第五章水資源的基本理論

1、 5.1 水量平衡原理 5.2 水環(huán)境容量理論 5.3 水資源價(jià)值理論 5.4水資源優(yōu)化配置理論 5.5水資源可持續(xù)利用理論*1 分水線：山峰、山脊和鞍部的連線稱為分水線 流域：地面分水線包圍的區(qū)域稱為流域 水系：流域中大大小小河流交匯形成的樹(shù)枝狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)稱為水系，也稱河系23 分水線：山峰、山脊和鞍部的連線稱為分水線 流域：地面分水線包圍的區(qū)域稱為流域 水系：流域中大大小小河流交匯形成的樹(shù)枝狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)稱為水系，也稱河系45鄱陽(yáng)湖有贛江、撫河、信江、饒河、修水五大支流，出口控制站流域面積162225 km2，江西境內(nèi)156743 km2 水量平衡o 任意選擇的流域（或區(qū)域），在任意的時(shí)段內(nèi)

2、，任意選擇的流域（或區(qū)域），在任意的時(shí)段內(nèi)，其收入的水量與支出的水量之差等于其蓄水量其收入的水量與支出的水量之差等于其蓄水量的變化量。即在水循環(huán)過(guò)程中，從總體上來(lái)說(shuō)的變化量。即在水循環(huán)過(guò)程中，從總體上來(lái)說(shuō)水量收支平衡。水量收支平衡。 水量平衡方程式6WWWOI127 P: precipitation 降水 ET: evapotranspiration 蒸散發(fā) E: evaporation 蒸發(fā) T: transpiration 蒸騰 R: runoff 徑流 S: storage 蓄水量 F: infiltration 下滲量 8P洋E洋RW洋P陸E陸W陸 全球水量平衡方程o 海洋系統(tǒng)o 陸地

3、系統(tǒng)o 全球9洋洋洋WERPRPE洋洋多年平均RPE陸陸多年平均陸陸陸WERP陸洋陸洋PPEEPE 區(qū)域水量平衡方程10R地表R地下PEWR地表R地下WqqRREqRRPugsgs）（）（出入q入: :由由區(qū)域外調(diào)入的水量。區(qū)域外調(diào)入的水量。Qu: :區(qū)域區(qū)域總耗水量，主要指工總耗水量，主要指工業(yè)、生活耗水量業(yè)、生活耗水量；q出出: :本本區(qū)域的調(diào)出水量。區(qū)域的調(diào)出水量。區(qū)域水量平衡方程：P陸+R地表 + R地下 R地表 R地下 E T =S11閉合外流流域平衡方程：P陸 R地表 R地下 E T =S閉合內(nèi)流流域平衡方程：P陸 E T =S 水資源轉(zhuǎn)化模型則是用來(lái)描述各水資源要素之間相互轉(zhuǎn)化關(guān)

4、系的數(shù)學(xué)工具。它清楚地表明了坡面、包氣帶和地下水的補(bǔ)排關(guān)系，以及水資源的由來(lái)和組成，并根據(jù)各要素間的水量平衡關(guān)系，對(duì)水資源進(jìn)行定量分析。 12一個(gè)流域的水資源總補(bǔ)給量：大氣降水量一個(gè)流域的水資源總補(bǔ)給量：大氣降水量總排泄量總排泄量=河川徑流量河川徑流量+總蒸發(fā)量總蒸發(fā)量+地下潛流量地下潛流量13河川徑流量河川徑流量地下潛流量地下潛流量蒸發(fā)量蒸發(fā)量地表水資源14河川徑流量河川徑流量補(bǔ)給項(xiàng)：大氣降水、冰雪融水、地下水補(bǔ)給；排泄項(xiàng)：河川徑流、水面蒸發(fā)、入滲、開(kāi)采地下水資源15地下潛流量地下潛流量補(bǔ)給項(xiàng)：降水、地表水入滲、側(cè)向補(bǔ)給（平原區(qū)）排泄項(xiàng)：河川基流、潛水蒸發(fā)、地下潛流、開(kāi)采 上游上游山丘山丘區(qū)

