水资源调用管理工程实践

第二章　水资源调用管理的相关文献综述

第一节　水资源调用管理工程实践

一、世界水资源特点与国外水资源调用管理实践

(1)世界水资源特点

目前，世界的淡水资源仅占其总水量的2.53%，其中，真正能够为人类所利用的淡水资源仅占全球总水量的0.26%。全世界多数国家和地区的水资源在空间上分布不均，约有65%的水资源集中在不到10个国家，而占世界人口40%的约80个国家却严重缺水。此外，全球降水分布在时空上也不均匀，部分国家和地区每年降水多仅集中在雨季若干个月，而其他月份则长期无雨。世界水资源最丰富的地方，主要集中在美洲，而在非、亚、欧，人均拥有的淡水资源相对匮乏。亚、欧两洲集中了世界72.19%的人口，却仅拥有世界河流径流量的37.61%。世界上有80个国家约15亿人口面临淡水不足其中26个国家主要是发展中国家约3亿人完全生活于缺水状态。

(2)国外水资源调用管理

面对水资源紧缺的现状，世界许多国家和地区采取了相应的措施对水资源开发利用与管理等方面的科研与工程实践，如推广使用先进的调水和节水措施，以及包括各种水利工程和技术的研发、应用;水资源优化配置和水权交易市场运营等多元化的综合管理模式等。其中，修建蓄水水库和跨流域引水工程是作为解决水资源时空分布不均和缓解地区水资源供需矛盾的主要手段之一。目前，世界有39个国家建成了345项大小的调水工程，主要集中在美国、加拿大、俄罗斯、印度、巴基斯坦等国家和地区，调水量近6000亿m3(见表2-1)。

表2-1　世界六大洲调水工程主要特性参数表

(1)美国

目前美国已建的跨流域调水工程有10多项，如加州北水南调工程等，主要为灌溉和供水服务，兼顾防洪与发电，年调水总量达200多亿m3。在美国的水资源的开发利用中采取的主要措施包括:减少水源消耗和流失，推行节约用水。诸如:保护水源，防止水土流失，水源重复利用;对城市污水进行处理后再作为灌溉水源，调节河川径流，引水补给地下水，减少蒸发，并把降低城市供水管网的漏损率作为供水部门的其中的主要任务。20世纪70年代，美国在农村居民用水中实施从屋顶收集雨水，而后提供使用。此外，美国发展节水灌溉农业主要采用先进的节水灌溉技术和农业技术相结合，以取代传统的单一的地面灌溉技术，农田灌溉水的利用效率已达70%～80%。此外，美国田纳西流域管理局TVA既负责水资源的调配管理，还承担流域内的航运、水电开发、防洪与河道维护等其他涉水公共事务。

(2)加拿大

加拿大已建成的调水工程80%主要用于发电，并兼顾了农田灌溉和城市生活供水。主要调水工程有:魁北克调水工程，邱吉尔河-纳尔逊河工程等。20世纪80年代，加拿大政府颁布了“加拿大联邦水政策”，运用经济杠杆来调节水资源供需平衡。还通过回扣、减税和提供信贷等激励措施，以及高价、罚款等抑制措施，有效调控了水资源市场，提高了水资源利用效率，并对企业实施污水费与水费捆绑征收的办法和对高污染企业征收高额排污费。此外，加拿大认为，人的节约意识、先进的技术和有效的组织管理是水资源合理利用的重要保障。

(3)澳大利亚

澳大利亚在20世纪50～70年代间建设了雪山工程，旨在发电同时兼顾农业灌溉用水。该工程从位于澳大利亚东南部的雪山山脉东坡，将东坡斯诺伊河部分多余水量引向该山脉西坡的需水地区，利用落差发电，受益面积约2000km2。澳大利亚地表水不多，地下水虽丰富，但可利用的只有176万km2。该国将12cm的滴水管插入土壤，把水和肥料溶液直接滴灌在西红柿等作物的根部，不但节水，而且可收获90%的优质蔬菜，且多余的肥料不致造成二次污染。此外，澳大利亚墨累-达令河流域管理由墨累-达令河流域部长级理事会、墨累-达令河流域委员会、社区咨询委员会三个部门各司其职对墨累-达令河流域实施管理。

(5)俄罗斯

俄罗斯已建的大型跨流域调水工程已有15处，年调水总量达600多亿m3，其中，欧洲部分的北水南调工程和亚洲部分的东水西调工程主要用于农田灌溉。“北水南调”工程自涅瓦河调水，因引起斯维尔河流量减少，使拉多加湖无机盐总量、矿化度、生物性堆积物增加，水质恶化。此外，俄罗斯通过调整水价的手段，促进水资源的合理利用。

