跨流域调水水价问题研究

跨流域调水工程作为国民经济的重要基础设施,在国家经济建设中发挥着巨大的社会经济效益,但其自身也面临着持续健康发展的问题,其中水价是跨流域调水工程建设和运行管理中的核心问题之一。论述和介绍了跨流域调水工程投资分摊方法、三部制水价的计收方式、跨流域调水水价测算的层次和重点、供水口门水价的测算原则和内容、调水工程用户水价的测算方法等。用户对调水水价的承受能力,可按水费占工农业产值（或效益）和居民收入的比例及调水工程对水价总水平影响的程度等分析。     

南水北调中线干线工程运行成本分摊方法研究

针对跨流域调水工程现有成本分摊方法,没有全面考虑各受水区水资源紧缺程度、水资源效益差异、经济社会发展水平等问题,基于受水区人均水资源量、万元GDP用水量、人均GDP,构建了跨流域调水工程运行成本分摊调整系数,并把此方法应用到南水北调中线一期干线工程的口门供水成本核算当中。结果表明,对分摊系数调整后,计算所得两部制水价更符合工程沿线各受水区的水资源自然情况与社会经济状况,有利于公平合理地分摊调水工程成本。     

跨区域引水工程投资分摊及水价测算方法

为了缓解一下游区域农业严重缺水和部分城镇居民引用高氟水的状况,省政府提出实施从山区水库向该区调水工程。工程跨越两个市级行政区,且两市均受益,其建设投资采用省政府补助一部分,其他由两市分摊解决。本文对不同方案的投资分摊、水价测算的方法进行了探讨。     

大型调水工程上、下游水量与供水成本分摊方法

科学合理的水价对于大型调水工程的良性运行至关重要,水价的主要影响因素是水量和投资,而水量分摊方法及供水成本分摊方法直接影响调水工程沿线水价的确定。介绍了输水损失在水量分摊中的应用和按照折算水量进行供水成本分摊方法的应用,并对水量分摊和投资分摊从数学的角度对公式的线性问题进行分析讨论;再用数据进行模拟,最后分析得出水量分摊方法和成本分摊方法存在的问题;定性的指出水量和投资在大型调水工程中的趋势变化问题,最后对确定单方水供水成本的分段及分区间给予相关的建议。     

跨流域调水工程投资分摊方法研究进展与展望

目前,跨流域调水工程的投资分摊方法主要有实际水量分摊法、折算水量分摊法、效益水量分摊法、水量与距离相结合方法、逐段分摊法、基于对策论的投资分摊方法等,但这些方法都无法判断结果是否为最优.未来跨流域调水工程投资分摊方法研究的重点和方向是:在投资分摊的过程中考虑各部门对水资源开发、利用的能力和效率;考虑资金时间价值的动态投资分摊方法;引入优化分摊概念等.     

南水北调中线干线口门两部制水价测算及其影响因素分析

在分析南水北调中线工程成本组成和口门共用成本特点的基础上,选择了分项共用成本的分摊方法,按照基本水价和计量水价组成的两部制水价机制,设计了前低后高的干线口门水价测算方案,测算了中线工程沿线各省(市)两部制水价,通过敏感性分析,识别了影响口门水价的主要因素。结果表明,设计的两部制水价方案和测算方法可行,测算得到的水价在用水户可承受水平之内,而供水量变化是影响水价的最主要因素。两部制水价机制可为南水北调中线干线口门水价的制定和调整提供参考。     

重大调水工程基于两部制水价的贷款能力测算分析——以引江济淮工程安徽段为例

文章总结了常用的水利工程两部制水价拟定方法,分析了在重大调水工程前期论证阶段各方法的局限性,并以引江济淮工程安徽段贷款能力测算为例,提出了基于"基本水价和计量水价相结合"的两部制水价模式。     

引黄入晋北干线工程两部制水价研究

本文阐述了引黄入晋北干线工程实行两部制水价与调水工程良性运行的关系。通过工程供水成本测算分析，制定两部制水价方案，为供水协议签订提供科学依据，同时提出相应的配套政策措施。     

大型调水工程两部制水价优化模型

在国家现行水价政策的框架内,针对胶东调水工程的实际情况,确定了两部制水价的具体形 式;在综合考虑供水工程的经济安全、用水地区的利益、供需不确定性以及水价承受力的基础上,建 立了两部制水价长期优化模型;利用改进的大M法和混合整数规划技术将模型转化为可计算形式, 并以威海为例计算了水价方案;能够为国内同类大型调水工程的水价决策提供借鉴。     

