基于SD模型的乌苏市水资源承载力仿真与情景模拟

乌苏市位于天山北坡经济带中部,是天山经济带的核心开发区。由于水资源短缺,乌苏市核心经济开发区的建设受到了阻碍。因此,研究乌苏市水资源的最优可持续发展模式已成为迫切需要解决的问题。基于系统动力学原理,利用Vensim软件,建立乌苏市系统动力学模型,拟定4种不同的发展情景模式,基于乌苏市2010—2020年的有关历史数据,预测了2021—2030年乌苏市水资源承载力的动态变化,从而找到改善乌苏市水资源承载能力的途径。结果表明：现状延续型情景下乌苏市2030年的需水总量达9.83亿m³,超过乌苏市2030年用水总量控制目标,缺水量达2.66亿m³;在现状延续型、协调发展型、经济发展型和节水型4种情景下,乌苏市2025年的水资源供需比分别为0.71、0.80、0.69、0.89,2030年的水资源供需比分别为0.73、0.85、0.68、0.92;乌苏市水资源承载力一直处于供需不平衡的局面,只有协调发展情景下,乌苏市水资源供需比较高且趋向良性发展模式;现状延续型情景下,2022—2030年,乌苏市的水资源承载状态均为临界承载状态,且随着时间的推移,承...     

基于系统动力学的水资源承载力可持续发展研究——以赣州市为例

赣州作为赣江、东江、北江(“三江”)的发源地，其水资源安全和可持续发展对下游的长江经济带和粤港澳大湾区的生态安全与可持续发展意义重大。因此，寻求赣州水资源能够承载的最佳可持续发展模式，确保水资源安全和可持续利用是当前亟待解决的问题。运用系统动力学方法，在分析赣州市水资源承载力影响因素和系统反馈回路基础上，将赣州市水资源承载力系统细分为社会经济、水资源和水环境3个子系统，构建赣州市水资源承载力的系统动力学模型，通过设计正常发展型、经济优先型、环境优先型、综合协调型4种情景，模拟2020—2035年赣州市水资源承载力，并对各情景下的水资源承载力可持续发展能力进行动态评估与仿真预测。研究结果表明：4种情景下，无论是单纯追求社会经济发展延续现状的正常发展型和经济优先型，还是牺牲经济社会发展而保护水资源的环境优先型，都无法保证水资源与社会经济的可持续发展。而在综合协调型发展模式下，至2035年，COD排放量保持较低水平，为13.29万t;而经济发展处于相对较高水平，其中GDP达到11 971.3亿元，既保证了经济发展又兼顾了生态环境。因此，综合考虑社会经济发展和环境保护等多因素的综合协调型，是水...     

基于系统动力学的龙口市水资源供需问题研究

为了研究山东省沿海发达城市龙口市的水资源供需问题,运用系统动力学方法,构建了龙口市水资源系统动力学模型,并设计4种发展情景模拟2009-2030年龙口市水资源需求水平,选取总需水量、缺水量、工业GDP、第三产业GDP和COD排放总量作为指标来评价龙口市的水资源供需状况。结果表明:龙口市水资源在未来无法满足社会经济发展的需求,无论采取何种发展情景,龙口市在未来年份不能够彻底解决缺水的问题,情景3(可持续发展型情景)可以有效缓解龙口市缺水的问题。在此基础上,提出了龙口市维持社会经济和水资源可持续发展的对策,即加强发展科学技术,综合考虑经济发展、水资源的开源和节流、产业结构调整及水环境控制和保护。     

基于定额法和GM(1,1)模型对河南省2030年需水量的预测与情景分析

采用定额法和GM (1,1)模型对河南省2030年的需水量进行预测,并设计了保持现状型、经济发展型、节水型和综合发展型四个发展情景进行分析。结果表明：四种情境下的需水量分别为253.7亿m³、278.5亿m³、220.2亿m³和260.7亿m³;农业灌溉用水占全省用水量近55%,提升农业灌溉水的利用效率对改善全省的水资源利用效率有巨大作用,同时,调整产业结构也可以提高水资源利用率;综合考虑四种发展情景,河南省未来的发展趋势应向综合发展型社会靠拢,使经济、环境和社会协同发展;需水量受人口数量、生产总值、产业结构等多种因素的协同影响。     

