《区域水资源优化配置的控制论模型研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《区域水资源优化配置的控制论模型研究（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 YB 1 9 Z O q1学号越虹I 监分英号一一工簟!一毒镰一j L 一u D c一一一2 2河i 每大萼硕士学位论文区域水资源优化配置的控制论模型研究孙牵清指导教师姓名t左凰坐一救授f 埴昱L 一盎刭盎虫王程堂院申请学位级别；王堂琢专业名称z盔剩盘虫苫捏论文提交日期，2 嫂5 生墨且论文答辩日期；2 蝼生曼目业学位授予单位；圃盎盍堂学位授予日期t至螋生1 2 且善搿委员会主席j 蚰缝论文评阅人tj 缸趟、j 副基攫2 5 年8 月中国南京摘要摘要水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源。随着社会经济的快速发展，我国的水资源问题日箍严重。水资源优化配置是解决水资源问题的有效手段之一。开展
2、水资源优化配置研究舆有重要的理论意义和实际应用价值。本论文在总结以往研究的基磴上，以系统论豹观点柬研究水资源优化配嚣问题，强调水资源优化配置的动态发展，建立醺向可持续发展的区域水资源优化配置最优控制模型，以便实现水资源优化配湿的动态最优。论文主要内容如下：1 分析了当前我国水资源利用中存在的主要问题，阐述了水资源优化配露提出的背景，对国内外的研究动态进行综述，并指出目前研究中存在的主要问题。2 + 分析了永资源与可持续发展豹关系，溺述了承资源优化蕊置豹主要研究内容、基本原则、配置方式、优化配置的目标等基本理论。3 运用系统论的观点分析水资源社会经济一生态环境复合系统的总体特征、功能、结构和性质
3、，对传统的投入产出表进行扩展，根据扩展的投入产出表应用投入产出模型描述水资源一社会经济一生态环境复合系统。4 分析控制论在面向可持续发展的水资源优化配置研究中的可行性，并基于扩展的投入产出表，建立露向水资源可持续发屣的水资源优化配墨控制论模型，同时给出了模型的求解方法以及主要参数的确定方法。5 应用该模型对江苏省水资源优化配置进行了实例研究，得到了规划期内不同节水方案的各生产部门产值及用水量等数据，提出相关建议，供有关部门决策参考。6 对论文取樗的主要成果进行总结，并指出今后避行进一步研究的方向。关键谢：水资源；优化配置；可持续发展；最优控制；投入产出A b s 打a c lA 随 糟c tw
4、 m e rr e s o u r c e sa r eo ft h eb a s kn a 帆lr e s o u r c e s 珊1 ds 昀t e 西ce c o n o m i cr e S o u r c e s w i t | m er a P i dd e v e l o p m e n to fs o c 瑚e c o n o m y ，t h ep m b l e m so fw a t e rr e s o u r c e sa r ei n c r e a s i n g l ys e d o u smc | I i 工】a T h eo p t i m a | 越l
5、o c a 6 0 n0 fw a t e rr e s o m e 担ae 矗毫c 蛀V e 芏n e 鹊u 端t os o i V 弧g 畦1 e 辩p r o b l e m s ，鞠d 也e r ei sh p o r 【a n tt h e o r e t i cs i g n i n c a f l c ea n dp r a c t k a lV a l u eo f c o n d u c 恤gs t u d y0 no p d m 出a l l o c a t i O no f w a t e rr e s o u r c e s I nt 1 1 i sp a p e o
6、nt l l eb a S i sO fs u m m 撕z m gm ee x 主s t i n gr e s e a r c h ，1 eo p d m a l “1 0 c a t i o no fw a t e r托s o u r c e si ss 敦l d i e df b m 墩ev i e w p o i n to fs y s 圭e m 硅掉。璐像e 蛔鼹l i cd e v e l o p m e 珏t 弧 h e 五l e do fo p 圭h 越a 1 1 0 c a t i 蛐o fw a 衄r e S o u r c e Si se m p h a s i 为e d
7、 ，a n dt l eo p t h a lc o n 舡D lm o d e lo fs u S 诅洫a b l e d e v e l 印m e n t _ 0 r i e n t e dq m m a Ia l I o c a d o no f 、V a t c rr e s d u r c e si ss e tu pw h i c hm a l ( em ed y n a m i co p t i I n i z a 垃o no f w a t e rf e s o u f c e sa 珏0 c a 拄o nr e a l i Z e T h eI 珏a 诬c O 珏靶n t s
8、O f 啦i sp a p e fa 糟a sf o l l d w s ：1 A n a l y s i n g 1 e m 旬o rp r d b l e m so n 皿i l i 矗i o no fe x 妇i n g w a t e r r e s o u r c e i 1 1 I n yc o l 】I l 缸孔e x p o u n d j f l gt h eb a c 蜒阳u n d 幽a tm ej s 鼠l er e l a t i n gt o 也eo p t 弧a 1a l l o c 硝o no f w a 懈。r e s o u r S e si Sb 工o u
9、 g h tf o m 删，w h 丑et h er e s e a r c h 如n d 扭t h j sa s p e c ta th o 掰ea n d 曲f o 碰i ss e tf o I t hc o m p 辩b e n s i V e l y ，a 穗畦狞氆斑p m b k m so f w l i c ha r ep r e s e n t e d 2 ，1 1 l er e l a t i o n s M pb e w 把mw a 拟r e s o u r c e sa n dS u s t a i n 曲kd e V e p i e m e mi sa n a l y s
10、 e da I l dt h eb a s i c蛳o d e ss l l c ha S 龇蝉m 搿c o f l t e “t so ff e s e a r c h 、b a s i cp 删p l e s 、a l l o c 越o np a | e e 矗毽a n dm eo b j e c t so fo p t 岫a la l l o c a t i o nm 1 1 1 eo p 廿m a la l l o c a 廿o no f w a t e rr e s o u r c e sa r ei n 协0 d u c e d 3 腩eg e l l e 眦c h a r 哪e
11、凼t i c S 、缸讲i o n s 、啦蛐a n dp r o l 矧k so f t h ec O m p o u n ds y s t e mo f r e g i o n a lw a t e rr e s o I 锻- S o d a 王e c o m y - e c o l o 垂c a le n v 呈r o 砌e mi s8 f l a l y z 靠丹o mt h e 啊e w p o 垃n to fs y s t e 】nt h e o r y ，T h e 仃甜n i 加a 1i 印u t _ o u p u tm c t h o di s 船币a r l d e d
12、，b a s e d 衄也1 1 1 ei n p u 卜o u l p u tm o d e l i su s e df o rd e s 吲b i I l gt I l ec o m p 删s y s t e mo f 辑西o n a | w a t e rr e s o u r c e s o c 潍e c o n 明l y - e c o l o g i c a le n v 的n m e n t 4 。n l e s i b i l 时r e l 撕I l gt o 也ea p p l i c 鲥o no fs 坶e mt h 搿t o 龇r e s e ho nm es u s t
13、 a j I l a b l e _ d e V e l o p m 胁卜耐瞰l e do p t i l a la l b 石o no fw 缸e rf e s o u r c e si sa n a l y z c d B a s e do t 1 1 ee 坤a n d e di n p m - o u I p 哦m 州，协ec o n 的lm o d e lo fs u s l a i n a b l e _ d e v e l o 】瑚朋沁虹舱do p 衄a la l l o c 蒯o no fw a t e I s o u r c e si se s 乜b l i s h e da
14、 l 】dt 1 1 es o l u 矗o n st om em o d e la sw e l la S 也ed 酏：舡n i l l 蕊o nm e a n so f 廿l em 面o rp e t e r sa r ep r o p O S e d 5 孰秘d n g 磷e 接1 ee s 组b l i s h e dm o d e l ，丘1 er e s 髓豳o n 跚p l eo fo p t i 王n 宙雒o c 撕o no fw a t e rr e s o u f c ou n d e rd i 壤r e n t 咖s a v i 1 9s c h e m e si I l
15、J i a n 舒uP r 0 V i n c ei sc a m e dO u t ，d a 嘶S u c ha sp r o d u c 如o nV a l u ea n dc o m s u 蜘o ni 王le v e r yp r o d c t i o ns e c d o l l sI 】I l d e rd i 圩e r e ms c b e m e si nt h ep e o do fp l a I m i l l ga r e9 0 t翱d 掘ep 积证e 珏重弘。p o s 越s8 f ep u tf o 珊瑚畦w 囊i c h 垂V ear e 纯础l c ef 醣s
16、o m es c c 蛀。然t o r l d u 吐d e c i s i o n - m a k i I l g 6 T h em 奠j o ra c m e v e m e n t s m 廿1 i sp a p e ra r es u m m e du p ，w h i l ep o i n t i n go u tt h eo r i e n t a t i o no f f u r t h e rs t u 曲K e yw o r d s ：w a t e rr e s o o u r s ；o p t i n l a la l l o c a t i o n ；S u s t a
17、 i n a b kd e v e l o p 眦n t ；o p t i m a lc 伽拍l ；i n p u t - 0 u t p u t第一章绪论1 1 问题弱提出第一章绪论1 1 1 我国水资源开发利用存在的主要问题水资源是蒸础性的鲁然资源和战略髓的经济资源。在2 0 0 2 年南非约翰内斯堡举行的可持续发展世界首脑会议上，水被列为水、能源、健康、农业和生物多样化五大可持续发展的撼界性课题之蓖。对水的关注主要体现在三个领域：承与发展、水与环境和水的管理。全球对水与发展和水与环境的强烈关注折射出水资源在可持续发展中的基础性地位和至关重爱的作用以及当前存在的问题。实现水资源可持续利用，
18、保障经济社会可持续发展，已成为一种全球性共识翔正在世界范掘推广的实践。在我国，随着社会经济的发展，承资源闻题墩日蕊严重n 1 。归纳起来。我国水资源开发利用存在赣如下五个方顾的问题：1 洪涝灾窖频繁，防淤安全仍缺芝保障受季风气候影响，我匿是个洪涝灾害严重的国家。2 0 世纪9 0 年代敬来，由于洪涝灾害所导致的损失全国年均在1 1 0 0 亿左右，约占同期全G D P 的1 。虽然1 9 9 8 年大洪水之后，我网政府加大了对防洪的投入，防洪形势得到一定程度的改观，重点堤防的工程状嚣有了较大改善，但洪水灾害仍然楚我国的心黢之患。2 水资源短缺已成为制约社会经济发展的重要因素目前，全粼仅灌嚣每年
19、缺水3 0 0 亿m 3 左右。2 0 鳘纪9 0 年代年均农田受晕丽积2 6 6 7 万k m 2 ，干旱缺水成为影响农业发展和粮食安全的重要制约因素。城市缺水始于2 0 世纪7 0 年代，以后逐年扩大，城市缺水越来越严熏。据统计，在全国6 6 3 令建制市中，有4 0 0 个城诱供水不足，其中有l O O 个严重缺水，年缺水约3 0 0 亿m 3 ，每年影响工业产值约2 0 0 0 亿元。水资源短缺已成为制约社会尽发展的主要阏索之一。3 水资源浪费热剜了供需矛詹在水资源短缺的同时，用水浪费严熏，水资源利用效率较低。当前，全国工业万元产值用水量9 1 m 3 ，是发达国家的1 0 倍以上，水
20、的重复利用率仅为4 0，嚣发达国家已达7 5 8 5 ；农业灌溉嗣承有效列羯系数只有O 4 左右，河海大学硕士学位论文：区域水资源优化配置的控制论模型研究而发达国家为O 7 O 。8 ；我国城市生活用水浪费也很严重，仅供水管网跑冒滴淤达2 0 以上。4 水环境恶化已成为不容忽视豹重要润题我国水体水质总体上黑恶化趋势。2 0 0 3 年中国工业和城镇生活污水排放爨达6 8 0 亿m 3 。大量朱经处理的污水赢接排入水体，江河湖海遭受严重污染。此外，在一魏地方不辩发生的水污染事敌，慰工农业生产以及人民群众的生活造成了极大的危害。水污染造成了水环境的严熏恶化，很多原本碧波荡漾豹溺流现如今黯淡一片、惫
21、虾绝迹，生态环境遭到了前所未有的破坏，给人类的掩续发展埋下了隐患。水污染还造成很多城市被遮迁移取水口，甚至造成无水可取的尴尬局筒，加大了水资源的供需矛盾，进一步加剧了供水危机，走上了发达潮家“先污染、后治理”的老路，造成了相当大的危害，严重影响了我国经济社会的可持续发展。5 经济发展与生产力布弼考虑水资源条件不够过去在计划经济体制下，工业的布局没有考虑水资源条件，不少耗水大的工业却布谶在缺水地区；耗水大的水稻却在缺水域区膏目发展，人为加剧了水资源供需的矛盾。因此，经济的发展和生产力的布局要考虑当地的水资源状况。1 1 2 解决水资源利用问题的途径针对蕊临的水资源闻题，承稠部提出了从传统水利向现
22、代水稠、可持续发熳水利转燮的新的治水思路，即把水问题放在整个缀济社会发展的全局中进行统筹考虑，处理好人与自然的关系，拂调好生活、生产和生恣用水，合理配置水资源，慎重论证重大水资源工程的合理布局，建立防洪安全、供水安全和环境安全的保障体系。通过水资源的优亿配置，满足缀济社会发展的需求，以永资源的可持续利用支持经济社会的可持续发隧n 1 。由魏可霓，本资源优纯瓤置在躲决农资源翔蘧中超到了熏要豹作嗣。然褥，如何实现水资源的优化配鬣，实现水资源、生态环境和社会经济的协调发展，实现水资源的可持续利用，在理论和应用上淄无成熟和完善的解决办法。因此，脊针对性的开展水资源优化配置的理论、模型和方法研究是非常必
23、要的。第一章绪论1 2 甏内外对永资源优化配置静研究和实践1 2 1 国内外的研究现状以水澄淤系统分援为手段，东资源舍蘧嚣蹙为翳酶翡器粪辑究工律，始于2 0 整纪4 0 年代M a s s e 提窭鹣承霹程位镯度逡怒。5 0 年钱辫嚣，随港系统分辑理论和优化技术的弓l 入，以及5 0 年代计算税技术的发展。求资源系统模拟模型技术穆以谶速研究应用，荑豳辩省理工学貔 M I 善) 子1 9 7 9 年竞成瓣瓣掇廷溺R i cc o l o r a d o 流域的水资源开发爝划，是最其成功和有影响的例予”。7 0 年代班寒，伴隧数学蕊熬技零豹发展及箕在寒资源领域的瘦弱，永资源铙健嚣嚣熬礤究藏聚不断增
24、多。1 9 8 2 零P e a r s o 珏“1 等秘溺多个水瘁的控科曲线，默产值最大为目标，以输水能力和预测的需求值作为约柬条件，用二次勰划方法对英国N a w w a 医域的用水整优化分配问题进行了研究。1 9 8 3 年，N 伯控衢”1 发表了蓉终东资源科学分醚，它霹激说是较翠建系统磷究农资源分配理论裳方法麴专蓉。京憨缝了2 0 毽象六、屯十年筏发震莛慕辫承燮漂系缓工程学魂鸯，较舞全面遗论述了承资深汗发利用船台理方法，围绕农资源系统的设计帮应用这个核心润题，着重介绍了运筹学数学方法秘计簿机谯水资源工程中的斑攘。2 0 暇鳃9 0 年代以来，出于水污染和水危机的如捌，抟统的以供水瑟和经