(6)以色列

以色列北水南调工程，亦称以色列国家输水工程。通过北水南调输配水系统年供水量达1.2×109m3。以色列还充分利用污水、咸水、雨水、洪水等，其污废水利用率高达75%，农业上基本上实现了自动控制灌溉技术。以色列在内格夫沙漠南部兴建了世界最大的海水淡化厂，采用闪蒸法获取淡水的同时还对海水蒸发处理时发电。此外，以色列政府颁布《水法》(1955年)统一管水，实行用水定额和分级水价制度，规定把75%的用水配额用于农田灌溉。通过种植适当的农作物，提高虚拟水的进口比重。以政府有专门的水资源管理委员会，负责对水资源开发利用以及水污染防治等政策的制定和管理等。

(7)印度和巴基斯坦

印度除兴建蓄水库、人工补给地下水等措施之外，现已完成的工程有:恒河区工程，灌溉面积24万km2;北方邦拉姆刚加河拉姆刚加坝至南部各区工程，灌溉面积60万km2;巴克拉至楠加尔工程，灌溉面积160万km2;纳加尔米纳萨加尔工程，灌溉面积80万km2;巴德拉工程，灌溉面积40万km2，布拉马普特拉河——恒河调水计划将布拉马普特拉河的丰富水量调到其南部和西部的贫水地区，以使原来流入阿拉伯海的2.1×1011m3水得以充分利用，并实施屋顶收集雨水。

巴基斯坦的西水东调工程，从西三河向东三河调水为农业灌溉和工业生产提供用水。工程总长622km，输水量为116m3/s～614m3/s，年均调水量222亿m3，灌溉农田153.34万hm2。工程使印度河平原的灌溉体系得到进一步完善，使东三河流域广大平原地区的农、牧、工业等获得持续不断的发展，使巴基斯坦每年还可出口小麦150万t、大米120万t，由粮食进口国变成农产品出口国。

纵观世界上一些国家和地区的调水工程以及水资源利用和管理情况可以看到，其均充分认识到水资源的有限性、循环性、系统性、动态性和复杂性的特点，在水资源的调用特别是跨流域调水过程中，重视实现水资源的政府调控和强化政府的监督职能;积极推行用水许可权、登记和交易制度;以统一管理和市场运作机制为基础，又根据各自国家的特点，充分发挥地方积极性，建立相应的协调机构，既照顾各方利益，又能保证管理效率和效果。同时，将调水规划、工程建设与运营管理紧密结合，并从立法、经济、技术、公众教育等角度对跨流域调水系统进行管理，重视跨流域的水资源统一管理和生态环境保护。

二、我国水资源特点与水资源调用管理实践

(1)我国水资源特点

2008年中国水资源公报显示，全年全国水资源总量为27434亿m3，比常年值偏少1.0%。北方水资源总量4601亿m3，占全国的16.8%;南方水资源总量为22834亿m3，占全国的83.2%。在31个省级行政区中，其中海南、天津、上海、广东、广西偏多程度在20%～36%之间，黑龙江、河北、山西、内蒙古、甘肃、宁夏偏少程度在50%～30%之间。我国水资源的特点总体可归纳为:

人均水资源量较低。我国水资源总量，降水量6万亿m3，占全球的5%，占世界第三位;但我国人口多，人均径流量2400m3/per·a。目前，中国水资源总量居世界第六位，约为世界人均的1/4，被列为世界13个贫水国家之一;

地理空间分布不均。我国水资源的地理分布不均匀，长江流域及其以南地区国土面积只占全国的36.5%，其水资源量占全国的81%;淮河流域及其以北地区的国土面积占全国的63.5%，其水资源量仅占全国水资源总量的19%;

水期间水量变化大。年内分布则是夏秋季水多，冬春季水少。全年60%的雨量集中在夏秋季节的3～4个月内，而且蓄水能力差。河流的最大流量与最小流量相差十几倍，致使水的供需矛盾加剧，而且造成枯水期河流纳污能力降低，加重水系污染;

河川径流年际、年内变化大。我国河川径流量的年际变化大，径流量的年际变化存在明显的连续丰水年和连续枯水年，是形成水旱灾害频繁，农业生产不稳定和水资源供需矛盾尖锐的重要原因。

(2)我国水资源调用管理

我国调水工程自古由来已久，公元前486年和公元前360年，分别兴建了邗沟工程(沟通长江、淮河流域)和鸿沟工程(沟通黄河、淮河流域);公元前256年，建都江堰工程引岷江水灌溉成都平原;公元前221年～219年，灵渠工程沟通了长江和珠江水系;公元1293年，京杭大运河贯穿了我国五大流域。建国以来，我国修建了如江都江水北调工程，东深引水工程，引滦工程，引黄济青工程，引大入秦工程等。这些水利工程支撑了当地经济社会的发展。2002年南水北调工程正式开工，这是目前全世界正在实施的最大规模的调水工程，也是我国实施跨流调水的标志性工程。此外，还有在建和拟建的引洮工程、喀腊塑克水库及西水东引一期、引黄入包(包头)市生态环境建设引水工程、胶东供水、黔中引水工程和一批中小型蓄、引、提等配套水利基础设施。