水资源刚性约束下新余市水资源承载力系统动力学仿真分析

加强水资源刚性约束可有效提升区域水资源对社会经济的支撑能力。以新余市为例,充分考虑工业产业特色,建立面向水资源刚性约束要求的系统动力学仿真模型,预测2020-2035年现状延续型、经济发展型、资源节约型和刚性约束型4种方案下当地水资源承载力变化。结果表明：在落实水资源刚性约束制度下,刚性约束型方案更注重工业用水的高效利用,尤其是钢铁、光伏等高污染、高耗水等工业。该方案下2035年水资源供需比β₂₀₃₅为1.03,COD污染比α¹₂₀₃₅和氨氮污染比α²₂₀₃₅均大于1,可承载总人口数为130.2×10⁴,可承载GDP规模为5 578.6×10⁸元。本文运用系统动力学模型,同时考虑用水效率高效利用和社会经济合理发展的刚性约束型方案,可获得区域水资源供需平衡并达到较大的承载能力,以期为新余市有效落实水资源刚性约束制度提供技术支撑。     

基于SD模型的山东省水资源供需平衡分析

根据山东省水资源供需和发展状况,采用系统动力学方法,通过设计保持现状型(S1)、经济发展型(S2)、节约用水型(S3)、综合发展型(S4)等4种发展情景,对山东省2019—2050年水资源供需平衡状况进行模拟及动态分析,结果表明:(1)山东省总需水量在不同情景下均随时间增加而增长,S1—S4下的平均总需水量分别为238.63、261.70、187.79、241.76亿m~3,模拟期末(2050年)的总需水量、缺水量及缺水指数分别为291.90、386.60、235.50、365.80亿m~3,7.93、14.70、2.29、15.32亿m~3以及0.373、0.818、0.108、0.720;(2)通过对4种情景的比较和分析,发现S4在需水量、缺水量、COD排放量等方面均处于适度水平,既能保证经济发展又能保证水资源可持续利用,是山东省应采纳的发展方案;(3)在未来发展中,山东省要将社会经济发展和水资源利用统筹考虑,通过提高节约用水意识、改进灌溉技术、减少水污染等措施,确保实现长久的水资源供需平衡和社会经济可持续发展。     

江西省水资源生态足迹评价与预测

为了定量评价江西省水资源生态安全的状况，采用水资源生态足迹模型、系统动力学法和情景分析法，通过构建江西省水资源利用系统动力学模型，设计了保持现状(JS1)、经济增长(JS2)、节约用水(JS3)、综合发展(JS4)4种发展情景，对现状(1999～2021年)和未来(2022～2050年)江西省水资源生态足迹进行评价与预测。结果表明：现状年份江西省水资源生态足迹和生态承载力均呈缓慢平稳上升趋势，水资源生态协调性较好，处于较安全的合理利用水平；未来年份4种发展情景下江西省水资源生态足迹呈增长趋势、水资源生态盈余呈下降趋势，除情景JS3外的其余情景均出现了水资源利用不安全的情况。经过比较，情景JS4具有较适中的水资源可持续利用评价指标，能够兼顾经济的发展和水资源的保护，是满足江西省水资源可持续利用的最佳情景。江西省在未来应采取节约用水、提高用水效率、合理调整产业结构等措施保证社会经济和水资源的可持续发展与利用。研究成果可为区域水资源可持续发展提供科学依据。     

基于三次平衡原理的水资源优化配置研究

本文应用三次平衡原理,以某市中心城区为例,实例分析了当地水资源供需状况,并以此为依据进行水资源优化配置,研究成果表明：到2025年中心城区缺水量预测为0～2177万m³,2035年中心城区缺水量预测为1058～7322万m³,通过实施节水措施并发掘现有工程供水能力,能有效缓解中心城区水资源供需矛盾,水资源配置过程中,应优先利用再生水和地表水,提高水资源重复利用率,逐步减少地下水开采量。     

