水资源与经济社会的平衡研究范文

1和谐平衡的概念及内涵左其亭在《和谐论：理论•方法•应用》

一书中给出了和谐的定义和解释。可以认为，和谐是指“和谐参与者在考虑相关和谐因素，满足一定和谐目标情况下，按照和谐规则，达到的一种和谐行为”。为了达到和谐目标及和谐状态，利益相关者常常需要按照一定规则，约束行为，维持一种相对平衡状态。这就是和谐平衡。人类在不断取用水资源的同时，还不停地向水资源环境中排放废水，人们必须要遵循水的自然循环规律，在水资源的自净能力范围内进行这种交换，才是安全、有效和合理的，如果水资源的使用量和废水的排放量超过了某个阈值，就破坏了人与水环境之间的平衡状态，将会导致严重的后果，并危及人类自身的安全。也就是说水的社会循环不能损害水的自然循环规律，才能实现水资源可持续利用。实际上，就是要求水资源利用与保护达到一种和谐平衡。因此，根据和谐论理念和以上分析，可以把和谐平衡（harmonyequilibrium）简单定义为：利益相关者考虑各自利益和总体和谐目标而呈现的一种相对静止且相关者各方暂时都能接受的平衡状态。在经济学中，平衡意即相关量处于稳定值。比如经济学中商品“供求关系”，假如某一商品市场如果在某一价格下，想以此价格买此商品的人均能买到，而想卖的人均能卖出，此时就可以认为，该商品的供求关系达到了平衡状态。这就是针对某一时期相对静止的和谐平衡。如果该商品的生产成本增加，卖方再以此价格卖出就会亏本或盈利太少，必然会抬高价格，这时原来的平衡状态被打破，新的价格慢慢被卖买双方接受，于是又转移到另一平衡状态。在看待经济社会发展与水资源保护之间关系时，可以认为，这种平衡状态是某一时段人类发展追求的目标，不仅能够实现经济社会的预期发展，还能保护人类赖以生存的水资源。当然，这种平衡状态不是一成不变的，随着社会的进步，技术的改良，各种调水、储水设施的建设，改变了水资源的可利用量、废水的排放量以及循环量，都会造成和谐平衡从一种状态转移到另一种状态。因此，这里所说的和谐平衡是某一时段、某种特定条件下的平衡。根据以上分析和对和谐平衡的理解，可以总结以下内涵和主要理论观点：（1）和谐平衡是满足和谐目标要求的和谐行为的集合，该集合中的所有行为都是满足和谐的要求。和谐平衡的集合可能是一个点、一个直线、一个区间或一个更加复杂的集合。（2）在某一阶段或某一状态下，可能还没有形成和谐平衡。也就是说，和谐平衡并不是始终都存在的。（3）和谐平衡是一种相对静止的和谐状态，在条件变化的情况下，可能会从一种和谐平衡转移到另一种和谐平衡。（4）正确看待和谐平衡的转移，既要理解和谐平衡转移是正常的，也要关注和谐平衡转移带来的优点和缺点。比如，一种社会关系，如果通过先进人士的努力，朝着更加先进的社会转移，这种转移是人们追求的目标，是值得肯定的；如果通过社会动荡和不良措施，使原本和谐的社会转移到动荡的社会，这是不可取的。（5）和谐平衡具有一般和谐概念的特性。和谐平衡不是一成不变的，具有动态性；是针对某一区域或特定对象而言的，具有空间性；一般具有复杂的包含和被包含关系，即具有层次性。

2和谐平衡计算方法

2.1和谐平衡的一般表达式根据前文对和谐平衡概念介绍和内涵解读，可以把和谐平衡表达为如下基于和谐度计算的集合形式：

2.2水资源与经济社会和谐平衡计算模型根据和谐平衡的定义，引入参数需水满足程度来表征利益相关者各自的利益，并将此作为模型的限制条件，即各用户需水满足程度=用水量/预测需水量。利益相关者可以理解为各个用水户，具体可分为生活用水、工业用水、农业用水和生态用水。而水资源与经济社会总体和谐目标，采用总体和谐度达到特定数值来表征。基于和谐平衡的第（1）种表达形式，和谐平衡计算模型可采用类似一般优化模型的形式，如下：式中：X为决策向量；HD(X)为水资源与经济社会的和谐度；HD0为和谐度目标阈值；G(X)为约束条件集。在和谐平衡计算模型式（4）中，关键问题有两方面：（1）关于和谐度HD(X)的计算，目前已有相关的计算方法，比如，作者在文[11,13]中介绍的人水和谐度计算方法；（2）关于约束条件的选择和定量化，可以引用水资源优化配置中关于约束条件的选择和量化方程。为了本文实例应用的需要，下文将针对一般区域水资源与经济社会和谐平衡计算，基于文的前期成果，介绍一种简单方法，仅作参考。

