6.1.1.1　历史教训反思后的现实呼唤

我国水利建设取得了巨大成就,但是也存在严重的问题,当今生态环境问题有增无减,环境污染日益加剧,水土流失面积不断扩大,荒漠化趋势不断加强,水资源严重短缺,洪、涝、旱等灾害不断发生等。1998年入夏以来,在黄河有一次断流的情况下,我国长江、嫩江和松花江流域发生了自1954年以来最大的全流域性洪灾,大水压境,南北夹击,给国民经济的发展造成了难以估量的损失。无需专家 “号脉”,大多数人都明白这是一场生态灾难,既是一场“天灾”,也是一场“人祸”。说是天灾,因为这场水灾主要是厄尔尼诺和拉尼娜现象,影响大气环流造成局部降雨过于集中而引发的。但是如果长江中上游的广大林区还保留着大量的天然林,如果嫩江上游的大兴安岭原始水仍然完好如初,如果江河上游的水土流失不那么严重,河道没有那么淤塞,湖泊特别是洞庭湖和鄱阳湖还有充分的蓄水调洪空间,那么就会是另一番情景了,因此可以说这也是一场人祸。

总之,当前的水资源形势是不容乐观的,而且随着人们对水资源在经济、生态和社会等方面需求的日益增长,危机有可能进一步加剧。

导致我国水资源陷入危机并难以自拔的原因是多方面的,既有资源本身的先天不足,也有体制的僵化问题,还有方针政策的失误问题等。但有一点非常值得深思,那就是对危机的无知和没有采取预防性的策略,当水资源出现警情之前,未能作出科学的、客观的判断,直至水危机重重才采取补救的措施但已是亡羊补牢、损失惨重,造成了目前水资源举步维艰、积重难返的局面。

历史教训发人深省。痛定思痛,为了避免重蹈覆辙,预先或及时发现警情,并及早采取预防措施,提出了研建区域水资源可持续利用预警系统的要求。

当前,我国水资源的形势是困难和机遇同存、危机和希望并在,现实呼吁预警系统的发展和成熟。如何正视现实,抓住机遇,充分利用日新月异的科学技术手段研建这样的预警系统是一个亟待研究的课题。

6.1.1.2　实现区域水资源宏观管理现代化的迫切要求

区域水资源管理在实现管理现代化的过程中迫切要求研建预警系统,这种迫切性主要体现在以下几个方面:

从管理的内涵看,管理是由一个人或更多人来协调他人的活动,以便收到个人单独活动所不能收到的效果而进行的各种活动。具体地说,管理就是为了适应共同劳动所进行的计划、组织、指挥、调节、监督等一系列活动,以便有效地利用人、财、物等基本要素,促进其密切配合,发挥最高效率,以期最佳地达到总目标。管理是一个不断发展的概念,传统的水资源管理主要强调水资源系统物质产品生产状态的外部表现,重视水资源物质量的保持和增长,而忽视决定水资源系统内部再生能力的生态系统要素功能的整合和系统完整与健康的维护；注重水本身的变化而忽视外部操作水资源系统再生能力的水资源与社会经济系统之间耦合关系的水资源管理。传统的水资源管理已无法解决环境与发展新形势下所面临的许多问题,不适应社会经济可持续发展的需要。而现在大力提倡和普遍强调可持续的水资源管理,可持续的资源管理是包括生态系统生命的、非生命的以及自然(如自然灾害等)和人为(如人为水灾、开发利用等)扰动的全过程管理。因此,从管理的内涵看,要充分体现可持续水资源管理的内涵,实现全过程的管理,必然要求研建预警系统,以防扰动超出安全阀值,导致区域水资源系统的退化和崩溃。

从管理的系统模型看,管理现代化是现代化大生产和科学技术发展的必然趋势,区域水资源宏观管理现代化要求与之相适应的现代管理模式的指导,在众多的现代管理模式的探讨中,“一体化—知识—效益型”管理模式影响较大。所谓一体化—知识—效益型水资源管理模式是指为取得水资源的多种效益,用系统观点,以管理层次、职能、过程为依据,集现代水资源管理理论、组织、环节、技术、方法于一体的管理模式。在它的指导下,根据不同类型的不同情况,建立相应的系统模型进行具体管理。“一体化—知识—效益型”管理模式在区域水资源宏观管理中的系统模型如图6.1所示。预警系统是区域水资源宏观管理系统中不可缺少且非常重要的一个系统。因此,从区域水资源宏观管理系统模型看,要在区域水资源宏观管理中全面贯彻现代化的管理模式,研建预警系统是当务之急。