调水工程在一定程度上能有效缓解我国因水资源时空分布不均衡而造成的部分地区资源性缺水的局面;但与此同时，在水资源调用工程建设与运营和在水资源开发利用过程中，也存在着一些突出的矛盾和问题，诸如:

调水工程建设的性质、目标和管理权限不够明晰;

调水区与受水地区在权利与义务分配方面缺乏统一协调和有效管理;

调水工程的效能未得到进一步的发挥，相关的配套工程未及时跟进;

事后的相关的补偿机制(生态补偿机制等)不够完善等。

此外，在水资源开发利用同时，由于不当用水造成诸如:水利工程对水文状况的影响，用水浪费加剧水资源短缺，农业灌溉效率低下，单位产品的耗水量与发达国家相比过高，城市生活污水及工业废水的处理率和再生循环利用率远低于发达国家，部分地区的地表水和地下水污染较为严重等现象。

第二节　水资源调用管理方面的既有理论研究

国内外学术界有关现代水资源的开发、利用和保护以及水资源系统、配置与管理方面的研究主要基于可持续发展背景下，围绕着水资源的科学合理、高效协调和可持续方面进行研究，尤其是对水资源管理方面从不同的侧面进行相关的成果日渐增多，具体从:水资源数量管理、水资源质量管理、水资源经济管理、水资源权属管理、水资源法律管理、水资源行政管理、水资源规划管理、水资源配置管理、水资源风险管理、水资源利用技术管理、水资源投资管理、水资源工程管理、水资源安全管理水资源数字化管理、国际水资源管理和水资源综合管理等不同角度来开展研究。

基于此，本研究对有关水资源开发、利用与保护和水资源系统、配置与管理等方面的国内外文献进行了收集、研读和分析。总结如下:

一、水资源价值、水资源承载力与水资源系统

水资源价值方面的研究:国外对水资源价值研究较早，20世纪70年代，水资源价值被认为是在既定的时间和既定的地点购买单位体积水资源的社会意愿和能够支付的最大值，或是在既定时间、地点和水流条件下，他人取用水时，水资源占有者可接受的单位水资源的最小费用;年杨格和格雷研究后认为水资源的价值不会超过最经济的水源的边际成本; Fakhraei对在随机供水情况下，水资源的价格稳定性与水量配给之间的规律; Moncur研究了城市用水定价与应对干旱的策略; Moncur对水资源价格在干旱条件管理中的作用进行了研究; 20世纪90年代，Murdock研究了在用水预测中社会经济对人口统计特性的作用;在这一时期美国对水资源价值的研究具有领先优势，如对德克萨斯州格朗德河下游的河谷水市场与水权转让方面的实践; 21世纪后，Dinar讨论了澳大利亚、巴西等国家进行的水价改革其政策性经济的得失; Bhatia等对印度Tamil Nadu邦水危机下水在各个产业中的经济价值进行了计算并利用优化模型和投入产出模型研究了不同的水资源分配政策可能产生的影响;英国Colin Green提出在水资源管理中应做出能满足现状条件和能为未来提供增长途径的选择; Glenn-Marie Lange等人采用残值法对纳米比亚南部的3个农场商业区的农用水进行了经济评价，该研究将经济原则引入了水资源管理与定价中。全球水伙伴计划建议实行水资源可持续综合管理。国内方面，1985年我国学术界就对自然资源有偿使用和价格问题展开了学术讨论;之后，李金昌翻译了《关于自然资源与折旧问题》等一系列有关论著，对我国的水资源核算研究起到了积极的推动作用;颜振元提出了水资源的价格具有自然性、社会性和不确定性;张志乐研究认为地租理论是天然水资源价格计算的基础，并提出水资源费或者间接水价的基本计算方法;姜文来等出版了专著《水资源价值论》，从不同角度探讨了水资源价值的来源和阐述了与水资源价值相关的理论;沈大军通过总结国内外水价制定与实施的相关理论与方法，形成了专著《水价理论与实践》;温善章等运用影子价格法对黄河部分河段水资源价值进行了相关研究;贾绍凤等研究了提升水价对华北地区水资源需求产生的影响;孙光生等用平均成本定价法对西安市供水部门满足供水成本的水价和到位的综合水价进行了研究;毛春梅以水资源价值理论为基础，测算了黄河水资源的理论价值;同年，罗定贵采用模糊数学方法对抚州市应用二级模糊综合评价法对水资源的价值进行了评价;曹剑峰等研究并确定了水资源价值各影响因素权重的AHP方法，并以郑州为例进行了水资源价值计算。