5、區(qū)o 山丘區(qū)為徑流形成區(qū)，一般情況下人類的取用山丘區(qū)為徑流形成區(qū)，一般情況下人類的取用水活動(dòng)較少，且基本以水資源的天然轉(zhuǎn)化為主，水活動(dòng)較少，且基本以水資源的天然轉(zhuǎn)化為主，因此根據(jù)水量平衡原理，在計(jì)算時(shí)段內(nèi)流域上因此根據(jù)水量平衡原理，在計(jì)算時(shí)段內(nèi)流域上游山丘區(qū)的水量平衡方程式為游山丘區(qū)的水量平衡方程式為：o R為計(jì)算時(shí)段內(nèi)的河川徑流量；為計(jì)算時(shí)段內(nèi)的河川徑流量；Ug為計(jì)算時(shí)段為計(jì)算時(shí)段內(nèi)的地下潛流量?jī)?nèi)的地下潛流量16WUREPg 上游上游山丘山丘區(qū)區(qū)o 多年平均情況多年平均情況：o 由于河川徑流量由于河川徑流量R由地表徑流量由地表徑流量Rs和地下徑流和地下徑流量量Rg組成，總蒸發(fā)量組成，總蒸發(fā)量

6、E由地表蒸發(fā)量由地表蒸發(fā)量Es（包括土（包括土壤蒸發(fā)、植物蒸騰在內(nèi)）和潛水蒸發(fā)量壤蒸發(fā)、植物蒸騰在內(nèi)）和潛水蒸發(fā)量Eg組成，組成，因此上式可寫成：因此上式可寫成：17gUREPggsgsURREEP 上游上游山丘山丘區(qū)區(qū)o 在山丘區(qū)，受地形坡度的影響，地下水的補(bǔ)給在山丘區(qū)，受地形坡度的影響，地下水的補(bǔ)給形式主要以降水入滲補(bǔ)給為主，地表水入滲補(bǔ)形式主要以降水入滲補(bǔ)給為主，地表水入滲補(bǔ)給相對(duì)較少。給相對(duì)較少。o 地下水資源地下水資源量量：o 山丘區(qū)水量平衡方程為山丘區(qū)水量平衡方程為18gggggUREPWgssPREPggsgsURREEP 上游上游山丘山丘區(qū)區(qū)o 山丘區(qū)的多年平均水資源總量為：山

7、丘區(qū)的多年平均水資源總量為：o 當(dāng)山丘區(qū)地下水埋深較大（大于當(dāng)山丘區(qū)地下水埋深較大（大于4m）時(shí)，）時(shí)， 可可以忽略；在一定的水文地質(zhì)條件下（如地下含以忽略；在一定的水文地質(zhì)條件下（如地下含水層被隔水層阻隔），水層被隔水層阻隔）， 也能忽略，在此條件也能忽略，在此條件下，上式就可簡(jiǎn)化為：下，上式就可簡(jiǎn)化為：19gssPREPWgEgURW 上式表示在一定的條件下，山丘區(qū)的河上式表示在一定的條件下，山丘區(qū)的河川徑流量可以近似認(rèn)為是總水資源量川徑流量可以近似認(rèn)為是總水資源量ggggUREP 下游平原區(qū)下游平原區(qū)o 在天然狀況下，平原區(qū)的水量平衡可表示為在天然狀況下，平原區(qū)的水量平衡可表示為：o 平

8、原區(qū)的水資源轉(zhuǎn)化關(guān)系必須考慮人類活動(dòng)的平原區(qū)的水資源轉(zhuǎn)化關(guān)系必須考慮人類活動(dòng)的影響：影響：20平平平平gssPREP降水量降水量地表蒸發(fā)量地表蒸發(fā)量地表徑流量地表徑流量 降雨入滲補(bǔ)給量降雨入滲補(bǔ)給量qPREPgss平平平平平原區(qū)扣除蒸發(fā)量后的多年平均耗水量平原區(qū)扣除蒸發(fā)量后的多年平均耗水量 下游平原區(qū)下游平原區(qū)o 平原區(qū)的地下水除了本地的降雨入滲補(bǔ)給外，平原區(qū)的地下水除了本地的降雨入滲補(bǔ)給外，還包括上游山區(qū)的側(cè)向潛流補(bǔ)給還包括上游山區(qū)的側(cè)向潛流補(bǔ)給Ug山和地表水和地表水滲漏補(bǔ)給滲漏補(bǔ)給Q表補(bǔ)，其地下水資源計(jì)算公式為，其地下水資源計(jì)算公式為：o 地表水滲漏補(bǔ)給量地表水滲漏補(bǔ)給量Q表補(bǔ)21表補(bǔ)山平