25、济效益最大为秘标熬承资源傀纯糙嚣模式已不熬灞慰嚣要，嚣终瑟始程承资源挽纯醚萋中波黧农震约窳、永资源嚣麓效蕊磅炎。l 净9 2 年A f 矗l ，j a v a 撼”1 等针嚣P a k i s t a l l 的祭个姥区的灌溉系统建立了线性舰划摸溅，对不同水质的水爨使用问题进行优化。1 9 9 7 举，W o n g ，H u 曲s ”1 等撬出嶷持地袭水、地下水联合运用豹多箨据多除段伐能鸷瑾的器鹱霉珏方法，在需7 奴预测中考虑了当她蟪袭承、蘸下承、羚澜瘩等多耱承源懿联会运囊，著考惑了戆下承瑟纯兹薅渗撼藏，热蕊了求资源戮嗣帮承资源保护之阀关系。1 9 9 7 年，e a r i o sp o
26、巅8 帮G d e o n 魏o n 嚏以经济散裁竣大为髫标，建立了污水、地表永、撼下水等多种水源鹣餐璎模型，模型中考虑了不同粥水部门对水质的不同要求。旱在1 9 年，癸仓清在灏内首次提出了年调节承疼竣撬运月的D p 模型，程簸蕊臻次上穗窭了求漆源後纯配置静憨戆。S 颦健穰，瘩资源後纯醚置藤莲引起我篱学术界的足够重视，专家、学者们昴展了一系列农资澡科学分配方压的研究和成厢工作，特别怒谯水资源优化配置的藻本概念、优化国标、基本平阿海大学硕士学位论文：区域水资源优他鼯置曲控制论模型研究衡关系、需求管理、供水管理、水质管理、经济机制、决策机制及各主要模型的数学描述等方面，均有新的研究成果，经广泛应鞠
27、取得了较大的经济和社会效益嘲。曾赛晨、李寿声“柏在对灌嚣地表水土也下水联合优纯调度中，采用动态规划方法确定各种作物的灌水定额及灌水次数，建立了一个既考虑灌溉排水、降低地下水位的要求，又考虑多种水资源联合调度、联合管理的非线性规划模型，以确定农绍物最伉秭撩模式及各矛孛承源的珙承羹比例。唐德蓉“”潋黄浮中游某灌区为例，运用递阶动态规划法。确定水资源量在工业和农业之间的分配比傍j 。贺l E 方“2 。”提出嚣域水资源优亿分配闯题，建立了大系统序列优化摸黧，采震大系统分解协调技术求解，建立了区域可镶水资源年俊亿分懿熬大系统逐级优化模型。该模型由两个子模型组成：第一个子模型是“区域可供水资源年优佬分配
28、与产业结构调整模赘”，其宗羞魁于巴嚣域可供求资源在各予区及蹋水郝门阗进行最伐分配，并调整产业结构饺之更趋台理；第二个子摸型蔗“区域可供水量月优化调酉己模型”，它是在第一个模型优化的基础上，寻求予区内各水源王程向各靥水户供水豹逐月最优运行过程，并达到供需水量豹最佳配置。该成果载特点是考虑丁产渡结构调整蹿本资源漫配爨的影嚷。翁文斌等“4 _ 5 1将宏观经济、系统方法与区域水资源规划实践相结合，形成了基于宏观经济的水资源优佬醚麓理论，劳衣这一联论指导下，提出了嚣域水资源配置的多嚣拣宏观决策分析方法，采愿模拟优化技术建模，在憷化目豁中考虑了环境弱标( B O D 排放爨最小) ，实现了水资源配鼹与区
29、域经济系统的有机结合，体现了水缓水量统一配置的思想，也是本资源伉化配置研究思路上的一个突破。但该模型也存穗以B O D 排放基最小 乍为水环境露标，不熊保证水赝( 水环境) 目标褥到满足，未能充分体现水环境承载能力思想的不足。薛小杰等矾以水资源承载瓣国内生产总值最大、水资源可承载人口最多、水资源承载的粮食产爨最高髑B O D 排放负荷量最小为目标函数，建立了水资源可持续利用的多目标分柝评价核心模型，采用逐步宽容约束法求解该模型，对关中地区水资源可持续利用的实例磅究，褥如了不同水平年关中地区水资源刹用与经济发展稠协调的濮意方案，实现了区域的水资源的优化配嚣。鞲业放等”建立了羁标函数为G D P
30、最大和c O D 最小的多目标规划模型，约束条件主要包括水资源系统模拟模型和宏观经济系统扩大再生产一投入产出耩会模型，通过开发决策支持系统辘助求解该模型。方创琳“舭依据可持续发攫的熬本原理，以柴达木链地为例，设计了水资源优化配置的总体思路。模型中对水赞源优化配置的多目标进行竞争辨识，4 。第一章绪论采用以投入产出模型、A H P 法等定性为主的决策方法和以系统动力学模型、嫩产函数模型等定量为主的决策方法生成水资源优化配置基准方案，进而采用多露据决策方案抗选豹密切值模型求出了柴达本盆缝宏观经济发展与农资源饶纯配嚣的最优方案。冯耀龙等”系统分析了面向可持续发展的区域水资源优化配景的内涵与原则，建立
31、面向可持续发展的水资源优化配置的多目标模型，利用逐步宽容约束法求解该模型，以天津市2 0 l O 水平年的水资源配置为对象送萼亍了应用研究。高丽黼等n 分析了现有水资源优化配嚣模型中存在的闯题，以可持续发展思想为指导，以社会经济、环境的综合效益最大为目标，以水量、环境和器行业产值佧为约束条传建立了水资源优化黎置的多目标优化模型，在模型中的社会效益弱标中考虑各部门缺水对社会效益影响的不同而设置了权重系数，在约束条件中不仅给出了各行业计划发展产值的下限约束，还设定了各行渡产傻的上限约寐。1 2 2 当前研究成果的特点分析和研究的发展趋势1 2 2 1 已有研究成果的特点分析纵观国内外水资源优化配置
32、研究进程，水资源优化配置的研究历史不过4 0多年，但在世界各国学者的共同努力”F ，水资源优化配置理论秘方法研究己取得了长足的进腰，且在经济社会和科学技术高速发殿过程中不断发展和完善，取得了很多有价值的成果。在水资源优化配置指导思想上，经历了由“以需定供”到“以供定震”至4 “基于宏观经济”以及当翦的“面向可持续发展”的水资源配置指导愚想的转交；在配置的目标上，由考虑蔫承量最少或费用最小等单一目标发展为考虑经济、社会和生态环境的多目标问题；在研究对象的空间上，由研究单一的河流、水库等水资源工程的优化配置扩展为研究区域、流域的承资源优化配置；扶研究方法上看，优化模型由单一的数学规划模型发展为数学
33、规划与模拟技术、向爨优化理论等几种方法的组合模型。虽然水资源优化配置研究在各国学嚣的努力下取褥了巨大的进展，但水资源问题的复杂性，戬及社会发展思想的转变，用可持发展思想来审视已有的研究，尚存在以下不足2 引：( 1 ) 对水资源优化配置基础理论研究不足。水资源优化配置的基本概念、基本簇理、基本分析方法等尚未形成一个较为完善的体系。人们多是停馨在稠S 河海大学硕士学位论文：嚣域农资源优铯配置韵控巷l 论模型研究用相关词汇，而并未追究其真正含义的程度上。这样，在水资源的优化配嚣实施中常霉缺乏理论依攥和科学基础。当前，可持续发震思想巴成为承资源配置的指导思想，如何从理论上论述水资源配置的有效性、公平
34、性包括代际间发展和用户之间分配的公平性以及可持续性，如何从理论上论述经济发展与水资源、环境之闻的相互协调，楚研究中应加以关注的重点。( 2 ) 旋一些水资源优纯配置的研究中缺乏系统论观点，人为地割裂了水资源系统与社会经济系统以及生态环境的联系。在一些研究中缺乏必要的经济研究手段，未能深入地研究水资源的拜发利用与经济发展之间的关系，还有一些未能注重生态环境对水资源可持续利用的影响，容易造成生态环境的持续恶亿，从而反作用于水资源系统，影响水资源的可持续利用。( 3 ) 在研究中未能体现系统动态发展的特点，水资源的供给和需求都是以经济发展为依托的动态变化量。常见的水资源配鬣，分祈可供水量时，往往与地
35、区经济发展相分离，没有实现开发与经济发展的动态协调，未能充分考虑供水能力与经济增长的关系，容易低佑供水量的增长，使区域经济不能得到充分发展。同样对于需水量也未考虑因缺承丽引起的合理的抑翻，节水情况的变化等因素，往往得出偏大的结果。( 4 ) 必重水量不重水质，忽视水的生态环境傺护在水资源配置中的重要地位。在我国未来发展中，水质导致的水资源危机大于水量危机，考虑永凄水量的水资源优化配置的研究虽然难度大，但具有十分重要的理论意义和现实意义。实现了水质水量的优化配置，必将肖利于水环境与生态环境的改善和保护，最终实现水资源开发翻焉的良性循环。( 5 ) 模型缺乏实用性，一些研究试图在一个模型中包含水资
36、源优化配置的所有内容，用一个整体的、复杂的、维数( 阶数) 众多、求解困难的水资源配置模型来磷究闻题，分褥者的精力主要 蠢注于模烈的隶解计算。缀少有余力关注于其它环节，造成模测的失真，难以实施。1 2 。2 1 2 研究的发展趋势在水资源严重短缺的今天，必须注重水资源优化配置研究，特别是新理论和新方法的研究。协调好资源、社会、经济和生态环境的动态关系，确保实现社会、经济、强境和资源的可持续发展，是承资源优亿配置研究发展的总体目标和方向。具体而言，皮对以下几方面进行重点研究：6 第一章绪论( 1 ) 理论上的完善与创新加强面向可持续发展的水资源优化配置的基础理论的研究，逐步建立、完善包含面向可持
37、续发展的水资源优化配置的基本概念、基本原理、基本分析手段的理论体系，完善与水资源优化配置相关基础数据的核算体系等。当前的国民经济核算体系未能反映自然资源的消耗和生态环境的恶化，不符合可持续发展的观念。因此，将宏观经济核算体系与可持续发展理论相结合，对现行的国民经济产业以环保产业和非环保产业分类进入宏观经济核算，将资源价值和环境保护融入区域宏观经济核算体系中，建立面向可持续发展的国民经济核算体系势在必行。加强水资源在这方面的研究，一方面推动新的国民经济核算体系的建立，推动了可持续发展研究的深入；另一方面，只有依托这样的核算体系，水资源的优化配置才能真正体现可持续发展的要求，才能真正实现水资源的可
38、持续利用。( 2 ) 水质和水量问题水质和水量是密切相关的，离开水质谈水量没有实际意义。有关分析资料表明，在我国未来发展中，水质导致的水资源危机大于水量危机，必须引起高度重视。因此，在水资源优化配置过程中，应该充分重视水质问题，水质问题与环境和生态问题密切相关，实现了水质水量的优化配置，必将有利于水环境与生态的改善和保护，最终实现水资源开发利用的良性循环。( 3 ) 水资源优化配置的动态发展水资源的优化配置是个动态发展的过程。这样的动态过程体现在两个方面：一是经济发展对水资源的需求量是动态变化的：二是可供水量在时间维上是动态变化的。在研究中，应注重这种动态的变化，对水资源的优化配置应追求动态的
39、最优，追求在某个规划期内的最优，而不仅仅是某年的最优2 加。1 3 本论文的主要研究内容本论文在总结以往研究的基础上，以系统论的观点来研究水资源优化问题，强调水资源优化配置的动态发展，建立面向可持续发展的区域水资源优化配置最优控制模型，以实现水资源优化配置的动态最优。主要内容如下：( 1 ) 综合分析当前我国水资源利用中存在的主要问题，论述进行本课题研究的必要性，分析国内外的研究动态，总结当前研究中存在的主要问题。( 2 ) 分析水资源与可持续发展的关系，论述以水资源一社会经济一生态环7 、弼海大学碳士学位论文：送域永资源优化配置的控制论模壁骈究境复合系统的观点研究面向可持续发展的水资源优化配
40、置的必要性，系统阐述水资源优化既要的主要研究内容、基本原则、配蓑方式、优化酝置的目标等基本理论。( 3 ) 运用系统论的观点来分析水资源一社会经济一生态环境复合系统，研究鞠 可应用投入产出模型来描述水资源一社会经济一生态环境复合系统。( 4 ) 分析控制论在面向可持续发展的水资源优化配置研究中的可行憔：基于扩展的投入产出表，建立面向水资源可持续发展的水资源优化配置控制论模型，给出了模型的求解方法以及主要参数的确定方法。( 5 ) 绒用建立的面向承资源可持续发展的水资源优化配援控制论模型对江苏省水资源优化配置进行实例研究。( 6 ) 对论文取得的主要成果进行总结，并指出今后进行进一步研究的方向。
41、1 4 本章小结本章分析了我国水资源利用中存在的主要阀蘧，论述了水资源优化配置的重要意义；在分析水资源优化问题豳内外的研究动态的基础上，指出了目前该领域存在的主要问题和研究方向：最后概述了本论文的主要研究内容。河海大学硕士学位论文：区域水资游优化日d 置的控制论模型研究境复合系统的观点研究面向可持续发展的水资源优化配置的必要性，系统阐述水资源优化配置的主要研究内容、基本原则、配置方式、优化配置的目标等基奉理论。( 3 ) 运用系统论的观点来分析水资源一社会经济一生态环境复合系统，研究如何应用投入产出模型来描述水资源一社会经济一生态环境复合系统。( 4 ) 分析控制论在面向可持续发展的水资源优化
42、配置研究中的可行性；基于扩展的投入产出表，建立面向水资源可持续发展的水资源优化配置控制论模型，给出了模型的求解方法以及主要参数的确定方法。( 5 ) 应用建立的面向水资源可持续发展的水资源优化配置控制论模型对江苏省水资源优化配置进行实例研究。( 6 ) 对论文取得的主要成果进行总结，并指出今后进行进一步研究的方向。1 4 本章小结本章分析了我国水资源利用中存在的主要问题，论述了水资源优化配置的重要意义：在分析水资源优化问题国内外的研究动态的基础上，指出了目前该领域存在的主要问题和研究方向：晟后概述了本论文的主要研究内容。领域存在的主要问题和研究方向：最后概述了本论文的主要研究内容。，8 第二章
43、匠向可持续发艘的区域水资源优纯配置基奉理论第二章面向可持续发展的区域水资源优化配置基本理论2 1 可持续发展的内涵2 0 世纪是人类社会获褥空前发展的时代，由于科学技术的突飞猛进，人类的生产力得到了极大的提高，翻造了前所未有的财富，大大推进了人类文明的进程。人类的生活方式也因此发生了巨大的变化，生活水平大大地提高。然而，人类为此付出的代价确是沉重的，地荒漠化、水污染、厄尔尼诺现象、生物多样性的锐减、大气污染、水土流失、沙尘暴等闷题接踵两系，人类充满恍患。1 9 7 2 年，罗马俱乐部M e d o w s 镣人出版了增长的极限这一关于世界趋势的研究报侮。该报告利用系统动力学的世晃模型模拟指出，
44、当前世界范围内人口、工农业和生态玻坏指数式增长与加器I 的趋势，可能出现人类社会的“突然性崩溃”。该报告在世界上产生了极大的反响，并引发了对全球未来发展趋势的大讨论。同年在斯德母尔摩召开的联合国人类环境会议上，酋次提出了可持续发展闷题。1 9 8 7 年鑫挪威前首相布伦特夫入镁导的“联合瀚环境与发展委员会”发表了我们共同的未来这一报告，定义可持续发展为“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危密的发展”，第一次真正科学地论述了可持续发展的概念，标志着霹耩续发展恐戆的成熟。可持续发展的内涵十分丰富，涉及到社会、经济、人口、资源、环境、科技、教育等各个方面，但究其实质是要处理好人口、
45、资源、环境与经济协调发展关系。箕根本銎的怒满足人类嚣藏增长的物璜和文化生活豹需求，不新提高人类的生活质量。其核心问题是，有效管理好自然资源，为经济的发展提供持续的支撑力他们。霹持续发展的癌涵可麴雏为班下凡点：( 1 ) 发展是可持续发展的核心内容。发展不单单指是经济的发展，不仅仅是G D P 数量上的增长，丽应是综合社会、经济、文化、环境、生活等多项指标来撬量，震要把当前荦j 益与长远利益、局部利益与全局利益有机迪结合起来，使经济增长、社会进步、环境改善统一协调起来。特别是在缀受贫困和嫩态恶化的双重压力的广大的发展中国家，可持续发展应把消除贫困作为重要的艮标和最优先考虑豹耀题，因为贫困削弱了他
46、们以霹持续发展的方式稠罔资源豹能力，加速经济的发展，掇高经济发碰水平，是实现可持续发展的个重要标志。河海大学硕士学位论文：区域承资源优化配置的控制论模型研究没有经济的可持续发展，就不可能消除贫困，也就谈不上可持续发展a( 2 ) 资源、环境是可持续发展的基本支撑条件。可持续发展鼓励经济增长，但增长不应是煲统的以消耗资潺、污染五l = 境为代价的墩长，露是力求减少消耗、避免浪费、减小对环境的压力的经济增长方式。因为社会发展与资源利用、环境保护是相互联系的有机整体，如果没有资源与环境作为基本支撑条件，也就谈不上可持续发展。资源豹持续利用和环境保护的程度是区分传统发展与可撼续发展的主要标准，所以如何
47、保护环境和有效利用资源就成为可持续发展首要研究的问题。( 3 ) 可持续发展强调资源与环境在当代人群之润以及钱际之阗公平合理地分配。为了全人类的长远的和根本的利焱。对于当代人群，应在不同区域、不同翻家之间协调好利益关系，统一合理地使用地球资源和环境，以期共同实现可持续发展的囊标。同时，当 弋入也不痰只为垂己谋利益丽滥用环境资源，农遣求自身的发展和消费时，不应剥夺后代入理应享有的发展机会，即人类事有的环境权利和承担的环境义务应是统一的。2 2 水资源与篝持续发展的关系水资源作为一种基础蚀的自然资源和战略性的经济资源，对于人类社会的可 皆续发展起惹重要的作用。苕先，水是生命之源，是人类和一切生物赖
48、以生存不可缺少的鬟贵资源：篡次水是生态环境的基本要素，是支撑生命系统、非生命环境系统正常运转的必要条件。如果无水或缺水，将无法维持地球的生命力和生态、生物多样性，生态臻境也磐将遭到破坏：水是一个国家或地区经济建设和社会发展重要的自然资源和物质纂础，工农业生产活动必须要有水的参与。( 1 ) 水资源与社会经济发展的关系人类为了生存和发展的需要，必须发展经济建设物质文踞，并在此基础上建设精神文明，人类社会才得以不断进步。无论工业、农业以及其他服务于人类社会的产业发展都离不开对水的需求，人的生活本身也需要水，为此，人类必须开发利用水资源以适应卒圭会经济发展和人类自身发展的需要酡 。水资源量是有限的，
49、并且维系着社会经济和生态环境共同发展。虽然制约经济发展的内在因素主要是黼民经济各部门的投入产出关系、年发间消费与积累的关系和不同地区间经济互补关系。但是影响经济发展的外部因素中，资源1 0 第二章面彝可持续发展的区域水资源优化a 置基本理论与环境条件则起主要制约作阁，其中一些鲍区东资源燕起主导作用豹，如我国北方豹华北平原帮鹾j 内陆地区。因此，在水资源对毒土会经济发展起主导作用的地区，如果过度开发利用水资源去促进社会经济的快速发展，必然挤占生态环境用水，不利于生态环境的发展，同时因社会经济各类用水量的增加，必然导致各类污染物和废污水排放量的增加，污染水环境，不利于水资源的可持续稍用，最终不利于
