碩士學(xué)位論文過境洪水資源可利用量分配及效益量化方法研究STUDYONTHEDISTRIBUTIONANDBENEFITQUANTIZATIONOFFLOODUTILIZATION摘要近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，各個領(lǐng)域?qū)λY源的需求程度全面提升，在不利的需水形勢下，地表水、地下水等傳統(tǒng)的水源開發(fā)利用已難以解決部分地區(qū)所面臨的水資源短缺問題，開發(fā)新的淡水資源顯得尤為重要。與此同時，我國洪澇災(zāi)害頻發(fā)，在洪水泛濫時，為保障洪水過境時人民的生命財產(chǎn)安全及社會經(jīng)濟建設(shè)的正常秩序，需耗費大量人力物力保障洪水下泄入海。而洪水具備淡水資源屬性，洪水資源的短缺與汛期洪水單純下泄入海的矛盾，為緩解水資源短缺問題提供了機遇和挑戰(zhàn)。因此，關(guān)于過境洪水資源的合理利用的研究逐漸成為水資源領(lǐng)域的一大熱點。我國學(xué)者在洪水資源可利用量計算、水資源效益計算等方面取得了一定成果，為洪水資源利用提供了重要依據(jù)，但對洪水資源可利用量的合理分配及對其產(chǎn)生的效益進行量化方面尚缺乏系統(tǒng)研究。本論文在分析國內(nèi)外洪水資源利用的基本理論、水資源配置及其效益量化的基礎(chǔ)上，探討了洪水資源可利用量在用水戶間的分配及其效益的量化方法。本文的主要研究內(nèi)容及成果主要包括以下四個方面（1）過境洪水資源利用的基礎(chǔ)理論研究。在總結(jié)過境洪水資源利用的定義及內(nèi)涵，過境洪水資源利用特點，其利用原則與利用方式和措施的基礎(chǔ)上，闡述過境洪水可利用量、洪水資源效益的相關(guān)概念與含義，并分析探討了洪水資源利用產(chǎn)生的四種效益的常用量化方法及其存在的優(yōu)缺點。（2）過境洪水資源可利用量分配。根據(jù)過境洪水資源利用的特點，確定洪水資源可利用量的分配原則，分析對其進行合理分配的必要性，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建以經(jīng)濟效益及社會效益為目標(biāo)的洪水資源可利用量分配模型，并提出基于遺傳算法的模型求解方法。（3）過境洪水資源利用效益量化?？偨Y(jié)分析常用效益量化方法的優(yōu)缺點，采用柯布道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)法量化工業(yè)用水效益，將能值理論應(yīng)用于農(nóng)業(yè)用水效益、生活用水效益及生態(tài)環(huán)境用水效益的計算，詳細闡述農(nóng)業(yè)用水、生活用水及生態(tài)環(huán)境用水的效益量化方法。（4）實例研究。以江蘇省連云港市為例進行研究，建立連云港市洪水資源可利用量分配模型，確定相應(yīng)的模型參數(shù)，采用該模型對連云港市洪水資源可利用量在行政區(qū)及用水戶間進行分配。在此基礎(chǔ)上，采用相應(yīng)的效益量化方法，對連云港市洪水資源在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活及生態(tài)環(huán)境用水方面的效益進行計算。關(guān)鍵詞洪水資源利用；分配模型；效益；CD生產(chǎn)函數(shù)；能值理論ABSTRACTINRECENTYEARS,THERAPIDDEVELOPMENTOFCHINASSOCIALECONOMY,ISACCOMPANIEDBYACOMPREHENSIVEUPGRADINGOFWATERRESOURCESDEMANDINVARIOUSFIELDSANDTHECONTRADICTIONOFWATERRESOURCESSUPPLYANDDEMANDISVERYPROMINENTASTOTHEEXISTENCEOFDROUGHTANDWATERSHORTAGETRADITIONSDEVELOPMENTANDUTILIZATIONOFWATERRESOURCESHAVEBEENDIFFICULTTOSOLVETHEPROBLEMOFWATERSCARCITYINCHINAUNDERADVERSECIRCUMSTANCESATTHESAMETIME,ALARGENUMBEROFCROSSINGFLOODDISCHARGEDINTOTHESEAFORTHEFREQUENTFLOODDISASTERSINCHINA,WITHITSFRESHWATERRESOURCESATTRIBUTEISCONSIDEREDTOBEANIMPORTANTRESOURCETOALLEVIATETHESHORTAGEOFWATERRESOURCESWHENFLOODING,TOPROTECTTHEPEOPLESLIFEANDPROPERTYSAFETYWHILETHENORMALORDEROFTHECONSTRUCTIONOFTHESOCIALECONOMY,WENEEDTOSPENDALOTOFMANPOWERMATERIALRESOURCESTOENSURETHEFLOODDRAINAGEINTOTHESEA,THUSTHEUTILIZATIONOFCROSSINGFLOODRESOURCESHASBECOMEAHOTSPOTCHINESESCHOLARSHAVEOBTAINEDSOMEACHIEVEMENTSINAVAILABILITYANDWATEREFFICIENCYOFFLOODRESOURCE,PROVIDINGANIMPORTANTBASISFORTHEFLOODRESOURCESUTILIZATIONRESEARCHBUTFORFLOODRESOURCESAVAILABILITYINTHEHOUSEHOLDSOFTHEDISTRIBUTIONANDITSBENEFITISLACKOFSYSTEMATICRESEARCHBASEDONTHEBASICTHEORYOFDOMESTICANDINTERNATIONALFLOODRESOURCEUTILIZATION,WATERALLOCATIONANDQUANTIFIABLEBENEFITS,THEPAPEREXPLORESTHEMETHODTOQUANTIFYTHEAMOUNTOFTHEFLOODDISTRIBUTIONBETWEENWATERUSERSANDBENEFITSTHEMAINRESEARCHCONTENTSANDRESULTSOFTHISPAPERAREMAINLYDIVIDEDINTOFOURASPECTSLISTEDASFOLLOWS1BASICTHEORYRESEARCHONCROSSINGFLOODRESOURCESUTILIZATIONBASEDONCONNOTATION,CHARACTERISTICS,PRINCIPLESANDBASICMETHODSOFFLOODRESOURCEUTILIZATION,THEBASICTHEORYOFTRANSITAVAILABLEAMOUNTOFFLOODING,FLOODRESOURCEEFFICIENCYTHEORYANDQUANTITATIVEMETHODSWEREEXPLAINED2DISTRIBUTIONOFCROSSINGFLOODRESOURCESUTILIZATIONESTIMATIONMETHODSWEREDESCRIBEDTOESTIMATEAVAILABLEAMOUNTOFCROSSINGFLOODRESOURCESOFRESERVOIRSANDRIVERSDISTRIBUTIONMODELWASCONSTRUCTEDWITHTHEGOALOFECONOMICANDSOCIALBENEFITSBASEDONTHEFLOODVOLUMEALLOCATIONCRITERIA,COMBININGWITHGENETICALGORITHMSTOSOLVEITSDISTRIBUTIONMODELINITSADMINISTRATIVEREGIONANDTHEALLOCATIONRESULTSAMONGUSERS3EFFECTIVENESSOFCROSSINGFLOODRESOURCESCDPRODUCTIONFUNCTIONMETHODWASUSEDTODETERMINEINDUSTRIALWATERUSEEFFICIENCYANDVALUETHEORYWASAPPLIEDTOTHEBENEFITCALCULATIONOFAGRICULTURALWATER,LIVINGWATERANDECOLOGICALWATERUSEEFFICIENCY4CASESTUDIESLIANYUNGANGCITYINJIANGSUPROVINCEWASADOPTEDASANEXAMPLEANDTHEDISTRIBUTIONMODELFORTHEUTILIZABLEFLOODRESOURCESWASAPPLIEDTOASSIGNFLOODRESOURCESAMONGINDUSTRIAL,AGRICULTURAL,LIFEANDECOLOGICALWATERUSERSTHEBENEFITSWERECALCULATEDRESPECTIVELYKEYWORDSFLOODRESOURCESUTILIZATION,DISTRIBUTIONMODEL,BENEFIT,CDPRODUCTIONFUNCTION,VALUETHEORY目錄摘要IABSTRACTII目錄IV第一章緒論111研究背景和意義112國內(nèi)外研究動態(tài)2121洪水資源利用國內(nèi)外研究動態(tài)2122洪水資源分配國內(nèi)外研究動態(tài)4123洪水資源利用效益國內(nèi)外研究動態(tài)713論文主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線9131論文主要研究內(nèi)容9132研究技術(shù)路線10第二章過境洪水資源利用基礎(chǔ)理論1221過境洪水資源利用內(nèi)涵和特點12211過境洪水資源利用定義和內(nèi)涵12212過境洪水資源利用特點1322過境洪水資源的利用原則與利用方式13221過境洪水資源利用原則13222過境洪水資源利用方式1423過境洪水資源可利用量的概念及估算方法16231過境洪水資源可利用量的概念16232過境洪水資源可利用量的估算方法1624過境洪水資源利用效益常用量化方法17241過境洪水資源利用效益概念17242工業(yè)用水效益常用量化方法18243農(nóng)業(yè)用水效益常用量化方法19244生活用水效益常用量化方法21245生態(tài)環(huán)境用水效益常用量化方法2125本章小結(jié)23第三章過境洪水資源可利用量分配模型2431過境洪水資源可利用量分配原則與必要性24311過境洪水資源可利用量分配原則24312過境洪水資源可利用量分配的必要性2532過境洪水資源可利用量分配模型26321目標(biāo)函數(shù)26322約束條件2733基于遺傳算法的分配模型求解27331遺傳算法簡介28332遺傳算法執(zhí)行過程29333基于遺傳算法的分配模型求解步驟3134本章小結(jié)32第四章過境洪水資源利用效益量化方法3341基于CD生產(chǎn)函數(shù)的工業(yè)用水效益量化方法33411CD生產(chǎn)函數(shù)簡介33412基于CD生產(chǎn)函數(shù)的工業(yè)用水效益計算3442基于能值分析的農(nóng)業(yè)用水效益量化方法37421能值分析簡介37422基于能值分析的分攤系數(shù)法計算農(nóng)業(yè)用水效益3743基于能值理論的生活用水效益量化方法41431水價的能值計算思路41432城市供水系能值水價的計算公式42433生活用水效益計算4344基于能值理論的生態(tài)環(huán)境用水效益量化方法4445本章小結(jié)45第五章連云港市過境洪水資源利用實例研究4751連云港市概況47511自然地理概況47512水系概況48513社會經(jīng)濟概況49514連云港市水資源開發(fā)利用狀況5152連云港市過境洪水資源利用的必要性和可行性54521連云港市過境洪水資源利用的必要性54522連云港市過境洪水資源利用的可行性5653連云港市過境洪水資源可利用量分配57531洪水資源可利用量估算57532連云港市洪水資源可利用量分配60533洪水資源分配成果及分析6354連云港市過境洪水資源利用效益估算66541連云港市工業(yè)用水效益計算66542連云港市農(nóng)業(yè)用水效益計算68543連云港市生活用水效益計算70544連云港市生態(tài)環(huán)境用水效益計算72545成果分析7455本章小結(jié)75第六章總結(jié)與展望7761總結(jié)7762展望78參考文獻79第一章緒論11研究背景和意義我國存在著嚴(yán)重的干旱缺水問題，同時也受到頻繁的洪澇災(zāi)害困擾。在當(dāng)前的水資源情勢下，根據(jù)新時期治水思路，我國堅持防汛抗旱并舉，合理開發(fā)利用洪水資源，對洪水資源進行合理配置，以求在確保防洪安全的基礎(chǔ)上，盡可能提高水資源的有效供給及本地水資源利用率，保證供水質(zhì)量并維系良好的生態(tài)環(huán)境。因此，如何合理的調(diào)配、利用洪水資源逐漸成為了一個重要課題。我國提出洪水資源利用，具有其歷史必然性。我國干旱缺水現(xiàn)象嚴(yán)重，水資源時空分布極不均勻，水的供需矛盾十分突出，其特點表現(xiàn)在水資源的空間分布不均勻；水資源補給的年內(nèi)與年際變化較大；人均水資源占有量偏少；水資源區(qū)域分布與生產(chǎn)力分布極不匹配。我國水資源總量豐富，全國多年平均水資源總量為28405億M3，但單位國土面積水資源量為全球平均水平的83，人均水資源量約2100M3，不足世界人均水平的1/3。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國正常年份缺水量約為500億M3，全國660多個城市中有400個城市供水不足，114個城市嚴(yán)重缺水，2000多萬農(nóng)村人口存在飲水困難問題。