9、平QUPWggg田渠河表補(bǔ)QQQQ 下游平原區(qū)下游平原區(qū)o 水資源總量水資源總量 全流域全流域o 多年平均水量平衡多年平均水量平衡22平平平平平gssPREPWqPREPgss全全全全 全流域全流域o 地表水資源量（河川徑流量）地表水資源量（河川徑流量）o 地下水資源量地下水資源量o 總量總量23平山平山平山全全ggsssRRRRRRRW重平山全ggggWWWW重全全全ggsWWWW包括全部基流量和地表水滲漏補(bǔ)給部分。包括全部基流量和地表水滲漏補(bǔ)給部分。 水水環(huán)境容量環(huán)境容量o 是是水體在一定功能要求、設(shè)計(jì)水文條件和水環(huán)水體在一定功能要求、設(shè)計(jì)水文條件和水環(huán)境目標(biāo)下，所允許容納的污染負(fù)荷量，也

10、就是境目標(biāo)下，所允許容納的污染負(fù)荷量，也就是指在水環(huán)境功能不受破壞的條件下，水體能容指在水環(huán)境功能不受破壞的條件下，水體能容納污染物的最大數(shù)量納污染物的最大數(shù)量。o 水環(huán)境容量大小與水體特征、水質(zhì)目標(biāo)及污染水環(huán)境容量大小與水體特征、水質(zhì)目標(biāo)及污染物特性有關(guān)物特性有關(guān)24水庫(kù)A水庫(kù)B生活供水農(nóng)業(yè)供水 污染物在水體遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程中的物理化學(xué)作用表現(xiàn)在：遷移與擴(kuò)散；吸附與解吸；沉淀與再懸??；降解作用。25底泥沙顆粒吸附作用沉淀zx物理運(yùn)動(dòng)（遷移/擴(kuò)散作用）泥河床解吸作用再懸浮污染物吸附作用解吸作用視頻資料：水污染的來(lái)源 遷移擴(kuò)散作用o 水體中的污染物主要以溶解狀態(tài)或交替狀態(tài)存在，隨著水體的流動(dòng)不斷遷移

11、，同時(shí)也與周圍的水體相互混合擴(kuò)散o 遷移擴(kuò)散作用的結(jié)果？26污染物濃度不斷降低，水質(zhì)得以改善 吸附與解吸作用o 吸附：污染物被泥沙吸附沉入水底o(hù) 解吸：水環(huán)境改變時(shí)，污染物重新溶于水o 一般情況下，吸附能力遠(yuǎn)大于解吸能力o 吸附與解吸作用的結(jié)果？27什么情況下解吸能力會(huì)大于吸附能力？會(huì)有什么后果？什么情況下解吸能力會(huì)大于吸附能力？會(huì)有什么后果？ 沉淀與再懸浮作用o 泥沙 降解作用o 污染物在微生物的生物化學(xué)作用下分解和轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，使水體中污染深度降低o 有機(jī)污染物降解，消耗溶解氧，后果？28魚(yú)類等動(dòng)物死亡，病源菌大量繁殖水體進(jìn)入?yún)捬鯛顟B(tài)，有機(jī)污染物分解生成甲烷、二氧化碳、氨、硫化氫和厭氧微