50、社会经济的进一步发展。勇一方面，社会经济的发展键进了人类社会的科技进步，增强了人类改造色然的能力，能够提高人类含理利用水资源的水平。例如能够提供曼多的资金进行污水处理、建造完善的供排水设施等。( 2 ) 水资源与生态环境的关系水资源是生态环境的基本要素，是生态环境系统结构与功能的组成部分。水以其存在形态与生态系统内部备要素之滴发生着有梳联系，构成生态系统的形态结构；水以其运动形式作为营养物资和能量传递的载体，不停蟪运转，逐级分配营养和能量，从瓶形成系统的营养结构；水在生态系统中永无体止地运动，必然产生系统与外部环境间的物质循环和能爨交换，从而形成系统的功能。水在生态系统结构与功能中的地位与作用
51、，是其他任何要素无法替代的驻州。在入类开发剩用水资源的过程中，入们拦截河流，修筑阉坝、水库，开采深层地下水，对缺水地区实行跨流域调水等等。这些人类的活动，改善了人类的生产和生活，但由于人类对自然的认识不够深入，过度开发水瓷源，挤占了维系良好坐态系统所必需的水量，使生态环境恶化。例如新疆的塔里术河流域就是因为上游兴建引水工程，大力发展灌溉，导致下游断流，大批胡杨林死亡，水生生物绝迹；对于地下水资源，则会使地下水位呈无法恢复的逐年下降趋势，从而减少可供水量，荠蔑还会出现大面积地下水位降落漏斗以及地匿下沉、海水入侵等闻题。例如我国华北她区毽地下水越采，多处出现地下水使下降漏斗。因此，应注意合理开发利
52、用水资源，在水资源的优化配置巾要充分考虑生态环境的用水，以维护生态环境的良性循环，保证生态环境朝着有利于人类的方向发展，同时还要充分利用现有的科学技术改善我们的生态环境。综上所述，水作为入类所需丽不可替代的一种资源，对人类社会的可持续发展至关重要，幸主会豹霹持续发展只毒实现了水资源的可持续利用才毙保障。水资源的优化配置是实现水资源可持续利用的重要内容，只有以可持续发展思想作为指导思想才能实现真正的优化配置。1 1 河海大学硕士学位论文：蹑域水资源优化藉已霞的控制论模型研究2 1 3 水资源优化配嚣的基本橛念2 3 1 水资源优化配置的涵义遽入2 0 避纪9 0 年代以来，我国水翔题嚣趋严熏。要
53、想解决水翔题，必须实现水资源的合理配震。在全国水资源综合规划技术大纲中对水资源合理配置是这样定义的：水资源合理配霞是指在流域或特定的区域范阉内，遵循高效、公乎和可持续豹原则，通过备静工程与嚣工程接施，考虑市场经滚的规簿和资源配置准则，通过合理抑制需求、有效增加供水、积极保护生态环境等手段和措施，对多种可利用的水源在区域间和备用水部f 1 间进行的调配。由此可见，水资源合理配置瓣基本功能锈含琵个方藤：在需求方潮通过调整产渡结幸奄、建设节水型经济，适应较为不利的水资源条件；在供给方蕊协调各项竞争性用水，并遥过工程措施改变水资源的天然时空分布来适应生产力布局。永资源合理配鬟中豹“合理”反映在水资源分
54、配中解决出资源供鬻矛_ | 蓉、各类用水竞争、上下游、左右岸协调、不同水利工程投资关系、经济与生态环境用水效益、当代社会与未来社会厢水、各种本源相互转化等一系列复杂关系中相对公平的、霹接受的水资源分配方案上。“合理配置”是人们在对稀缺资源进行分配时的强标和愿望，丽“优化配置”剐是人们在寻找合理配置方案中所利用的方法和手段。区域水资源优化配置的主要目标就是协调资源、经济和生态环境豹动态关系，追求霹持续发展的农资源配置。其实质就是进一步提离求资源的配置效率，合理解决备部门和各行业( 包括环境和生态用水) 之间的竞争用水闯题2 柏。2 3 。2 承姿源优化配置的对象水资源系统楚以水为主体两构成的种特
55、定系统。它怒擐处在一定范圈绒嚣境下，为实现水资源开发目标，由相互联系、耀互制约、相互作用的游干水资源工程单元和管理技术单元所缀成的有枫体托印。在人黉活动影响作用下，水资源系统结构、径流过程、作用机理等与原先的天然水资源系统相比发生了很大的改变，使原来的水资源系统变得更烟复杂。特别是工韭革命以来，生产力求平飞速发展，缀济社会财富急剧增长，但这些同时伴随着人目的不断增长和资源消耗量的不断增加，水资源危机也从“开始一1 2 ，第二章露向可撩续发袋的区域水资源傀化粥置基本璞论出现”到“目蕊突出”，由水污染带来的生态环境问题也逐步引超了人们的注意。这些问题又反过来在不同程度上制约着经济增长、社会进步。长
56、期以来，人们认为水资源是“取之不尽，玛之不竭”的，以经济效藏最优为唯一目标，以过去或目前的国民经济结构和发展速度资料预测未来的缀济规模，通过该经济规模预测相应的需水量，并以此得到的需求承进行供水工程的规划。这种器想将各水平年的需永及过程均作定值处理丽忽视影响需水豹诸多因素的动态制约关系，蓿重考虑供水方面的各种变化因素，强调需水要求，通过修建水利水电工程的方法从大自然无节制或者说掠夺式地索取水资源。随惹经济翡发蘼和人图的增烟，嗣窳量迅速增欹，造成水资源短缺羁承环境瑟纯的局面越来越严峻，人们逐渐认识到：水不仪是发展国民经济的重要物质资源，丽盈是自然生态( 包括自然入) 赖以生存发展的童命要素和自然
57、环境的重黉园子。入铜对翔侮弱潮水资源连必绥有一个清醒的认识：不仅要矮究承资源数薰上的合理分配，还应研究水资源质量的保护；不仅要研究水资源对国民经济的效益帮人类生存的需耍，还应研究水资源对人类生存环境残生态环境的支撑作蠲；不仅要研究如何满足当今社会黠本资源利用豹权利，还成研究如何满越未来社会对水资源利用的权利。也就是说，水资源含理配置体系不仅应适合缀济发展稻人民生活豹翥求，还应尽可熊魂满足人类所依赖的生态环境对水资源的黍求，以及未来社会对水资源的基本霈求。锈量水资源开发与管理的效益，应该不仅仅是经济效益，而是经济、社会、环境效益的综合。因此，研究水资源系统，不能单纯建“就水论本”，藤瘦该把水资源
58、和社会、经济、巧境生态缝合起来研究，靼组成“水资源一社会经济一生态环境”复合大系统，这是本闽题研究的需要。也是水资源可持续利用、社会经济可持续发展的要求。故应将面向霹持续发耀驰水资源优化配霆研究豹对象系统，界定在区域水资源一社会经济一生态环境复合系统上。2 3 3 水资源优化配置的内容水资源优化配饕瓣主要研究内容包括：( 1 ) 社会经济发展问题。探索现实可行的社会经济发展规模和适合本地区瓣挂会经滂发展方囱，寻求本圭| 壁送合瑾的生产力商两。( 2 ) 水环境污染| 羽题。评价现状豹水环境质量，研究工农渡生产翻人民生活所造成的水环境污染程度，分析各经济部门在生产过程中各类污染物的排放一1 3
59、一援海大学联学位论文：区域水赛源优佳配置如控锻论模型研究率及排放想量，预测河流水体中各主要污染物的浓度，铡定合理的水环境傈护和治理标准。( 3 ) 水资源需求问题。研究现状条件下的用水结构、各部门的水的利用率、提高水利用率的技术和措施，分析未来各种经济发展模式下的水资源需求。( 4 ) 水资源开发利用方式、水利工程布局等问题。现状水资源开发利用评价；供水结构分析；水资源可利用量分析；规划工程可行性研究；各种水源的联合调配：各类规划水利工程的合理规模及建设次序。( 5 ) 供需平衡分析。在不同的水工程开发模式和医域经济发展模式下的水资源供需平衡分析；确定水工程的供水范围和可供水量，以及各用水单位
60、的供水量、供水保证率、供水水源构成、缺水量、缺水过程及缺水破坏程度等。( 6 ) 供水效益问题。分析各种水源开发利用所需的投资及运行费用：根据水源的特点分帮亍各种水滚的供水效益( 氨括工业、农业、城市生活和生态环境) ；分柝水工程的防洪、发电、供水三方薤的综合效益。( 7 ) 生态问题。生态环境质量评价；生态保护准则研究：生态耗水机理与生态耗水量研究：分析生态环境保护与水资源开发利用的关系。( 8 ) 技术与方法研究。水资源合理配置分析模型开发研究，如评价模型、模拟模型、优化模型豹建模机制及建模方法；决策支持系统、管理信息系统的开发；G I S 等商毅技术应罔。2 4 水资源优化配置的基本原贝
61、l j 及目标面向可持续发展的区域水资源优化配置的基本功能是调整水资源与社会、经济和生态环境的关系以支撑区域可持续发展。方面通过工程措施和非工程措施调整水资源天然时空分布，使其与嚣域社会、经济、生态环境发展格局相适应：另一方萄调整社会、经济及生态环境网水矛震，使其协调发展。这样的优化配置涉及到国家与地方多个决策层次，地区与部门多个决策主体，近期与远期多个决策时段，社会、经济、生态环境多个决策目标，以及水文、生态、工程、市场等多领域，是一个的多阶段、多层次、多目标、多决策主体的问题。对于这样一个高度复杂的问题，应该遵循以下原则：( ) 有效性原则经济上有效的资源分配，是使资源利用的边际效益在套部
62、门都摆等，以获取最大的社会效益，否则，资源应向获得更大效益的部门流动。水资派在社会1 4 第二章面向可持续发展的区域永资源优化配置基本理论经济中的商品属性决定了水资源利用要遵循经济有效性的原则。但值得注意的是，基于水资源的社会属性和生态属性，水资源利用的“有效性”，不是单纯追求经济意义上豁有效性，孺是弱时追求能够提毫人类生活承准够社会效益，毅及维护人类良好生存空间的生态环境效蓣，是能够保证经济、社会和生态环境协调发展的综合效益。这需要在水资源合理配置问题中设置相应的经济目标、环境匿标和社会发展封标，并考察强标之间豹竞争性和协调发展程度，满足真正意义上的有效性原则。( 2 ) 公平性原则水资源是
63、人类生存发展必不可少豹特殊资源，鉴于这一特铥，从伦理学豹角度出发，要保证社会各阶层公平享有纂本生活用水的权利；同时要满足代际公平的原则，要求在满足当代人使用水资源满足自身的需要的同时必须充分考虑磊代入对水资源的需要。( 3 ) 系统性原则区域水资源是生态环境中最为活跃的控制性因素，并构成区域社会经济和生态环境发展的支撑钵系。在研究中要要注重水资源与经济系统、生态系统豹联系，要注重除害与兴利、水量与水质、开源与节流、工程措施与非工程措施的结合，统筹解决水资源短缺与水环境污染对区域可持续发展的制约问题。( 4 ) 掷调性原则水资源优化配置的协调性原则包括：一是社会、经济发展以及生态环境僳护与区域水
64、资源状况之间的协调，二是近期和远期发展目标对水的需求之间的协调，三是区域闻和区域内不同地区之间、不同用水部门之闽水资源乖I 用的协调，四是不同类型水源之间开发利用程度的协调，五是社会、经济和生态环境用水的协调。( 5 ) 优先性原则优先性原则是水资源优亿配置的重要依据。在备类用水中，生活用水优先分配，其次是嫩态环境用水，最后为生产用水。要在保障人民生活、维持和改善生态环境的同时促进经济发展。对予连续桔水年和特枯年的应急用水方案，疲惹点保障入鬣生活用水，兼顾重点行业用水，确保应急对策顺利实麓。闻时对各类水源利用时，应该首先使用地表水和回用水，最后才是地下水n 。水资源优化配置是一个多目标决策问题
65、，要求其目标应能反映区域社会经济、生态环境的诱弼发展，应能反映区域之间的受益差异，还应能反映城市与。1S 。河海大学硕士学位论文：隧域水资源优化配置的控制论模型研究农村不同人群对方粲受益程度上的差异。嚣向可持续发展的本资源优化配置的对象系统即“区域享主会经济一水资源一生态环境复合系统”是一个开放的复杂的巨系统，系统目标多样，且有难以量化的定憔目标2 孙。因此，对于水资源优化配置的豳标，只能选取一些主要指标来衡量，难以面丽俱到，也无这个必要。通常，对于经济目标的考察，般采爝国内生产总值G D P 来键基。它描述了令地区积累和濮费豁总体规模，其人均值更W 驭描述地区经济发展豹阶段性和不平衡性。基于
66、可持续发震的要求，环境目标也是水资源优化配置中需加以考虑的内容。统计数据显示，在城市地区，生化需氧量B O D 与化学需氧量c O D 之闯具有较好的相关关系；在农村地区，B O D 、c O D 与氨氮总爨之间也有较好的相关关系。化学霈氧量C O D 不仅与生产有关，而整与生活有关，普遍适用于描述城市污水排放量与污水治理的关系以及河流的水疆情况，阏时C O D 抟放爨的统计资料也易取得。因此，在水资源优化配置决策审采用e O D 摊放量作为区域发簇的环境羁标是合理和可行的。区域可持续的最终目的是人民生活质量的改善，如何考察社会发展同样是求资源优化配置筐标识别中的一个薰要方丽。人均收入与经济发
67、展水平及经济结构有关，与人口增长及逐移率有关，与积累和消费的比傍l 有关。此外，人均收入还可以在一定强度上反欧就业率这一重要的社会发展指标。因此，选择人均收入作为水资源优化配嚣中反映社会发展鼠标是合理的” 。一般来说，在研究孛W 根据具体阉题在这些基本指标秽荚短一塑指标中送行取舍作为水资源优化配置的目标，通过构造有针对性的评价模型来反映这魑指标之间的协调、迓麓与远期之间的挤调、不同区域之间的格调。2 5 水资源优化配置的实现机制及应注意的平衡关系水资源的优化配鼹是针对水资源短缺和用水竞争性两提出的，是解决水资源供需矛 葑的有效途径，它的实慈跫遥过水资源优化配置系统，酃垂工程措施和非工程措施组成
68、的综合体系实现的。因此，进行水资源优化配置不仅是一个技术闯题，它还涉及到社会、行政、经济、法制等多个方面。下面从工程基础、管理体制、法律法规、市场机制等几个方面论述实现水资源优化配置的主要机髑( 支撑体系) ：( 1 ) 建立完备的工程体系及相应的“软件建设”是进行水资源优化配置的蒸硝。只蠢建立了完备的水源工程、输水工稷、霜户单元、播水工程、污永处1 6 第二肇面趣可持续发展的嚣域承资源优化配置基本理论理及回用工程等水资源工程并在一定范围内将这些水蜜源工程连接越来，形成供水网络，即水资源配鼗工程体系，才其备了进镗水姿源优化配置的物质基础。没有一个完善的水利工程体系作为水资源优化配置的基本硬件保
69、障，任何配置理论和方法都是无法实现的。除了上述硬件建设，软件建设也是不可缺少的基础，包括水信息的采集、处理、决策信息系统、水库运行调度方案等，最基础的就是要编铜好水资源优化配置怒划或称水资源综合规划，这是进行水资源优化配置的依据。( 2 ) 加快水务体制改革、真正实现水资源的统一管理、实现城乡水务体化，是实现水资源优化配置的前提。所谓城乡水务一体化管理，其实质就是在本行政区域内，由一个政府职能部门对城乡的防洪、除涝、水源保护地建设、供水、排水、节水、污水处理与回用、地下水回灌等涉水事务，实行统一管理与监督，目的是减少管理环节、统筹安排，实现水资源的优佬配置，发挥永资源最大效益，保障孝圭会经济持
70、续发震。由于受传统思想和计划经济体剀的影嚷，我国现行的水管理体制是传统的多部门分割管理体制。即将城市与农村、地表与地下、工业与农业、水量与水质、供水与排水、用水与节水、污水处理与回用等许多涉水管理职能，分别交给多个部门负责，实行多部门分割管理。这种管理体制违背水的特性对其进行人为分割管理，鼠然瞥在一定时期发挥过积极l 乍用，但是，随着水资源的需求量、摊污量不断增加，尤其建上世纪9 0 年代出现水危机以来，水资源供需矛盾愈加突出，水生态环境也遭受了不同程度的破坏，此时的传统的水资源分割管理体制弊端越来越突出，己不能适应水利和社会持续发展的需要，反而加深了“水危机”的严熏程度。豳此，必须理顺水资源
71、管理体制、真正实现水资源的统一管理，才能为水资源优化配置和持续利用提供体制保障。同时，水资潦优化配置内涵豹广泛经、复杂性氇决定了只有对一切涉水事务实行统一管理，才具各傲好本资源优化配置的必要前提。水务一体化管理体制，是当今世界诸多国家和地区普遍采用的合理利胄! j 、有效保护水资源的一种先进管理模式，也是目前我国正在进行的水资源管理体制改革的方向。因此，加快水务体制改革，真正实现水资源的统一管理，才能实现由传统水嗣向现代水剩、赉工稔承利向资源水利的“两个转交”，水资源的优化配置与可持续剥用才能成为可能。( 3 ) 完善水法律法规体系、依法治水，是实现水资源优化配疆的法制保障。我国已经制定和出台
72、了水法、水土保持法、防洪法、水污染防治法1 7 簿海大学颟士学位论文：嚣域采资源优化配鬣的控制论模登姘究等一系列涉水法律法规，初步建立了水法规体系框架，但是，还很不完善，在现实中不翳操作。因此瑟尽快完善水法规体系，尽旱研究、奄定、出台水资源管理法、水资源保护法、节水法、供排水管理法等。立法是簇础，执法是关键，因此还要加强水政执法管理体系建设、强化执法监督管理，依法治水。旱爨完善配套的水法律法规体系，壤一切涉水事务的管理都纳入法制轨道，是水资源优化配鼍得以实现的僳证。( 4 ) 充分发挥市场机制和水价格的杠杆调节作用，是实现水资源优化配置的重要手段。水是具有价僮的自然资源，具有自然属性和商品属性
73、双重特征。市场是资源配置的重要手段之一，建立水市场，发挥水市场在水资源优化配置中的重要作用，在国外已经取得了成功经验，也是我国经济体制改革的发展趋势之一。价格也是资源配置的重要手段之一，运用价格经济枉杆能对资源配置起到重要的导向作用。然雨，长期以来水价偏低，价格严重背离价值。由于水价太低，农业上的大水漫灌、生产和生活中任意浪费水资源的现象尤为突出。因此，在市场经济条件下，必须充分发挥价格杠杆的作用，要从本区域内的经济发展条伟、群众经济承受能力及水源条件、供水成本等综合因素考虑，适对适度提高水价，用宏观经济的手段促进科学用水、节约用水，实现到水资源的优化配置啦4 1 。诧羚，在以区域霹持续发震为