干旱缺水對工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不利后果的同時，也對城市、農(nóng)村人民的生活帶來不良影響，甚至?xí)斐珊拥罃嗔?、湖泊干涸、地面沉降等惡劣后果，不僅使環(huán)境惡化，更給人類的生存帶來極大威脅。伴隨社會經(jīng)濟的快速發(fā)展帶來的是各個領(lǐng)域?qū)λY源的需求的全面提升，這不僅是要提高水資源的供給量，也對供水的保證率、均衡性以及水質(zhì)的提出了更高的要求，更要求經(jīng)濟社會與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。預(yù)計到2030年，我國的人口將達到16億的峰值，人均水資源擁有量將下降到1750M3，用水總量將達70008000億M3，而實際可能利用的水資源量約為50009500億M3，兩者已十分接近。人口的增長和經(jīng)濟的發(fā)展要求供水能力比現(xiàn)狀增加13002300億M3，可見我國水資源供需矛盾之突出，已接近國際公認的警戒線。當(dāng)前地表水、地下水等水資源的開發(fā)利用程度已經(jīng)很高，進一步開發(fā)已不能滿足生產(chǎn)生活的需要，傳統(tǒng)的思路、辦法難以解決我國水資源短缺問題，非常規(guī)淡水資源的開發(fā)顯得尤為重要。在干旱缺水的同時，我國洪澇災(zāi)害頻發(fā)，有10的國土面積，5億以上的人口、5億畝耕地，100多座大中型城市，全國70的工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值受到洪澇災(zāi)害的嚴(yán)重威脅。在2200多年中，據(jù)文獻記載，我國共發(fā)生大洪災(zāi)1600多次，給人民生命財產(chǎn)和社會經(jīng)濟建設(shè)造成了巨大影響。在嚴(yán)峻的防洪形勢下，我國每年在洪水泛濫時，為了保障人民群眾的生命財產(chǎn)，保證社會經(jīng)濟發(fā)展的正常秩序，不得不耗費大量人力物力確保洪水過境下泄入海，據(jù)統(tǒng)計，全國江河平均每年入海水量約為16000億M3，主要集中在汛期以洪水形式下泄入海，如1998年長江大通站最大30天洪水量2231億M3全部流入東海。淡水資源短缺與帶有淡水資源屬性的洪水資源單純?nèi)牒５睦速M的矛盾情況，正好為緩解當(dāng)前的水資源短缺問題提供了機遇和挑戰(zhàn)。我國自然和氣候特點導(dǎo)致我國70以上天然徑流集中在汛期，因此，如何對汛期洪水進行有效的調(diào)配利用，如何使汛期洪水在各領(lǐng)域發(fā)揮最大的效益，是一個值得引起關(guān)注和研究的課題。近年來的洪水資源利用研究與實踐也表明，通過科學(xué)的采取工程措施和非工程措施，可以在不增加防洪風(fēng)險的同時，提高洪水資源的利用率，取得顯著的經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境和社會效益。開展過境洪水資源利用研究，估算過境洪水資源可利用量，并對其在生活、生產(chǎn)各領(lǐng)域進行合理的配置，對洪水資源利用產(chǎn)生的效益進行定量評估，可提升各行業(yè)對洪水資源的認識，為進一步開展洪水資源利用提供重要的理論依據(jù)，以確保其順利實施。12國內(nèi)外研究動態(tài)121洪水資源利用國內(nèi)外研究動態(tài)1211國外研究情況國外洪水資源利用的提法較少，學(xué)者對洪水相關(guān)研究主要集中于洪水管理，即在利用工程措施防御洪水災(zāi)害的同時，積極采取洪泛區(qū)管理、洪水預(yù)警、洪水行政立法等非工程措施進行防洪減災(zāi)。國外洪水管理的經(jīng)驗，可為我國洪水管理和進一步的洪水資源利用提供參考。美國在工程措施完備的密西西比河流域1993年遭受極大損失后，經(jīng)過不斷的工程實踐，意識到單純依靠修建工程措施難以完全控制洪水，還需要增加更多新的防洪手段，進而逐漸建立了洪水資源管理理念1。洪水保險制度作為美國洪水管理的重要內(nèi)容，得到了趙苑達2、程曉陶3等國內(nèi)學(xué)者的關(guān)注，他們就該制度進行了詳細分析。同樣，在密西西比河大洪水后，各國都開展了洪水管理研究并付諸實施。日本自70年代后期起，轉(zhuǎn)變了“安全確?！钡闹嗡铰?，加強了防洪風(fēng)險研究，更強調(diào)非工程措施的實施。YUTAKATAKAHASI等（2004）通過對日本河流管理政策的總結(jié)，認為日本已從注重經(jīng)濟效益轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾暫恿鞯木C合管理4。荷蘭由于奇特的地勢原因，始終存在較大的洪水風(fēng)險，20世紀(jì)末，荷蘭已建成了高標(biāo)準(zhǔn)的防洪工程體系，并配備了完善的預(yù)警預(yù)報、堤防安全檢查評估體系5。當(dāng)前，荷蘭倡導(dǎo)采用分滯洪策略和綠色河流策略等彈性管理策略進行洪水管理，通過局部控制洪水，在不加高堤防的前提下，提高總體安全標(biāo)準(zhǔn)6。印度結(jié)合自身國情，以面向公眾服務(wù)為目標(biāo)，共享信息資源并采用實用化技術(shù)，推進洪水管理信息系統(tǒng)發(fā)展。程曉陶7對印度MAHANADI流域及BIHAR洲洪水管理進行了分析，印度的洪水管理系統(tǒng)經(jīng)驗值得我國思考學(xué)習(xí)8。蘇格蘭學(xué)者WENDYKENYON9在現(xiàn)有的洪水管理流程的基礎(chǔ)上，開發(fā)一種公眾參與決策的多目標(biāo)洪水風(fēng)險評估方法，結(jié)果表明參與者更傾向于選擇利用再生或種植原生林地進行洪水管理，而不愿優(yōu)先選擇建設(shè)堤壩來進行洪水防御。1212國內(nèi)研究情況在我國近年來江河實測徑流呈下降趨勢，水資源供需矛盾逐年突出的情況下，國內(nèi)許多學(xué)者在我國洪水資源利用方面做出了大量研究和實踐。學(xué)者們在總結(jié)國內(nèi)外洪水利用歷史及分析我國洪水資源利用存在問題的基礎(chǔ)上，在洪水資源化方式、水庫洪水資源利用及河網(wǎng)洪水資源利用方面進行了深入研究。在水庫洪水資源利用方面，水庫汛期分期及分期汛限水位控制，是洪水資源利用的重要前提。汛期分期的方法有很多種，主要包括以下幾種方法。成因分析法10通過整合大量的氣象資料，從洪水的成因上分析汛期的變化規(guī)律，進而進行汛期分期，該方法分期結(jié)果較為合理，由于資料短缺、工作量大等確定仍基本勇于定性分析。模糊分析法陳守煜教授1112引入模糊理論，根據(jù)汛期的劃分的模糊性，利用描述汛期模糊性的指標(biāo)對汛期進行分期，該方法考慮了汛期時間的模糊性，但隸屬度的計算等相對困難。