12、生物，水體黑臭 根據(jù)微元水體中水流連續(xù)性原理、能量守恒原理、物質(zhì)轉(zhuǎn)化平平衡原理而建立的、模擬水質(zhì)運(yùn)動(dòng)、變化過(guò)程的基本方程。o 空間結(jié)構(gòu)：零維、一維、二維、三維o 水流狀態(tài)：穩(wěn)定、非穩(wěn)定29 解析法o 通過(guò)高等數(shù)學(xué)上的微分和積分變化等方法求解 數(shù)值法o 對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行離散，進(jìn)而求出其數(shù)值解的方法。o 有限差分法、有限元法3031污染物特性、時(shí)空分布水體的水功能區(qū)目標(biāo)和要求水環(huán)境容量稀釋容量遷移容量?jī)艋萘?2傳統(tǒng)觀點(diǎn) 取之不盡，用之不竭 水資源本身沒(méi)有價(jià)值現(xiàn)代觀點(diǎn) 無(wú)節(jié)制的水資源開(kāi)發(fā)造成嚴(yán)重環(huán)境問(wèn)題 水資源本身的價(jià)值 勞動(dòng)價(jià)值論o 價(jià)值是凝結(jié)在商品中的無(wú)差別的人類勞動(dòng)o 使用價(jià)值是商品的自然屬性

13、，具有不可比較性。價(jià)值是一般人類勞動(dòng)的凝結(jié)，是商品的社會(huì)屬性，它構(gòu)成商品交換的基礎(chǔ)。o 天然存在的生產(chǎn)資料，如土地、水，只有使用價(jià)值，沒(méi)有價(jià)值33 效用價(jià)值論o 從物品滿足人的欲望能力或人對(duì)物品效用的主觀評(píng)價(jià)角度來(lái)解釋價(jià)值及其形成過(guò)程的經(jīng)濟(jì)理論。所謂的效用是指物品滿足人的需求的能力。o 效用價(jià)值論認(rèn)為，人們獲得效用不一定非要通過(guò)生產(chǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，效用不但可以通過(guò)大自然的賜予獲得，而且人們的主觀感受也是效用的一個(gè)來(lái)源。只要人們的某種欲望或需求得到了滿足，人們就獲得了某種效用。 34 邊際效用論o 邊際效用論是效用價(jià)值論發(fā)展的產(chǎn)物邊際效用論是效用價(jià)值論發(fā)展的產(chǎn)物o 邊際效用指在一定時(shí)間內(nèi)消費(fèi)者增加一個(gè)單

14、位商品或邊際效用指在一定時(shí)間內(nèi)消費(fèi)者增加一個(gè)單位商品或服務(wù)所帶來(lái)的新增效用，也就是總效用的增量。價(jià)值服務(wù)所帶來(lái)的新增效用，也就是總效用的增量。價(jià)值取決于邊際效用取決于邊際效用量量o 服從服從邊際效用遞減邊際效用遞減和和邊際效用均等邊際效用均等規(guī)律規(guī)律o 效用效用程度是由供給和需求之間的狀況決定的，其大小程度是由供給和需求之間的狀況決定的，其大小與需求強(qiáng)度成正比例關(guān)系，物品的價(jià)值最終由效用性與需求強(qiáng)度成正比例關(guān)系，物品的價(jià)值最終由效用性和稀缺性共同決定的。和稀缺性共同決定的。35是指人們對(duì)某種物品的欲望程度隨著是指人們對(duì)某種物品的欲望程度隨著享用該物品數(shù)量的不斷增加而遞減享用該物品數(shù)量的不斷增加

15、而遞減 人們將有限的產(chǎn)品歸為不同的欲望，人們將有限的產(chǎn)品歸為不同的欲望，只有最終使只有最終使各種欲望滿足的程度彼此相同，才能使人們從中各種欲望滿足的程度彼此相同，才能使人們從中獲得的總效用達(dá)到最大獲得的總效用達(dá)到最大 邊際效用論o 水對(duì)人類具有巨大效用，水資源具有價(jià)值o 缺點(diǎn) 混淆了價(jià)值與使用價(jià)值 效用本身是一種主觀心理，無(wú)法精確計(jì)量36 我國(guó)對(duì)水資源價(jià)值的研究o 基于勞動(dòng)價(jià)值論中的自然資源價(jià)值觀o 融入了資本主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)理論 o 水資源的價(jià)值主要體現(xiàn)在：稀缺性、資源產(chǎn)權(quán)和勞動(dòng)價(jià)值37 稀缺性o 水資源之所以具有價(jià)值，關(guān)鍵在于水資源具有稀缺性（陽(yáng)光、空氣）o 水資源的稀缺性又具有時(shí)空性，即在某

