现代水网规划理论与实践
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第五节 现代水网系统特点

较之传统区域性相对封闭的水资源系统,现代水网系统呈现出多水源、多用户、多目标、多层次等特点[39],由于水安全已被提升为国家战略[46],保障区域防洪排涝安全、城乡供水安全、生态环境安全等内在需求越来越高,引水、供水、排水等水网关键环节更加开放,与区域经济社会发展、区域生态环境提升以及水文化建设等内容也息息相关,在这样的条件下,水网系统的特点越来越多元化,所产生的综合效益也更加巨大。

一、多水源的特点

一般而言,为了满足区域近期、远期的用水需求,以及保障区域中心城区及相关工业园区的生产生活用水,区域的供水网络基本考虑常规供水及应急备用供水等内容,采用多水源调配供水的方式,因此,区域现代水网中的水源基本上呈现出多样性的特点。包括地表水、地下水、外调水、处理回用水及海咸水等水源,将在区域现代水网框架下实现联合优化供水,同时,受供水对象及供水时空分布特点等因素影响,各类水源之间的联系更趋复杂,尤其是水源之间的互相转化所构建的关系也逐渐成为区域现代水网的一个基本特点。而且,随着经济社会发展进程的高速化,总体来说,供水的随机性和自然性逐渐减弱,人为引导的作用则明显增强,目的性也越来越集中。

二、多用户的特点

从水资源配置的角度出发,区域现代水网的用户大致可分为河道外用户和河道内用户。河道外用户包括生活用水(又分城镇居民和公共用水、农村居民用水)、工业用水、农业用水(包括农田灌溉、林牧渔畜用水)、生态环境用水;河道内用户包括水力发电用水、航运、环境、排沙、入海等的河流最小流量要求。具体从涉及部门来看,考虑到区域现代水网的系统性特点,其在建设、运行、管理等内容上应由区域行政区政府统筹,具体涉及水利、环保、国土、发改、财政、规划、市政、农林、旅游、文化等相关部门,各部门之间的建设与管理任务也互有交叉,因此,在区域现代水网建设及后期管理中建立多部门协商协作机制也是非常关键的一个环节。

三、多目标的特点

区域现代水网工程是解决水资源地区分布不均和供需矛盾、区域水旱灾害、水生态环境恶化、水资源管理体系不完善等问题的一项基础性措施,是促进水问题地区水资源综合开发利用的重要途径之一,也是整合区域涉水资源优势,以水促进区域国民经济发展的重要手段。根据不同要求,区域现代水网系统具有供水、灌溉、防洪、排涝、航运、发电、养殖、生态环境、观光旅游、文化彰显、经济发展等多个目标。这种多目标性一方面可增大综合效益;另一方面,各目标之间相互交叉、相互影响,也对水网的现代化管理提出了更全面、更高、更深的要求。

四、风险性特点

考虑到区域现代水网工程是巨大的复杂系统,其间存在许多不确定因素,即风险因子,这些因子对系统的建设、安全运行及管理会有各种不同程度的影响,加之来水的随机性,加深了区域现代水网调度的困难性,也增加了水网系统的风险。随着风险管理理论研究的深入和实践运用的广泛性,区域现代水网风险性这一特点已不容忽视,因此,需要建立一套科学合理的区域水网风险管理系统,以切实保障区域现代水网工程能有效地发挥综合效益。

五、竞争性特点

区域现代水网工程是解决水资源地区分布不均和供需矛盾、水生态环境恶化、防洪排涝基础安全等问题的重要基础设施,是区域之间水资源生产、输送的统一体,也是水生态环境改善和维持的重要工程载体。在区域现代水网工程中,引调水工程、水系连通工程等在实施及运行管理过程中一直存在着供给不足、供给不均、政府及公共部门过分垄断、产权结构单一、水权分配不合理、区域生态补偿机制缺失等问题,且具有非常明显竞争性弱、排他性强的特点,是典型的准公共物品。而且,考虑到区域现代水网具有较强的社会属性,人为作用明显,所在区域在供水及水生态环境保障上存在较大的竞争性,尤其是上下游问题,在决策上属于多目标问题。多样化的竞争用水及生态环境共治使得区域现代水网的开发利用及决策具有明显的复杂性、多层次及多目标性。

六、可靠性特点

由于区域现代水网建设考虑了多水源、多目标、跨流域、多工程的特点,利用天然河网水系和人工渠道等,连接不同水源和用户,充分发挥现有的调蓄能力、防洪保安能力和水生态安全保障能力,实现时间、空间和部门间的调节,最终将在一定程度上提高系统供水、防洪的可靠性和供水保证率。

七、整体性特点

一定级别的现代水网系统可以在大范围的区域上展布,但属于一个整体。它可以是一个水资源系统单元或几个水资源单元的组合,只要存在供排关系,并可联为一体。

八、层次性特点

一般来说,区域现代水网从内部上还可进一步划分成若干子网,同时其本身也可是上一层水网的子网。例如,山东省通过引江和引黄工程构成了骨干水网,而各市地本身又构成了市级水网,每个县又构成了自己的局域网,但省水网本身又是国家大水网的重要构成。因此,区域现代水网系统本身具有明显的层次性。