京津冀地区水-经济-生态系统耦合协调发展模拟

针对京津冀地区水资源、经济社会和生态环境系统未来可能面临的失衡失稳问题，构建水-经济-生态系统 动力学模拟模型，设置开源节流、发展经济、保护环境等 5 种情景方案，预测京津冀地区水资源、经济社会和生态 环境系统指标发展趋势，运用耦合协调度模型模拟京津冀地区 2020—2035 年不同情景下耦合协调发展趋势。结 果表明：2020—2035 年 5 种情景下北京、天津和河北水-经济-生态系统耦合协调度均呈上升趋势，其中延续现状 型耦合协调度均最低，开源节流型、发展经济型和保护环境型次之，综合协调型均最高。说明在维持现状发展条 件下，京津冀水-经济-生态系统耦合协调发展程度略有增加但变化较小，只有在节约用水和发展经济的同时充分 考虑环境保护才能促进区域协调发展；2035 年延续现状情景下北京、天津和河北耦合协调发展水平均属于中级 耦合协调型，综合协调情景下北京和天津耦合协调发展属于良好耦合协调型，河北省经济发展相对滞后导致耦合 协调发展缓慢，仍属于中级耦合协调型，未来应注重京津冀一体化发展。研究可为京津冀地区协调可持续发展提 供参考依据。     

协调模式下的吐鲁番地区水资源合理供求模式分析

系统动力学基于系统理论,能够将用水子系统和供水子系统纳入到水资源供需系统中,并且可以分析每个子系统中各因素的变化对于整体系统的影响.而系统动力学软件Stella可以通过情景模拟来预测水资源供需的发展趋势.运用系统动力学的方法,结合吐鲁番社会经济发展和生态需水的实际情况,构建了吐鲁番水资源供需系统模型,设定四种不同的情景,仿真模拟了2013年-2030年吐鲁番地区水资源供需变化趋势,进而对该地区水资源供需平衡进行分析.研究结果表明:为实现水资源的优化利用,保证吐鲁番地区的可持续发展,还必须加大水利建设,增加水利投资,进一步实施节水措施,巧妙合理的利用水资源.     

区域水资源承载力研究现状与发展趋势

从水资源的概念和研究现状入手,引出了水资源安全的度量——区域水资源承载力的研究分析。在对当前研究中提出的区域水资源承载力概念、内涵、特性、指标体系分析说明的基础上,进一步对目前区域水资源承载力的主要研究方法、研究现状、研究中存在的问题进行阐述,最后指出了区域水资源承载力研究的发展趋势,为区域水资源承载力的进一步的研究提供参考。     

云南省水资源承载力评价

人口发展功能区划是国家主体功能区规划的基础依据,而水资源承载力评价是人口发展功能分区的基础和依据之一。本文通过水资源基础评价、基于水资源负载指数的水资源开发利用潜力评价和基于人水关系的水资源承载力评价三个方面的内容,对云南省的水资源承载力进行评价。评价结果表明:云南省水资源总量丰富,但空间分布不均,总趋势为西多东少,南多北少,山区多、河谷平坝少。水资源开发利用程度低于全国水平,大部分地区以高原山地为主,受地形条件限制,兴建水利设施较为困难,水利基础设施薄弱。从人口角度来看,云南省水资源承载力状况良好,绝大部分地区为水资源盈余状态,水资源承载力盈余县市占93.8%。     

区域水资源承载力理论与方法对比

水资源是干旱半干旱地区的基础性资源,水资源承载力是评价水资源能否支撑经济-社会-生态-环境可持续发展的关键指标.本文通过对比分析的方法探讨了评价区域水资源承载力常用方法的优缺点,结合案例分析了具有代表性的指标体系,并指出了水资源评价存在的问题.     