16、一地區(qū)或某一時(shí)期水資源緊缺，而在另一地區(qū)或另一時(shí)期可能并不缺少o 水資源價(jià)值的大小是其在不同地區(qū)不同時(shí)段的水資源稀缺性的體現(xiàn)。 38 資源產(chǎn)權(quán)o 產(chǎn)權(quán)是交易的先決條件，而資源配置、經(jīng)濟(jì)效率和外部性問(wèn)題等都和產(chǎn)權(quán)密切相關(guān)。o 從資源配置的角度來(lái)看，產(chǎn)權(quán)通常包含以下權(quán)利：所有權(quán)、使用權(quán)、收益權(quán)和轉(zhuǎn)讓權(quán)。o 產(chǎn)權(quán)體現(xiàn)了所有者對(duì)其所擁有資源的一種權(quán)利，是規(guī)定使用權(quán)的一種法律手段。在各種可能的限制條件下，產(chǎn)權(quán)附帶使用權(quán)。39 資源產(chǎn)權(quán)o 我國(guó)憲法規(guī)定：水流（即水資源）等自然資源屬于國(guó)家所有；水法規(guī)定：水資源屬于國(guó)家所有。o 任何單位和個(gè)人開(kāi)發(fā)利用水資源即是使用權(quán)的轉(zhuǎn)讓，需支付一定的費(fèi)用40 勞動(dòng)價(jià)值o

17、水資源價(jià)值中的勞動(dòng)價(jià)值是勞動(dòng)價(jià)值論的具體體現(xiàn)o 水資源所有者為了在開(kāi)發(fā)利用和交易獲益中處于有利地位，需要通過(guò)水文監(jiān)測(cè)、水資源保護(hù)、水資源規(guī)劃等一系列手段對(duì)其所擁有的水資源數(shù)量和質(zhì)量進(jìn)行調(diào)查、管理，這些工作所消耗的勞動(dòng)和資金則使得水資源價(jià)值中擁有一部分勞動(dòng)價(jià)值。o 勞動(dòng)價(jià)值是區(qū)別天然水資源價(jià)值和已開(kāi)發(fā)利用水資源價(jià)值的重要性質(zhì)。 41未開(kāi)發(fā)的水資源有沒(méi)有價(jià)值？未開(kāi)發(fā)的水資源有沒(méi)有價(jià)值？水資源價(jià)值稀缺性資源產(chǎn)權(quán)勞動(dòng)價(jià)值42對(duì)于不同的水資源及其價(jià)值的認(rèn)識(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況分析對(duì)于不同的水資源及其價(jià)值的認(rèn)識(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況分析如：洪水有沒(méi)有價(jià)值？如：洪水有沒(méi)有價(jià)值？ 價(jià)值流o 價(jià)值流是指創(chuàng)造價(jià)值的所有過(guò)程

18、o 在商品的價(jià)值形成、增值、轉(zhuǎn)移和交換等過(guò)程中，人們通過(guò)有目的的勞動(dòng)把自然物（物質(zhì)流）變成經(jīng)濟(jì)物（能量流），價(jià)值就沿著生產(chǎn)鏈不斷形成、增值和轉(zhuǎn)移，并通過(guò)交換關(guān)系得到實(shí)現(xiàn)（價(jià)值流）。43 水資源價(jià)值流o 水資源價(jià)值流，是指單位水資源量在不同的時(shí)空條件下，因自然環(huán)境、社會(huì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境等因素的差異而導(dǎo)致的水資源價(jià)值的變化過(guò)程。o 在水資源形成、轉(zhuǎn)化和使用過(guò)程中帶來(lái)水資源價(jià)值的增值、轉(zhuǎn)移和交換44 水資源價(jià)值流o 水資源價(jià)值流的特點(diǎn) 空間變化特性：時(shí)空分布；經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡 連續(xù)傳遞性：水資源的流動(dòng)性與傳遞性 逆向傳遞性：下游往上游的傳遞 政策影響性：宏觀調(diào)控o 水資源價(jià)值流的方向由多用途性和有限性決