虚拟水方面的研究:国际方面，虚拟水方面的研究大致经历了三个阶段: 1993年之前，以色列提出虚拟水贸易的思想，Allan提出嵌入水的概念，之后改为“虚拟水”; 1993年至2001年，虚拟水概念及相关的虚拟水战略的正式，Haddadin对外生水进行研究，McCalla将水、粮食、贸易结合应用于中东一些地区; 2002年之后，第一次虚拟水贸易国际专家会议举行，Hoekstra等先后提出了水足迹，并对荷兰的茶、咖啡虚拟水进行了研究和国际贸易的水节约，德国发展学会建立了虚拟水贸易的工作站，ISOE建立了虚拟水贸易工作站，世界水资源周探讨虚拟水理论，D.Zimmer和D.Renault提出了基于不同产品类型的虚拟水计算方法，他们以及Oki等还都分别进行了虚拟水的实证研究。在国内方面，程国栋最早在国内提出虚拟水概念及虚拟水战略;刘宝勤等研究认为虚拟水理论基础应包括:资源流动理论、资源替代理论和比较优势理论等;王红瑞等对我国未来虚拟水及虚拟水贸易研究中应关注的问题进行了研究。

水资源承载力方面的研究:国外，1998年美国陆军工程兵团(USArmy Corps of Engineers)和佛罗里达州社会事务局(Florida Department of Community Affairs)共同委托URS公司对佛罗里达Keys流域的承载能力进行研究; Falkenmark等学者研究了全世界或一些发展中国家的水资源使用限度;斯莱瑟采用系统动力学方法，综合考虑了人口、资源、环境与经济发展之间的关系，提出了ECCO模型; Joardor等从供水角度对城市水资源承载力进行了相关研究; Rijibenman.J等将水资源承载力作为城市水资源安全保障的具体衡量标准; Harris研究了农业生产区的水资源农业承载力，并将此作为区域发展潜力的一项指标。在国内，这方面系统的、科学的理论体系尚待完善，目前研究大多是根据区域或流域的特征以及经济社会发展状况，从水资源的自然属性和社会属性入手，基于可持续发展理论，运用一定的方法来解决水资源承载力问题。如，新疆水资源软课题组对新疆水资源承载能力和开发战略进行的研究;施雅风等对乌鲁木齐和流域水资源承载力研究;曲耀光等对黑河流域水资源承载能力的研究;王在高等岩溶地区水资源承载能力的研究等，其基本上是通过采用常规趋势法对社会经济各部门及生态环境用水比例适当的前提下水资源的承载能力进行研究;许有鹏、秦莉云、王余标、张鑫等通过模糊综合评价的方法对研究区水资源承载力进行研究;傅湘用主成分分析法对陕西汉中平坝地区的水资源承载力进行分析;魏斌、王建华、陈冰、惠渶河、陈兴鹏、吴久红等均基于系统动力学法对各自研究区水资源承载力进行分析与模拟;此外，还有，徐中民等对黑河流域的水资源承载力的多目标分析评价;王顺久等运用投影寻踪评价模型对研究区的水资源承载力进行评价。朱照宇等提出了水资源质量损失系数和相对水资源承载力指数，并对“珠三角”区各市水资源承载力进行了评价;贾绍凤指出用水合理性评价时，应充分考虑地去自然条件、产业结构等多种因素影响;韩宇平指出水安全包括水供需矛盾、生态环境、粮食安全和水资源管理等多方面内容，可采用具有层次结构的水安全评价指标体系以及其相应的多层次多目标模糊优选模型来评价区域内的水安全较为合适等。

水资源系统方面的研究: 20世纪60年代起，国内就有学者开始就水库优化调度对水资源分配进行研究; 20世纪80年代后，水利部南京水文水资源研究所等建立了地下水与地表水联合优化调度的系统仿真模型;冯尚友提出了水资源系统工程理论，并给出了供水、发电、防洪等于一体的水资源系统所涉及的数学优化建模与求解方法。刘健民等建立了三层递阶水资源系统模拟模型，并进行了应用研究;华北水资源研究中心以华北地区为例对水资源系统模拟与经济分析的整体性研究作了分析。王忠静等基于可持续发展理论，提出一种交互式宏观多目标优化方案与动态模拟相结合的决策支持型规划理论。赵建世等开发了水资源系统整体分析模型，将水量过程和经济机制的模拟结合为整体进行分析。王浩等提出了水资源“三次平衡分析”思想，研究后认为协调地区经济用水与生态用水之间的矛盾是水资源模拟模型的重要目标。陈成鲜等对我国水资源的可持续发展通过系统动力学建模研究;王惠敏等基于系统动力学方法对流域可持续发展预警方法研究;杨建强等应用系统动力学原理与方法对乾安县水资源可持续利用系统仿真研究;刘波等从系统动力学角度对海洋可持续发展进行了相关研究;阎二旺重点对制约左云县经济可持续发展的水、土地和劳动力等资源进行建模研究;苏宁男等对水资源开发利用问题进行系统动力学的分析与模拟;王斌等在建立了青岛水资源系统动力学模型，并从定量的角度对水资源的开发与供需发展变化趋势进行了分析模拟;吴九红等利用系统动力学模型计算了地区的水资源的承载力;陈兴鹏等用系统动力学估算了水土资源的承载力;惠泱河等对水资源承载力系统进行了动态模拟研究;张雪花等构建了完整的SD-MOP模型，对秦皇岛水资源结构优化进行了相关研究;于书霞等用系统动力学方法对长春市水资源供需系统进行了模拟研究;郭怀成以洛阳市为例建立了城市排污系统的SD模型等。