基于SWAT的沁河流域水资源生态足迹计算及承载程度分析

水资源生态足迹能够反映人类发展对自然界水资源的压力,明确流域水资源承载状况可为生态环境保护、经济社会发展和水资源科学管理提供决策依据,对推动流域生态文明建设和高质量发展具有重要意义。以沁河流域为例,借助水资源生态足迹模型,利用SWAT模型输出结果计算各子流域水资源生态足迹,并评估沁河流域水资源承载状况。结果表明：2010—2016年沁河流域水资源量多年平均值为6.17×10⁸ m³,主要受到降水量影响;各子流域水资源生态压力指数均大于1,说明沁河流域水资源处于不可承载状态,供需矛盾突出;2010—2016年水资源承载状况虽有所改善,但仍处于不可持续利用状态。研究结果可为沁河流域水资源科学管理提供参考依据,同时为其他流域尺度上的水资源生态足迹计算提供新思路。     

城市化地区水资源承载力研究

本文探讨了城市化地区水资源承载力的内涵和特性。通过分析城市化对地区水循环、社会经济和生态与环境的影响,以“自然-人工”水循环为基础,以可持续发展作为控制目标,采用目标综合分析与多级灰关联评价相结合的方法,建立了一个城市化地区水资源承载力模型。通过对北京市通州区实例研究表明,该方法可为解决城市化地区水资源和生态与环境问题、指导水资源合理配置,对可持续发展战略的实施提供理论依据和技术支持。     

节水灌溉条件下的沈阳市水资源承载力研究

在沈阳市水资源现状及水资源人口与经济承载能力分析的基础上,基于可持续发展理论,建立了水资源适度承载能力模型,通过对模型的验证表明未来沈阳市水资源将十分紧缺,并提出了提高水资源承载力的对策措施。     

基于可持续性理论的水资源承载力研究

介绍了水资源承载力的涵义及水资源系统的可持续性评价方法。利用桂林市区16年的水资源贫度计算分析,对水资源系统进行可持续性评价,对比市区人口增长趋势,得出了目前桂林市区水资源系统的承载能力状况,验证了基于可持续性理论的水资源承载力研究结论是合理可行的。     

基于压力-状态-响应模型的城市水资源承载能力研究

水资源承载能力研究对于人口、社会经济和生态环境的协调发展具有重要意义。以朝阳市区为例,综合考虑该市未来人口增长、经济发展趋势,构建压力-状态-响应模型及其评价指标体系,分析计算当地水资源承载能力。结果表明,即使达到较高的节水水平,现状供水模式也无法满足朝阳市区未来对水资源的需求,外调水是朝阳市区社会经济可持续发展的保障。     

银川市2008年水资源生态足迹研究与分析

通过建立水资源生态足迹模型和水资源生态承载力模型,利用生态足迹的理论与方法计算了银川市2008年水资源生态足迹和水资源生态承载力,结果表明银川市2008年人均生态足迹为1．450hm^2／人,人均水资源生态承载力为0．318hm^2／人．人均水资源生态足迹是水资源生态承载力的4．57倍,水资源生态赤字达到1．132hm^2/人。农业水资源生态足迹占比例最大,农业用水比重过高,地区用水存在着结构性矛盾。同时,银川市水资源生态承载力主要来自黄河水,与地下水与当地地表水资源较贫乏一致。最后为银川市水资源可持续利用,降低人均生态足迹,提高水资源生态承载力提出了相关建议。     

基于生态足迹法的水资源承载力研究

为分析和评估区域水资源可持续发展状态,以水资源生态足迹系统的框架体系作为基础,引入水资源足迹广度与深度,区分水资源流量资本与存量资本,结合北京市实际情况,在现有人口和水资源条件下,计算水资源生态承载力的同时探讨改进的差分自回归移动平均模型ARIMA与广义神经网络GRNN的组合模型在水资源生态足迹中的拟合预测效果。结果显示:北京市长期处于水资源赤字这种不安全状态下,研究期内水资源足迹深度均大于1,平均水资源生态足迹为0.169hm~2/cap,约是平均水资源生态承载力的2倍,万元工业增加值用水量、万元GDP用水量、万元农业增加值用水量三个指标是影响北京市水资源生态足迹的重要因素。ARIMA(3,2,1)与GRNN耦合模型对北京市水资源生态足迹的拟合及预测效果优于单纯的ARIMA模型,其预测结果可为北京市水资源更有效地进行保护和配置提供参考。