山西省辛安泉供水改扩建工程水价测算分析与研究

本文根据山西省辛安泉供水改扩建工程的工程任务,引入投资与成本费用分摊的观点:即工程某个专用功能的投资费用由该功能自身承担,为各功能服务的共用工程费用应合理地在各功能之间分摊。通过对供水工程末端工业水价、农村生活供水口水价、农业灌溉供水口水价的测算分析,总结了水价测算的基本方法,可为类似供水工程水价测算提供参考。     

京津冀地区适水发展问题与战略对策

阐述了适水发展理论的产生背景、内涵及对象与任务。适水发展是依靠科技进步,开发利用广义水资源、提高用水效率,根据水资源条件转变用水模式、优化用水结构和水资源配置,拓展水资源开发利用新空间,实现水资源可持续利用。从适水发展的角度,系统分析了京津冀发展面临的严峻的水资源问题,主要有水资源极度短缺、用水压力大、生态持续恶化和非常规资源资源利用程度低等问题,严重制约京津冀协同与可持续发展。针对存在的主要问题,提出了京津冀走适水发展道路的战略对策,实行水资源开发利用的多方面战略性转变,重塑京津冀适水型产业体系,构建适水型现代工业,发展适水型现代农业,建设适水型城市,实现京津冀地区社会-经济-生态健康永续发展。     

河北省南水北调中线受水区水资源统一调配方案研究

针对南水北调中线受水区外调水及当地地表水来水过程的不均匀性及来水频率的不确定性、供用水系统的复杂性(多水源、多工程、多用户)等特点,以河北省南水北调受水区为研究对象,以多目标群决策理论和大系统分解协调理论为指导,以优化与模拟为主要技术,构建了基于MIKE BASIN的1+7受水区水资源优化调配模型,制定了基于不同年份、不同保证率、不同节水水平、不同用水户需求条件的受水区水资源优化调配方案。在2020年供受水区来水频率组合(引江水P=50%、当地地表水P=50%)条件下,对基本节水及高效节水的优化调配方案优化效果进行了分析,以期在充分利用水资源、满足需水要求的情况下,寻求多水源与多用户之间最优的配水方案,实现区域综合效益最大化,促进区域经济可持续发展。     

基于水量水质双控的缺水地区水资源优化配置

开展水量水质双控约束下水资源优化配置研究是落实新时期"节水优先"方针、保障区域水安全和促进水资源可持续利用的基础支撑。针对我国北方地区资源型缺水、工程型缺水并存的问题,以山东省昌乐县为例,结合WEAP模型与传统水资源配置理论方法,根据区域用水需求与总量控制及水功能区限制纳污管控要求,统筹协调生活、生产、生态用水,建立基于水量水质双控的区域水资源优化配置模型,采用AHP法、熵权法、AHP-熵权耦合法计算不同情景方案的配置效益并优选配置方案。结果表明:规划水平年农业、城市供水保证率分别为50%、95%时,基于用水总量控制的跨流域调水、强化行业节水和水污染治理以及加大再生水回用相结合的配置方案(B4方案)综合效益最大,各行业用水需求均能得到满足,GDP较现状水平年增加709.01亿元,再生水利用率提高至25%。     

基于区间两阶段随机规划方法的 北京市水资源优化配置

针对缺水型城市水资源配置过程中的不确定性,建立了基于不确定性基本理论的区间两阶段随机规划模型,应用于北京市2025年水资源优化配置的研究。以北京市用水综合效益最大为目标函数,引入概率分布和区间数表示多重不确定性,求得北京市2025年城六区与郊区在生活、工业、农业与生态用水上的优化供水目标以及不同来水水平下的配水方案。结果表明:北京市2025年优化供水目标为47.39亿m~3,城六区工业用水与郊区农业用水的供水目标应采取保守值;不同来水水平下的优化配置水量为[36.49,47.39]亿m~3,仅北京为丰水年时不存在缺水现象,北京与丹江口水库同时遇枯时的缺水量高达[5.48,10.90]亿m~3,对北京市供水安全造成极大的威胁。该模型充分考虑不确定因素对水资源配置的影响,权衡用水收益与缺水风险的关系,并以区间的形式给出配置结果,可为北京市2025年供水目标与水资源优化配置方案的制定以及水资源安全保障措施的分析提供科学依据。     

水位波动作用下软土的变形强度特性研究

在我国沿海地区,过量抽取利用地下水引发了明显的地面沉降,限制开采量、人工回灌地下水对减轻地面沉降具有显著效果。开采与回灌地下水促成了地下水位的大幅波动,使得沿海地区广泛分布的软土层发生了明显的沉降与回弹变形。为了研究软土在水位波动作用下的变形和强度特性,利用沉降柱试验装置模拟地下水位波动,对不同水位波动次数作用后的软土试样进行了高压固结试验、直剪试验和三轴试验,研究了水位波动次数对软土变形性状的影响,给出了用初始强度指标和含水量表示的、不同水位波动次数作用后的软土残余强度表达式。试验结果表明:随着水位波动次数的增加,软土的变形特性增强而强度特性降低,黏聚力和内摩擦角随波动次数的增加呈近似线性降低;相同水位波动次数下软土试样的强度指标随含水量的增加呈明显下降趋势。研究成果对于探索城市地下水位波动对地面沉降和承载力变化的作用机理,提高科学决策水平及减轻环境地质灾害有着重要实际意义和应用价值。     

