您的位置:首页

详情

最严格水资源管理制度模拟与用水结构调控技术

2017-11-15

为缓解日益严峻的水资源形势,我国提出实行以“三条红线”和“四项制度”为主要内容的最严格水资源管理制度。这一制度明确提出用水总量、万元工业增加值用水量、农田灌溉用水有效利用系数和水功能区水质达标率四个量质效管理指标是水资源管理关键指标,设定了水资源开发利用节约保护的底线,并通过计量监控、考核问责等保障措施强化提升水资源管理能力和水平。实行最严格水资源管理制度,对于完善水资源管理理论体系具有重要理论意义、实现水资源可持续利用和经济社会可持续发展具有重大实践意义。

最严格水资源管理制度是我国水资源管理政策的重要创新。对这一制度进行科学解释,丰富完善科学认识,为制度设计提供理论基础;从水资源供给和需求侧,提出落实红线控制目标调控对策;考虑来水丰枯变化,建立动态年度管理目标,为红线落实情况的考核评价提供依据。以上三点是当前最严格水资源管理制度施行中亟需解决的关键问题。南京水利科学研究院联合合肥工业大学、河海大学、山东省淮河流域水利管理局规划设计院等单位承担完成水利公益性行业科研项目“最严格水资源管理制度模拟与用水结构调控技术”,针对这些问题开展了系统深入的研究工作。该项目采用水利科学与经济学、管理学相结合的研究途径,历时3年。相关研究成果已系统应用于山东省最严格水资源管理制度考核办法的制定与完善以及2015、2016年山东省及地市(区)的红线落实与考核评价中,为山东省水资源综合利用中长期规划等重要规划提供了支撑。2017年4月项目成果已顺利通过国家水利管理部门的验收,综合评价为优秀。

一、总体研究思路

项目从最严格水资源管理制度科学认识、考核评价与管理落实三个层面展开研究。在科学认识层面,综合运用数据统计、理论分析和模拟解析三种途径,揭示量质效管理指标随来水丰枯与社会经济发展的变化特征与指标间互动关系,探讨“三条红线”的相容与完备性;建立量质效管理指标驱动因子识别模型,识别量质效管理指标驱动因子集,定量测算驱动因子贡献以及来水丰枯和社会经济发展贡献,解释驱动机制;构建最严格水资源管理制度模拟模型,模拟解析量质效动态变化特征与互动关系。在红线落实考核评价层面,围绕量质效管理指标动态年度管理目标制定这一关键问题,首先基于最严格水资源管理制度模拟模型,研究用水总量和水功能区水质达标率红线动态分解技术,并实现红线控制目标在行业间、区域间分解以及年度管理目标制定。随后,基于分解得到的年度管理目标,研究验证基于简化折算的年度管理目标制定方法。在红线管理落实层面,利用最严格水资源管理制度模拟模型,研究红线约束下用水结构调整和用水行为调整技术,提出落实红线的产业结构与种植结构调整方案。项目选择我国丰水地区的珠江水系北江流域和缺水地区山东省开展实证研究。

二、主要研究成果

1.揭示了量质效管理指标随来水丰枯与社会经济发展的变化特征;提出了指标间互动关系图,论述了“三条红线”的相容性、完备性和匹配性。

2.考虑来水丰枯和社会经济发展对量质效管理指标变化的贡献,建立了分行业、分层次的驱动因子识别模型,识别了其关键驱动因子,为制度模拟和红线落实调控因子的选择提供了依据。

3.研发了区域宏观经济模型、需水与污染物排放模型、流域供需平衡模型和流域水功能区水质达标率模型,构建了最严格水资源管理制度模型系统,解析了量质效管理指标的动态变化,为红线分解落实和考核评价提供了模型支撑。

4.建立了红线控制目标与不同频率年度管理目标的转换关系,提出了用水总量年度管理目标简化折算方法以及红线约束下产业结构与用水结构协同调控模型,为制定适宜的产业结构调整方案与策略提供技术支持。

5.采用B/S架构,研发了集制度模拟、情景预测、动态调控、考核评价于一体的山东省最严格水资源管理制度数字模拟实验室(主界面见图1),为红线落实、动态调控、考核评价提供了决策工具。

目前,项目已发表学术论文27篇,出版《区域用水结构演变与调控研究》(科学出版社,2016)和《最严格水资源管理制度模拟模型及其应用》(科学出版社,2017)论著2部,获授权软件著作权1项,培养博士后及硕博士研究生13名。项目研究成果已系统应用于山东省最严格水资源管理制度考核办法制定与完善以及2015、2016年山东省红线落实与考核评价中,取得良好效果。

三、推广应用前景

最严格水资源管理制度是我国今后较长一个时期必须坚持的水资源管理基础性政策。项目研究成果丰富完善了最严格水资源管理制度的科学基础,为红线分解、考核和落实提供了关键技术支撑,具有重要的科学意义和实际应用价值。项目研究是水资源管理政策定量分析和科学模拟领域的一次系统探索,对于促进水资源管理政策分析这一重要学科领域发展进步,具有重大的引领示范意义。

主要完成人简介

王宗志,1977年生,博士,水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院教授级高级工程师,江苏省“333高层次人才培养工程”中青年学术带头人。兼任国际水文计划中国国家委员会副秘书长、中国自然资源学会水资源专业委员会委员、中国农业系统工程学会理事、中国优选法统筹法与经济数学委员会能源经济学会理事、福州大学兼职教授。主要从事洪水资源利用、水资源规划与管理等方面研究,主持承担了国家“十三五”重点研发计划课题、国家自然科学基金、水利公益性行业科研等省部级以上科研项目20余项,合作撰写专著3部,发表学术论文70余篇,其中SCI、EI检索期刊论文50余篇,获国家发明专利“浮筒式地下水埋深速率仪及其测试方法”(201210185143.5)3项,获实用新型专利“一种直渠式地表径流量测试设施”(201620256433.8)等5项。软件著作权3项;先后获得中国自然资源学会青年科技奖、山东省科技进步奖、大禹水利科技进步等省部级科技奖励3次、学术论文奖励6次。