分析分析法侯玉13等將分形理論引入到訊期分期中，該方法計算簡便，但分形范疇較為困難；聚類分析法通過計算樣品距離，逐步合并距離最小的類別直至將所有樣品合并的方法，高波等14將系統(tǒng)聚類法應(yīng)用于潘家口水庫的汛期分期中，該方法對于有時序的樣本進行聚類時，存在將非連續(xù)的樣本化為一類的問題。變點分析法15該方法理論基礎(chǔ)嚴(yán)密，但變點個數(shù)及閾值的選取帶有一定主觀性。另外隨著研究的推進，學(xué)者們在常用方法的基礎(chǔ)上，研究出了新的分期方法，如謝飛、王文圣16根據(jù)現(xiàn)有分期方法不便應(yīng)用的情況，提出了基于集對原理的汛期分期方法；王宗志等17對模糊聚類方法進行了改進，在其基礎(chǔ)上建立了基于模糊時序有效聚類的汛期分期方法。我國汛限水位的確定，由初期在常規(guī)調(diào)度的方式下，采用單一的汛限水位值，向基于洪水預(yù)報調(diào)度和基于汛期分期的方式轉(zhuǎn)變。在靜態(tài)動態(tài)水位控制的基礎(chǔ)上，學(xué)者的目光逐漸集中于汛限水位的動態(tài)控制，通過綜合實時的天氣預(yù)報，即使調(diào)整水庫下泄量，從而可提高洪水資源的利用率。水庫汛限水位動態(tài)控制的常用方法包括以下三類頻率分析法18、隨機數(shù)學(xué)分析法19、層次分析法20等不考慮實時天氣信息的方法；熵權(quán)模糊優(yōu)選法21、灰色動態(tài)規(guī)劃法22、遺傳算法23等以短期降雨信息為基礎(chǔ)，建立水庫多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型的方法；預(yù)蓄預(yù)泄法、綜合信息推理模式法24等在對短期降雨、洪水預(yù)報分析后進行汛限水位控制的方法。在洪水資源可利用量計算方面，丁濤，樓越平等25根據(jù)動態(tài)水位控制原理，建立了河網(wǎng)目標(biāo)控制水位優(yōu)化計算模型，用以實現(xiàn)洪水資源的高效利用。方紅遠等26從洪水本身的特性及其對經(jīng)濟社會的影響等方面出發(fā)，闡述了區(qū)域洪水資源可利用量的概念，提出了以扣除法計算河網(wǎng)洪水資源可利用量，并建立了以安全、有效利用為目標(biāo)的區(qū)域洪水資源可利用量評價方法。胡慶芳，王銀堂等27定義了洪水資源可利用量和洪水資源利用潛力，對相關(guān)概念進行了詳細闡述，并分別建立了兩者的評估方法，為流域洪水資源利用狀況的評價以及洪水資源利用的后續(xù)計算提供了兩個基本指標(biāo)?？偨Y(jié)國內(nèi)外在洪水資源利用方面的不同經(jīng)驗，由于國情、自然條件及發(fā)展情況等差異，我國與國外關(guān)于洪水的研究內(nèi)容存在著不同的側(cè)重點。國外更注重洪水的風(fēng)險防范，以及如何進行有效的洪水管理以降低洪水風(fēng)險，洪水資源利用的提法較少。我國則更注重于將洪水資源轉(zhuǎn)化為常規(guī)水資源，以補充水資源量，因而在洪水資源利用方面的理論研究較多，且在部分地區(qū)進行了有效嘗試。122洪水資源分配國內(nèi)外研究動態(tài)洪水資源利用的研究尚處起步階段，對洪水資源分配的研究尚未開展，而水資源優(yōu)化配置的相關(guān)理論已相對成熟，因此，洪水資源分配可參考水資源優(yōu)化配置成果。1221國外水資源配置相關(guān)研究國外對水資源優(yōu)化配置的研究開始于20世紀(jì)60年代。LOUCKS等28在專著水資源系統(tǒng)規(guī)劃與分析中，詳細介紹了系統(tǒng)分析的方法，并將其引入水資源規(guī)劃中。自此開始，系統(tǒng)分析法逐漸成為了研究學(xué)者們求解水資源規(guī)劃問題的主要方法。20世紀(jì)70年代，系統(tǒng)分析法得到了各國的廣泛的研究應(yīng)用，與此同時，多目標(biāo)規(guī)劃、線性規(guī)劃及動態(tài)規(guī)劃也逐步應(yīng)用于水資源優(yōu)化配置中，采用數(shù)學(xué)模型描述水資源系統(tǒng)的研究更為普遍。7090年代的水資源配置內(nèi)容，主要集中在水量的優(yōu)化分配上。1972年，NBURAS發(fā)表了水資源科學(xué)分配一書29，總結(jié)了水資源系統(tǒng)工程學(xué)，論述了水資源合理開發(fā)利用的方法，并著重介紹了運籌學(xué)及計算機技術(shù)在水資源系統(tǒng)運行調(diào)度中的應(yīng)用。1974年，LBECKER30開始了對水資源多目標(biāo)問題的研究。1976年，HAIMESYACOVY31將多目標(biāo)優(yōu)化應(yīng)用于水資源系統(tǒng)中，并針對大系統(tǒng)的模擬和優(yōu)化，提出了水資源系統(tǒng)的層次分析方法。1985年，WWGYEH總結(jié)了當(dāng)時已出現(xiàn)的各種水庫運行和管理數(shù)學(xué)模型，全面分析了各類模型的特點、適用條件及存在的不足32；WARDIAW33、JAMES34等結(jié)合了動態(tài)規(guī)劃和線性規(guī)劃兩種方法，對各用水地區(qū)地表水的分配和地下水的開采量進行了優(yōu)化管理。90年代以后，水資源優(yōu)化配置由單純的經(jīng)濟目標(biāo)，進入到更重視水資源保護及其可持續(xù)性。與此同時，隨著水資源系統(tǒng)的細化，各種小系統(tǒng)模型逐漸完善，遺傳算法、混合遺傳算法、混沌優(yōu)化算法等優(yōu)化算法和模擬技術(shù)成功的應(yīng)用于水資源優(yōu)化配置領(lǐng)域3536。1992年，AFZAL、JAVAID等針對不同水質(zhì)的水的使用量問題，建立了區(qū)域灌溉系統(tǒng)線性規(guī)劃模型，進行了優(yōu)化分配37；1997年，WONG，HUGHS38等提出了地表水、地下水、外調(diào)水等多水源聯(lián)合運用的多目標(biāo)多階段優(yōu)化管理方法。NORMANJDDUDLEY39將作物生長模型與隨機動態(tài)規(guī)劃相結(jié)合，研究了灌區(qū)季節(jié)性灌溉用水量的優(yōu)化配置問題。1999年，KUMAR，ARUN等40建立了污水排放優(yōu)化模型，提出了經(jīng)濟、技術(shù)上均可行的流域水質(zhì)管理方案。2000年，MOSRHED、JAHANAGIR等回顧總結(jié)了GA在非連續(xù)、非凸、非線性問題中的應(yīng)用，并提出了遺傳算法的改進方向4142。進入21世紀(jì)，可持續(xù)發(fā)展問題得到深入研究，水資源優(yōu)化配置主要從水權(quán)、水市場、水資源經(jīng)濟效益評估、管理政策和體制等方面開展。此外，一些先進數(shù)學(xué)算法和軟件工具也逐步應(yīng)用到水資源優(yōu)化配置的研究中來。1222國內(nèi)水資源配置相關(guān)研究我國的水資源優(yōu)化配置研究開始于80年代初，相較國外起步較晚，但由于得到了足夠的重視，近20年來發(fā)展迅速。