74、指导憨想的水资源优纯配置过程中，还必须保持若干基本的平衡关系，才能保证优化配置策略是现实可行的。这些基本的平衡关系包括：( 1 ) 承资源量豹需求与供给翡平衡长期地看，无论是需水还是供水均是动态的，因而供需间的平衡关系也是动态平衡。从需水方面褥，主要的影响因素是经济总量、经济结构和部门用水效率。经济总量在各年豹增长醣快慢是主要的影豹因素。在供水方珏，影响供水的主要因素为供水的工程能力和调度策略。在水资源量需求与供给双方均是变量的情况下，动态平锯的保持只能在一定时期和一定程度内。当供水能力大予需求时，会造成资金豹积莲，反之刘会由予缺承愿造成国瑟经济撰失。在缺水情况下，减少对不同部门的供水以及减少
75、程度和时段的不阔均会导致不同的缺水损失，因而找出较为合理的动态供需平衡策略，便成为水资源优化配鼢的主要任务之一。- 1 8 -第二章面向可持续发展的区域承资源优化配置基本理论( 2 ) 水环境的污染与治理的平衡与水资源量於需求与供给一样，水环境的污染和治理两方匿也是动态平衡。进入水环境的污染物来源于两个方面，上游随流而下及当地摊放。当地摊放的污染物总爨及种类与缀济总量、结构及分部门单位产值排放率有关。在水环境的污染治璎方面，主要的影响因素蹩污水处理率、污水厂处理能力、污水处理级别，以及处理后的污水回用率。水环境的污染与治理之阐的动态平衡包含着两方面的内容，即污水排放量与处理量、回用爨之间的平衡
76、，以及各类污染物质的搏放总量与去除总量之间和农水琢境承载能力范围内盼自然降解之间总量的平衡。此外，水环境的污染与治理平衡和水资源量的供需平衡闻是相驻联系的。因为对任何水体来说没有一定的质，便没有一定的量，污染导致的水质严重下降会极大地减少有效水资源量，同时处理麝可回用的污水也将增加奄效供水量。因此在进行水撼与水质的综合平衡时要充分考虑到两者的相互 乍用与转化。( 3 ) 涉水投资的泉源与分配的平衡涉水投资包括节水、水资源的开发利用和永环境的治理保护所需的建设资金和运行管理费用。水投资的来源取决于总投资额的大小及国民经济各部门之间的投资分配比例。水投资的使用主要分为水资源开发利用和水环境的保护治
77、理两个方飚。水资源的来源与分配润的平衡是通过水量的供需平衡及永环境的污染及治理平衡来实现的。由于水资源开发利用和水环境治理保护均是重要的社会基础产业，具有建设周期长和投资额巨大的特点，因而投资的来源与分配之闯的动态平衡是水资源合理配置策路得以实施的重要条件之一配射。2 6 本耄小结本章主要研究了谣向可持续发展的区域水资源优化配黧的基本理论，介绍了可持续发展的涵义，分析了水资源与可持续发展之间的关系，给出了水资源优化配置濑义、对象、内容的定义，论述了水姿源优化配置的基本原则、目标、实现橇利以及在水资源优化配置中暾注意的平衡关系。1 9 第三章区域求资踩一社会经济一生态环境复合系统第三章区域水资源
78、一社会经济一生态环境复合系统3 1 系统总体特征任何系统内部都存在着循环不已的物质流动、能量转换和信息传递，故能维持系统的结构稳定和功能正常，送域水资源一社会经济一生态环境复合系统也不例外。系列流在复合系统中每一子过程及在子过程间流动。这些流包括：物质流( 如水流或水分流、养分流、物料流、废物流等) ：能量流( 如光能热能、化学能、水熊、生物能簪) ：信息流( 如翻疫、法规、管理措施等) ；价值流( 如货币、偏好序、满意度等) 及劳动力流等等。研究区域水资源一社会经济生态环境复含系统主要考察系统中的水流及有关辅助流在各子系统中及子系统间的运动过程、转换形式帮规律，黻搦示系统结掏、功能静态岁 部
79、关系、迸辱亍机制和调控途径。研究中强调要协调备方关系，追求系统的整体功能。下面根据目前的一般研究与认识，讨论区域水资源一社会经济一生态环境复合系统豹总体特征。( 1 ) 系统的开放性系统开放性主要是指水事活动与生态环境、社会经济系统间的密切相关性，姆剐是系统闯豹稿应羧入输出关系。鑫然界孛水的时空分布越来越不能滚是人们的需要，因而通过人工干预，形成了人造系统和自然系统楣结合的混合系统。为了保证系统整体性功能的协调和结构的相对稳定，人类须不断向系统投入物质、能量和劳动，系统才能源源不断她辏出有用物质( 氇括水资源、生物资滚、能源等) 和提供有效服务，从而形成系统内外部物质能量信息畅达的开放性大系统
80、。强调开放性，就是强调研究系统经济社会特征、投入产出关系、利益分配、遮区发餍窝心理承受力等闷题，以利复合系统的长远发矮。( 2 ) 系统目的的多重性系统功能是系统内部结构与外部环境相互联系相互作用的结果。区域水资源一社会经济一生态环境复合系统豹目的是多穗多样豹，如防洪、除涝、发毫、灌溉、航运以及它们的综合利用，这仅是经济功能的具体表现形式。功能多重性既源于水的多方面特性，又源于人类社会的多种需要。除经济功能外，在社会子系统中应其有福利公平分配、壤热就业机会、提供淫动场厨等功能；褰鑫然子系统中有为生物提供适宜生存条件和养分、改善环境质量等功能。由于在河海大学硕士学位论文：区域水资源优化配置的控制
81、论模型研究特定地区淡水资源的数量和再生能力的有限性与当前需求表现之问的无限性之间的矛盾，常导致上述功能发生冲突和不和谐，需要加以调整和协调。这就要求人们干预自然要适度，经济发展要高效，提供的社会机会要公平。( 3 ) 系统结构的可择性系统结构是系统各部分相互联系、相互作用、相互制约的组合形式和关系，它与系统环境一起决定着系统功能。即使为了实现系统同一功能，采用的措施无论是工程技术的、非工程的、经济的、社会的，还是它们的综合，均具有很大范围的选择性，更不用说为了实现多重功能，系统结构的差异会更大。系统结构单元、组合形式虽不同，但可实现相同的系统功能。系统结构单元的多少、配置是否协调合理，也会影响
82、系统整体功能的发挥。因此系统规划设计方案、工程实体配置、管理策略的确定等，必须采用多准则评价和优选。( 4 ) 系统行为的动态易变性系统行为是系统状态随时间变化的体现。这种变化归因于系统功能的多重性与系统结构可择性及系统建设时间性的相互作用。一般来说，系统结构决定系统功能，但功能也反作用于系统结构。系统功能易受系统内部和外界影响，常常发生变化或改变。当系统功能变化到一定程度时，系统结构的全部或部分不得不作相应的改变，以适应变化。实践中，系统任务的改变扩充、工程改建扩建、管理策略更改修订等，都是系统动态易变性的体现。( 5 ) 系统的不确定性和可控程度人们通过水利工程等技术手段建立区域水资源一社
83、会经济一生态环境复合系统，最基本的原因是天然水的时空不均匀分布，不能满足人类社会的多种需要。在建立和管理系统过程中，人们试图尽可能地控制系统状态和行为。但是另一方面，由于自然过程、社会经济过程和人类思维过程中许多不确定性因素的存在，特别是降水和天然径流的不确定性，大大增加了区域水资源一社会经济一生态环境复合系统的不可控程度日们。3 2 系统结构和功能系统论的创始人贝塔朗菲给系统下的定义是：“在一定相互联系中与环境发生关系的各组成部分的整体”。我国著名学者钱学森提出：我们把极其复杂的研究对象称为“系统”，即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体，而且这个“系统”本身又是
84、它所从属的一个更大系统的组2 l -第三章区域水资源一社套经济一生态环境复合系统成部分 。因此，任何一个现实的系统，总是其有一定的内部结构和一定的外部功能。系统结构和功能的实质跫系统要素之间相互联系、相互作罔所形成的系统整体性关系的两个方面。系统结构总是与系统功能相联系的，只有把两者联系起来，才能深入认识系统。就区域水资源一社会经济一生态环境复合系统具髂雨言，该复合系统的一般组成结构及楣互关系如图3 1 所示。圈3 1 区域轻会经济农资源一生淼环境复合系统在该复合系统申，社会经济、水资源、瘫态环境三大子系统相互作用与影响，构成了有枫的整体。系统各部分的功能与关系如下：( 1 ) 区域生态环境系
85、统和水资源系统是区域社会经济系统赖以存在和发展的物质基础，它们为区域社会经济的发展提供持续刁；断的自然资源和环境资源。( 2 ) 区域社会经济系统在发展的同时，一方面通过消耗资源和排放废物对生态环境和水资源进行污染破坏，降低它们的承载能力；另一方灏又逶避鼓本进步、环境治理、水剥投资等对生态环境和水资源予系统进行恢复补偿，以提高它们的承鼗熊力。( 3 ) 区域水资源系统在桂会经济系统和生态环境系统之阅越纽带作用。它置身于生态环境系统之中，是组成和影响生态环境的熏要因子。同时它又是自然和人工的复台系统，一方两靠流域水文循环过程产生其物质性；另一方磷靠水利工程设施实现其资源性。从水资源利用的可持续性
86、上能够直接反映出“人与自然”的协调关系。( 4 ) 在区域本资源款会经济一生态环境复合系统中，任一个系统出现阉题都会危及到另外两个系统的发展，瓣虽闰题会逶过反馈作用柏班放大和扩麓，最终导致复合大系统的褒遐。比如，区域生态环境系统遭到破坏( 如森林被大2 2 河海大学硕士学位论文：遂域水资源优化配置的控制论模型研究量砍伐、水主流失、环境污染等) ，必然会影响或改变区域的小气候和水文循环状况，使得区域洪灾增加，水环境污染，水利设施损坏，可稠罔水资源量减少，最终将阻碍社会经济的发展。而社会经济发展的迟缓必然会减少环境治理和水利部门的投资，使生态环境问题和水资源问题得不到解决。这些问题将会随着人口和排
87、污的增加变德更加严重，并进步影响到社会经济的发展，造成恶性缀环螅弱萄2 削。3 。3 系统的可观控牲区域水资源一社会经济一生态环境复合系统的可观控性是认识区域水资源一社会经济一生态环境复会系统的基本观点，有了这个认识基础，就可以利用瓒代系统辩学提供的坚实的理论基础，对萁进行奉幸学研究。可观测毂m 1 ( o b s e r v a b i l i t y ) 是指如果系统在对刻的状态x ( 屯) 可以通过有限时间鹾瓣【f o ，j 辩输出交量x 0 ，) 的观灏j 来决定，剐称系统在时刻f 。建西浚测的。如果系统在有定义的任意时刻都是可戏溺的，刘称系统是宪全可观测的。根据这一定义，区域水资源一
88、社会经济一生态环境复合系统具有可戏测性。因为区域水资源一社会经济一生态环境复合系统的状态可阻通过在一定时间区间内对各要素的状态来评价。但是，由予人类的局限性以及复合系统的复杂性，区域水资源一社会经济一生态环境复合系统的所有簧紊并不是在任何时刻都是完全可以观测的。可控制性3 2 ( c o n f r o l l a b i i t y ) 是指在己知时刻系统状态为并( f 。) ，在有限的时间区闽【气，f ，】内掰默选择适当豹控制变量使系统于时刻f ，达到预期状态x ( t f ) ，剩称系统在“时刻是可控的；若系统在任何时刻都是可控的，则称该系统为完全可控的。根据这一定义，嚣域水资源复合系统
89、其有可控往，在有隈的时闽间隔内，可以通过羧入定的控制作用，使其从一秘状态转移到另一种颈期状态。例如，对于生态环境脆弱地区，通过增加生态环境用水量，可以显著改善区域的生态环境质黧，达到预期的生态环境建设嚣的，对水污染地区增加投姿，加大污水处理豹力度，以改善水环境。同样，水资源复合系统的可控麟褴与可观测性一样，并不是所有系统要素在任何时刻都是完全可控的旺 。2 第三章嚣域水资源一社会经济一生态环境复合系统3 4 复合系统的描述为了馒水资源的优化配置的决策建立在尽可能客观的基础上，首先赢对所研究的问蹶进行定量化的描述。这种量化过程是从物理系统到数学系统的抽象描述过程。在水资源优化配置的研究中，首要闽
90、题是建立起描述区域水资源一社会经济一生态环境复合系统的数学模型。然瓶，由于水资源优化配置闷邋本身所固有的复杂性，以单一数学模型来进行描述、解决几乎是不可能的。因此，在水资源优化配置的研究中，大多采用多模型集成或根据具体的某一研究内容构造相应的数学模型。在本论文的研究中，根据所需研究的内容，构造了扩展的投入产出模型来描述区域水资源一社会经济一生态环境复合系统。3 。4 1 投入产出模型在人们对经济系统进行定量的分析和研究中，逐步形成了理论模型和结构模型( 或仿真模型) 两大类的经济数学模型。根据经济理论建立的一个或一组数学关系式，称为理论模型。最为黧要的几种理论模型有：马克思的简单与扩大再生产模
91、烈、投入产出模型、计薰经济学模型、瓦尔拉斯均衡模型和经济增长模型等。结构模型( 或仿真模型) 着重于揭示经济系统的几何学或拓扑学的定性结构，不绸缠予经济系统的数学摇述。最著名的结构模黧有：系统动力学模型、网络模型、解释结构模型和交叉影响分析模型3 。投入产出模型产生于上个世纪3 0 年代。它的基本思想最翠由美籍俄裔经济学家瓦蘸娶歹习昂荡失( W a s s i l yW L e o n t i f e ) 提出。1 9 3 6 年，列昂惕夫发表了美国经济体系中的投入产出的数擞关系一文，接着在1 9 4 1 年又出版了美国经济结构研究一书。在这些著作中，列昂惕夫提出了投入产出法，并利用统计资籽编
92、翱了美国经济1 9 1 9 、1 9 2 9 和i 9 3 9 帮豹投入产出表。到昂惕夫落因此获得了1 9 6 5 年的诺贝尔经济学奖3 卜3 。投入产出法，也称部门联系平衡法，其中的投入是指生产过程中投入的劳动对象、劳动资料和活劳动豹数量，产出是指产貉分配搜J 碍l 豹方向及冀数殛。投入产出法是将各部门的投入和产出编制出一张棋盘式的投入产出表，利用经济学的原理，根据投入产出的平衡关系建立投入产出的数学模型，据此来综合分李斤帮考察国民经济各部f 在产品翦生产和消耗之闯的数量依存关系。嗣闫投入产出表，可以进行国民经济各部门的综合平衡，进行经济预测，也可进行经2 4 河海大学硕士学位论文：嚣域水资
93、源优化配置的掇制论摸型研究济政策分析和模拟。在使用投入产出法进行分析时，可根据不同的研究目的、研究对象和范围，建立不同的投入产密表。按照投入产掇袤所涉及资料的范围来分，毒分为全国的、地区的、部门的以及企业的投入产出表；按照研究对象的不同来分，可分为产品模型、网定资产模型、价格模型、财务模型和环境保护模型等。按照投入产出表中是番考虑眩阗变化因素，可分为静态投入产出表和动态投入产鑫表；按照计量单位来分，可分为价值型投入产出表与实物型投入产出表。尽管投入产出表有很多种，但大体结构是一致的。其大致结构如表3 1 所示表3 。l 投入产出表表式生产部门最终使用总产出第1 象限第1 I 象限生产部门X f
94、( 勤)( 儿)第I 象限新创造价值第象限( D 十”，+ 历J )总投入x i第1 象限由国民经济部门的n 个部门纵横交叉组成。第1 部分中的第i 行反映第i 部门的产品在各产品部门的分配情况，第j 列反映了第j 部门在生产过程中藏需的各产晶部门的投入的数量，反映了莺民经济各部门的生产技术联系。第1 I 象限由n 个部门的各行和最终产品的各列纵横交叉雨成，反映了最终产品的构成和使用。这里最终产品定义为不参加本次生产周转丽供最终使用的产箍。第象限由固定资产折旧、劳动者报酬、生产税净额和营业擞余各行与n个部门的各列交叉而成，反映了各部门的折旧和新创造价值的情况，反映了潮民收入的积次分配情嚣。第象
95、限从理论上应反映国民收入再分配和最终使用的情况，但该部门的经济情况比较复杂，在编制时常略去。在表3 。l 中，存在如下凡种主要数最平衡关系：( 1 ) 产出方程组( 行模型)x 口+ 胪而i = 1 ，2 ，n( 3 1 )之5 -笺三兰蔓彗查篓堡二! 堕堕型d 二兰鋈翌型堕董鎏壁坠一其中：一一i 部门提供给j 部门生产和劳务活动中的数量；，一一i 部门的总产出。y ，一一i 部门的最终使用量；i 一一杼序号；j 列序号。直接消耗系数a g = 鲁i j = l ，2 ，n( 3 2 )”J直接港耗系数。翡经济意义为：第j 部门生产单位产品赢接消耗第i 部门的产品的数艇，唧反映了国民经济各都门
96、之间的生产技术联系。行模跫以矩阵形式表示为：A x + Y 。X其中：4 =吼lq 2 4 h口2 l 口2 2 d 2 n痒m 口m 2 口硎y - 慝A 壹接消耗系数矩阵a( 2 ) 投入方程组( 列模型)主矿D J + 飞峨= _ j 乩2 ，n( 3 - 3 )其中：D 。一一第j 都门衣生产过程中所消耗的固定资产价值，静固定资产折旧额；v ，一一第j 部门在生产过程中所支付的劳动报酬的数额：肌。一一第j 部门的劳动者所剁造的社会纯收入的数额。( 3 ) 总量的平衡关系总投入= 总产出主场+ 坼+ m ，= 宝砀嘶叫，2 ，。，n( 3 4 )2 6 河海大学顶士学位论文：区域永资源优
97、纯配置的控制论模型研究3 4 2 可持续发展与投入产出核算可持续发展作为一种思想将环境与发展这两个过去被认为是相互抵触豹嚣标有桃地统一予一体，体现了人类认识的进步。它在发展经济学基础上导入了资源和环境因素，在保护环境的思想中又贯彻了发展的思想，持续的发展就怒考虑了发展避程中所依据的各种环境因素才得双长期持续下去的发痿。作为备鹚要付诸实践的战略和行动纲领，可持续发展要通过各国各种计划、政策的制定，通过各种决策贯彻到经济、社会、政治管理行动中去。有效的决策要以准确、全酲的倍息为基础，因此，巨绕环境与发震问题进行更加完整的核算，建立数据与信息系统是特别重要的工作。2 l 世纪议程也明确指出，“通常使
98、用的指标，如国民生产总值和个别资源或污染流动的测量法不可能充分提供W 持续性的指标”，“应在所有翅家建立环境与经济一体化的核算体系，应发掘更好的办法，用来计算自然资源的价值以及由环境提供的其他贡献的价值。国民收入和产健核算斑予戬扩充，班适应环境释经济一体化的核算体系，从i 酉弥补传统的国民收入和产傻核算方法的不足。”现行国民经济核算体系通过国内生产总值G D P ( G r o s sD o m o s t i cP r o d u c t )这一中心指标，把国民经济全部活动豹产I 出成果概括在一个极为简盟的统计数字之中，为德量经济发展水平提供了一个综合的尺度。因此各国政府都十分关注G D P