19、定45 水資源的多用途性46天然水資源（V1）生態(tài)用水生活用水工業(yè)用水農(nóng)業(yè)用水（V2）生活污水工業(yè)廢水農(nóng)業(yè)退水 （V3）中水（V4）水資源使用水資源價(jià)值實(shí)現(xiàn)水資源價(jià)值逐漸變小價(jià)值還原廢污水處理 有限性47水資源充裕水資源稀缺單位水資源價(jià)值增值 水資源的耦合價(jià)值水資源的耦合價(jià)值o 水資源的正價(jià)值與負(fù)價(jià)值水資源的正價(jià)值與負(fù)價(jià)值o 單位體積的水資源，其價(jià)值可能由于所處狀態(tài)的改變單位體積的水資源，其價(jià)值可能由于所處狀態(tài)的改變或稀缺程度的改變而變化，可能在正價(jià)值與負(fù)價(jià)值間或稀缺程度的改變而變化，可能在正價(jià)值與負(fù)價(jià)值間相互轉(zhuǎn)換相互轉(zhuǎn)換o 耦合價(jià)值是水循環(huán)過(guò)程中水資源價(jià)值總變化量的具體耦合價(jià)值是水循環(huán)過(guò)程中

20、水資源價(jià)值總變化量的具體數(shù)值，是綜合指標(biāo)數(shù)值，是綜合指標(biāo)48天然水資源水資源產(chǎn)品水資源使用污水中水污染嚴(yán)重的造紙廠創(chuàng)造的社會(huì)價(jià)值是正還是負(fù)？污染嚴(yán)重的造紙廠創(chuàng)造的社會(huì)價(jià)值是正還是負(fù)？ 水資源優(yōu)化配置理論的背景o 有限水資源與不斷增加的需水量間的矛盾o 水資源在不同用水部門間分配的矛盾o 系統(tǒng)工程理論的發(fā)展 根據(jù)總體協(xié)調(diào)的需要 ，把自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)中的基礎(chǔ)思想、理論、策略和方法等從橫的方面聯(lián)系起來(lái)，應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)學(xué)和電子計(jì)算機(jī)等工具 ，對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)成要素、組織結(jié)構(gòu)、信息交換和自動(dòng)控制等功能進(jìn)行分析研究，借以達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì)，最優(yōu)控制和最優(yōu)管理的目標(biāo)。49 什么是水資源優(yōu)化配置？o 對(duì)特定范圍內(nèi)有限的水

21、資源優(yōu)化配置給既定的目標(biāo)或地區(qū)，以期達(dá)到整體最滿意的效果。o 在水資源分配過(guò)程中，充分考慮人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、環(huán)境等因素，合理利用水資源系統(tǒng)的時(shí)空變異特征，優(yōu)化水資源在地區(qū)之間、部門之間以及上下游、左右岸、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)與環(huán)境等之間的分配，實(shí)現(xiàn)水資源利用的效率與公平。50 水資源優(yōu)化配置的作用o 通過(guò)控制社會(huì)發(fā)展規(guī)模、調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)以及節(jié)約用水等措施，使需水量在可供水量允許范圍內(nèi)，減小人類活動(dòng)對(duì)水資源的壓力減小人類活動(dòng)對(duì)水資源的壓力；o 通過(guò)工程措施和非工程措施，改變水資源系統(tǒng)的時(shí)空分布特征，以最大可能滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要，創(chuàng)造最大的綜合效益創(chuàng)造最大的綜合效益 。51 水資源優(yōu)化配置就是運(yùn)