2.2.1水资源与经济社会和谐度计算指标体系构建根据系统性、代表性和可操作性原则，分目标层、准则层和指标层3个层次建立水资源与经济社会和谐度计算指标体系，如表1（仅针对本文实例，可供其他地区参考）。目标层是水资源与经济社会和谐度。准则层是指从取水、用水和排水3个方面进行评价。在指标层中，则采用具体的指标对准则层进行详细描述。

2.2.2和谐度HD(X)的计算可以采用单指标量化-多指标集成的评价方法（SI-MI）。单指标量化采用分段模糊隶属度分析法，通过分段函数[11]，将各指标统一映射到[0，1]上。分段函数分为5段，对应各个指标的5个特征值，最差值（a）、较差值（b）、及格值（c）、较优值（d）、最优值（e），对应的和谐度分别为0、0.3、0.6、0.8、1。有关代表性数值的确定，可以按照目前行业公认的标准、国际和国内组织的研究报告、国家或地区指定的发展规划、国内的平均水平及最优最差水平、发达国家所处水平、以及人们对各个指标的期望值来确定。根据指标与和谐度的关系，将其分为正向指标和逆向指标，对应的分段函数如图1所示。其中，正向指标是指子和谐度随指标值的增加而增加的指标，逆向指标是指子和谐度随指标值的增加而减少的指标。

2.3和谐平衡计算及调控根据和谐平衡计算式（1）或（2）计算的和谐平衡，以及计算式（3）计算的最优和谐平衡，有可能是和谐度较低的一种平衡状态。当然，它也是一种平衡状态，只不过是一种处于较低和谐度水平的平衡。同样，在计算式（4）中，如果确定的约束条件过于苛刻或和谐度要求太高，有可能得不到结果；如果降低和谐度值、放松约束条件，计算的结果就有可能是和谐度较低的一种平衡状态。当然，为了提高和谐度值，可以通过一些调控措施，提高和谐度，达到和谐平衡方程的要求。这就是和谐调控。关于和谐调控的计算方法，可以归纳为两种：一种方法是采用和谐行为集优选方法，另一种是基于和谐平衡优化模型，确定和谐平衡的最小范围。

3应用举例

3.1河南省概况河南省位于我国中东部，全省总面积16.55万km2，约占全国总面积的1.74%。河南省地处暖温带和北亚热带地区，气候具有明显的过渡性特征，且受季风气候影响，南北气候差异较大，降水量南部和东南部多，北部和西北部少，气候的地区差异性比较明显。年降水量的时空分布不均，全年的降水量主要集中在夏季，约占全年降水量的45％~60％，降水的不稳定性极易引起旱涝灾害。近年来，随着河南省经济社会的快速发展，与水资源利用之间的矛盾日益突出，水资源短缺、水环境恶化、生态退化等问题成为河南省经济社会发展的制约性因素。

3.2河南省近年水资源与经济社会和谐平衡计算根据前文中建立的指标体系，对河南省近几年水资源与经济社会和谐度进行计算，相关指标数据来自《河南省水资源公报》和《河南省统计年鉴》。评价指标节点值的最优值是根据全国最优水平加一定比例确定或者根据人们的期望值确定，及格值是根据河南省多年的平均值确定，最差值是根据河南省多年的最差值减一定比例确定，较差值和较优值是插值进行确定，见表2。单指标的子和谐度采用分段隶属度函数进行计算，根据层次分析法确定初始权重，并经一致性检验，满足一致性要求。然后利用变权法计算出各个变量的最终权重，计算结果见表3。最后采用多指标综合的方法，得到河南省近年水资源与经济社会的总体和谐度。经过加权计算，得出2005、2008、2011年河南省水资源与经济社会和谐度分别为0.58、0.66、0.69，和谐度值基本接近并略有增加。可以认为，河南省最近几年的和谐平衡状态处于中等水平，和谐度介于0.58～0.69之间。从表2的计算结果中可以看出：①取水方面，近年来河南省各个利益相关者的需水满足程度较低，子和谐度较低，这是由于河南省地处平原地区，工业城市多，经济发展用水需求大，人口稠密对生活用水需求很高，同时河南省为全国粮食主要产区，农业用水量大，但是省内地表水资源量有限，不能够满足各方的用水需求。同时由于城乡生活和工农业用水主要靠大量的开采地下水，造成地下水开发利用率很高，该指标的子和谐特别低。②用水方面，近年来各指标的子和谐度缓步增加，这与近年来经济发展迅速，科技进步较快，造成水资源利用效率缓步提高的实际情况相符。③排放方面，近年来城市污水处理率和工业废水达标率都得到了较大提高，但是生活和工业废水排放量逐年增高，造成全省范围内，水功能区达标率很低，评价河长达标率逐年下降。这个评价指标与河南省的实际情况相符，用来对河南省水资源与经济社会和谐状态进行评估是合适的。