滨海地区水资源多目标优化调度模型研究

针对滨海地区水资源系统的特点,以加权相对总缺水深度最小和系统供水总成本最小为目标,建立了平原河网、平原水库群和远距离调水工程体系的水资源多目标优化调度模型;利用多目标粒子群算法(MOPSO)求解,提出了各类约束条件的处理方法,并得到非劣解集;采用距理想解欧拉距离最小准则,得到最好权衡两个目标的最佳协调解,并取得相应的调度结果。以江苏沿海为背景开展实证研究,验证了所建模型和求解方法的有效性。     

基于组件模型的地表水资源配置系统设计

传统地表水资源配置系统往往针对特定的流域,缺乏扩展性和灵活性。将流域、水库、需水点、输水连接等水利要素分别抽象为组件,对河流采用Horton编码分级,使用拓扑排序和河流同步的方式解决水系网络的水力联系,以组件连接模式灵活地进行地表水资源模拟和优化配置,通用性高,扩展性强。新开发的系统可为水资源管理部门对生活用水、工业生产、农业灌溉、生态建设等规划、设计以及管理提供技术支撑。     

粮食增产期黑龙江省农业水土资源 时空匹配格局研究

黑龙江省粮食总产量十二连增的同时,也给农业水土资源带来了诸多问题。为了客观地评价黑龙江省农业水土资源时空匹配情况,根据黑龙江省粮食增产期(2003-2015年)的水土资源利用状况,采用基尼系数和农业水土资源匹配系数分析了黑龙江省农业水土资源时空匹配变化情况。结果表明:(1)粮食增产期黑龙江省农业水土资源空间匹配差异较大,基尼系数在0.4475~0.4907之间,属于匹配较差范围;农业水土资源匹配系数均低于全国水平,且在时间上表现为匹配程度持续降低的态势。(2)空间差异上,黑龙江省中西部干旱区水土资源匹配程度较低,不宜继续开垦;三江平原地区粮食种植面积大,建议发展节水灌溉;北部和东南部地区水资源相对丰富,宜涵养水源,以实现可持续发展。     

山东省农业水足迹周期及趋势变化分析

农业用水状况及其周期趋势分析对合理制定农业用水分配、提高水资源利用效率有着重要的现实意义。依据水足迹理论,分别计算了山东省1978-2014年农业总水足迹及其分项,利用经验模态分解(EMD)分别分析了各水足迹值的波动周期,从多时间尺度分析了农业总水足迹值波动影响因素,并结合对数平均迪氏分解(LMDI)方法,分析了引起总水足迹增长的主要贡献因素。结果表明:林牧渔业水足迹以3.5a为周期波动,种植业水足迹以5a为周期波动,总水足迹以8a为周期波动;农业总水足迹值3a短波动周期主要受种植业影响,8a长波动周期在2002年前主要受畜牧业影响,2002年后则主要受种植业影响;农业总水足迹及各分项多年来均呈增长趋势;蓝水、绿水、灰水足迹值的变化均对总水足迹值的增长起正向促进作用,多年来农业总水足迹值的增长由绿水足迹主导逐渐转变为蓝水足迹主导。     

河北省井灌区灌溉用水与耗能变化规律研究

开展农业灌溉节水、节能研究既是支撑区域农业可持续发展必然要求,也是支撑国家节能减排承诺的具体实践。受农业节水、地下水位下降的影响,河北省井灌区灌溉用水和灌溉耗能之间关系复杂,分析了1980-2015年河北省井灌区灌溉用水、灌溉耗能、地下水位变化等规律,得出以下结论:(1)地下水埋深与提取单方水耗电量呈幂函数关系,地下水埋深越大,地下水位下降带来灌溉能耗的增加幅度越来越大;(2)由于地下水位下降,每度电可开采水量从1980年的8m~3减少到2015年的0.9m~3,相比1980年2015年灌溉水量减少了13亿m~3,但是灌溉能耗增加了131亿kW·h。(3)1997年后由于灌溉水量减少而降低的能耗不足以弥补地下水位下降增加的能耗,由此导致1998-2015年每公顷灌溉能耗额外损失为20 850kW·h。本研究对指导河北省农业灌溉水-能关系协调发展提供有益的参考。