22、用系統(tǒng)工程理論，將區(qū)域或流域水資源在各子區(qū)、各用水部門間進(jìn)行最優(yōu)化分配。也就是要建立一個(gè)有目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)、約束條件約束條件的優(yōu)化模型。o 劃分子區(qū)、確定水源途徑、用水部門o 確定目標(biāo)函數(shù)o 確定約束條件52 目標(biāo)函數(shù)o 社會(huì)效益用區(qū)域總?cè)彼孔钚”硎緊 經(jīng)濟(jì)效益用供水效益表示o 環(huán)境效益用污染物的最小排放量表示53 目標(biāo)函數(shù)o 現(xiàn)代新思路下的水資源優(yōu)化配置模型，追求社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境綜合效益最大，可以把“社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境綜合效益最大”作為目標(biāo)函數(shù)。o 對(duì)于一般的水資源優(yōu)化配置模型，可以視目標(biāo)要求不同，選擇目標(biāo)函數(shù)。54 約束條件o 從水資源配水系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析o 從社會(huì)經(jīng)濟(jì)、水資源、環(huán)境

23、相互協(xié)調(diào)方面進(jìn)行分析55在水資源配置中，有哪些常見(jiàn)的約束條件？ 水資源優(yōu)化配置模型的一般形式如下：o 式中，X為決策向量；F(x)為綜合效益函數(shù)； G(X)為約束條件集。o 含一個(gè)目標(biāo)函數(shù)方程是單目標(biāo)優(yōu)化模型o 含多個(gè)（兩個(gè)或兩個(gè)以上）目標(biāo)函數(shù)方程是多目標(biāo)優(yōu)化模型。56 線性規(guī)劃模型o 目標(biāo)函數(shù)和約束條件都是線性函數(shù) 非線性規(guī)劃模型o 目標(biāo)函數(shù)或約束條件有一個(gè)或多個(gè)非線性函數(shù)57什么是線性函數(shù)、非線性函數(shù)？ 某供水工程年供水能力為6 500 萬(wàn)m3，主要用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及生活用水，有關(guān)需水量、水價(jià)、供水成本、供水要求見(jiàn)下表。確定最優(yōu)配水方案，使供水效益最大。58用水機(jī)構(gòu) 最大需水量（萬(wàn)m3）

24、單位水量效益（元/m3） 供水成本（元/m3） 供水要求工業(yè)用水 3 000 2.81.5農(nóng)業(yè)用水 5 000 0.60.2最小供水量3 000 萬(wàn)m3 生活用水 1 000 20.6總計(jì) 9 000 59用水機(jī)構(gòu) 最大需水量（萬(wàn)m3） 單位水量效益（元/m3） 供水成本（元/m3） 供水要求工業(yè)用水 3 000 2.81.5農(nóng)業(yè)用水 5 000 0.60.2最小供水量3 000 萬(wàn)m3 生活用水 1 000 20.6總計(jì) 9 000 目標(biāo)函數(shù)：Max(z)=x1*(2.8-1.5)+x2*(0.6-0.2)+x3*(2-0.6)約束條件：x1+x2+x36500 0 x1 3000 3000

25、 x2 5000 0 x3 1000 求解方法：?jiǎn)渭冃畏?；Excel規(guī)劃求解；Matlab優(yōu)化工具箱 可持續(xù)發(fā)展o 可持續(xù)發(fā)展的概念最先是在1972年在斯德哥爾摩舉行的世界環(huán)境大會(huì)上正式討論o 1987年，世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)出版我們共同的未來(lái)報(bào)告，將可持續(xù)發(fā)展定義為：“既能滿足當(dāng)代人的需要，又不對(duì)后代人滿足其需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展（ Brundtland，挪威首位女性首相）。”o 1992年6月，聯(lián)合國(guó)在里約熱內(nèi)盧召開(kāi)的“環(huán)境與發(fā)展大會(huì)”，通過(guò)了以可持續(xù)發(fā)展為核心的里約環(huán)境與發(fā)展宣言21世紀(jì)議程等文件。60 水資源可持續(xù)利用（水資源可持續(xù)利用（Sustainable Utilization Of Water Resources）o 是指保障生態(tài)系統(tǒng)完整性和支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的水資源開(kāi)發(fā)利用方式。o 實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是水資源可持續(xù)利用的目標(biāo)。o 這一目標(biāo)涉及到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和資源、環(huán)境保護(hù)等多個(gè)方面，以及它們之間的相互協(xié)調(diào)，同時(shí)，也涉及到國(guó)際間、地區(qū)間的廣泛合作、全社會(huì)公眾的參與等眾