焦小亮　毛改姓

摘要：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已從簡單轉(zhuǎn)向復(fù)雜，科研的思想也從公理論走向模型論。系統(tǒng)性的研究已成為一種趨勢。水文規(guī)劃是一項(xiàng)綜合性的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用，具有很大的開放性和復(fù)雜性。系統(tǒng)性的研究水文規(guī)劃已成必然的趨勢，而在實(shí)際的實(shí)施中，關(guān)鍵的難題在于定性與定量之間關(guān)系的處理。定性到定量的轉(zhuǎn)化可以通過數(shù)學(xué)模型的建立，把計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)行能力和人的智力、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行結(jié)合，最終達(dá)到優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)。而在處理非經(jīng)濟(jì)問題時(shí)則需要一定的“定性”來進(jìn)行戰(zhàn)略性的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：水文規(guī)劃；系統(tǒng)性；定性；定量

現(xiàn)在科學(xué)的發(fā)展進(jìn)入了新階段；科學(xué)進(jìn)步的動(dòng)力從科學(xué)家個(gè)人的好奇、理想、努力，轉(zhuǎn)變成由政府資助的大規(guī)模集體合作。科學(xué)發(fā)展與技術(shù)的發(fā)展，互相刺激、推動(dòng)，形成幾乎不可分的緊湊反饋關(guān)系?？茖W(xué)、技術(shù)以及社會(huì)之間出現(xiàn)了強(qiáng)大的互相影響，因此導(dǎo)致科技工作者在不同的層面的強(qiáng)烈競爭，以及對(duì)社會(huì)資源的全面需求和依賴。從科學(xué)發(fā)展的趨勢中，我們可以看出，科學(xué)研究越來越復(fù)雜，這就要求我們系統(tǒng)性地看待問題，進(jìn)而能將實(shí)際工作做的更合理，更有效。

水文規(guī)劃是以水資源利用、調(diào)配為對(duì)象，在一定區(qū)域內(nèi)為開發(fā)水資源、防治水患、保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)、提高水資源綜合利用效率而制定的總體措施計(jì)劃與安排。其目的是合理評(píng)價(jià)、分配和調(diào)度水資源，支持經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，改善自然生態(tài)環(huán)境，以做到有計(jì)劃的開發(fā)利用水資源，并達(dá)到水資源開發(fā)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境保護(hù)相互協(xié)調(diào)。所以，水文規(guī)劃的綜合性是很強(qiáng)的，是現(xiàn)代科研思想的一種體現(xiàn)。在這個(gè)水文規(guī)劃的綜合系統(tǒng)中，關(guān)鍵是水資源的開發(fā)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的定量問題以及如何對(duì)待生態(tài)環(huán)境的。對(duì)于此，本人有以下的看法；

1.水文規(guī)劃系統(tǒng)中從定性到定量

對(duì)于水文規(guī)劃這一門與國民經(jīng)濟(jì)有關(guān)的工作，它的難點(diǎn)就是在評(píng)價(jià)社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面如定量的問題，即如何從定性的研究轉(zhuǎn)化成定量的計(jì)算。而所謂“定性”，就是在我們認(rèn)識(shí)和解決一個(gè)問題時(shí)，首先對(duì)它有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。感性認(rèn)識(shí)來自人從社會(huì)實(shí)踐中感悟到的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，是人接觸到一個(gè)新鮮事物以后在大腦中形象思維的結(jié)果。當(dāng)我們對(duì)這個(gè)事物的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)積累得多了，就可能對(duì)事物的整體形成一個(gè)初步的理論框架或體系。這個(gè)“定性”的認(rèn)識(shí)是處理復(fù)雜問題的前提。有了這個(gè)正確的定性的理論框架，我們就可以用科學(xué)方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，將一個(gè)高度復(fù)雜的非線性問題，逼近有序的結(jié)構(gòu)化，然后利用現(xiàn)代數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型。

數(shù)學(xué)模型的建立有以下幾個(gè)步驟；（1）、了解問題的實(shí)際背景，明確建模的目的，收集掌握必要的數(shù)據(jù)資料。例如在實(shí)際的水文規(guī)劃中，水資源量和質(zhì)的計(jì)算和評(píng)估、水資源供需平衡分析與水量科學(xué)分配、社會(huì)發(fā)展規(guī)模以及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整與發(fā)展速度的確定等等項(xiàng)目。同時(shí)與水資源有關(guān)的社會(huì)發(fā)展資料、水文氣象資料、地質(zhì)資料、水資源開發(fā)利用資料以及地形地貌資料等。（2）、在明確建模目的，掌握必要資料的基礎(chǔ)上，通過對(duì)資料的分析計(jì)算，找出起主要作用的因素，經(jīng)必要的精煉、簡化，提出若干符合客觀實(shí)際的假設(shè)。（3）、在所作假設(shè)的基礎(chǔ)上，利用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具去刻劃各變量之間的關(guān)系，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。對(duì)于模型的假設(shè)和結(jié)構(gòu)的建立可以利用基本的數(shù)學(xué)模型和已有的研究實(shí)際課題的模型。例如基本數(shù)學(xué)工具模型：初等模型、微分方程模型、差分方程模型、優(yōu)化模型。已有課題模型：人口模型、生態(tài)系統(tǒng)模型、交通流模型、經(jīng)濟(jì)模型等。也可以在原有的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際情況建立新的模型。（4）、模型求解。在難以得出解析解時(shí)，可適當(dāng)?shù)亟柚?jì)算機(jī)求出數(shù)值解。例如Matlab、Lindo、Lingod等數(shù)學(xué)處理軟件。（5）、模型的分析與檢驗(yàn)。