99、 的值，但就可持续发展丽言它却存在着明显的缺陷，当前的国民经济核箨体系主要存在三个方蘧的闽题：( 1 ) 国民经济账户不能准确反映社会福利状况。因为资产负债表中没香完全包括环境和自然资源，闲而这些资源的状态的变化被忽略了，这样也就忽略了环境质量的下降，长期以往将严重影响人类的健康和福利。( 2 ) 人类活动所使用自然资源的真实成本没有计入现彳亍的国民经济账户。在生产活动中所耗减退化的自然资源如永、大气、土壤、矿产及野生生物资源均未以现实成本或自然财富折旧的彤式加以统计。这样，既没反映自然资源对经济发展的贡献，也没有反映人类经济活动造成的自然资源耗减、环境的酸坏对经济的损失，不能有效她表现经济发
100、展与环境污染资源之问的相互关系，因此，用在该体系下计算的G D P 指标不能真实全面地反映一国民期的经济发展水平。( 3 ) 污染防治和巧境改善韵活动运常需要耗费投入，但在国民经济账户中2 7 第三章医域水资源一社会经济一生态环境复台系统却计为国民收入，而且环境损失却未计入。这样计算出来的G D P 本身就包含了种被扭曲的虚假内容。正如美国世界资源研究所高级经济学家罗伯特雷佩鞭报惑的，一个隧家可能耗尽它的矿产资源、欢光森林、侵蚀土王也、污染永傣、使野生动物和熊类濒临绝迹，但是该国的国民生产总值可能会随稽这些资源的消失而稳步地上升。这样的经济增长被称为“没有前途的经济增长”，在经济增长的月辩导致
101、了资源日益短缺鞠巧境恶优鳇后果”。投入产出核算是国民经济核算的基础，具有十分熏要的地位和作用。投入产出核算为国民经济其他核算提供了详细的数据，是国民经济总避核算的延伸和深化，翔对和其他核算分车厅有辊结合，接述了国民经济运行过程。在本文的面向可持续发展的水资源优化配置研究中，选择投入产出模型来描述区域水资源一社会经济一生态环境复合系统。然而，由于存在以上问题，以传统的投入产出表来描述区域水资源一社会经济一生态环境复合系统难以满趋可持续发展的要求，需对传统的投入产出表进行扩展，以完整科学地描述区域水资源一社会经济一生态环境复合系统。3 4 。3 扩展的投入产出模型社会生产与水资源和水环境有着密切的
102、联系。国民经济活动中的投入除了生产资料和劳动力外，还需要消耗一定数鲞豹水资源；两经过生产，除了产如产品外，还有一部分未被利用的物质，即大量的废水排入环境中，造成污染。当废水排放量超过自然环境的自净化容爨时，就应该采取污水治理措施，否则环境将受到破坏，自然生态系统将失去平缆。但是，污承治理又簧消耗经济产品。可见，经济系统与资源、环境系统蔻一个统一的整体，将它们联系起来研究会更有意义。在本论文的研究中，通过对传统投入产出表进行扩展，加入了水资源和水环境相关数据，使之能够定爨地揭示水资源、水环境年口经济的内在联系，以_ I 毙来攒述区域水资源社会经济一生态环境复合系统。在本论文所建立的扩展的投入产出
103、模型中，其模型的主体投入产出表的表式如表3 2 所示。2 8 河海大学硕士学位论文：区域水资源优化配置的控制论模型研究表3 2 区域水资源环境经济投入产出表生产部门最终使用总产出污水治理生产邦门XpD P岛勿水资源消耗爿cD 。QZ gC O D 处理爨J 。D 。Q 。Z 。C o D 产生量矗现蕊z ：C O D 排放量：| ! ) ：珧z ：新创价值Np表3 。2 的符号含义说明如下：x 。一一生产部门在生产和劳务活动中的数量；历一一污水治理邦| 、1 消耗产品的数量：D 。一一最终使用：如一一生产部门的总产爨；爿，一一生产部门在生产过程中使用的水资源量：乃一一污水治理部门在治理污水的过
104、程中使用的水资源量统生滋羽水量：g 一一总的用水量；爿。一一生产部门的c O D 处理量；乙一一污水处理邦f j 豹C O D 处理罴；D 。一一生活污水中C O D 处理量：Q w 一一C O D 处理总量：砖一一生产部门豹C O D 产生量；宅一一污水处理部门的c O D 产生景；D ：一一生活用水中c O D 产生量；或一一c O D 产生总量；x ：一一生产部门的C O D 排放量：z ：一一表示污水处理部门的C O D 排放量；醒一一表示生活用水中c O D 接放量；2 9 *第三章区域水资源一社会经济生态环境复合系统戎一一表示c O D 稚放总量：| v 。一一表示生产部门在生产过
105、程中( 包括固定资产折旧的) 的耨增价骧( 劳动报酬、社会纯收入等) 。表3 2 中除投入产出表原有的数理关系外，还存在以下的数量关系：( 1 ) 水资源使用量平衡方程爿。+ z 。+ D 。= 或( 3 5 )( 2 ) C O D 产生、处理、排放平衡方程戎= 瓯+ Q ：( 3 。6 )3 4 4 投入产出分析嗣前，在水资源使梢和水污染摊放清况豹表述中，普遍使用的度薰指标是用水定额和单位产值排污量，但这些指标仅反映生产单位产品对水的直接使用和排污情况，未能度量因国民经济各部门之间的复杂联系丽引起间接用水和间接排污。剩用本文提出的扩展的投入产崮表，既可以计算各部门的直接潮水系数和整接撵污系
106、数，又霹以得到各部门的完全用水系数和完全捧污系数，从丽获得对各部门水资源利用状况更全西、更深刻的认识。囊接角承系数表示备部门在生产一单位产品过程中所授入的岛然形态的水资源最。它其宥直观、物理意义明确的特点，易于分析各部门的用水情况。直接用水系数的计算公式是：耻器滓1 ，2 n( 3 7 )其中：肖。一第i 生产部门的水蟹源使用量；鳊。一一第i 生产部门的总产出。在直接用水系数的计算中，仅考虑了以直接投入的水的数履，但实际上任何部门生产单位产品所引发的对水资源的需求爨都会大予直接用水量，差别就在予在产品的生产过程中还需要一定数量备部门豹产暴 乍为中闻投入，两这些产茹在其生产过程中也都需要使用水，
107、这一部分水资源的使用虽发生于其他部门，但却楚为满足该部门对中闻投入的需求两产生的，所以落应计入该部门对永资源豹总使月中。我们将这一部分周水称为闯接用水，壹接用永与间接用水之和即是完全用水啪1 。3 0 。河海大学硕士学位论文：区域承赞源优化配置的控制论模型研究完全用水系数的计算公式为：r r ，一爿) 一I( 3 8 )其中：v 一一完全用水系数矩箨；W 一一直接用水系数矩阵；A 一一直接消耗系数矩阵；I 一单位矩阵。污水直接排放系数表示各部用此系数来反映污水的排放情况东直接撑放系数的计算公式为：耻鲁序艟，n门在生产一单位产品过程中所排放的污水量，能直观地反映出各部门对环境的破坏程度。污( 3
108、 9 )其中：要一一第i 生产部门的污水摊放量；9 。一一第i 生产部门的总产如。与水资源完全消耗一样，污水的排放也存在同样的情况。污水的完全排放系数计算公式为：圩= s x ( f 一) 一1( 3 1 0 )其中：s 一一部门的污水直接排放系数矩阵；H 一一部门戆污水完全捧放系数矩阵。3 5 本章小结本章以系统论的观点论述了水资源优化配置的对象鄯“嚣域水资源一聿士会经济一生态环境”复合系统的总体特征、结构、功能以及系统的可观控性，分析了传统投入产出模型的不足，根据研究的需要对传统投入产出袭进行了改造，并瘦用扩展豹投入产出模型米接述“区域水资源一社会经济一生态环境”复合系统。第鼹章区域水资源
109、优化配置豹控每论模型第四章区域水资源优化配置的控制论模型4 1 控制论简介控制论( e y b e r n e t i c s ) 楚上个世纪4 0 年代开始形成的一门新兴学科。1 9 4 8年荧国数学家诺馅特维纳( N o r b e r tW i e f l e r ) 的专藩控制论，或关予动物和机器中控制和邋讯的科学出版，为这门新兴学科的诞生和发髅奠定了基础。我圈著名学者、控制论专家钱学森，在1 9 5 4 年出版的工程撩制论序言中筒到“建立这门科学能赋予人们更宽阔、蹩缜密的眼光观察问题，为解决薪润题开辟意想不到的新前景”。掇制论的发艟大致分为三个阶段：5 0 年代末期以前为第一阶段，称
110、为经典控制阶段；5 0 年代末期至7 0 年代初期为第二阶段，称为现代控髑理论除段；7 0 年代初期以后为为第三阶段，称为大系统溅论除段。经典控制论主要研究革输入单输出的线性定常控制系统的般分析与控制规律，使用的主簧方法是频域法和传递黼数法。经典控制论能够处理的系统奋黻，这使它韵适焉范围帮进一步发展都受到了一定豹限裂。经典控铡理论豹主要爨献，在于建立了系统、信息、黑箱、反馈、调节、控制和稳定等控制论的基本檄念和分析方法，为现代控制理论的发展打下了基础。现在控制论楚在经典控裂论的基础上发展起来翳。它有以下几个特点：( 1 )对控制系统g I 进状态、状态变量、状态方程和状态空间的概念，并将控制系
111、统的数学模型表示成状态空阅的统形式，这样描述控制系统，使数学处理大为筒化，且便于罐4 算掇求解：( 2 ) 控制系统攒述成状态空闻的形式使能够处璞能系统更为广泛，不再局限于荦输入单输出的线性定常系统，从瑗论上来说，辩多输入多输出、时变系统、非线性系统等受为复杂的系统，都能够处理；( 3 )现代控制理论的许多分撰方法与诗算械的运用密切相关，使瑗代控刺理论的逶用性更强；( 4 ) 瑷代控制理论的重要成就之一是“娥优控制瑗论”，在最优控制理论中引进“嗣标泛妫”或“性能指标”的概念，襁满足一定约束条件的前提下，求一最优控期规律，使强标泛函或救貔指标取最优( 最大或簸小) 德，在簸优控制规律的作用下，按
112、制系统将“幼态最优”鳃达到了预期的目标。随着现代控制理论的隧趋成熟，以及所要处理的实际系统越来越广泛和复杂，现代控制理论己不能完全适应器爱。于是，7 0 年代以来，大系统理论就在现代拄铡理论的基础上逐步发展起来。大系统理论的主要方法肖：分解协调理3 2 河海大学硕士学位论文：区域水资源优化配置的控制论模型研究论、分解最优控制、多级递阶控制、大系统模型降阶理论、向量攀雅普诺夫稳定性理论等。总的来说，对大系统的分析和研究还没有找到一个统一的方法，大系统理论本赛还处在发展过程中。控制论的研究对象是控制系统，即具有“控制功能”的系统。所谓控制，就是指作用者对被用者的一种能动作用，而被用者按照作用者的这
113、种作用而动 謇，并达到系绩的预定封标；控刮豹目标霹以壶系统外部确定，魄可以垂系绞内部确定。控制论中的目标一般可分为两类：( 1 ) 保持系统的原有状态，一旦发生偏离，就进行控制，使艇恢复到原来的状态：( 2 ) 对控制系统的运行状态加以控割，使其变为薪的预麓状态。按照控制的目的和要求的不同，对控制有不同的分类方法。按照系统的弱的可大致分为以下五种控制类型：( 1 ) 稳定控铡如果一个控制系统，不管外界干扰因素如何作用于系统，总能自动地保持预先给定的状态，就称这种系统中的控制为稳定控制。( 2 ) 程序控制程序控制燕指控制系统的状态或输出按菜种事先给定的状态或输出运转的一类控制。事先给定的状态或
114、输出称为程序控制。( 3 ) 跟踪控制如果事先不知道控制的预定状态或输出随时间变化的规律，而要在实际控制过程中由另外一个系统的变化规律来确定，就称这类控制为跟踪控制。( 4 ) 最优控制最优控制魁指在一定的约束条件下，求一控制策略使某个事先给定的目标函数( 亦称性能指标) 取最优值的一种控制。( 5 ) 自适应控制任何一个控帚l 系统都在经常变化的条件下运行的，在某种条伟下具有良好的性能，在另一条件下就不一定还具有良好的性能；另外，控制系统在实际运行的过程中，其自身的内部结构也会发生变化，使系统的性能受到影响。因此，人们希望设计一军申控制系统，它对外界条件及自身内部结构的交亿，能自动遣“适应”
115、并使系统始终保持良好的性能，这种具有使用环境变化和自身内部结构变化能力的控制系统，称为自适应控制系统，相应的控制称为自适应控制。翠期控制论主要运用在工程技术领域。上个氆界6 0 年代，信息技术、运筹3 3 第四幸区域水舞潺优铑配置的控涮论模墅学也有了巨大的发展，于是出现了它们相互渗透融合的趋势，控制论的应用范围逐步扩大，箍羞计算机技术的成热和普及，各潮学者进一步姆控制论的一股原理和方法，应用于工程技术、生物和社会经济等各个需要或可能进行调节和控制的领域内，相应地就形成了工程控制论、生物控制论和经济控制论等边缘学科3 ”。4 2 水资源优化配置与控制论早在上令世纪5 0 年代泰裴，J t G t
116、 M a r c h 和H t A S i m a n 就指出，人们关心的是寻找和选择满意的决策方案，仅在特殊情况下，方去寻找和选择所谓最优的决策方案。J P l g n i z i o 还补充说，即使人们确实要寻找最优决策方案，但从实际意义来说，狳了特鄹籁单豹现实氆粪闻题步 ，这样豹最优方案是不可能达翔豹“0 1 。对于水资源优化配鼹问题尤其如此。水资源优化配置问蹶涉及面广，影响因素众多，试匿在其中找出最优方豢是难以实现的。因此，巍水资源优化配置的研究中应采用最满意准则( 体现的形式很多，如目的、理想、优先权( 级) 、效用、最佳均衡等，总之与决策者偏好有关) 来进行研究。例如，在研究中提出
117、水资源优佬配置所希蘩达到的菜耱状态，这种敬态下经济发震静永平熊够满足人民群众对物质文化生活的需求，用水量能够得到有效保诋，水环境状况良好，系统形成良性循环。此外，由区域水资源一社会经济一生态环境复合系统的总体特性可知，区域水资源优化配置是一个动态发展的过程，且这种动态的变化是与经济发展的动态交化紧密相连鹣。众所周知，投资佟为经济系统实现扩大再生产的主母霾素，随着各生产部门的投资大小的不同直接影响该生产部门经济发展的规模，g I 起经济发展的动态变化，这样的变动通常带来需水量的变化。在经济发展的过程中为满足经济发展对可供水量以及水环境的要求，必然要求对水资源汗发利用和水环境的保护治理两方面进行投
118、资，投资的来源及大小取决于总投资额的大小及豳民经济各部门之润的投姿分配毙倒。囊此可见，涉水投资和涉水投资是水资源优化配黄动态发展的主要因素。在水资源的优化配置研究中只有 4 一河海大学颧士学链论完：送域承蜜源优仡笺裁辩控潮论模型磺究充分考虑这耱耱态过程爿一憝傈谖毯亿配置方案敬实瓒可行。着眼予以上两个闼题的解次，本论文在东资源优化配髯的臻究中萼 入动态投入产出模溅研究了由投资引趔的水资源优化配溉的动态变化，引入了控制论方法体现了毁满意骧列豹特点，建立了基于动态投入产出的承资源傀佬配受鲮控裁论模嫠。众所周知，在控制论中裔两种类型的控制，是保持系统的原裔状态，一虽发生偏离，就避彳亍控剖，便装恢复裂原
119、来豹状憨；二是黠羧铡系统瓣遂行状态热潋控剿，锼其变为耨豹颈攒状态。现我控制避论鹣重要藏就之“最饶控涮理论”，蹩解决第二弹控裁类溅的蠢力手段。觳倪控韪是捂萼l 迄“瓣标泛涵”或“性能措标”的概念，在满慰一定约束条件的游瞧下，求一最伉控制双律，使目标泛黼斌性能指标取最优( 最大域最小) 值，在最优控制规律的作用下，控裁系统将“麓态最侠”建这铡了强蘩翦霾挥。程零论文魏溪究中，将壤蓑者提出的最满意的多个预翔莓标( 笔案认为这些盘备方专家给港的嚣拣楚符合可持续发展骚求的) 作为希望水资源优化配置对象蒜统“区域水资源一社会经济一生态环境簸台系统”掰要袋达到的预期状态，邋避最优控秘的方法，控钢系绫自颈鬟瓣状
120、态发曩，姿系绞遮到簇麓状态嚣雩，镁认为实璐了拳资滚魏臻继嚣嚣。在论文3 3 节中论述了区域水资源一社会缀济生态环境复合系统具有可观控性。遮种可观控性从理论上说鹎了控制论方法在水资源优化配辫研究中的可毒亍洼。杨明”柱其文章中指蹬了经济发展与资源麓础之间存猩一种内在的相踅促进和相互制约的关系。要实现埘持续发展，就必须保持经济发展与资源状况相协调，运瘸阉民经济投入产出关系和现代控制糕论，建立资源一缀济协调发展熬控裁论挟溅，叛姿滁嫒复爨 偿资源溃耗羹从鬻绦持资源存量不变必嚣标，对嚣民经济实行惩环控露l ，筹遴j 建模霆求簿，绘懑娥饶授资控裁蒙酶。黄学篷【4 2 】裉据环境疑济投入产出表的蒸率缝构，建立
121、了环辘经济系统中产晶与废物豹宏观总量的离散差分方程，进而婚出其优化模型，黻后求出了优化模趔的最优反1 气一第四章遴域东资源优化配置的控制论模型馈控铡序列解。李林红【4 3 1 根据包含了污染拌敖及治理、水资源使藤等数据的昆明市环境保护投入产出表，建立了最优控制模型，利用该模型来求取滇池流域经济的最优发展轨迹及污染的最优治理水平。卢才武“4 1 等结合社会经济系统说明了经济控制论豹一般魇瑾，介绍了经济擦制论在矿山生产工艺过程控制、矿产资源的最佳利用与勘探控制等方面的应用。在以一t 的这些研究中，作者剩用控制论的方法研究了资源剥用、污染控制以及两誊与经济的关系等润题，为在瑟淘霹持续发展的水资源优化
122、配置的研究中利用控制论的方法提供了宝贵的借鉴，同时说明了这种研究方法的现实可行性。4 3 区域水姿源优亿配置的最优控制模型的建立4 3 1 控制目标的选择本文通过建立面向可持续发展的水资源优化黼置的最优控制模型来要求通过一定的手段使区域水资源一社会经济一生态环境复合系统达到可持续发晨所要求豹控制嚣标，从两实现水资源的优纯配置。因此，如俺合理撼选择控制滔标，是建模酋先要解决的闯题。在经济系统的运行中，国家计划部门根据目前的经济情况，采用有关办法，结合社会、经济、政治的要求，颈测经济发浸的线模，给出瓶划期内经济发展的预期匿标，制定相关的经济观翔来实现这些匿标。这热预期目标反映了决策者对经济发展的要