在發(fā)展的過程中，優(yōu)化配置的目標(biāo)逐漸從單一的經(jīng)濟效益最大，轉(zhuǎn)化為綜合考慮經(jīng)濟、社會及生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。優(yōu)化算法和計算機技術(shù)的進步，很大程度的促進了我國水資源配置理論和實踐的發(fā)展。根據(jù)水資源優(yōu)化配置范圍和對象的不同，可分為以下幾類43。（1）灌區(qū)水資源優(yōu)化配置。以某一灌區(qū)為研究對象，通過建立多水源聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型，優(yōu)化調(diào)節(jié)不同工程組合，使灌區(qū)的缺水量達到最小，并取得較好的經(jīng)濟效益。黃振平（1995）等對山東陳垓引黃灌區(qū)優(yōu)化配水進行了研究，以凈效益增長最大為目標(biāo)函數(shù)，建立了最優(yōu)種植面積優(yōu)化模型，確定了該灌區(qū)的最優(yōu)作物布局及最優(yōu)灌溉制度44。向麗（1999）等45，對渭干河灌區(qū)建立了水資源大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)模型，模型考慮了灌區(qū)各子系統(tǒng)的特點和聯(lián)系，可針對其具體情況分別求解，模型具有一定靈活性和實用性。馬斌（2001）等應(yīng)用系統(tǒng)分析的方法，以供水量之和最大為目標(biāo)，對寶雞峽灌區(qū)建立了多水源飲水灌區(qū)優(yōu)化模型46。趙丹（2004）等對南陽渠灌溉工程建立了灌區(qū)水資源優(yōu)化配置序列模型，綜合考慮了節(jié)水、水權(quán)和生態(tài)環(huán)境等因素47。高玉芳（2007）等采用混沌人工魚群算法，對威海市節(jié)水灌溉示范區(qū)進行優(yōu)化配水48。付銀環(huán)（2014）等考慮了灌區(qū)水資源優(yōu)化配置的不確定性，建立了兩階段隨機規(guī)劃方法，并在甘肅省武威市的三個灌區(qū)中應(yīng)用49。（2）區(qū)域水資源優(yōu)化配置。區(qū)域水資源的優(yōu)化配置，是針對相對獨立，且具有明顯區(qū)域特色的行政區(qū)或經(jīng)濟區(qū)而展開的，大系統(tǒng)理論在區(qū)域水資源優(yōu)化配置上得到了充分應(yīng)用。吳澤寧等1989以獲得最大社會經(jīng)濟效益為目標(biāo)，建立了大系統(tǒng)多目標(biāo)模型及其二階分解協(xié)調(diào)模型，并用層次分析法評價了水資源配置的生態(tài)環(huán)境效益。盧華友（1999）等50針對義烏市水資源系統(tǒng)多水源、多用戶、不同保證率的復(fù)雜性，建立了大系統(tǒng)分解模型。2000年以后，學(xué)者們根據(jù)各研究城市、區(qū)域的具體情況，建立了綜合考慮經(jīng)濟、社會與環(huán)境的水資源優(yōu)化配置模型，并將基于可持續(xù)發(fā)展理論51、基于水資源承載力52、基于遺傳算法53及面向生態(tài)54的優(yōu)化配置方法在不同區(qū)域進行了有益嘗試。（3）流域水資源優(yōu)化配置。流域是由社會經(jīng)濟系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)、水資源系統(tǒng)組成的，具有完整層次結(jié)構(gòu)和整體功能的復(fù)合系統(tǒng)。流域水資源優(yōu)化配置即在流域內(nèi)，采取各種工程及非工程措施，將不同類型水源在區(qū)域和用水戶間合理分配。唐德善（1994）55基于多目標(biāo)規(guī)劃的思想，建立了黃河流域水資源多目標(biāo)分析模型，提出采用大系統(tǒng)遞階動態(tài)規(guī)劃對模型進行求解。1996年，黃委設(shè)計院在“黃河流域水資源合理分配和優(yōu)化調(diào)度研究”中，開發(fā)數(shù)據(jù)庫、模擬模型、優(yōu)化模型等決策支持系統(tǒng)，并初步黃河干流水庫聯(lián)合調(diào)度模型。陳曉宏（2002）等56采用大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)原理，運用逐步寬容約束及遞階分析法，研究了東江流域的水資源優(yōu)化配置問題。劉德地（2011）等57從協(xié)同學(xué)原理出發(fā)構(gòu)建了優(yōu)化配置的目標(biāo)函數(shù)，并采用基于混沌和聲搜索算法求解，并將模型和算法應(yīng)用于北三河流域。此外，基于模糊聯(lián)盟合作博弈58、人工魚群算法59等進化算法逐步被應(yīng)用于水資源配置領(lǐng)域。（4）跨流域水資源優(yōu)化配置邵東國（1994）60針對南水北調(diào)東線工程，以系統(tǒng)棄水量最小為目標(biāo)，建立了自優(yōu)化模擬決策模型。盧華友等（1997）以各子系統(tǒng)供水量及棄水量最大，污水量及棄水量最小為目標(biāo)，建立了大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)實時調(diào)度模型。吳澤寧（2002）61對南水北調(diào)工程水資源優(yōu)化配置的目標(biāo)、研究內(nèi)容和配置實施措施進行了初步探討。王海云等（2007）62以綜合效益最大為目標(biāo)，結(jié)合層次分析法與線性規(guī)劃法，建立了南水北調(diào)河北受水區(qū)的水資源優(yōu)化配置模型。由此可見，我國水資源配置雖比國外起步稍晚，但近年來已取得了較多的成果。研究內(nèi)容上，水資源配置從灌區(qū)和某一水利工程，向區(qū)域、流域和跨流域發(fā)展。目標(biāo)函數(shù)看上，從單一的經(jīng)濟目標(biāo)向經(jīng)濟、社會、生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展的綜合目標(biāo)變化。在求解方法上，動態(tài)規(guī)劃、多目標(biāo)線性規(guī)劃、遺傳算法，改進遺傳算法，多目標(biāo)遺傳算法及大系統(tǒng)理論等使日益復(fù)雜的配置問題變得簡單?？梢?，水資源配置的基礎(chǔ)理論已相對成熟，伴隨著新的智能優(yōu)化算法的應(yīng)用，將能得到更為合理、精確的優(yōu)化方案。123洪水資源利用效益國內(nèi)外研究動態(tài)1231國外洪水資源利用效益研究從國外洪水管理的研究來看，國外更注重于洪水風(fēng)險的防范，對洪水利用效益較少提及。2004年，ROYBROUWER等63對荷蘭的洪水管理替代政策進行了綜合生態(tài)、經(jīng)濟和社會方面的效益評估研究，對加高堤防和蓄滯洪區(qū)滯洪兩種不同的洪水管理措施進行了深入的分析，采用CBA（COSTBENEFITANALYSIS）和MCA（MULTICRITERIAANALYSIS）兩種方法對其產(chǎn)生的效益進行了計算和對比。