相对于国内而言，国外对水资源系统的模拟优势更主要在软件的开发方面:美国科罗拉多大学水与环境决策支持研究中心通用型流域系统模拟软件RIVERWARE;丹麦水利研究所开发的水资源规划管理软件MIKEBASIN;美国杨百翰大学与陆军工程兵团共同开发的EMS(GMS/WMS/SMS)主要用于流域、地下水及地表水系统的综合模拟与分析;奥地利开发的流域综合管理软件Waterware;澳大利亚水量水质综合模拟模型IQQM;美国农业部开发的Aquarius水资源模拟模型;澳大利亚研制的ICMS水资源系统管理模型等。

通过CNKI对“水资源开发”、“水资源利用”、“水资源保护”等方面的学术文献检索后发现，21世纪以来世界各国对其学术关注度呈现整体上升趋势(图2-1)。

图2-1　1996年～2008年与本研究选题相关的水资源研究学术关注程度(Ⅰ)

就水资源本身而言，其具有流动性、周期性和循环型等特点，水资源的一个周期内“源”、“中”、“汇”三个阶段中，上一个周期的“汇”又是下一个周期的“源”，不断延续，周而复始，形成循环，符合本文所研究的主题。

二、水资源优化配置、管理与安全

水资源优化配置方面的研究:国外水资源优化配置的相关研究起始于20世纪40年代Masse的水库优化调度研究;之后如，美国科罗拉多州的科研人员对需水量的满足和未来需水途径方面做了相关研究; G.Yeh将系统分析方法中的线性规划、动态规划、非线性规划等和模拟技术应用于系统的调度和管理方面; E-.Romijn.M.Taminga考虑了水的多功能性和多种利益关系，并建立了相关的水资源量分配多层次模型; Perason等用二次规划方法对英国Nawwa区域的用水量优化分配问题做了相关研究; Willis用线性规划方法对地表水与地下水管理运行问题和水库与地下水的含水层的联合管理问题也进行了相关研究; Norman，J.Dualey运用随机动态规划对季节性灌溉水量分配进行了相应的研究; Jha.M.K等建立了关于Guilderland Dolente的水资源量分配的多层次模型; Afzal等针对巴基斯坦某个灌溉系统运用线性规划模型根据不同水质的水量使用问题进行了研究;体现了水质水量联合优化的目的; Watkins等引入伴随风险和不确定性水资源规划模型，建立了水资源联合调度模型; Zsgona A等基于大系统理论建立了多水库联合调度模型; R.A.Fleming等建立了地下水质水量管理模型; U.Pmanu，Lall等建立了对地表水、地下水联合运用系统多目标管理的模型，其中将污水处理的费用纳入进来; Wong等提出了在需水预测中，考虑了地表水、地下水、外调水等多种水源的优化并考虑了地下水污染防治措施; Carlos以经济效益最大为目标，对以色列南部Eilat地区地表水、地下水、污废水的综合管理等; M Kinney等提出基于GIS的水资源模拟系统框架并对流域的水资源配置做了相关研究。国内学者在20世纪60年代首先以水库优化调度为手段的水资源分配研究; 80年代之后，开始对水资源优化配置与管理开展比较广泛的研究，如，施熙灿等研究并建立了在考虑保证率约束条件下的马氏决策规划模型;华士乾等对水资源利用系统工程方法在北京地区的应用进行了相关研究;曾塞星等内蒙古河套灌区地表水、地下水联合调度的优化研究中采用了动态规划方法确定作物灌水定额等;白宪台等对平原湖区洪涝系统优化调度问题，用动态规划法建立了大系统模拟模型;刘建民等在京津唐地区针对可供水资源年优化分配问题，建立了大系统逐级优化模型;李寿声等对徐州欢口灌区研究多种水资源联合调度和联合管理的非线性规划模型;唐德善运用阶梯动态规划法研究水资源在工农业之间的分配比例问题;黄强等对诸如水库的多目标最优控制、灌渠渠系配水优化问题和水资源调配等方面做过诸多研究;黄强还建立了多目标模型应用于跨流域水库群补偿调节问题等;贺北方还提出建立大系统序列优化模型采用大系统分解协调技术求解等;吴泽宁通过建立经济区水资源优化分配的大系统多目标模型及其二阶分解协调模型并结合层次分析法考虑水资源配置的生态环境效果，还研究构建了流域水资源系统模拟规划模型等;翁文斌通过研究并形成了基于宏观经济的水资源优化配置理论;聂相田建立了宁陵县三层阶梯大系统优化配置模型并用于实践;吴险峰对枣庄市复杂水源下的优化供水模型做了研究，并构建了水资源配置优化模型;中国水电科学研究院等提出了干旱区生态环境需水量的计算方法并应用于西北生态脆弱区的水资源配置中;刘丙军等运用逐步宽容约束法及递阶分析法，对东江该流域特枯年水资源量进行优化配置和供需平衡分析;翁文斌、王浩等提出了在宏观经济条件下，水资源规划的多目标决策分析方法与思路，并运用多目标技术进行整体研究;王浩等提出了水资源配置“三次平衡”和水资源可持续利用的思想;邵东国针对南水北调东线工程建立了自优化模拟决策模型，并采用动态规划的方法求解之;卢华友建立了基于多维动态规划并结合模拟技术的大系统分解协调实施调度模型等。甘泓等，杨小柳等也分别对水资源配置的目标量度和分配机制作了研究，并提出了水资源配置动态模拟模型等;赵建世等，冯耀龙等，尹明万等分别基于水资源系统分析，针对各自研究建立了不同的水资源系统配置模型并进行了相关的应用;黄晓荣、裴源生等对宁夏水资源利用效率及投入-产出效益研究在当时的经济发展水平下的水资源优化配置问题;此外，黄河水利委员会勘测规划设计研究院开发了相关的决策支持系统(DSS)，并初步研究了黄河干流多库水量联合调度模型等;汪恕诚等从水权与水市场角度探讨了水资源优化配置的经济手段;胡鞍钢等基于政治经济学理论，提出了“准市场”分配水资源的基本思路;王先甲对市场分配机制在分配稀缺水资源中的作用与效率的研究;柴国荣等对跨流域水资源配置的市场供求与成本收益等方面进行了分析;裴源生构建了水量分配的一整套指标体系，提出应用AHP与模糊决策相结合的理论对水权分配进行应用的方法;刘文强等利用博弈论对流域水资源分配中的用水冲突矛盾进行了阐释;李玉梅对跨流域调水对大通河水质的影响做了相关研究;尹云松等运用博弈论对流域内的不同地区在水资源数量与质量方面的分配双重冲突进行了探析;陈晓宏等运用逐步宽容约束法及递阶分析法，对东江流域枯水年水资源量进行优化配置和供需平衡的分析;陈柯明等对跨流域调水工程中调蓄工程的调度进行了研究;陈荷生对克里雅河流域生态环境变化与水资源合理利用之间的关系进行了相关研究;毛德华、夏军等对西北地区水资源与生态环境问题及其形成机制进行了分析;粟晓玲等研究了干旱区基于生态的水资源合理配置问题;魏加华等将自适应理论引入流域水量调度研究，并提出了自适应轨迹跟踪水量调度的方法;王慧敏等提出在南水北调工程的水资源配置与调度中，达成“供水协议”，使整个系统处于均衡状态，以达到水资源配置的最佳目的。