123、求，选择这样的目标作为控制变量能很好的反映经济系统运行的情况。本文选择最终净产品的数量D 。传为目标，并给出决策者戆预期僮D ：。水资源配置的优先性原则要求我们在水资源的优化配置中始终将满足生活用水的需求。考虑到在一定社会发展阶段、一定社会生活水平下人均生活用水量大致稿等，逶过分柝可相对猴确预测其蠢，在模型中将通过分椽经济发展除段、生活习俗、人豳j ：页测的增长等因素给出觌划期内生活用水量的控制量戍作为系统运行中需加以控制的量，要求复合系统在运行中嫩活用水基要和此控制量穗簿或尽量接近，黻满足人氐群众黠永的震要。对于水环境的约束，可以以规划期内充分考虑了水环境承载力的c O D 排放量娥作为衡量
124、水环境情况的目标。3 6 澍海大学蕊圭学位论文：区域水资源优他配萋翦控露l 论模型研宠因此，本文选择最终净产晶的数鬣D 。、生活用水量D 。和c O D 排放量娥作为衡量东资源优化配置的蟊标，并给出了规划期内各年的决策者的预期俊或、生活雨水量的控制量堪和控制排放总量玩。4 。3 2 模型的建立娥优控制的数学表述如下：g 知受控系统的状态方程及初始状态：x 0 ) 嚣，( _ ( f ) ”( f ) f )( 4 1 )雄o ) = 。o( 4 2 )求一容许控制”( f ) e “，f e 【岛，f ，j ，馒系统从一个状态转移到另状态，并使性能指标J 为最小，这就是最优控制问题。人们期槊在
125、规划期各年实际最终净产品D 。、实际生活用水量玩和c O D 的实际排放量娥和决策者提出的满意的备年最终净产品D ：、擞活用水量麟和c O D 的控制封 放量Q ：相等，这样系统的远行状况最优。然而，在区域水资源一社会经济一生态环境复合系统的实际运行中t 由于系统的复杂性，D ；与D 矿噬与包、Q 二与筑总楚有差舅的，毽可遥避控制手段使D ；与纬、谚与D 。耪西与线的差异尽可能小，尽可能的接近顸期德，实现水资源的优化配置。在本论文的研究中，利用最优控制理论，以部门产出水平的改变速度彩O + 1 ) 一岛，水资源需求量的改变速度姨O + 1 ) 一姨O ) 以及水污染治理的改变速度纨( f +
126、1 ) 一纨( f ) 为控制手段。以实际值与期望值之间的差F ( f ) 为输出变量，以线性二次垄表锾系统性能，当式( 4 3 ) 墩褥蹙小值时，认为系统性能最优，实现了对系统豹最优控制。I ，；芝( f ) F ( f ) 十u 锄肿) 】( 4 + 3 )3 7 第列章区域出资源优化配置的控制论模型f U ，( ，) 1式中，控制变量u ( f ) = | u 。( 引输出变量F = 笔翻，o ，= f 薹翻D 卜砩= 9 成( f ) 一q ( f ) = t ( f )Q ：( f ) 一Q ：( 0 = R ( f )N 为计划期年限，P 为n 酚半正定矩阵，索( 毋为n 阶旋定镶
127、阵。P 和盖( f )为相应分量的权重系数矩阵，通常可取为对角阵。上式取最小值的物理意义是：在规划期内，( 0 与，0 ) 之间的“矩离”，即实际篷与期望馕之闻的茬异尽可能的小，这样的要求体琨了经济发展要尽可能满足人民群众的物质文化需求，同时能有可靠的水资源量作为保证，并胆对水环境不适成破坏 同时要求在实施控制豹同时要求按制序剜U ( o ) ，c ，( 1 ) u ( 一1 ) 不要过分地“大”，静生产水平的改变速度和露水爨的增加和污永治理的改变速度不要过分“激烈”，以便安排生产和水污染治理，体现水资源、社会经济、水环上文给出豹模型嚣标函数包含了输瑰变量和控铡变量，系统的状态方程移输出方程则
128、体现了二者之间的联系。在3 4 节中提出了以投入产出模型来描述系统，然丽3 4 节中提出的投入产出模型只能反殃系统在某个时刻豹状态，要体现系统妁动态变佬必须在此基硝上采用动态动态投入产出模黧。程论文中利用列昂惕夫在1 9 5 1 年给出的动态投入产出方程x ( O = 一p ) 盖( f ) + 丑鼻0 ) + y 来建立系统蛇状态方程，冀中x G ) 。蹩里，表示生产部f 1 的产品变动速度，嗣时需要指出的是r 1 ( r ) 在动态投入产出模型中表示最终净产品。根据3 4 节所建立的扩展的投入产如表的平衡荚系，利用动态投入产如方程，推导爨以下差分方程缝来接述送域承资源一社会经济一生态环境复
129、合系统：3 8 河海大学硕士学位论文：嚣域礅资源优化配置的控制论模型研究鳓( f ) 一4 P O ) ( f ) 一c p ( 0 瓯( 0 一疗P ( f ) ( 龟0 ( f + 1 ) 一Q P 和) )一趣o ) ( 晚o + 1 ) 一致o ) ) 一嚣。( f ) ( Q 。( f + 1 ) 一Q 。( f ) ) = D ；o )包( 0 一一。( f ) Q 。0 ) 一c 。G ) Q * O ) = 眈0 )Q _ ( f ) + Q ：( f ) = A 。( f ) Q o ( f ) + D ：( f )( 4 + 4 )( 4 S )( 4 6 )其中：“。一生
130、产部门中润消耗系数矩阵；凡一一生产部门对水资源的消耗系数矩阵； 。一一生产部门c 0 D 产生系数矩辫；盘。生产部门投资系数矩阵；也一水资源投资系数矩眸；阮一一承污染浓毽投资系数矩阵；c 。一一水污染治理部门对生产部门的治理消耗系数；o 一一东环境治理部门对水资源的消耗系数。等式( 4 + 4 ) 刻翔了区域经济的黛产、积累和消费以及水资源开发和水污染治理之间的动态关系。等式( 4 。S ) 刻划了区域水资源消耗的数量关系。等式( 4 。6 ) 刻划了废物浆产生、治理的排放之瓣的动态关系。考虑到水污染治理行业所消耗的水资源与水资源消耗总量相比较小，简化方程( 4 。5 ) 为：幺( f ) 一
131、“。( f ) 如( f ) * 珥( f )( 4 6 )可以认为在生活领域，一定时期内一定的用水麓产生的C O D 是不变的，以产污系数柬a 表示：a = 譬则( 4 6 ) 式可改麓为：Q 。( f ) + Q ：( O ；一。( f ) Q p O ) + g ( 姨( f ) 一心Q p ( r ) )( 4 7 )则原差分方程组简化为：D ；( f ) 一D ；( f ) = 矿( f ) 一睇( f ) + _ p ( f ) 翰( f ) + c P o ) 轨( n( 4 + 8 )+ 嚣，( f ) u p + 坟寸) ，。+ 艮( f ) 一3 9 茎登童匿望查塑篓垡垡錾
132、篓塑笙塑笙堡笙一D ：( f ) 一D 。0 ) = D ? ( f ) 一Q 。( f ) 十爿。O ) Q p ( f )( 4 + 9 )Q ：( 疗一Q ：( f ) = Q ：( f ) + Q 。( r ) 一一。( ) Q p ( f ) + 删。( f ) Q F ( f ) 一哦( 0( 4 1 0 )叫一麓。卜雎小阁F ；嘲Q ； 塞誊。；l 曩蚤iQ ；1 鲫) D 。；l ( r ) lL 瓯( f ) JI 瓯( f ) I则差分方程缎遁写为：系统状态方程：Q ( f + 1 ) = Q 0 ) + u ( f )( 4 1 1 )系统输出方程：F ( f ) = D
133、 ( f ) + 爿Q ( f ) + 口u ( f )( 4 1 2 )需要指出静是，在控翻j 筵稷中各部门产筑的变化及用永总量在年度闻应该认为也是不能剧烈变纯的，因此癸对戴加数缝束。至此，哥写出以下的基于动态投入产出的最优控制模型。即面向可持续发展的区域水资源优化配置的最优控铡模黧4 6 _ 柏：m i n ，= 寺【F r ( f ) P ( f ) F o ) + “7 ( f ) 霁o ) “( f ) 】( 4 1 3 )s + t 2 0 + 1 ) = ) + u 0 )( 4 1 4 )一( r ) c ，( f ) c Q ( f )( 4 1 5 )F ( f ) = D
134、 0 ) + 一 2 口) + 口c ，O )( 4 1 6 )Q ( o ) = Q 0( 4 。1 7 )其中：N 为计划期年限，C 为状态变量的最大变化幅度，取为对角阵。P ( f )为n 阶半正定矩阵，R ( ，) 为n 阶正定矩阵。P ( f ) 和矗( f ) 为相应分爨的权重系数矩阵，通常可取为对角矩阵。即固卜艚珊f 恐( f ) 晶模型的主要动能有：( 1 ) 预测规划期内各年的总用水量；同时可给出备生产部门的用水量。( 2 ) 可以得到在规划期内在满足经济发展要求，水资源、水环境约束要求下的各年各生产部门的产值以及规划期内合理的增长速度，为区域产业结构的调整提供决策依据：(
135、3 ) 可得出在排放总霪的控制要求下规划期4 0 毪n11助河海大学硕士学位论文：区域水资源优化配置的控制论模型研究内各年对治污能力的要求。4 3 3 模型的求解求解最优控制问题的方法可分为两大类：一类是解析法，主要方法有变分法、庞得里亚金极大值原理和动态规划法；另一类方法为数值法，针对不同的问题可提出不同的算法来解决“1 。本论文应用庞得里亚金极大值原理来求解该问题，首先通过构造哈密顿函数H 将原来泛函L ，的极值问题转化为求解哈密顿函数H 的极值问题。其具体证明可见文献 们。针对模型中控制变量存在不等式约束，本文首先通过构造罚函数将不等式约束纳入原目标函数中，然后构造哈密顿函数，采用数值法
136、来求解哈密顿函数，得到模型的最优解。求解具体步骤如下们：第一步：构造罚函数，将原问题变为无约束的问题。原问题：J = F 7 ( f ) 尸( f ) F ( f ) + u 7 ( f ) 尺( o u ( f ) ( 4 1 8 )引入罚函数将上式改写为：了= 【F 7 ( f ) P ( f ) F ( f ) + u r ( r ) R o ) u ( f ) + “( u ( f ) 一c Q o ) ) 7 H 1 ( u ( f ) 一c Q o ) ) ( u ( f ) 一c Q o ) )+ 2 ( 一c ，( f ) 一c Q ( f ) ) 7 吼( 一u 一c Q (
137、 f ) ) ( 一u ( f ) 一c Q ( r ) ) 】( 4 1 9 )式中：肼。，肘：一一惩罚因子州制伪“轳慧黝弗姒盼倒僦。= 篙耋嚣H 1 ( u c Q ( f ) ) ，日2 ( U O ) 一c Q ( f ) ) 为对角阵。第二步：构造了的H 啪i l t o n 函数H = ；叭矿胛+ 呻) 7 肌) 呻) + ( U o ) 一c Q ( f ) ) 7 州( u ( f ) 一c Q ( f ) w o ) 一c Q )+ ( 一盯( ，) 一c 口( ，) ) 7 2 ( - c ，( r ) 一c 口( ，) ) ( 一( f ) 一田( f ) ) J + z
138、 7 ( r + I ) ( Q ( r ) + u ( r ) ) J令：名茜= 狮) ，求得伴随方程式- 4 1 ( 4 2 0 )第四章区域水资源优化配置的控制论模型A 0 ) = 一。| D F c 。H I ( ( ，( f ) 一( ( f ) ) ( u U ) 一c Q ( f ) )( 4 2 1 )+ c 7 H 2 ( 一u ( r ) 一c Q ( r ) ) ( U O ) + ( ( f ) ) + A ( f + 1 )末端条件为： ( ) = 0( 4 2 2 )蒜却7 阿( f ) + 删埘l ( 唧) _ c 。( f ) ) ( U ( f ) _ c )
139、 )( 4 2 3 )一日2 ( 一C Q ( ，) 一u ( f ) ) ( 一( ，( r ) 一c Q ( f ) ) + 丑( f + 1 )第三步：猜测或确定u o ( f ) ，f = l ，一l ，由式( 4 2 2 ) 计算Q o ( f ) 。由式( 4 2 1 ) 、( 4 2 2 ) 和( 4 - 2 3 ) 逆向求解妒( f ) ，再计算蒜。通过方程“1 9 ) 求得_ o 。第四步：令“( D = 矿( f ) 一。焉，重复上述计算过程，直到满足条件：1 等卜停止龇此呦变舸，求得最优舭用梯度法求解上述最优控制的计算程序框图见图4 1 。图4 1 梯度法计算框图4 2
140、河海大学硕士学位论文：区域水资源优化配置的控制论模型研究4 3 4 参数的确定本节讨论摸鍪孛相关参数的确定方法。1 控制方案的确定控制方案t 呶能体现可持续发展对经济、水资源和水环境的要求，是本模烈酶荚键参数之一，应根据禚会的总体规划，通过认真豹讨论、征求各方的意觅综合后给出。2 直接消耗系数矩阵的确定直接消耗系数矩阵确定比较简单，可由投入产出表直接褥出。在预测中，规划期其他各年的直接消耗系数可利用R A S 法或其他的一些方法进行修订。侄可以认为，在相对不长的规划期内，生产技术的变动是有限的，因而直接消耗系数矩阵相对稳定，交化不大。在本论文豹研究中，从简化模型求解的角度出发，忽略直接消耗系数
141、的变动影响。3 生产部门投资系数矩阵的确定动态投入产出模型中的投资矩阵是比较重要的参数，可通过统计调查的途径给出或通过一些方法进行l 舂算。通过调查统计的方法国然是可依靠的，但京需要付出较大的代价；同时由于统计上的和调查过程本身的某些不足，也往往需借助于辘助手段对调查结果加以调整。周鹏等”7 1 利用公式( 4 2 4 ) 对投资系数愆阵进行了依箨，本文采用这种方法进行计算。6 竺旦( 4 2 4 )!缸-式中：岛第j 部门新增单位慧产出瘊嚣髂第i 郝门投资爨；血，一一第i 部门总的投资量；勘一一第j 部门对第i 部门的窟接消耗系数；缸，一一第j 部门的新增总产出。4 。水资源投资系数矩阵水资
142、源投资矩阵指的是睡民经济备部门在因新增用水量而g 起的投资中所分摊的比例。论文中首先分析供水投资总额，然后按照各部门用水量的比例将此供水投资总额进行分摊。5 水污染治理投资系数矩阵4 3 。第西章区域水爨源优化配置的控制论稹型水污染治理投资矩阵指的是国民经济各部门在因新增污水处理能力而引起蛉投资中所分摊的比例。在分析水污染治理投资总额的基础上，按照各部门污水处理量的比例将投资总额进行分摊。6 生产部门对水资源的消耗系数矩阵水资源淡耗系数矩阵由本论文所建立的扩展的投入产出袭鑫接锝出。透过调整该参数反映生产部门的节水情况。7 生产部门c O D 产生系数矩降生产部f 1c O D 产生系数矩阵由本
143、论文所建立的扩展的投入产出表壹接褥密。考虑短对阔内生产技术的改变引起的c 0 D 产嶷系数变动不大，该系数矩阵在规划期内保持不变。碡。4 本章小结本章简要介绍了控制论的基本内容，运用控制论的方法，在扩展的投入产如表的基础上建立了面向可持续发展的区域水资源优化配置最优控制模型。应用庞得里亚盒极大值原理求解该模型，得出最优控制序列，从霜预测经济增长、c 0 D 排放控制要求下各规划期内各年的用水量、全社会治污能力的大小，以及各生产部门的产僮，同时给出了模型主要参数的确定方法。第点章江苏省水资源优化配置实例研究第五章江苏省水资源优化配置实例研究5 1 区域概况5 1 1 江苏省概况江苏位于我国大陆东
144、部沿海中心、长江下游，系濒黄海，东南与浙江和上海毗邻，西连安徽，北接山东。省际陆地边界线3 3 8 3 公里，其中与安徽接壤线最长，达1 6 7 3 公里。全省瑟税l O 。2 6 万平方公里，占全国的1 0 6 ，在全国列第2 4 位。江苏跨江滨海，平原辽阔，水阏密布，湖泊众多。海岸线9 5 4 公墨，长江横穿东西4 2 5 公里，京杭大运河纵赏南北7 1 8 公里。有淮、沂、沭、泗、秦淮河、苏北灌溉总渠等大小河流2 9 0 0 多条。全国五大淡水潮，江苏得其二，太湖2 2 5 0 平方公里，居第三，洪泽潮2 0 6 9 平方公里，屠第四，此外还有大小湖泊2 9 0 多个。平原、水域面积分别
145、占6 9 和1 7 ，比例之高居全国首位。低山丘陵面积占1 4 ，集中分布在疆南和4 b 鄢。连云港云台出玉女峰是全省最商峰，海拔6 2 5 米。江苏处于弧热带向暖温带的过渡区，气候温和，掰量适中，四季分明。平均气温1 3 1 6 0 C ，年降雨量1 0 0 0 毫米左右。全省耕避丽积7 3 5 3 万宦，占全国的3 9 7 ，人均占有耕地O 9 9 亩。沿海滩涂8 9 0 多万甯，是重要的土地后备资源。江苏省经济发达，经济总量在全国傲次靠前，形成了以农业、化学工业、建筑业、商业、纺织业、建树和非金属制造监等为主的支柱产渡。改革开放以来，江苏经济建设与社会发展取得了巨大成就，综合实力位居全国
146、前列，工业化、城市化翻益加快，享土会基础设施体系日趋完藏。其显著成绩可以简单地嗣2 个l O 来表征：己持续1 3 年保持l O 以上的经济离增长率，以占全国1 的国土面积，6 的人口，创造了约占全嘲l O 的G D P 经济总景。然而，传统“粗放型”经济发展方式，虽然维持了一定时期的经济增长“高速度”，使江苏逐速进入了富裕豹小康社会，但丽时也为之付出了极大的代价，导致严重的流域性生态破坏和环境污染，带来巨大的经济损失。目前，江苏正处于工业化、城市化的加速期，处于需要大量消耗资源的重化工发展阶段和纂础设施建设高峰期，资源和环境闻题霜整凸现，已成为桎会经济发展豹紧约束4 S 河海大学顶士学位论文
147、：区域水资源优化配置的控制沦模型研究条件。据专家预测，江苏省2 0 2 0 年经济总量将在2 0 0 0 年的基础上翻两番，属时，水的消耗量将增加1 6 倍；c o D 排放鬃增加2 6 倍；如果继续沿袭以“高投入、离增长、低效益”为特链的传统经滂增长方式，随着时阔的雄移，资源难以支撑、环境难以承载，江苏省的环境容量将超过承载极限而濒于崩溃，不可能再持续。5 】22 0 0 0 年溺苏省承资源概况2 0 0 0 年江棼省全省总用水量4 4 5 6 0 亿m 3 ，其中长江流域1 0 8 7 9 亿m 3 ，占全省总用本量豹2 4 4 ；漆瓣流域2 0 3 4 l 亿m 3 ，占全省豹4 5 7
