第三节　国内外研究进展

一、国外研究进展

“水资源”一词，最早由美国地质调查局水资源处提出。国际水资源协会认为，水资源供需平衡和优化配置是将有限的水资源在多个经济效益与生态效益相冲突的用户之间进行合理分配。水资源合理配置的研究工作始于20世纪40年代，Masse当时提出了水库优化调度问题。接下来的30年内，关于水资源供需平衡及配置的主要研究方向是水库的优化调度。Bishop（1971）提出流域水资源管理，从水量、水质方面评价各区域水资源的供需状况，从而协调流域内各地区、各部门之间的水资源配置。麻省理工学院（1979）完成了阿根廷河Rica Colorado流域的水资源开发规划。Pearson、Walsh（1982）对英国的Nawwa区域开展了水资源分配问题的研究。Shee（1983）在华盛顿特区开展了城市配水系统研究。伯拉斯（1983）的《水资源科学分配》一书系统研究了水资源供需平衡和优化配置的理论和方法。到了90年代，计算机技术高速发展，为水资源问题研究提供了新思路。Karaa、Marks（1990）提出利用线性决策模型来分析水资源问题。Rosegrant、Ringler和Mckinney（2000）开展了湄公河流域的水资源优化配置研究。Chen、Cai（2012）提出了遗传算法与线性规划相结合的方法。Dai、Labadie（2001）建立了流域整体的网络模型。Afzal、Javaid（2001）通过建立线性规划模型对不同水资源的使用问题进行优化。1992年，国际水和环境大会提出了水资源系统的可持续发展。随后，关于水资源的可持续利用与管理问题的研究在国际上越来越受到重视。Panos（1998）将全球水危机的主要原因归为人口的快速增长，其对水资源的需求超过了水资源供给的承受能力。Björdal、Nilsson和Daniel（1999）建立了CIEEM模型，预测各种经济活动对水资源的直接和间接需求。Okun（2000）提出在城市水资源大多短缺的情况下，实现水资源可持续利用的有效方法应该是污水循环利用。Marwan（2001）研究了中东水资源供需问题。Ephraim（2002）运用代理成本理论进行研究，指出了政府在水资源管理中应该扮演的角色。Daniel（2003）提出了包括系统结构、情景、系统边界的可持续城市水资源管理分析框架。Adamowski和Halbe（2011）指出精准的城市水资源供需预测模型对城乡水资源可持续利用意义重大，并于2013年将大量数据用于对城市需水量的预测。Bennett、Genevieve和Carroll（2013）对城市生活用水量进行预测，建立了神经网络预测模型。Tiwari（2015）采用人工神经网络方法对城市需水量进行了一周和一个月的短期预测。Livesley、Mcpherson和Calfapietra（2016）从生态学角度研究了城市水资源在城市地球化学循环中所起的重要作用，并提出在城市发展过程中一定要尽可能减少对水资源的污染。Deines、Liu（2016）指出，城市中心的水资源越来越难以满足城市发展，但远距离城市供水的影响因素较多，如何有效评价城市供水的可持续性，是目前研究的热点话题。Scharenbroch、Morgenroth和Maule（2016）从微观的角度研究了城市水循环及如何高效利用城市水资源。Brentan、Herrera（2017）通过模型对城市水资源需求量进行测算，以便实现城市水资源的合理分配。Eggimann、Mutzner和Wani（2017）指出，数据驱动研究法在降雨数据管理、城市洪水风险管理和预测、提高用水效率和废水处理等方面有较好效果。Serrao-Neumann、Renouf和Kenway（2017）从土地利用和城市规划的角度分析了城市水资源合理利用的机制和制度保障。Bolognesi（2018）针对城市水资源灾害的影响因素提出了应对的具体措施。Chalchisa、Megersa和Beyene（2018）分析了城市饮用水资源的污染问题，并指出了城市水资源高效、合理、安全利用的紧迫性。

