水利水电工程中的水资源优化配置与利用效率研究

摘要：本文聚焦水利水电工程中的水资源优化配置与利用效率问题。通过分析当前水资源利用现状，探讨优化配置方法与技术手段，剖析面临挑战，提出提升策略。旨在实现水资源高效利用，促进水利水电工程可持续发展，缓解水资源供需矛盾，为相关领域提供理论与实践参考。

关键词：水利水电工程；水资源优化配置；利用效率

引言

水资源，作为人类社会发展的基础性资源，其合理配置与高效利用显得至关重要。水利水电工程在调节水资源的时空分布、提供电力能源等方面发挥着至关重要的作用。然而，随着经济社会的快速发展，水资源供需之间的矛盾变得越来越尖锐。在此背景下，深入研究水利水电工程中的水资源优化配置与利用效率，对于保障水资源的可持续利用、推动经济社会与生态环境协调发展具有深远的意义。

一、水利水电工程中水资源利用现状分析

（一）水资源浪费现象普遍

在部分水利水电工程运行过程中，存在水资源浪费问题。例如，一些灌溉渠道由于年久失修，渗漏严重，导致大量水资源未被有效利用就损失掉。在工业用水环节，部分企业生产工艺落后，用水效率低下，存在过度取水与浪费现象。

（二）水资源配置不合理

不同地区、不同行业之间水资源配置不均衡。一些干旱地区水资源匮乏，难以满足工农业生产与居民生活需求，而部分水资源相对丰富地区却存在水资源闲置或低效利用情况。在行业用水分配上，农业用水占比较大，但灌溉方式粗放，用水效率远低于工业和生活用水，造成水资源配置不合理。

（三）生态环境影响问题

水利水电工程建设与运行在一定程度上改变了河流生态系统。大坝建设阻断了鱼类洄游通道，影响水生生物多样性；水库蓄水可能导致周边地下水位变化，引发土壤盐碱化等生态问题。这些生态环境影响反过来也会对水资源的可持续利用产生负面影响。

二、水资源优化配置方法

（一）基于数学模型的优化方法

1.线性规划模型

线性规划模型通过设定目标函数和约束条件，对水资源在不同用水部门之间的分配进行优化。例如，以满足各部门用水需求且使总用水量最小为目标函数，以水资源总量、各部门用水定额等为约束条件，求解出最优水资源分配方案。

2.动态规划模型

动态规划模型适用于解决多阶段水资源分配问题。它将水资源分配过程划分为多个阶段，根据各阶段的状态和决策，逐步确定最优分配策略。如在水库调度中，根据不同时期的来水情况、用水需求及水库蓄水状态，通过动态规划确定各时段的最优放水流量。

（二）多目标决策优化方法

1.层次分析法

层次分析法将复杂的水资源优化配置问题分解为多个层次，通过两两比较的方式确定各层次因素的相对重要性权重。例如，在考虑水资源分配时，将经济、社会、生态等目标作为不同层次，通过专家打分等方式确定各目标权重，进而综合考虑各目标实现水资源优化配置。

2.模糊综合评价法

模糊综合评价法适用于处理水资源配置中存在的模糊性因素。它利用模糊数学的方法对多个评价因素进行综合评价，确定不同方案的优劣。如对不同水资源配置方案在满足用水需求、对生态环境影响等方面进行模糊评价，从而筛选出最优方案。

三、提升水资源利用效率的技术手段

（一）节水灌溉技术推广

1.滴灌技术

滴灌技术通过安装在毛管上的滴头，将水缓慢、均匀地滴入作物根部土壤。这种技术相比传统漫灌方式，能够精准控制水量，有效减少水分的蒸发与深层渗漏，从而达到节水30% - 50%的显著效果。它特别适用于干旱地区以及经济作物的灌溉，能够显著提高灌溉用水的效率。

2.喷灌技术

喷灌技术利用喷头将水喷射到空中，形成细小水滴均匀洒落在田间。这种技术可以根据作物的实际需水情况调整喷水量与喷水时间，具有良好的适应性，能够适应不同的地形条件。喷灌技术能有效提高灌溉的均匀度，节水效果在20% - 30%之间，因此被广泛应用于大田作物的灌溉中。

（二）污水处理与回用技术

1.污水处理工艺改进

通过采用先进的污水处理工艺，这些新型污水处理工艺在提高处理效率的同时，也降低了处理成本，为水资源的回用创造了有利条件。

2.中水回用系统建设

建立中水回用系统，将经过处理的中水回用于工业冷却、城市绿化、道路冲洗等对水质要求相对较低的领域。中水回用技术可以有效减少对新鲜水资源的取用，提高水资源的重复利用率，从而缓解水资源短缺的压力。

四、水利水电工程中水资源优化配置与利用面临的挑战

（一）技术应用成本高

一些先进的水资源优化配置技术与高效利用技术，如高精度数学模型求解、复杂污水处理工艺等，需要投入大量资金用于设备购置、技术研发与人员培训。这对于部分经济欠发达地区或小型水利水电工程而言，技术应用成本过高，限制了技术的推广与应用。

（二）管理体制不完善

水资源管理涉及多个部门，在水资源配置与利用过程中，易出现多头管理、管理冲突等问题，影响水资源优化配置与高效利用的实施效果。

（三）公众节水意识淡薄

部分公众对水资源短缺现状认识不足，节水意识淡薄。在日常生活与生产中，存在随意浪费水资源现象，如长流水、不合理灌溉等。公众节水意识缺失增加了水资源优化配置与高效利用的难度。

五、提升水利水电工程水资源优化配置与利用效率的策略

（一）加大技术研发与推广投入

政府机构以及相关的企业应当增加对水资源优化配置与高效利用技术研发的资金投入力度，积极鼓励和支持科研机构以及高等教育院校开展与水资源相关的技术研究工作。与此同时，应当构建一个完善的技术推广服务体系，通过实施示范工程、开展技术培训等多种方式，有效降低技术应用的成本，推动先进技术和方法在水利水电工程领域的广泛运用和实践。

（二）完善水资源管理体制

需要明确各个部门在水资源管理过程中的具体职责，并建立一个有效的跨部门协调机制。

（三）加强公众教育与宣传

利用多种传播渠道，包括电视、广播、网络等，广泛开展关于水资源保护和节水的教育与宣传活动。通过组织节水知识进学校、进社区、进企业等系列教育活动，提高公众对水资源短缺问题的认识和理解，增强公众的节水意识，并引导公众形成并保持节约用水的良好习惯。

结论

水利水电工程中的水资源优化配置与利用效率提升是一项系统工程，关乎经济社会发展与生态环境保护。通过对当前水资源利用现状分析，运用科学合理的优化配置方法，推广先进的水资源利用技术，积极应对面临的挑战，采取有效的提升策略，能够实现水资源在水利水电工程中的高效配置与利用。这不仅有助于缓解水资源供需矛盾，还能推动水利水电工程可持续发展，为人类社会的长远发展提供坚实的水资源保障。在未来发展中，需持续关注水资源领域的技术创新与管理体制完善，不断提升水资源优化配置与利用效率。

参考文献

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作者简介：宋文霞（1991年9月），性别：女，民族：汉，籍贯（甘肃榆中），

现职称：工程师，学历：本科，研究方向：水利水电工程