3.3进行和谐调控后的和谐平衡计算通过以上计算可知，河南省最近几年水资源与经济社会处于一种中等水平的相对和谐平衡。这种平衡状态需要通过一定的努力，改善目前的不和谐指标，满足约束条件，提高和谐度，转移到一种较高水平的和谐平衡状态。这里先假定生活需水满足程度提高到95%，工业需水、农业需水、生态需水满足程度达到90%以上。此时的子和谐度如图2所示。从图2可以看出，通过调整几个需水指标满足程度值，其指标子和谐度都达到了0.8以上，总和谐度也分别增加到0.66，0.69和0.73，但是和谐度仍然较低。假设河南省水资源与经济社会达到较高的和谐平衡状态，总和谐度需要达到0.8以上（即0HD=0.8），基于前文的分析，重点对具体年份子和谐度较低的几个指标进行调控，在这里采用了和谐行为集优选的方法进行和谐平衡调控计算。以2008年为例，子和谐度较低的指标分别为地表水控制利用率（B15）、平原区浅层地下水开采率（B16）、工业用水重复利用率（B23）和评价河长达标率（B33），针对这些指标进行调控，结果如表4所示。同样的计算方法，可以得到2005年、2008年和2011年的和谐平衡状态指标限值如表5所示。表5的计算结果表明，各年达到和谐平衡状态，需要进行多指标的综合调控，并且随着社会发展和科技进步，需要调整的指标逐步减少。如2005年需要对至少5个指标进行综合调控，随着水资源利用效率的提高，万元GDP用水量由2005年的187m3降低到2011年的64m3，万元工业增加值用水量由2005年的88m3降低到2011的39m3，城市污水处理率由2005年的46%增加到2011年的89%。这3个指标的子和谐度都大幅提升，在当前的技术水平条件下，对其进行进一步调控比较困难。但是评价河长达标率由2005年的较好值47.5%降低到2011年的较差值21%，子和谐度也相应大幅降低，可以作为调控指标，因此到了2011年，只需要调整3个指标。并且多年来子和谐度一直比较低的指标是今后需要重点关注的指标，如地表水控制利用率、平原区浅层地下水开采率和评价河长达标率。经过指标调整，可以将总和谐度提升至0HD，计算结果见图3。从图3可以看出，在这3年分别达到预期的和谐平衡状态时，各指标的子和谐度均得到了提升，但还是有一定差别的，这也说明了和谐平衡状态随着时间变化而变化“相对平衡”的特征。同时，个别指标还有较大的提升空间，可以达到更高水平的和谐平衡状态。

4结语

本文对经济社会发展与水资源保护之间平衡的重要意义进行深入分析，基于和谐论理念，提出了水资源与经济社会和谐平衡的概念和内涵，并构建了和谐平衡计算模型。将该模型应用于河南省水资源与经济社会和谐平衡状态的计算，根据计算结果，提出了河南省达到和谐平衡需要调整的指标和数值，为河南省水资源合理配置和水资源管理提供参考依据。从河南省应用结果分析中可以看出，本文构建的和谐平衡计算模型是可行的，并且和谐平衡是某一时段，某种特定条件下的平衡，随着科技进步和社会发展，和谐平衡状态将会发生转移。本文仅仅是基于前期研究成果最新提出的一套理念和计算方法，还有待进一步理论分析和实践检验。

作者：左其亭赵衡马军霞单位：郑州大学水科学研究中心