二、国内研究进展

国内水资源研究起步相对较晚，始于20世纪60年代，但整体发展迅速。最初的水资源研究以水库优化调度为主，自20世纪80年起，水资源供需平衡及优化配置问题引起了人们的重视。首先是华士乾（1984）采用系统工程法开展北京水资源研究。随后，新疆水资源课题组（1985）依据可开采水资源量，建议建设节水型农业和节水型社会。贺北方（1989）通过建立二级递阶分解协调模型分析郑州水资源系统。高飞、张元禧（1995）对石羊河流域水资源优化配置的模型和方法进行了研究。刘建民、张世法和刘恒（1995）建立了京津唐地区水资源规划和调度模型。90年代中后期之前，国内的水资源研究主要以经济效益为目标，随着可持续发展思想的不断深入，社会、经济、环境协调发展逐渐成为水资源优化配置的研究目标。施雅风、曲耀光等（1992）从生态效益的角度量化分析和研究了乌鲁木齐河流域的水资源承载力。许有鹏（1993）以新疆为例，研究了西北干旱地区水资源承载力。翁文斌、蔡喜明和史慧斌（1995）提出了多层次、多目标的宏观水资源优化配置理论，并与区域系统有机结合，实现了研究思路的突破。阮本青（1997）从人口、资源、环境可持续发展的视角对水资源承载力进行了综合分析研究。施雅风、曲耀光（1997）通过对华北地区水资源合理配置的研究，建立了基于宏观经济的水资源系统规划模型。傅湘、纪昌明（1999）采用主成分分析法对汉中平坝区的水资源承载力进行了综合评价。陈冰、李丽娟和郭怀成（2000）采用系统动力学法在柴达木盆地开展了水资源配置研究。王煜、杨立彬和张新海（2001）运用简单定额法进行了计算，对西北地区基于人口的水资源承载力给出了合理判断。朱照宇、欧阳婷萍和邓清禄（2002）通过对经济社会发展的预测，分析了珠江三角洲经济区各行业的需水量以及当地水资源的供需平衡状况。高志娟、郑秀清（2004）根据水资源承载力的基本理论，针对晋城市社会经济发展状况和水资源开发利用情况，建立了水资源承载力多目标分析模型，预测分析了晋城市水资源承载力和需水量，并根据存在的主要问题提出了对策建议。赵新宇、费良军和高传昌（2005）结合城市水资源系统概念及特点，建立了城市水资源承载力的多目标分析及层次分析评价模型。张俊艳（2006）在城市水安全综合评价处于起步阶段时，探讨了评价的基本理论，并尝试构建了评价指标体系。隋丹（2007）以上海市为例，探讨了城市水资源合理利用及优化配置对城市社会、经济、生态系统可持续发展的影响，并建议建立以水权为基础的水市场体系，注重“节流”、慎重“开源”。陈睿羚（2007）基于可持续发展思想的内涵，利用BP神经网络对城市需水量进行预测研究，针对研究结果提出城市水资源供需可持续平衡的对策建议。李可柏（2008）通过分析影响城市水资源供需管理系统运行的因素，提出促进雨水资源合理利用和水资源有效配置的建议。夏婷婷（2008）以郑州市为例，对城市水资源管理进行了实证分析。赵军凯、李九发和赵秉栋等（2009）根据灰色系统原理，采用定性与定量相结合的方法，从开封市社会经济发展现状及未来发展规划的角度，研究了开封市水资源需求和供给预测，结果显示开封市水资源供给难以满足其发展需求。刘楠（2009）开展了城市水资源承载力的测度设计，并以成都市为例开展实证研究，提出了相关改进建议和研究展望。刘利（2011）以青岛市为例，开展了滨海缺水城市水资源优化利用研究，在分析水资源利用的影响因素基础上，提出了水资源可持续利用的对策建议。云逸、邹志红和王惠文（2011）通过对北京市水资源供需状况进行研究，发现北京市城市发展过程中水资源缺口较大，提出一方面要挖掘北京市本地的水资源，另一方面要靠南水北调等境外调水措施来实现供需平衡。彭九敏（2012）设计了承德市水资源实时监控系统。赵华清、常本青和杨树滩（2012）针对南水北调工程的受水区域水资源量进行了研究。毛敏华（2012）建立了系统动力学仿真模型，对城市水资源进行分析，并对W市开展了未来20年的仿真研究。王志刚、卢成钢（2013）采用系统动力学分析了邯郸市的水资源管理方法和对策。熊鹰、李静芝和蒋丁玲（2013）根据长沙、株洲、湘潭等城市的水资源状况建立了水资源优化模型。袁树堂、刘新有和王红鹰（2014）将崇明县的水资源供需平衡与当地区域发展规划相结合研究，并提出对策建议。沈岳、曾文辉和欧明文（2015）开展了农田灌溉量的BP神经网络方法预测。程丽、荆平（2015）基于城市水资源短缺的大背景，从理论和方法上对如何发展循环经济、实现水资源循环利用开展了研究，并根据循环经济的3R原则提出了城市水资源循环利用的直接和间接驱动机制。王金丽、李锦慧（2016）采用模糊综合评价模型对湖南城市水资源利用状况进行分析，认为长沙和张家界的水资源具有很大的开发潜力。杨振华、苏维词和赵卫权（2016）从预防单纯的经济发展过度占用水资源的角度，开展了喀斯特地区典型城市的水资源开发和利用与经济发展关系的研究。鲍超、贺东梅（2017）以京津冀城市群为对象，分析其水资源开发利用的时间和空间特点，为水资源合理开发利用提供决策参考。王兵、宫明丽（2017）采用网络BAM模型，从时间维度和空间维度对中国29个省级行政区的城市水资源系统效率进行了分析和比较。徐学良（2017）重点针对我国缺水型城市的水资源利用进行研究，以期减轻水资源污染程度，提高水资源利用效率。天莹、杜淑芳（2017）以城市化进程中城市水资源污染日趋严峻为背景，开展城市水资源污染治理的市场化研究。

总体来看，水资源问题越来越受到国内外学者及相关组织的重视。随着城市化进程加快，城市水资源逐渐成为国内外学者研究的热点和重点，为后续相关研究建立了理论和实践基础。但截至目前，关于水资源利用的研究较多，对城市水资源利用的研究相对较少；在城市水资源研究方面，从宏观角度进行的开发和利用理论研究较多，用具体数据开展实证研究的相对较少；单独从供给或者单独从需求方面分析城市水资源状况的较多，把城市水资源的供给和需求统一起来，并进一步分析其供需平衡的研究较少。因此，本书在前人研究的基础上，开展中国城市水资源结构性供需失衡及对策研究，以期为我国城市水资源合理开发与利用贡献微薄之力。