水资源管理方面的研究:国际上，1992年在爱尔兰召开的“国际水和环境大会-21世纪的发展与展望”大会(ICWE)，提出了水资源一体化管理;同年，联合国进一步确认了水资源一体化管理“包括水陆两方面的一体化管理，应在汇水盆地或亚盆地一级进行”; 1994年在德国由联合国教科文组织(UNESCO)主持和国际水资源协会(IAW)与国际水文科学协会(IAHS)协办的“变化世界中的水资源规划国际学术会议”，探讨了关于可持续水资源管理的问题; 1996年在日本召开的“国际水资源及环境研究大会:面向21世纪新的挑战”，期间联合国教科文组织成立了国际水文计划(IHP)工作组，将可持续的水资源管理定义为“支撑从现在到未来社会及其福利而不破坏它们赖以生存的水文循环及生态系统完整性的水资源管理与使用”; 1997年召开的第五届“不确定性增加下的水资源可持续管理学术大会”上重点讨论了洪水与干旱管理、水资源开发利用对生态环境的影响、水文与生态模拟和环境风险评价等议题; 1998年在武汉召开的“98年国际水资源量与质的可持续研讨会”，探讨了流域水量与水质的统一管理问题;同年在荷兰召开的“区域水资源管理研讨会”，探讨了水资源管理的经验与教训、面对挑战的区域可持续水资源管理、水资源管理的研究方法等; 1999年全球水伙伴技术咨询委员会提出，在水资源一体化管理时应考虑的重要原则包括:①用水的经济效率，②用水的公平性，③环境和生态的可持续性灯; 2000年在美国召开的“水资源一体化管理研讨会”，主要探讨了在可持续发展条件下的水资源一体化管理的内容和目标; 2002年在南非的世界可持续发展大会上通过了水资源相关的“行动计划”等文件。2000国际水文科学学会(IAHS)年在美国召开了“水资源综合管理研讨会”，主要探讨可持续发展条件下的水资源综合管理的内容、目标以及水资源综合管理的经验，会议达成一个共识:未来水资源管理的一个基本原则就是流域的统一管理，流域水资源统一管理的基本框架是政府和社区公众的共同管理。2001年，国际水文科学学会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”，会议针对区域范围内水资源管理的有关问题进行了研讨。国际上一些学者，如Miguel A.Marino和Slobodan P.Simonovic认为，从20世纪80年代开始，人类从事水资源管理活动的目标和内容发生了根本性的变化。传统的不可持续的水资源管理已经不能适应新形势的要求，新的水资源管理活动正处在探索过程中，并认为体制改革和制度创新将是水资源管理活动改革的一个重要方面; C.A.Brebbia和P.Anagnostopolos指出，当前水资源管理问题在全球变得越来越复杂。现代水资源管理所涉及学科和领域已经超出了传统水文地质学中关于水资源管理的思考和限制;《水资源发展与管理(Ⅳ)》中分别从水资源管理目标、政策和原则，水资源的稀缺与保护，用水管理，水资源管理、规划、水权分析和处置的决策支持系统，水电和灌溉的发展潜力，灌溉水管理，水资源稀缺管理等方面进行了深入的研究。G.Yeh将系统分析方法中的线性规划、动态规划、非线性规划等和模拟技术应用于水资源系统的调度和管理方面; ERomijn.MTaminga考虑了水的多功能性和多种利益关系，并建立了相关的水资源量分配多层次模型; Perason等用二次规划方法对英国Nawwa区域的用水量优化分配问题做了相关研究; Willis用线性规划方法对地表水与地下水管理运行问题和水库与地下水的含水层的联合管理问题也进行了相关研究; Norman J.Dualey运用随机动态规划对季节性灌溉水量分配进行了相应的研究。20世纪90年代后，伴随着水环境保护形势不断受到挑战，以水质为主的水资源优化配置问题的研究逐渐增加; Afzal等针对巴基斯坦某个灌溉系统运用线性规划模型根据不同水质的水量使用问题进行了研究;体现了水质水量联合优化的目的; Watkins等引入伴随风险和不确定性水资源规划模型，建立了水资源联合调度模型; R.A.Fleming等建立了地下水质水量管理模型; UPmanu Lall等建立了对地表水、地下水联合运用系统多目标管理的模型，其中将污水处理的费用纳入进来; Wong等提出了在需水预测中，考虑了地表水、地下水、外调水等多种水源的优化并考虑了地下水污染防治措施; Carlos以经济效益最大为目标，对以色列南部Eilat地区地表水、地下水、污废水的综合利用、管理等。