148、 ；太湖流域1 3 3 4 0 亿m 3 ，占全省的2 9 9 。从供水水源看，念省取用地表水4 3 0 2 1 亿m 3 ，占总用水量的9 6 5 ；取用地下水1 5 3 9 亿m 3 ，占总用水量的3 5 。在2 0 年全省各类翔水量中，农田灌溉用忒2 3 8 3 l 亿m 3 ，占全省总用水量豹5 3 4 8；林牧渔用水2 3 “m 3 ，占总用水量的5 1 8 ；工姚用水1 4 2 4 l 亿m 3 ，占总用水量的3 1 9 6 ；城镇生活用水( 包括公共设旌用水和流动人口用水) 2 2 4 7亿m 3 ，占总用水爨豹5 。0 4 ；农村生活耀水( 包括譬生整罔水) 1 9 3 0 亿
149、m 3 ，占总用水量的4 3 4 嘲1 。5 1 32 0 0 0 年江苏省水环境概况2 0 0 0 年江棼省全省污废水排放量总为3 4 。9 亿吨，比上年增加了1 3 亿吨。其中6 4 6 l 家工业企业废水排放量为2 0 2 亿吨，占废污水排放总景的5 7 9 ，基本与上年持乎；生活污水排放量为1 4 。7 亿吨，占废污水接放总量的4 2 1 ，比上年略有上升。废水中化学需氧量( C O D ) 排放总量为6 5 3 万吨，其中工渡废水中c 0 D 排放量为2 4 1 万吨，占c O D 排放总量的3 6 9 ；生活污水中c O D撵放量为4 l ，2 万吨，占C O D 排放总量豹6 3
150、 1 。从河湖水质来惹，全年综合评价劣于I I I 类水的断面有2 0 9 个，占总簸测断面数的6 3 1 。劣于H I 类水的河长为2 4 6 6 公里，占总控制河长的5 9 9 。主要超标项目依次为氨氮、五日生化需氧量、化学需氧量、挥发酚、溶解氧，以有机污染为主。从她域上看，苏窗片河流受污染程度比苏北片瑟为严重”淞。第五章汪苏省承资源优化配置实例婿究5 2 江苏省2 0 0 0 年扩展的投入产出表5 2 1 江苏省2 0 0 0 年投入产出表投入产出表悬进行投入产出分析的基础，编制一部门齐全的投入产出表需要收集众多的资料，耗费大量的人力秘物力。在本论文的研究中，黧巍编铡含鸯研究所需农资源、
151、水污染耜关数据的投入产出表蹩难以实现的，只能采用间接方法，只能在现有投入产出表的基础上进行扩展。由于江苏省2 0 0 0 年投入产戮表是目前繇能得到的最新投入产出表，因此本论文采用2 0 0 0 年投入产出表进行研究。在投入产出表中，通常把具囊某弹相弼属性 产品1 雨途相同、消费结构相同、生产工艺基本相同) 的若干种产品组成一个产晶部门( 通常称为“纯”辫f 1 ) 。江苏省2 0 年投入产如表共4 0 个部门，其中农业1 个帮门，工数2 5个邦门，建筑业1 个部f 1 ，其纯行业1 3 个部f 1 。5 2 2 扩展的投入产出表5 2 2 。l 部门的分类原剐江苏雀2 0 年投入产出表4 0
152、 各部门的分类对于本论文的研究露言，毫足够细致。但本研究中包含了水资源的使用和水污染情况的有关数据，按照现行的环境统计口径，一些部门的水污染统计数据的收集是困难的，因此需要程这4 0 个部门投入产戡表豹慕础上送行适当豹修改，将其中一些性矮楣邋但有关用水量投废水排放数据难以统计的部门予以合并。合并应遵循以下几个原则：( 1 ) 尽最遵循“纯”部门的原则( 2 ) 参考环境统计资料行业分类，以便于收集资料。( 3 ) 对于排污较为严熏的食品及烟草加工业彳亍业、纺织业、服装皮革硝绒及其他纤维制品制造业、电力，煤气及水的生产和供应业、石油加工及炼焦业、化学工业、金属冶炼及悉延工姚等部门短予以单列。(
153、4 ) 对些废水排放是不大但占据经济主导热位的产业部门应予以单列。按照以上原则，将部门重新划分为1 7 个部门，其中农业1 个部门，工业1个，建筑业1 个部门，第三产业3 个部门。合并届的部门如表5 1 掰示。- 4 7 -河海丈学顶士掌位论文：区域水资源优化配置的控制论模型研究表5 1 扩展的投入产出表与原投入产出表部门分类情况对比编号扩展的投入产出表1 7 部门分类原投入产出表4 0 部门分类O l农业农业0 2食品及烟草加工业食品及烟草加 = 业0 3纺织业纺织业0 4服装戏革羽绒及其袍终维潮品制造强驻姨皮革羽绒及其他纡维崩晶制造娆0 5造纸印刷及文教用品制造业造纸印刷及文教用品制造业0
154、 6石油加工及炼焦业石油加工及炼焦业0 7化学王弛纯学工业0 8非盒属矿物制造业非金属矿物制造业0 9金属冶炼及压延加工业金属冶炼及压延加工业l O金藕制蠡业盘藕制晶韭l l机槭工业机械工业、电气机械及器村制造业、电子及通信设各制造业、叟通运输设备制造业、仪器仪表及文纯办公用祝械制造业1 2电力，煤气及水的生产和供应业电力及蒸汽热水生产和供应业1 3其他工业煤炭采选业、石油和天然气开采业、金属矿采选垃、非金属矿采选业、本材加工及家具制造业、煤气供应业、自来水的生产和供应业机械设备修理业、其他制造业、废品及废料1 4建筑嫂建筑业1 5商业及餐饮业商业、饮食业1 6货运及邮电业货物运输及仓储业、邮
155、电业1 7其他援务业壤客运输业、盎擞操殪韭、房地产业、社会疆务业、卫生体育和社会福利业、教育文化艺术及广播电影电视业、科学研究攀业、综合技术服务业、行政概燕及其他行业1 4 8 -第五章江苏省水资源优化配置实例研究5 2 2 2 相关数据的获取1 2 0 0 0 年水资源使用相关数据按用户特性分生产用水、生活用水和生态环境用水三大类，其中生产用水再划分为第一产业用水、第二产业用水和第三产业用水。在本论文的研究中，将国民经济用水分为工业用水、建筑业及第三产业用水、农业用水和生活用水。( 1 ) 工业用水工业用水指工业企业用于制造、加工、冷却、空调、净化、洗涤等方面的生产用水和企业内部其他用水：城
156、市生活用水指城市居民住宅用水和城市公共设施用水。也包括工业从业人员的生活用水。在整个城市用水中，工业用水所占的比例大、增长快，取水集中。现代工业种类众多，产品繁杂，用水情况差异很大。在通常的分析中工业用水一般分为两类：火电用水和一般工业用水。因为火电行业的用水量相比而言，远远超过了其他行业。因此在本论文的研究中，也将火电部门单列，其用水量由江苏省2 0 0 0 年环境统计资料得出。2 0 0 0年电力工业用水6 6 1 3 8 0 3 万吨。由于目前难以收集到分行业的用水量的统计资料，一般工业用水的用水量只能采用间接方法求得。本论文中一般工业各部门的用水量按江苏省2 0 0 0 年投入产出表中
157、一般工业各部门对自来水供应业的直接消耗值占整个一般工业部门对自来水供应业的直接消耗总和的比重在总用水量中进行分摊得出。具体计算结果见表5 2 。( 2 ) 建筑业及第三产业用水建筑业及第三产业用水量较小且比较分散，用水方式与工业、农业相差较大，在2 0 0 0 年水资源公报中将其归入城镇生活用水( 包括公共设施用水和流动人口用水) 中。在论文研究中，采用假定这些行业的用水与行业从业人员数量成正比，按2 0 0 0 年江苏省水资源公报8 1 中城镇生活用水总量按比例进行分配。具体计算结果见表5 3 。( 3 ) 农业用水农业用水指农田灌溉用水、林牧渔用水和牲畜用水。农业用水在本论文中不作细分，以
158、2 0 0 0 年江苏省水资源公报5 引数据为准。( 4 ) 生活用水生活用水一般是指城市居民生活用水和农村生活用水的总和。其值为农村生活用水和城镇居民生活用水之和卜6 2 1 。_ 4 9 爵海大学硕圭学位论文：区域农瓷滚优亿配嚣豹控制论挨墼研究表5 2 工业部门用水量推算表部门比例( )用水量( 亿m 3 )食品及烟草加工业6 9 9 9 85 3 3 8 8 51纺织业1 2 3 3 4 39 4 0 7 6 2 7服装皮革羽缄及其他纤维制品制造业6 9 7 4 l5 3 1 9 2 。8 9造纸印刷及文教用品制造业4 5 9 4 93 5 0 4 6 1 3石油加工及炼焦北O 3 7
159、82 8 8 3 1 8 4化学工业1 7 ，3 3 7 71 3 2 2 3 8非金属矿物制造业4 6 6 43 5 5 7 3 4 4金属冶炼及压延羔业9 4 2 3 27 1 8 7 2 6 3金属制晶业3 ，9 1 5 82 9 8 6 6 6 l机械工业2 1 1 9 5 51 6 1 6 6 2 4其他工业1 2 1 8 2 79 2 9 1 9 5 9表5 3 建筑及第三产韭用水量推算表从业人员( 万人)所占比例( )用水最( 亿m 3 )建筑业2 8 60 681 7 9 7 6商业及餐饮业2 7 8 9 47 81 7 5 2 6 6货运及邮电业1 3 68 6388 5 3
160、 86其他服务业5 2 3 6 71 463 2 8 0 62全省城镇总人口2 3 5 4 9 76 5 81 4 7 8 5 2 62 2 0 0 0 年污水排放相关数据人类的溪动将大量涞经处理的废水、废物直接捧入江淫潮海，污染她表承和地下水。这些造成水体污染的来源主要来源于工业废水、生活污水和农田排水三大部分。在本论文的研究中主要统计废水中C O D 排放量及处理量以表征水污染情况。( 1 ) 工业废水工业废水是指在工业生产过程中排出的废水、废液等，这炎废水成分极其复杂，有毒物质含量离，其水质特性及数量隧工渡类型两异，大致可分为三类：含无机物的废水，包括冶金、建材、无机化工等废水。含有机物
161、的废水，第五章江苏省水资源优化配鬟实翻研究包括食品、塑料、炼油、石油化工以及制革等废水。兼含无机物和有机物的废水，包括炼焦、化肥、台成橡胶、制药、人造纾维等废水。江苏雀2 0 0 0 年环境统计资料给出了全省主要行业“三废”排放及处理利用的情况，利用其中的数据合并可得出本文所建立投入产出表中除其他工业外的1 1 个工业部门( 表5 4 前l l 行部门) 的c O D 搀放爨及处理量。其他工业部f 1 的c O D 摊放数据可由工业污水排放总攫相减得到，处理量取工业部门平均处理率计算求得。具体计算结果见表5 4 。表S 4 工业部门c O B 捺敖量部C o D 处理盈( 万吨)c 0 D 排
162、放量( 万吨)食品及烟草加工业2 7 2 9 6 4 31 3 7 6 2 9纺缀业l l l 7 4 8 25 6 3 4 3 6 S服装皮革羽绒及其他纤维制品制造业7 0 2 1 9 0 53 5 4 0 4 5 7造纸印刷及文教用品制造业8 7 6 5 2 8 54 4 1 9 4 7 2石油加工爱炼焦业2 8 1 9 5 。9 41 4 2 1 6 4 4化学工业1 4 0 9 8 6 27 1 0 8 5 4 8非盘属矿物制造业2 4 5 1 5 4 31 2 3 6 0 7 2金藕冶炼及压延工驻2 2 8 1 9 4 1l1 5 0 5 5 9金属制品业1 8 7 8 5 1 69
163、 4 7 1 5 1 1机械工业1 3 1 1 4 8 86 6 1 2 5 4 6电力，煤气及水的生产和供应韭2 1 8 5 4 7 1l l O l 9 1 8其他工业3 8 3 3 9 0 51 9 3 3 0 6 1( 2 ) 生活污水生活废水是指人们日常生活中捧除的各种污水混和液，髓着人口的增长和集中，城市生活污水已成为一个重要的污染源。在一般统计资料中，废水排放总量包括生产废水和生活污水。生产废水指企、事业单位在嫩产、科研过程中囱外捧敖的所有封 赦目的疲承量总和。生活污水指城镇屠民区和企、事照单位职工集中居住区排放的污水量M ”。建筑业及第三产业的c O D 排放量计入生活污水c
164、O D 排放量中，在环境统计中宋单独列出。在由国家环保总局污控司主办的全匿环境保护重点藏书环境质量念蘑达标规划编雠培训班豹游义中，对于生活污水排放量的预测采用了三种不同的方法们。本文推算建筑业及第三产业的石 一湃海大学硕士学位论文：匿域水资源优化配置的控稍论模型硪窕污水排放量时借鉴第一种方法，即按人均c 0 D 排放量进行估铎。具体计算结果见表5 ，5 。表5 5 建筑业及第三产业c o D 排放量推算表从业人员( 万人)所占比例( )c O D 排放量( 万吨)建筑照2 8 60 683 。2 9 6商业及餐饮业2 7 89 47 83 2 1 3 6货运及邮电业1 3 68 63 8l5
165、6 5 6其媳服务她5 2 3 6 71 4 66 0 1 5 2全省城镇总人罚2 3 5 4 9 76 5 82 7 1 0 9 6+ 从业人员数据来源：江荠统计年鉴2 0 0 1 ( 网页电子版)生活污永C O D 的处理量无法由统计资辩得出，本文以6 0 的平均污水处理率作为平均处理率。( 3 ) 农田排水。农田排水是指通过土壤渗漏或排灌渠道进入地表和地下水的农业退水。农敛用水稻比其他行波用水而言大褥多，但利用率低，一部分会通过农田排水系统等方式或其他途径阐到地表、地下。随着农药和化肥施用量的增大，溶髂在水中的农药和化肥会随着农田排水进入天然水体，危害水环境辐朝。由予当前对于农围瓣东的污
166、染阀题滏无准确的计算，良及在当前的统计中并末统计农田污染量，所以在本论文中农田排水的污染不作考虑，以零排量计，但应指出的是面源污染是造成当前水环境富营养化的一个重簧因素，应引起足够的妻视6 卜6 舶。3 各生产部门单位C O D 处理费用在本论文种污水处理部门作为个单独的部门加入投入产出表的列中，能够褥刭各行液处理每萃位C O D 豹处理费溺。工业1 1 个部门( 表5 4 前l l 行部门) 的污水处理费用由环境统计资料赢接得出，其他工业部门的污水处理费用按1 1 个部门( 表5 4 前l l 行部门) 的平均处理费用进行计算。建筑业及第三产韭的污农处瑗费按各行炽扶馥人员陡重在生活污永处理总
167、额中进彳亍分配( 象活污水处理总额可由江苏省环境统计资料直接得出) 。具体计算结果见表5 6 。- 5 2 -第五章江苏省水资源优化配置实例研究表5 。6 建筑业及第三产业污水处理费推算表飙业八员( 万A )掰鑫毙倒污水处理费用( 1 2 5 9 3 万元)建筑业2 8 6 0 600 81 0 0 7 4商业及餐饮监2 7 8 9 4O 0 7 89 8 2 2 S 4货运及邮电业1 3 6 8 60 0 3 84 7 8 5 3 4其饿服务监5 2 3 6 701 4 61 8 3 8 5 7 8全省城镇总人口2 3 5 4 9 70 6 5 88 2 8 6 i 9 45 2 2 32
168、0 0 0 年江苏省扩展的投入产出表经过以上计算，可褥出2 0 0 0 年江苏省扩展的投入产出裘，具体数据觅表5 7 。一5 3 河海大学硕士学位论文：区域水资源优化配置的控静j 论模型研究口嚣* 爵：22g龆 嚣宾g=!H一nH吾夏0善=错晕*葛8；i掣篁啦=一t掣去嚣2g嚣1n露如宰=2景&88鏊掰鞋00矗=2高a耄Nu匠葛X星譬葛g苫毫掣石笥窒甚!压缸；苫8蓦譬窨2掣$=!。2d差嚣暑雩搿=m“n*；苫*爿譬3器萎誉8o8葛8蒜 暑藉!-q器盆器苫!n承一2N嗡爿n苫Sg舞*苫鑫暑! w 世量窖嚣禁嚣螭浸采；0矧粗022最哥_雩摹窭!震幕嚣辜8g嚣器毽鬟嚣苫2是主=鸶器姜摹嚣翼整Nj硅n
169、盎暑一n _ *冀4、。鞋g截H_n ntn簧鲁登寄=8三。器掣爿8譬鬟l础=毯窨路昌葛耋鲁磊轼Ho描gN薯譬摹篙n嚣簧篇孽葛；筑蓦n Ht篇nHn!鹾g 举窨量口葛；袅=1g。* 冥每兽#蕊嚣=霉0盅号鬟8昌嚣R 蹲扎镯=葛等肇S譬=&。警磊霜卿旷剖n_tn等瑶qn错_蜒爿等鞋搿&=o8量昌譬善蒌g蒜H。甜兽娶3譬銎窜嚣嚣晶譬女皇=嚣葛iNnHn霸昌o=。H霸!嚣离“g!i 京嚣誉抬萎宣掣萎器口霉一罐28善要萎0嚣i馨蛊曼采nH“岛裂篇篓嚣2磊矗n翻a封器搿罱t鹾暑导器舞譬嚣io蒜番饿舞苗誉善2g8窨巷2苫葛蛊苗畦田Hg蟊饕盎q鬣臻=鲁葚；簧鬻州喘HnHHnt一=k 剖磷器譬i；兰8。晶嚣馨
170、采嚣=辅噬面g寮盈8高鬻兽撬=景g菩蚤 2譬制黍HnH=H盘苫擗察黄塞盅。墨8翟”2H譬2蕞喜是銎嚣舞&2萎譬誉譬黍萎露错辑嚣=芸善翼嚣8喜_星2霜害曼2磊葛章2葛覆H舞祭一_mo謦=墨搿“霾旨豢8磊量g袋n昌鹭=2=累窘昌82嚣2：毫H n高器22铽H=磊高蕞器mH掣韫n盎遥雹爿寓雩誉豢兽苫嚣盆美蜀嚣若荨承“=善鲁8。盎岳替捌囊矗采嚣一一一袋n壕烈寒tt蜡魁E 邑聃蟪疆爿_蛊嚣8g譬堪趟蒜蜊0累鬣譬袋岛譬簧铸 i ；描幂蜀毒嚣窭孽2宝=蚤夏g辞器基辱掣畦岛nn嗡岛嚣碧N=誊异鬃器器盆g芒葛8ig甚琶；采墓善8誉=嚣高嚣矗_=搿2n器=n誉2_H一n稍量g8苫窖拦鼙蓉n篙口鞋墨巷甚豁磊辩豸鬻舌
171、g菇g誊尊兰墨蔷譬翁蚤嚣葛疃蓑H嚣笥a擒=搿2岛器8盆葛缸划景n0刊g霉囊毯8置翱8謇g善譬w#蚕等曼；g景嚣暑替葛翟盆搿写霁景譬n=N口nt喜爿司霎蚶剁m刳罟l刳七=S爵氍墙士H基置d昧加缸捌扭疑晕世d砷扣蒜岩捌衰乱星蹰靛捌轴磐掣剖鲻匿鞋v趟到划髓诔必鼎蒯刳世氧 L照*oo柱轼导旺U UU磊剞剥H瞽霹皋哩唾S雷爿藩制林 I蟮制纂鼬剖鞋宰罴舛象篓瓣嘣彝出疃H杖H婺b蜊纂基蠕霹哇避曩B蟥匿翼螯蓬景制史制皋暑佴异蜒碧錾蒜制魍群若k辎墨巡辐廿。N瓤校对tn群塑至童坚签宣查塑塑垡堡翌蒌壅型堡塞5 3 投入产出分析直接用水系数和完全用水系数可反映产业部门的用水强度，反映各部门对水的依赖程度，直接排污系数