此研究主要是對洪水管理政策產(chǎn)生的效益進行評估計算，而非洪水資源利用產(chǎn)生效益，此項差異主要是由于荷蘭的更偏重與防洪減災(zāi)，與我國水資源短缺的國情不同。但其效益計算方法先進、合理，可給我國制定洪水管理政策，或計算效益提供參考。1232國內(nèi)洪水資源利用效益研究近年來，國內(nèi)學(xué)者在洪水效益分析的基礎(chǔ)上，對洪水效益因子識別，定量評估，經(jīng)濟與社會效益評價方面做出了相關(guān)研究。于琪洋64（2004）對城市雨洪資源利用現(xiàn)狀進行了分析，并提出了城市利用雨洪資源的措施和設(shè)想。殷峻逞、侯召成65針對大連市碧流河水庫，建立洪水資源效益分析模型，定量的對該水庫洪水資源利用效益做出了分析。邵東國、李瑋6667（2005）認為可采用缺水損失法、分攤系數(shù)法用來計算工業(yè)供水效益，用水價法計算城市生活供水效益，并對平原地區(qū)洪水資源化地下水回灌效益因子進行了識別。陳潔、許長新68首次以經(jīng)濟學(xué)的視角，前瞻性的對洪水資源利用的成本進行了分析，得出了洪水資源利用的收益將遠大于成本的結(jié)論。2007年，胥衛(wèi)平等69通過分析雨洪資源的利用對國民經(jīng)濟的促進作用，建立了雨洪資源利用的經(jīng)濟效益評價的指標(biāo)體系及其經(jīng)濟價值評價模型，并將其應(yīng)用于西安市。馮峰等70（2010）通過構(gòu)建多層次半結(jié)構(gòu)性指標(biāo)體系及動態(tài)連續(xù)評價模型，對吉林省白城市在20022007年間的洪水資源利用綜合效益進行評價的，得到了洪水資源利用量與其產(chǎn)生的效益存在著正相關(guān)關(guān)系的結(jié)論。馮峰等71（2013）針對洪水利用的社會效益定量評價問題，構(gòu)建了社會效益分度測評模型，將洪水資源利用產(chǎn)生的社會效益進行定量評價。根據(jù)國內(nèi)外對洪水效益的研究情況，可得出以下幾點結(jié)論（1）由于對洪水研究的側(cè)重點不同，國外基本沒有洪水利用效益的研究，但其對洪水管理政策效益的計算方法可提供一定的參考。（2）我國學(xué)者參考水資源經(jīng)濟效益的量化方法，在洪水資源效益量化方面取得了一定的成果，但缺乏針對洪水特點，完整的識別其效益因子，提出完整的洪水資源利用效益量化體系。（3）當(dāng)前的研究中，對洪水資源的社會效益和生態(tài)效益近處于定性、定量評價階段，缺乏直接的定量計算方法。13論文主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線131論文主要研究內(nèi)容本文在廣泛閱讀和分析國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究資料和研究動態(tài)的基礎(chǔ)上，圍繞過境洪水資源可利用量分配及洪水資源利用效益量化方法進行具體的、系統(tǒng)的研究。首先對洪水資源利用、洪水資源可利用量及洪水資源利用效益的相關(guān)基礎(chǔ)理論進行分析探討。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建過境洪水資源可利用量分配模型，并研究洪水資源利用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活及生態(tài)環(huán)境用水方面的效益量化方法。以連云港市為例，對其過境洪水可利用量進行分配，并對洪水資源利用產(chǎn)生的效益進行量化研究。本文主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面（1）闡述論文的選題依據(jù)和研究意義，分析和梳理洪水資源利用、洪水資源分配及過境洪水資源利用效益三個方面的國內(nèi)外研究動態(tài)，確定論文的研究重點、研究方向以及技術(shù)路線；（2）闡述過境洪水資源利用的定義及內(nèi)涵，分析過境洪水資源利用的特點及其利用方式，分析探討過境洪水可利用量的概念及其估算方法，總結(jié)梳理過境洪水資源利用效益的常用計算方法及其優(yōu)缺點。（3）以水資源配置常用模型為基礎(chǔ)，根據(jù)洪水資源利用特點，明確洪水資源分配原則及其必要性，構(gòu)建以洪水資源利用經(jīng)濟效益及社會效益最大為目標(biāo)的洪水資源可利用量分配模型，闡述基于遺傳算法的分配模型求解步驟。（4）研究過境洪水資源利用產(chǎn)生的效益，結(jié)合常用的量化方法的優(yōu)缺點，提出基于柯布道格拉斯（CD）生產(chǎn)函數(shù)工業(yè)用水效益計算方法，基于能值理論的農(nóng)業(yè)用水效益、生活用水效益及生態(tài)環(huán)境用水效益的計算方法，并詳細闡述方法的計算步驟。（5）以連云港市為例，建立連云港市洪水資源可利用量分配模型，確定模型相關(guān)參數(shù)，對洪水資源可利用量在各行政區(qū)及用水戶間進行分配，采用第四章所闡述的方法對洪水資源利用產(chǎn)生的效益進行量化，得到連云港市洪水資源利用的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活及生態(tài)用水效益，并對其進行分析。（6）總結(jié)論文的主要研究內(nèi)容和成果，對論文的不足之處進行分析展望，以期在以后的學(xué)習(xí)工作中進一步探討和研究。132研究技術(shù)路線本論文涉及工程水文學(xué)、生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、系統(tǒng)工程理論、計算機編程等多學(xué)科領(lǐng)域，擬采取以下研究方法和手段首先，廣泛閱讀并深入分析研究洪水資源可利用、水資源配置及洪水資源利用效益的相關(guān)資料，探討研究洪水資源利用的基礎(chǔ)理論，分析洪水資源可利用量概念及其估算方法，總結(jié)過境洪水資源利用效益常用計算方法；其次，借鑒已有的研究成果和經(jīng)驗，分析洪水資源可利用量分配的原則，建立過境洪水資源可利用量在行政區(qū)及用水戶間的分配模型，并研究過境洪水資源利用效益量化方法；最后以連云港市為實例，進行算例分析。論文研究的技術(shù)路線如圖11所示。