国内对水资源的利用与管理研究有，赵宝璋在《水资源管理》中认为，水资源管理活动主要包括规划管理、开发管理、用水管理和水环境管理;冯尚友在《水资源持续利用与管理导论》中基于生态水利，系统论述了水资源持续利用管理的基本原理与方法，并运用相关数学模型进行阐释。吴季松在《现代水资源管理概论》中从知识经济与水资源、高技术与水资源、生态水、生态水的计算、涉水产业结构调整、水务管理体制改革、水生态系统建设和水资源可持续利用保障等方面也做了很多创新研究。夏军等就“可持续水资源管理”的研究指出了方向，并把可持续水资源管理应用到流域水资源管理中;刘昌明等也开展了相关的水资源可持续管理方面的研究;林洪孝等认为，水资源管理活动应包括水资源权属管理、水资源政策管理、水资源综合评价与规划管理、水量分配与调度管理、水质控制与保护管理、节水管理、防汛与抗洪管理、水情监测与预报管理、水资源组织与协调管理以及其他水资源日常管理等方面;姜文来等在《水资源管理学导论》中也对水资源管理进行了详尽的论述并以案例实证;此外，还有我国水利部于1998年专项资助的“可持续发展与水资源管理”，中国科学院开展了“中国可持续发展水资源战略”的相关专题研究，提出了我国水资源管理必须以水资源的可持续利用来支持我国经济社会的可持续发展。