172、和完全排污系数可以反映出各部门对环境的破坏程度。攫据公式( 3 。7 ) 、( 3 。8 ) 、( 3 9 ) 、( 3 1 0 ) ，计算江苏省2 0 0 0 年直接用水系数、完全用水系数、直接排污系数和完全排污系数。具体计算结果见表5 8 。表s 8 各郝门的壹接、用戒系数和囊接、完全择污系数单位：m 3 ，万元、t ，亿元直接完全直接完全部门用水用水排污排泻系数系数系数系数第一产鼗农韭1 3 2 3l 嚣2 5O1 9食品及烟草加工业3 98 2 41 13 9纺织业5 44 2 93 59 6撮装皮革羽绒盈其让纤维镧鑫制造业6 33 2 445 3造纸印刷及文教用品制造业6 23 2
173、28 31 4 8第石油加工及炼焦业l O2 3 354 l一化学工救4 92 8 72 87 2产非金属矿物制造业2 82 7 3l3 6业金属冶炼及压延加工业6 33 9 8l l5 4金属刹品渡4 33 0 8l3 8机械工业3 92 9 023 9电力，煤气及水的生产和供应业1 0 4 l1 2 4 71 84 7其拖工业7 93 3 61 75 3建筑业82 2 0I54 6建筑及第三商业及餐饮业31 4 l1 23 3产妊货运及赧电业2 31 5 42 l3 8其他服务北1 01 7 61 84 6从表申霹以看出；裁直接用水系数面言，农业的直接用水系数居所有部门之首，达1 3 2
174、3 m 3 万元，其次为电力行业，壹接用水系数达1 0 4 m 3 ，万元，分剩5 5 河海大学硕士学位论文：区域水资源优化配置的拄制论模型研究为其余部门盏按用水系数平均值的3 5 倍帮2 7 倍。除农业和电力行业外，江苏省赢接用水系数前五位的部门分嗣为：金属冶炼及隧延加工业、服装皮革羽绒及其他纤维制品制造业、造纸印刷及文教用品制造业、纺织业和化学工业。在所有部门中，直接排污系数最大的为造纸印刷及文教用品制造业，达8 3 t 亿元，为其余其他部门的平均赢接搀污系数1 2 t ，亿元的6 。9 倍。童接搀污系数前五位的部f 1 分别为：造纸印刷及文教用品划遣业、纺织渡、化学工业、货运及邮电数、电
175、力，煤气及求的生产和供应业。由表5 8 霹以看出，造纸印稍及文教蹋晶制造娩、纺织、监、亿学工业均为用水及排污的前五位，在江苏省经济发展的产业结构调整过程中，应关注这些部门的发展水平、节水状况，在必耍时应控制这些部门的发展规模。从完全用水系数和完全排污系数来看，各行业均存在对水资源的间接消耗，均存在C O D 的间接摊放，同时很多部f 1 的完全用水系数和完全搀放系数远远超出直接用水系数和直接排放系数。因此，在制定中长期发晨计划的时候，在考虑壹接漩耗和壹接排放的同时，应注意考察完全消耗和完全排放携况，才能使备方两生产达到平衡。5 4 模型实例计算5 4 1 吴体计算鉴于珏苏省蟊前的现状，在今后的
176、发展中，应充分考虑水资源和水环境对经济舵制约佟罔，要求经济系统能够在水资源、水环境的控制要求下稳定运行并寻求性能最优。本论文班2 0 0 0 年为蒸准年，研究2 0 0 1 年2 0 1 0 年永资源配鬣的情况，给出了在规划期内系统发怒豹三种方案，即僚持现状用水水平方案、节水1 0 方案、重点行业节永方案( 一般行业节水l O ，重点行业节水2 0 ) ，根据所建立的控制论模型，按照规划期内对经济总量、水资源消耗量、C O D 的排放总量的控制要求，求解系统的最优控制序列，得出在规划期内各部门的最侥翔水量、备生产部门的产僮。( 1 ) 控铡方案的选定本文参考江苏省国陡经济和柱会发展第十个五年计
177、划纲妥豹要求以及江苏省在制定“十一五”翘划过程中的重点，给出了2 0 0 l 2 0 l O 十年间D ：的5 6 第五章江苏省水资源优化配置实瓣研究控制值，即保持每年8 的增长率。生活翻水量在一定程度上与社会发展阶段相关，考虑当前毒圭会实际情况及和人口的增长趋势以及平均生活用水指标的增长，提出生活用水量度控制值。人口增长序列( 万人) 为：( 7 3 2 72 47 3 5 4 9 27 3 8 0 9 77 4 8 27 4 2 8 斛7 4 5 03 27 4 7 26 77 4 9 5 7 5 1 75 77 5 4 0 1 3 】生活用水量控制序列( 亿立方) 为：【4 1 7 74
178、 2 4 54 4 0 24 5 0 74 6 2 54 7 4 64 86 94 9 8 15 1 1 l5 2 4 45 3 8 l 】C O D 控制辩放总量应在充分考虑永环境容量的基础上由环境保护部门提出，本论文提出的c O D 控制排放总量每年为6 0 万吨。( 2 ) 系数矩阵的测算壹按消耗系数矩箨、c O D 产生系数矩痒，农资源消耗系数矩薄，可由2 O年扩展的投入产出表得出。投资系数矩阵按4 4 节介绍的测定方法计算得出。利用数学软件M a t l a b 求得最优策略，具体结果见表5 9 、表5 1 0 、表5 1 1 。河海大学硕士学位论文：区域水资源优化配置的控制论模型研
179、究。5 8 一一祭“埔装嗣馨蜊薹强墨爿舞嚣盏引H簿H虫岖翟蜊髫引_ L爿岩毒擞爿酬制脚刳掣蜒H彝蚓畦HgH刳尊彗嘛虫剖卧引槭爿鞋】 卜描疑班嘣! 鹫蟛划*紫嗡螺繇器议H扑蠢趟艚鬈 硅犁璃蹦趔瞪咯辱蹦薯毽蠖噬蒜蹦域裂爿蚪掣旺篓赶孙莓叠镛弹媸F捏辚躅霸韬瓣禧盯噬赣 | I f蟠啪-鲥R日聊一嚏b一喇紧舞曲飞晕co一酬*旺蹈嘿晕Eo一理址。牮斟眯姆琳舡l拣椒Am琳璺皇兰至蔓塑查堡塑垡些! ! 茎茎型! 竺型一5 9呕引爿世蝎爿氆爿岩! gH靶惦毒爿H足嚣皋蛆蜒蜊引_ L爿爿爿盎爿瓣爿蜮掣旺蠖鲁廿燃嘿爿州刳鞘御蚓由廿搂骚骚皤蜊趟H霹曰HgH塥私昧*螺剐蠕磊“H扑k嘣世基掣锻趔赵匠瘿n g薜嗡星童瞠蠖噻
180、蹈缸蚪唪震制史啪寒赵轼爿蝴域璀岳嶂特噬矿霾妪群嫌制辚鹭螂R删一kb一哪贮磐躅c山单c0一唰*旺躅旧窜c0I|姆址。掣斟眯好琳蛞脒牝e_【m僻塑塑查兰婴圭兰堡堡塞! 垦苎查篁塑垡些墼墨竺叁型堡塑型婴壅6 0 碚爿磊刳趟剖鳃螂爿拭H韩器爿爿H足暑型嘻堆甥星爿 L爿引壶鲁 啐引撼引旺蟥剖善堪剖划爿御引廿骚嘣婀蟠嘣H#出喏HgH茸肄妹捌嘣螺蒜嘉“H扑k趟喜譬*犁螭*衄踞器赵掣噬蠖噬嚣越轼捌蹦嘣型旺筵扭擗咯鬟制鹳州引删城珀珀刨岳m噬矿 匣趣= ! ；蜮丌删蜒媚Rq删一k，。一=吾螺磐躅，g色一酬*旺面惺早奄一划乱。掣廿咪蟠琳盎妹椒HHm琳第五章江苏嚣水资源忧他配嚣实例辑究5 4 。2 结果分析由计算结聚
181、可以看出：( 1 ) 按保持现状用水水平方案发展，到2 0 1 0 年江苏省社会总产出达6 0 6 0 3 O l 亿元；平均年增长8 5 1 ；总髑水量达8 3 0 5 6 亿m 3 ，与现状水平年相比用水增长1 8 6 倍。蕊的C O D 处理量运1 3 3 0 万吨。农业总产池年均增长5 7，服装皮革及其他纤维制造业年均增长4 4 ，纺织业年均增长7 6 ，由此可以看出这些弼水较多的部门的产值增长均低予社会总产值的平均增长率，体现了水资源在来来对这些部门发鼹的锻约作用。造纸业2 0 l O 产使与2 0 0 0 年相比有所下降，这说明如果造纸业不能够降低单位产德用水量和排污量，对于其发展
182、要加戳限制。电力行业虽然用承量较大，其总产出年平均增长率仍达8 9 5 这氇说明了电力行业在国民经济发展过程中的特殊施位，其拖行韭的发展需能源保证。化学工业作为江苏省的支柱产业，虽用水最较大，在规划期内年平均增长率仍达1 0 1 。在规划期内，建筑渡及第三产业年平均增长率达9 5 1 ，离于社会平均增长率。( 2 ) 按社会平均节水l O 计算，到2 0 1 0 年江苏省社会总产出达6 0 6 2 2 3亿元；规划期内平均年增长8 5 l ，与保持现状角承水平方案相比，差距不大，这委体现了鼙标函数的对经济总量的控铡作用馥l 方案慧翔水量达8 1 8 。9 5 亿m 3 ，与现状水平年增长1 8
183、 4 倍。总的c O D 处理量达1 3 3 0 万吨。该方案部门增长情况与保持现状用永水平方案类似。( 3 ) 在耋点行业节水方案中，设定农业、电力行监、造纸窜刷及文教霜品制造业、纺织业、化学工业等五个用水及排污较严重的行业的节水水平为2 0 ，通过诗算，翻2 0 l O 年江苏省社会总产i ： 56 0 6 4 0 8 亿元，年平均增长8 5 2 。该方案总用水量迭7 4 4 0 4 亿m 3 ，与现状承平年增长1 6 6 倍。蕊的c 0 D 处理量1 3 0 4 9 万吨。由以上结暴可敬看出，江苏省在今后十年的发瀑中，如果以现状溺水水平方寰发鼹，到2 0 1 0 年寒供水量为8 3 0
184、5 6 亿m 3 ，这撵瓣供水量从江苏蛰的承资源自然条件来褥恐难以达到。以节水1 0 方案发展，水量增长也较快，到2 0 1 0年来为8 1 8 。9 5 亿m 3 。按重点行监节水方案发展，到2 0 l O 年末供承量焉达到7 4 4 国4亿m 3 ，与前两耱方案耀比，有了大幅度的下降。因此在江苏省今赢卡年豹发震中，对用水多的行业的发展要加以限制，通过模型计算，宜保持5 左右的发展。6 1 海海大学颈士学位论文；区域农资源优纯配鬣蜘控制论模型磺究速度，对于第三产业要加快发展，宜保持在1 0 左右的发展逸度。电力行业要保持较高的增长速度，以保 l 芷其他行妲的发展，同对应注重提蔫节水水平。对于
185、全社会的治污能力，要求在规翔期未应能达到2 0 0 0 年的2 5 倍左右。5 5 本章小结本章在介绍江苏省经济、水资源概况的基础上，对江苏省2 0 0 0 年投入产出表进行了扩展，以此为慕础建立面向可持续发展的江苏省水资源优化配置的控制论模型。_ 陂用该模型过对不同节水方案的计算，褥出水资源一社会经济一生态环境复合系统的最优控制策略，得到了规划期内各生产部门产值及用水最等数据，供有关部门决策参考。6 2 第六章总结与碰塑6 。l 总结第六意总结与鼹粲本文在总结分极当菏我国水资源优化聚甏研究成采的熬础上，数可持续发展作为水资源优化配嚣的指导思想，运瑙系绫论的观点分析了水资源一社会经济一生态环境
186、复合系统，| 三l 江苏省水资源优化配置为实例，应用控制论的方法建立了薤自可持续发展的区域水资源优化配置的最馕控铡模型，在模型中考惑了水资源和水环境对经济的约束以及水环境承载能力因素，进行水量水质的统一配置，通过求解该模型，预测规划期内各年的用水量、规划期内备年的治污情况，实现了水资源袭用水帮门阚拘优化配置，为区域经济经济结构的调整提供决策依据。论文取得了以下几个方西的研究成果：( 1 ) 综合分椐当前我强水资源利用孛存衣的问题，潮逑了水资源优化配置提出的背景，指出其研究意义；对国内外的磷究历史和现状进行综述，并指出当前研究中存在的妻耍闯题。( 2 ) 介绍了霹持续发展概念的由来及定义；分析了
187、水与霉持续发展的关系，论述了墩水资源一社会经济一生态环境复合系统的观点研究面向可持续发展的水资源优化配置的必要性；系统论述了水资源优化配置的主要研究内容、基本原则、酝爨方式、优化配置豹娶标等基本理论。( 3 ) 运用系统论的观点分析了承资源一社会经济一尘态环境复合系统的总体特征、结构、功能和性质；简要分绍了投入产融方法的内容；缀据本文在面向可持续发展的水资漾优忧配置骈究中的需要，对传统的投入产出袭进行了扩展，并辞j 用其来描述了水资源一丰主会经济生态环境复台系统。( 4 ) 简单介绍了控制论的基本内容；运用控制论的方法，建立了丽向可持续发震的区域水资源优化配置最傀控制模型；应用庞褥里溉金极大傻
188、原理求解该最优控制模型，该模型能为系统的运行提供包含了经济发展、雳水量以及治污篮等信息的最优策略，同时给出了模型主要参数的确定方法。( 5 ) 对江苏省水资源优化配薰进幸亍了实例研究。在介绍江苏省经济、水资源概况的基础上，对江苏省2 0 0 0 馨投入产出淡进行了扩鼹，瞳此为基础建立愆向可持续发展的江苏省水资源优化配置的控制论模型。应用该模型对不同节水河海大学硕士学位论文：嚣域水资源优化配置的控制论模型研究提出相关建议，供有关部门决策参考。6 2 展望厦向可持续发展的区域水资源优化配置涉及蔼广，理论葶习研究方法蟊懿尚不完善，今后还需作进一步的研究：( 1 ) 加强东资源与经济孩算相关方弦鲍磅究
189、。当前，传统的投入产出分掇中未能反映水资源消耗和水环境的保护，不符合可持续发展的观念，同样也不利予攘清水资源瓠经济发展之间的关系。因此，需将水资源价僮和水环境保护融入区域宏观经济核算体系中。本文对此傲了一些研究，但仍需在以后的研究中进一步加强。( 2 ) 开展对模型中相必参数变化的研究。在论文中，考虑到各生产部门的赢接消耗系数矩薄等参数雀较短的规划期痰变动不大，具体计算中瑕定萁不变。然丽在较长规划期内，由于生产技术的进步部分参数可能会有较大交纯，如何在模型中实现这些参数的动态变化是今后研究的方向之一。( 3 ) 开展以投资量的改变作为控制手段的模型研究。本论文中选取各生产部门的产值变化的大小作
190、为控制变量，但这样的控制手段尚沭能反映经济系统运彳亍的深刻规律，在今后的研究中还应考虑为投资量的改变作为控制手段来进行研究。( 4 ) 加强对东资源、经济系统、生态系统协调褴的研究。在本文的研究中，强调在水资源的优化配置中三者要协调发展，但只采用了定性的描述来体现三者的协调。如何构造可行的评价函数来定量的评价三者的协调度，是今后要加强研究的方向。，6 4 参考文献参考文献l ：朝是拳松，石玉波，李砚阁水务起识读本 M 】，北京：中国水剩水电爨舨社，2 0 2 】索丽生我国可持续发展水资源战略 J 】学会月刊，2 0 0 1 ( 1 1 ) ：1 5 一1 6 3 】吴泽宁基于生态经济的区域水质
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192、 北京：水利电力出版社，1 9 8 3【6 】A f Z a l ，J a V a i d ，N o b l e ，D a V i dH 0 p t i m i z a t i o n o d e lf 甜a l t e m a t i V eu s eo f d i f f b r e n tq ua l i t yj r r i 9 8 西o nw a 瓣s p 】J o 醢m 8 o f f r 噜a f i o n8 n dD 糟i n a g eE n g i n e e 打n g 1 9 9 2 ，8 ：2 l s 一2 2 8 7 w o n g ，H u g hS ，S u n
193、N e z h e n g O p t i m i z a t i o no f c o n j u n c t i v eu s eo fs u r f a c ew a t e ra n d盯o u n d w a t e rw i mw a t e rq u a l i t yc o n s t r a i n t s 【A 】P r o c e e d i n g so ft h eA n n u a lw a t e rI 沁s o u r c e sP l 鑫n n i n g 赫dM 醐8 9 e m e n te o n f e r e n c eA p r6 9 【C 】。1
194、 9 9 7 ：4 0 8 4 1 3【8 】C a r i o sP e f r c i a ，G i d e o nO r o n O p t i m a lO p e f a t i o no f R e g i o n a ls ”t e mw i t hD i v e r S e 随t e rQ u a l i t ys o u r c e s J 】J o u m a lo f w a t e rR e s o u r c e sP 1 a n n i n ga I l dM a n a g e m e n t ，1 9 9 7 ，2 0 3 ( 5 ) ：2 3 0 2 3 7【
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205、国家环保总局环境规划院环境质量达标规划编制导则h t t p ：，w w 砒c a e p o 唱。c 彬R e a d 争沁w s 。a s p ? N e w s I D = l3 0 6 5 】吴季松现代水资源管理概论【M 】北京：中国水利水电出版社，2 0 0 2【6 6 中国统计年鉴，2 0 0 0 ，h t t p ：w w w s t a t s g 。v c l l n d S j Z g n j m u l u | h l m l- 6 7 。喵槐。黼篱篡拍钉幅致谢致谢本人在读硕期间，得到了导师方国华教授的糕心指导。方老师治学严谨、学识渊博、工作作风踏实、待人宽厚，给我留下了
206、深刻的印象，是我终生学习的楷模。三年来，在方老师的指导下我不仅领会了基本的思考方式，攀握了通用的研究方法，而且还明白了许多待人接物与为入处世的道理。在毕业论文完成之际，向方老师表示最衷心的感滏昶最崇离的敬意! 并向她和她的家人致以最美好的祝福!在论文写作过程中，还得到了水电学院谈为雄教授和电气学院李训铭教授的热情指导，对论文提出了很多中肯的意见和建议，在此表示衷心的感谢。另外还要感谢我的同事们给我的帮助和体谅，使得我的论文能够顺利完成。长期以来，何淑媛、胡玉贵、钟淋涡、高玉琴、李慧军、刘芹、夏春风等同门在学习上给了我许多帮助，在生活中给了我无私的友谊，在此感谢他们并祝他们在今后的道路上取得好成绩。我的好友徐涛、沈国军、韩熠、时正华、赵俊杰、刘松华等在多年的交往中始终给予我鼓励和信任，在此也表示衷心的感谢。感谢我的父母长久戬来对我的关怀和支耩。最后，衷心祝愿所有关心、支持和絮助过我的老师、朋友和嗣学们幸福安康、万事如意!6 8 2 0 0 5 年8 月于南京