闡述論文選題背景及意義研究洪水資源資源化及效益量化國內(nèi)外動態(tài)洪水資源利用水資源配置洪水資源用水效益洪水資源利用概念、特點原則、基本方式洪水資源可利用量分配常用計算方法洪水資源配置理論洪水資源效益常用方法工業(yè)用水效益農(nóng)業(yè)用水效益生活用水效益生態(tài)環(huán)境用水效益洪水資源可利用量分配模型分配模型原則目標(biāo)函數(shù)約束條件洪水資源效益量化方法研究洪水資源效益工業(yè)用水農(nóng)業(yè)用水生活用水生態(tài)環(huán)境用水基于CD生產(chǎn)函數(shù)的工業(yè)量化方法基于能值分析的分攤系數(shù)法基于能值分析的水價法基于能值理論的生態(tài)用水效益量化洪水資源可利用量估算及分配模型洪水資源利用基礎(chǔ)理論研究論文研究動態(tài)實例研究連云港市過境洪水資源利用洪水資源分配的必要性和可行性基本情況洪水資源可利用量分配洪水資源效益計算總結(jié)與展望遺傳算法執(zhí)行過程求解步驟圖11論文技術(shù)路線圖第二章過境洪水資源利用基礎(chǔ)理論洪水資源利用是基于其水資源屬性而開展而來的，明確其基礎(chǔ)理論是相關(guān)研究開展的前提。本章系統(tǒng)闡述了洪水資源利用的內(nèi)涵、特點，利用原則及基本方式，明確洪水資源可利用量的概念，闡述其估算方法，并分析探討了洪水資源利用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活及生態(tài)用水方面進行效益量化的常用方法。21過境洪水資源利用內(nèi)涵和特點211過境洪水資源利用定義和內(nèi)涵要對洪水資源進行有效利用，首先應(yīng)明確洪水的概念。洪水是指大量降水在較短的時間內(nèi)匯入河槽，引起江河的水量迅猛增加，水位明顯上升的特大水流。在一般的認識中，洪水往往等同于洪水災(zāi)害，誠然，洪水泛濫可能會對人類生活和生產(chǎn)活動帶來不利影響，然而洪水本身具備災(zāi)害和資源的雙重屬性，在可能帶來災(zāi)害的同時，若對其加以合理的資源化利用，洪水資源便可在水土資源保持、河流濕地保護及補充淡水資源方面起到重要的作用。洪水資源利用即是基于洪水利害雙重性的特性而展開，其本質(zhì)是將現(xiàn)狀難以利用的災(zāi)害水向常規(guī)資源水和生態(tài)水轉(zhuǎn)化。關(guān)于洪水資源利用的定義問題，國內(nèi)外眾多學(xué)者已有過廣泛的研究討論，綜合起來可定義為在保障當(dāng)前防洪安全的前提下，盡可能利用各種非工程措施，及水保工程、水庫工程、攔河閘壩工程等工程措施主動攔蓄洪水，延長其在河道、湖泊和蓄滯洪區(qū)的停留時間，將洪水資源用于滿足經(jīng)濟社會生產(chǎn)、生活需要，改善生態(tài)環(huán)境，回補地下水等方面。由洪水資源利用的定義得知其包含了幾點內(nèi)涵（1）在利用洪水資源時，應(yīng)充分計算該利用方式所帶來的洪水風(fēng)險，并采用相應(yīng)的措施消除其風(fēng)險，以保證總體的防洪風(fēng)險不會增加；（2）洪水資源利用需要盡可能蓄存洪水，與防洪策略中盡快使洪水過境相反，因而洪水資源利用應(yīng)與防洪策略對應(yīng)考慮；（3）洪水資源使用的目的不僅僅是為生產(chǎn)、生活提供用水保障，更要考慮洪水對生態(tài)環(huán)境的影響，保證生態(tài)用水，維護河湖生態(tài)健康。212過境洪水資源利用特點洪水資源具備的水資源屬性是對其進行利用的前提，也因此可知洪水資源利用與水資源利用的本質(zhì)大致相同，但由于洪水資源利用自身的特點，其與水資源利用又存在不同之處?；诤樗Y源利用的定義，結(jié)合水資源利用的概念，洪水資源利用的特點如下（1）對象性。水資源與洪水資源利用的對象有所不同，又相互聯(lián)系。水資源利用針對的是地表水資源、地下水資源及外調(diào)水及特殊水資源，而洪水資源利用針對的是城市的過境洪水。由于洪水時是地表水資源的特殊形式，洪水資源利用在一定程度上從屬于水資源利用。（2）雙重性。應(yīng)明確洪水兼具災(zāi)害性與資源性的雙重特征，通過科學(xué)的調(diào)度和合理的工程設(shè)施建設(shè)，在汛期將過量的洪水疏導(dǎo)入海，存蓄可調(diào)控范圍內(nèi)的洪水資源，可有效應(yīng)對現(xiàn)存水資源短缺、水環(huán)境惡化的水資源形勢。（3）風(fēng)險性。在利用水資源時，鮮有對其風(fēng)險的顧慮，而洪水則不然。洪水是水循環(huán)的一種表現(xiàn)形式，人為的利用是否會對水循環(huán)帶來影響，影響的程度是否會超出自然的承受力，是利用洪水時應(yīng)考慮的風(fēng)險因素。而在為利用洪水資源而提高現(xiàn)有工程的調(diào)蓄能力的同時，也無疑增加了一定的風(fēng)險。因此，針對其風(fēng)險性，利用洪水資源時應(yīng)充分考慮其風(fēng)險，并采取一定的風(fēng)險控制措施。（4）直接性。由于本地水資源總量的確定性，為充分利用水資源，往往采用節(jié)水的手段來減少水資源浪費，進而間接的增加水資源量。而洪水資源利用目的是將一部分現(xiàn)狀難以利用的水源轉(zhuǎn)化為常規(guī)可利用的水資源，即直接增加了水資源的數(shù)量。（5）制約性。與水資源利用相同，洪水資源利用同樣受經(jīng)濟條件牽制，即洪水資源利用前應(yīng)充分評估其風(fēng)險及效益，保證其在技術(shù)、經(jīng)濟條件可行的情況下實施。22過境洪水資源的利用原則與利用方式221過境洪水資源利用原則過境洪水資源利用的指導(dǎo)思想是要按照統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施的原則，注重生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，以效益最大、風(fēng)險最小為目標(biāo)，工程措施與非工程措施并舉，技術(shù)手段與行政、經(jīng)濟手段并重，確保將洪水變成資源，發(fā)揮其在社會經(jīng)濟發(fā)展中應(yīng)有的作用。洪水資源利用是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及經(jīng)濟、社會、生態(tài)環(huán)境等，綜合來看，主要有以下幾點原則（1）經(jīng)濟、社會、生態(tài)環(huán)境綜合效益最大原則洪水資源利用與徑流污染控制，在技術(shù)措施上應(yīng)盡可能采用生態(tài)化和自然化的措施，符合可持續(xù)發(fā)展的原則。在經(jīng)濟上應(yīng)兼顧近期目標(biāo)和長遠目標(biāo)，資金等條件有困難時可以分階段實施。方案比選和決策時不應(yīng)僅限于經(jīng)濟效益，還應(yīng)考慮到環(huán)境效益、社會效益等方面。（2）工程措施和非工程措施相結(jié)合的原則由于洪水具有很強的隨機性，所以僅靠工程措施不一定能解決洪水資源利用問題。應(yīng)堅持工程措施與非工程措施并重的指導(dǎo)思想，防治結(jié)合，才能多層次、多渠道地進行控制。（3）因地制宜、合理開發(fā)的原則不同的區(qū)域有不同的徑流水質(zhì)、水量特征，應(yīng)根據(jù)區(qū)域特點優(yōu)先選用適合該區(qū)域的技術(shù)方法，包括自然環(huán)境條件、經(jīng)濟技術(shù)水準(zhǔn)、公眾意識等。