水资源安全方面的研究:国际上，2000年3月在荷兰海牙召开的第二届世界水论坛会议以及同年8月在瑞典斯德哥尔摩召开的世界水论坛会议，都明确将“21世纪水安全”作为会议的主要议题，认为水资源安全，即，以可承受的价格获取足够安全的水。不仅要考虑一个地区或流域的水资源现状，还要将与之相关的环境、生态、社会、政治、经济等多方面因素综合加以考虑。国内外对水资源安全问题还没有形成一套系统的、科学的理论、方法和应用体系; Falkenmark研究后确定了不同IWS值的水资源压力的临界条件; B.Appe lg ren和L.Ohlsson引入了SocialWater Scarcity Index，ISWS; L.Ohlsson还运用ISWS对非洲和中东地区的部分国家的水资源稀缺程度进行了分析评价;由英国生态与水文中心提出的IWP指数由Resource、Access、Capacity、Use、Environment五个分指数组成; Nazar等定义了评价风险的量化指标; Fiering建立了一个量化水资源系统的可恢复性指标的筛选模型; Hashimoto提出了脆弱性、可靠性、可恢复性三个评价指标。Kenji Jinno等对干旱期的水资源管理，给出了相应的可靠性、可恢复性和易损性等具体风险评价指标; Goulter认为可靠性分析应纳入输配水系统的研究范围，并对对配水管网提出了耦合两种失事类型方法; Vogel在供水系统设计中引入了可靠性分析的指标，并用马尔科夫链来进行验证。Bargiela等对配水系统中遥测水压和流量的不确定性进行了相关研究; Fujiwara等以马尔科夫链对供水系统的可靠性进行了评估; Moy等引入了易损性与可恢复性的指标等。国内方面，刘恒等提出了水资源可持续发展能力的五级标准;徐明芳等提出运用离差、主成分分析和AHP等方法计算指标;金菊良等人提出了基于加速遗传算法的Shepard插值模型运用于区域水资源可持续利用评价;李如忠等构建了区域水资源可持续利用评价的未确知测度模型，并将其用于西安水资源开发利用程度;田家华指出，应遵循科学性、层次性、相对独立性、可行性的定量与定性指标相结合的原则来构建可持续评价指标体系;夏军研究认为，水资源承载力是水资源安全的基本度量;伍新木等研究认为，政府缺位造成水资源配置混乱是我国水资源效益低下的根本原因，也是我国水资源安全的制度障碍;宁立波等研究认为，水权制度冲突是我国水资源安全的主要威胁;闵庆文等提出确保西北地区水资源安全的生态系统途径;郑通汉研究后，提出建立水资源安全预警系统，以预知与水资源相关的可能出现的风险;陈德敏等认为水资源安全就是在一定时空条件下，在人类生存和发展中可以持续、稳定、及时、足量和经济地获取所需水资源的状态，并提出了完善我国水资源安全法律保障的对策;赵军凯等认为其内涵应包括水质安全和水量安全，尤其水质安全是水资源安全的第一个层次和最重要的一层;王渺林等认为其内涵包括水资源安全的自然属性(如干旱、洪涝、河流改道等)和社会属性(如水量短缺、水环境破坏、水质污染、水生态系统功能受损、水资源分配不公、水资源浪费与水资源管理混乱等);徐中民等对中国的各省(市、区) IHWS和ISWS进行了研究分析;张翔等将水贫困指数(Water Poverty Index，IWP)用于海河流域的水安全评价;此外，我国的水利部门还相继开展了一系列的水安全管理研究，主要是针对华北平原和西北的干旱半干旱地区。王惠敏等建立了流域可持续发展预警模型并进行了仿真研究;郭安军等研究并提出了水资源安全预警机制原理的基本构架;邓绍云通过研究设计出了包含目标层、准则层和指标层的区域水资源预警指标体系框架。

通过CNKI对“水资源系统”、“水资源配置”、“水资源管理”等方面的学术文献检索(图2-2)后认为，与水资源系统、水资源配置与水资源管理等相关的学术研究自1996年～2008年逐渐增多。

图2-2　1996年～2008年与本研究选题相关的水资源研究学术关注程度(Ⅱ)

图2-2　(续)

对水资源系统进行调控、对水资源进行合理配置、对水资源实施管理等进行的相关研究，都旨在科学合理、动态平稳、有序安全、持久公平地利用自然界的水资源，符合本文所研究的目的。

第三节　本章小结

综合分析国内外关于水资源管理的实践和理论研究后发现，目前国内外对水资源系统研究虽然视角不同，但主要是在可持续发展理念的指导下，分别侧重于诸如对现有水资源的节约、高效利用，非常规水资源的探索、水资源的优化调配、水源地保护、水资源的循环利用、水污染防治、生态水利和河流健康等、水资源的产权、价值与市场、水资源的统一综合管理及相关的GIS技术应用等某些领域。其目的旨在保持水资源能够支撑现在和未来人类的生存、生活、生产和经济社会持续健康发展，生态环境不断保护和改善，使人类能够公平享有安全、卫生、足量和符合自身生存发展需要的水资源。研究后认为，将上述内容作为一个有机的整体系统去考量，并结合相关理论进行理论与实证的研究尚不多见。

此外，2011年1月，中共中央出台了《关于加快水利改革发展的决定》(又称2011年中央1号文件)，可以推断，涉及水资源利用的有关问题已经得到中央的高度重视;可以预见，关于水资源开发、利用、保护与管理等方面的研究也将成为今后一个时期学术界关注的重点之一。

综上所述认为，应基于我国实际情况并结合国际水资源调用管理研究的经验，基于中国传统文化并结合现代可持续发展理念，运用有关技术方法，从系统整体角度研究人类社会发展与水资源调用之间的关系，从生态经济的视角构建研究的框架，借鉴生命周期管理的方法探寻水资源调用的持续性和水资源系统的健康维护是本研究的切入点。