現(xiàn)狀，確定經(jīng)驗權(quán)重及數(shù)學(xué)權(quán)重，結(jié)合經(jīng)驗權(quán)重和數(shù)學(xué)權(quán)重確定各目標(biāo)的綜合權(quán)重，進(jìn)而將多目標(biāo)優(yōu)化問題化為單目標(biāo)優(yōu)化問題進(jìn)行求解。
　　 (3

5、)城市工農(nóng)業(yè)水權(quán)交易研究。水權(quán)交易是水資源配置制度創(chuàng)新的核心，是提高水資源利用效率，實現(xiàn)水資源優(yōu)化配置的有效手段。本文研究并建立了基于政府補償與基于水權(quán)“準(zhǔn)市場”的兩種不同的水權(quán)交易模型。對于政府補償政策下的水權(quán)交易，本文分析了交易價格的構(gòu)成，建立了以“節(jié)水投入+轉(zhuǎn)讓補償”為基礎(chǔ)的“兩部制”模型，重點研究其中的農(nóng)業(yè)水資源價值及補償費用，提出了相應(yīng)的簡化模型；對于水權(quán)“準(zhǔn)市場”的交易模型，本文分析了在市場條件下，水權(quán)交易雙方的出價策略及收

6、益，建立了水權(quán)交易的合作博弈模型，并得出該交易模型的納什談判解。最后以大連市為例建立了大連市工農(nóng)業(yè)水權(quán)交易模型，驗證了模型的合理性。
　　 (4)基于工農(nóng)業(yè)水權(quán)轉(zhuǎn)讓的城市水資源優(yōu)化配置研究。以大連市為研究背景，參考已有研究成果，考慮大連市工農(nóng)業(yè)水權(quán)轉(zhuǎn)讓，建立了以缺水量最小及用水費用最小為目標(biāo)的水資源分配模型，分別得出在現(xiàn)狀供水能力、工農(nóng)業(yè)水權(quán)轉(zhuǎn)讓情況下的大連市2010、2020年水資源配置方案，并分析了工農(nóng)業(yè)水權(quán)轉(zhuǎn)讓對水資源配置

7、的影響，為進(jìn)行比較，最后分析了引進(jìn)外調(diào)水的大連市水資源配置及影響。
　　 (5)城市水安全評價的指標(biāo)體系與評價方法研究。城市水安全的綜合評價是制定城市水安全戰(zhàn)略與規(guī)劃、進(jìn)行城市水安全決策的前提和基礎(chǔ)。在綜合分析了城市水安全內(nèi)涵及特征的情況下，選取了影響城市水安全狀態(tài)的定性及定量指標(biāo)，建立了城市水安全綜合評價指標(biāo)體系，并將指標(biāo)進(jìn)行了等級劃分，確定了各等級的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值。針對水安全系統(tǒng)的模糊性，建立了多層可變模糊綜合評價方法。最后，將