从管理的职能看,区域水资源管理的主要目标是确保区域水资源走可持续发展的道路,实现可持续发展战略,其主要职能是对一定时空范围内的水资源总量的进行计划(规划)、执行(组织、指挥和实施)和控制 (检查、监督、预警和调控)等。区域水资源管理的主要职能可以抽象归纳为三个环节即决策环、实施环和控制环,每个环节又具有相关职能构成如图6.2所示。预警是区域水资源管理控制环的核心职能,也是当前区域水资源管理中的薄弱环节。传统的区域水资源宏观管理着重于实施环和决策环特别是计划和规划的制定,而缺少事前、事中和事后的反馈控制和决策调整。预警已成为实现区域水资源管理现代化的瓶颈所在。因此,从区域水资源管理的主要职能看,强化管理的弱点即预警是不容迟缓的。

图6.1　区域水资源宏观管理的系统模型图

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图6.2　区域水资源宏观管理职能的三环结构图

区域水资源宏观管理的现代化,要求我们掌握预警的科学知识,在决策和实施的环节上,树立起预警观念,事事处处胸怀全局,准确地把握事物发展的 “度”,做到计划、组织和指挥具有超前性、主动性,尽量避免由于缺乏预见而带来的经济、社会和生态效益的损失；在控制环节上,更需要建立一种机制,以便做到在运动中准确、及时地了解即将出现或已经出现的,但尚不明显的问题,即“苗头”。争取在运动中采取有效的措施进行微调,把握发展契机,觉察误区,疏导危机和转化矛盾,将警情排除。当然,所有这些都离不开预警系统的支持。

6.1.1.3　缩短区域水资源宏观调控时滞的本质需要

从控制论的角度看,区域水资源可持续利用预警系统是一类典型的反馈控制系统。一般的反馈控制系统如图6.3所示主要包括控制主体和受控对象。

控制主题主要有目标与量测、指令、调节3个物理装置组成,其中,目标是控制主体根据主观需要及其他信息而确立的一种期望状态；量测装置的任务是测量受控对象所处的状态与控制主体所期望的状态即目标之间的差异,并通过信道I2传递给指令装置；指令装置将根据差异信息发出调节指令,通过信道I3下达给调节装置；调节装置将依照指令及相应的物理机制调整受控对象的状态。控制主体反复地利用这3个装置,不断调节受控对象的状态,使之逼近目标。不过,这一调控过程需要一定时间,也就是说有个时滞问题。

所谓调控时滞是指采取某项调控措施到该项措施对调控对象发生作用和实现调控目标的时间。比如,经济政策的作用时滞就很明显,1988年第四季度开始采取经济紧缩政策,1989年第二季度工业生产速度才明显下降,这就是紧缩政策的时滞。同样,1989年又刺激需求增长,到1990年下半年经济速度才明显回升。调控时滞的存在一般只影响调控措施发挥作用的时间,但在特殊情况下,比如,经济波动处于上升或下降的转折点附近时,由于调控时滞,当经济调控政策真正发挥作用时,实际经济运行状态和趋势与政策出台时正好相反,导致政策起逆调作用,结果,经济调控政策不仅起不到平抑经济波动的目的,反而会加剧波动。在这种情况下,调控时滞就很危险。

从广义上看,区域水资源宏观调控时滞应当包括“感知时滞”、“确认时滞”、“决策时滞”和“作用时滞”四个部分如图6.4所示。

图6.3　一般反馈控制系统图

图6.4　区域水资源宏观调控的时滞示意图

当前,人们对水区域资源的控制已由过去直接的集中计划控制转变为见解的宏观调控指导,宏观调控的时滞问题就显得非常重要。预警系统直接为管理决策部门提供决策信息,能够事先提出警告信息,便于管理决策部门尽早采取措施,防患于未然,避免调控时滞的有害影响。在区域水资源的宏观调控中应用预警系统,可以有效缩短“感知时滞”、“确认时滞”和 “决策时滞”,这也是研建预警系统的指导思想之一。其中, “感知时滞”和 “确认时滞”的缩短是依靠对超前指标进行分析和检测达到的,“决策时滞”是依靠一定的决策程序,从而使预警和决策一体化达到的目的,如美国的“程式性调控制度”。

因此,区域水资源实现有效即时宏观调控,需要极大限度的缩短宏观调控时滞,从而在根本上提出了研建预警系统的要求。

综上所述,研建区域水资源可持续利用预警系统是历史教训反思后的现实呼唤,是实现区域水资源宏观管理现代化的迫切需要,是缩短区域水资源宏观时滞的本质要求。