（4）保障城市防洪排澇安全的原則洪水資源利用是以保障城市防洪排澇安全為前提的，否則，洪水資源利用就失去了意義。222過境洪水資源利用方式過境洪水資源的利用方法多種多樣。廣義范圍來講，水資源利用方式即為洪水資源的利用方式。從狹義的范圍講，洪水資源利用方式即為經(jīng)過水利工程調(diào)蓄，改變天然流量形態(tài)的水資源利用方式。從綜合的角度來看，洪水資源利用方式主要可分為以下兩類（1）工程措施。通過利用水利工程和水保工程等工程措施，盡可能的攔蓄洪水，延長洪水在陸地停留的時間，使洪水資源更充分的被利用。過境洪水資源利用的工程措施具體包括大型水庫工程、河道整治工程、攔河閘壩工程、蓄滯洪區(qū)建設(shè)工程、農(nóng)田水利工程、水土保持工程等。（2）非工程措施。在現(xiàn)有工程的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)規(guī)劃和合理調(diào)度，最大限度的攔蓄洪水資源。洪水資源利用的非工程措施主要包括水庫分期洪水調(diào)度、洪水預(yù)測預(yù)報、水庫預(yù)泄與河網(wǎng)聯(lián)調(diào)、蓄滯洪區(qū)主動運用等調(diào)度與管理措施。洪水資源利用方式工程措施非工程措施補灌工程引蓄工程滯蓄工程規(guī)劃調(diào)蓄水庫優(yōu)化調(diào)度蓄滯洪區(qū)的主動運用水庫、河道整治、蓄滯洪區(qū)、攔河閘壩農(nóng)田水利工程、水土保持工程河網(wǎng)聯(lián)合調(diào)度梯級開發(fā)各河系分流調(diào)水引洪淤灌汛期分期抬高汛限水位土地利用規(guī)劃用水規(guī)劃保險系統(tǒng)、災(zāi)害救援水土保持政策洪水預(yù)報圖21過境洪水資源利用方式經(jīng)歷了長時期的水利基礎(chǔ)建設(shè)，我國目前已形成了較為完善的防洪抗旱及水資源利用的工程體系。在這種背景下，大規(guī)模的工程建設(shè)條件已基本利用完畢，通過大規(guī)模新增水利工程來提高洪水資源利用水平已不太實際，因此，現(xiàn)階段的洪水資源利用措施是結(jié)合新時期的治水理念以及可持續(xù)發(fā)展思想而展開的，其主要措施包括（1）大中型水庫科學(xué)調(diào)度挖掘大中型水庫的防洪調(diào)度與興利的潛力，是過境洪水資源利用的主要手段之一。具體措施包括如下三類水庫大壩除險加固，以逐步抬高汛限水位。根據(jù)長系列的水文資料，復(fù)核大型水庫設(shè)計洪水，校算各級設(shè)計水位；改一級控制的水庫調(diào)度方式為多級控制，以提高汛限水位；實行分期汛限水位調(diào)度。通過科學(xué)分析提高汛限水位。利用衛(wèi)星云圖、雨水情遙測系統(tǒng)等現(xiàn)代化手段，實施預(yù)蓄預(yù)泄、預(yù)報調(diào)度、考慮天氣預(yù)報延長預(yù)見期等水庫調(diào)度方式，在保證安全的前提下多蓄水，通過及時地抓蓄后汛期洪水，增加水庫蓄水量。運用科學(xué)手段，提高調(diào)度水平和洪水預(yù)見期。（2）河渠互濟調(diào)蓄洪水資源在流域水系中，河渠是聯(lián)系水庫與蓄滯洪區(qū)的紐帶，充分利用其自身的槽蓄能力，可實現(xiàn)各河系之間的洪水與地表徑流的互濟調(diào)節(jié)。把各個河系之間及主要灌溉、排水骨干渠道串聯(lián)在一起，利用洪水特別是小洪水的不同步性，實施河網(wǎng)聯(lián)合調(diào)度，把汛期多水河道的來水調(diào)往少水河渠及干早地區(qū)，實現(xiàn)防洪、排水的優(yōu)化調(diào)度和除害、興利的有機結(jié)合。（3）蓄滯洪區(qū)主動分洪恢復(fù)濕地蓄滯洪區(qū)在防洪體系中起著突出的作用，過去流域的蓄滯洪區(qū)僅在大洪水時啟用，在洪水過后盡快退水，以減少洪災(zāi)損失?，F(xiàn)階段蓄滯洪區(qū)的作用已得到重新認識，在加強蓄滯洪區(qū)等分洪工程安全建設(shè)的同時，有計劃地建設(shè)分泄、滯蓄洪水的河道工程。對于缺水及生態(tài)惡化較為嚴(yán)重的流域，對蓄滯洪區(qū)實施主動分洪，恢復(fù)地下水位及濕地。23過境洪水資源可利用量的概念及估算方法231過境洪水資源可利用量的概念總結(jié)國內(nèi)外學(xué)者的相關(guān)研究成果，可將過境洪水資源可利用量定義為可預(yù)見時期內(nèi)，在保障流域防洪安全的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌考慮洪水期河道內(nèi)必要的生態(tài)環(huán)境和生產(chǎn)需水量及汛期河道外需水量和部分非汛期需水量，通過經(jīng)濟合理技術(shù)可行的措施能夠調(diào)控利用的最大洪水徑流量。以上定義包含了以下幾層含義（1）合理閾值的確定。通過對過境洪水資源可利用量的確定，限定了一定時期內(nèi)，過境洪水資源可利用的最大流量，為利用的合理性提供了評判標(biāo)準(zhǔn)。若在評價時間段內(nèi)，當(dāng)流域汛期被消耗的洪水資源量超過了洪水資源可利用量，則可證明該流域的洪水資源利用情況不甚合理。（2）雙重限制。過境洪水資源可利用量受工程技術(shù)條件及河道內(nèi)必要需水量的雙重限制，即過境洪水資源可利用量應(yīng)在水利工程的調(diào)控范圍內(nèi)，且應(yīng)保證洪水期內(nèi)的河道內(nèi)必要需水量。（3）動態(tài)變化。由于對洪水資源調(diào)控能力和河道內(nèi)必要需水量在不同階段存在一定的差異的，因而過境洪水資源可利用量與某一時期的技術(shù)經(jīng)濟水平及河流保護的標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)，也是動態(tài)變化的。232過境洪水資源可利用量的估算方法過境洪水資源可利用量主要來自區(qū)域現(xiàn)有的水庫及河網(wǎng)對洪水的合理蓄存利用，本文分別介紹水庫、河網(wǎng)的洪水資源可利用量的估算方法。2321水庫洪水資源可利用量在常規(guī)的水庫運行調(diào)度實踐中，人們大多根據(jù)水庫所在流域的水文氣象條件、多年暴雨、洪水過程等資料，硬性地劃分汛期的起止時間。在調(diào)度運行中，要求每個時刻都預(yù)留有滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的防洪庫容，汛期過后，水庫水位回落，再將汛末的防洪限制水位作為汛后的正常水位。這種調(diào)度方法保證了水庫的防洪安全，但因為汛后來水量小，水庫有時只有2030左右的蓄滿幾率，因而嚴(yán)重忽視了水庫的興利效益。因此，可以根據(jù)其防洪調(diào)度方式及判別條件，按照水庫的具體情況正確考慮與水庫調(diào)洪有關(guān)的各種因素，嘗試將整個汛期進行分期，并對各個分期分別擬訂分期汛限水位，通過對歷史洪水調(diào)洪演算，在滿