實(shí)體信息（數(shù)據(jù)）——假設(shè)——建模——求解——驗(yàn)證——應(yīng)用

（如果驗(yàn)證不符合實(shí)際，可以從新假設(shè)，接著進(jìn)行。）

模型的設(shè)計(jì)及其計(jì)算過程是一種嚴(yán)密的數(shù)理推理，是反映人的邏輯思維的。當(dāng)我們得出了精確計(jì)算結(jié)果，人的認(rèn)識(shí)就豁然明確了，原來那種初步的、模糊不清的整體概念也因?yàn)橛辛烁鞑糠种g的量化關(guān)系而變得清晰，這就使人的認(rèn)識(shí)達(dá)到了理性認(rèn)識(shí)，就是“定性”到“定量”。

從實(shí)際的模型操作中，我們可以看出定性到定量的轉(zhuǎn)化，實(shí)際上是把大量零星分散的定性認(rèn)識(shí)、點(diǎn)滴的知識(shí)、甚至普通人的意見，都匯集成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，達(dá)到定量的認(rèn)識(shí)，是從不完整的定性認(rèn)識(shí)到比較完整的定量，是定性到定量的一個(gè)飛躍。當(dāng)然，一個(gè)方面的問題經(jīng)過這種研究，有了大量積累，又會(huì)再次上升到整個(gè)方面的定性認(rèn)識(shí)，達(dá)到更高層次的認(rèn)識(shí)，形成認(rèn)識(shí)的有一次飛躍，為總體的決策提供更好的依據(jù)。

由于這樣的復(fù)雜的系統(tǒng)具有很大的開放性，所以我們不能像經(jīng)典統(tǒng)計(jì)物理以及處理一些簡單系統(tǒng)的方法那樣來處理，我們必須用依靠宏觀觀察，解決一定時(shí)期的發(fā)展變化的方法。所以。任何一次解答都不可能是一勞永逸的，它只能管一定時(shí)期。過了一段時(shí)期，宏觀情況變了，系統(tǒng)本身也會(huì)有些變化。因此，在實(shí)際的系統(tǒng)中，我們需要適時(shí)地根據(jù)新的宏觀變化，對(duì)方法做新的調(diào)整，以便更好得實(shí)施。

2. 水文規(guī)劃系統(tǒng)中不可或缺的“定性”

水文規(guī)劃與生態(tài)環(huán)境之間的聯(lián)系不是通過定量問題可以解決的，這需要我們用戰(zhàn)略的眼光來看待，需要戰(zhàn)略指導(dǎo)思想，而所謂的戰(zhàn)略指導(dǎo)思想就是指導(dǎo)戰(zhàn)略規(guī)劃的制定和實(shí)施的基本思路與觀念，是整個(gè)戰(zhàn)略謀劃的靈魂。它包括戰(zhàn)略理論、戰(zhàn)略分析、戰(zhàn)略判斷、戰(zhàn)略推理，直至形成戰(zhàn)略思想、戰(zhàn)略方針，是貫穿戰(zhàn)略管理始終的戰(zhàn)略思維過程，對(duì)確定戰(zhàn)略目標(biāo)、尋找戰(zhàn)略重點(diǎn)和采取戰(zhàn)略措施具有十分重要的意義。如今中國的發(fā)展已經(jīng)發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變，特別在十八大以后，著重提出了生態(tài)文明，強(qiáng)調(diào)必須按照生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略部署，以落實(shí)最嚴(yán)格的水資源管理制度為抓手和切入點(diǎn)，抓緊確立“三條紅線”，嚴(yán)格實(shí)行“四項(xiàng)制度”，從源頭上扭轉(zhuǎn)水環(huán)境惡化趨勢，全面推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)。從中我們可以看出來，國家的發(fā)展不能著重強(qiáng)調(diào)以經(jīng)濟(jì)的定量增長為主要指標(biāo)，而要將生態(tài)文明提到一定的戰(zhàn)略高度。因此，在考慮具體的水文規(guī)劃和生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系時(shí)，要以生態(tài)環(huán)境這個(gè)“定性”為指導(dǎo)思想，以它作為基本的原則，不能用定量的概念來衡量。而這些“定性”也就是像十八大指出的那樣。首先，要嚴(yán)格實(shí)行用水總量控制和嚴(yán)格用水效率控制，維持河流生態(tài)流量和湖泊、水庫、地下水合理水位，保障生態(tài)用水基本需求。其次，要從嚴(yán)核定水域納污容量，加強(qiáng)入河湖排污口監(jiān)督管理，建立水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)體系，實(shí)施入河湖排污總量動(dòng)態(tài)監(jiān)控。最后，要深入推進(jìn)水土保持生態(tài)建設(shè)，有效保護(hù)水土資源。

總之，在水文規(guī)劃中，需要我們用系統(tǒng)的角度來看待，能很好地協(xié)調(diào)水文規(guī)劃與經(jīng)濟(jì)規(guī)劃、城市規(guī)劃等的關(guān)系。在處理與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系時(shí)，可采用定性到定量的數(shù)學(xué)模型，從而將其作為決策的一個(gè)依據(jù)。而在考慮與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系時(shí)，可以重大的突出“定性”，站在更高的層次上去考慮問題，為全人類、國家以及子孫后代著想。這樣，水文規(guī)劃才能有效地發(fā)揮它的最大作用，為社會(huì)和人民作出長遠(yuǎn)的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]《論系統(tǒng)工程》——錢學(xué)森；上海交通大學(xué)出版社

[2]《數(shù)學(xué)建模教程》——林軍：科學(xué)出版社

作者簡介

焦小亮（1990—），男，漢族，河南焦作人，鄭州大學(xué)，水利與環(huán)境學(xué)院。

毛改姓（1988—），男，漢族，河南駐馬店人，鄭州大學(xué)，水利與環(huán)境學(xué)院