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1水資源承載力系統動力學模型

1．1系統動力學簡介系統動力學是美國麻省理工學院以福瑞斯特教授為首的系統動力學小組于20世紀50年代創立并逐步發展起來的一門學科。它是以數學計算機仿真技術為手段，以反饋控制理論為基礎，研究復雜系統的行為，在處理高度非線性、高階次、多變量、多重反饋問題方面具有優勢。目前，方法己經在很多領域得到應用。

1．2模型結構及流圖分析按照水資源承載力系統的結構和功能不同，結合本溪市細河流域的實際情況，將水資源承載力系統分為4個子系統:水資源系統、社會系統、生態系統、環境系統。4個子系統之間的關系如圖1所示。由圖1可知，4個子系統和水資源系統相互影響。

1．3本溪市細河流域水資源承載力SD模型邊界模型邊界為細河流域，流域面積1047km2，模型的模擬年限為2011—2030年，基準年為2011年，模擬時間間隔為5a。在分析二級子系統之間相互關系的基礎上，確定決策變量和表函數，使用Vensim軟件建立了包括4個子系統、6個狀態變量、16個決策變量的本溪市細河流域水資源承載力SD系統模型。

1．4模型參數的確定現狀延續型模型參數的確定見表1。

1．5模擬結果及方案選擇從表2可以看出，在保持現狀延續的情況下，預計整個細河流域從2015年開始缺水，缺水主要原因為供水水源工程沒有增加，而社會經濟指標等飛速增長，即現有工程規模不能滿足未來發展需求。所以，利用vensim軟件通過改變決策變量的數值，產生了開源型，開源節流型，及節流回用型這3種方案及其模擬值。節流回用型方案考慮廢污水回用量來增加供水量，在前三個方案基礎上，考慮廢污水回用量來增加供水量，以滿足未來需水要求。經過模型模擬，細河流域各個水平年供需平衡，本地水資源可以支撐未來社會經濟發展需要。通過對以上4種方案的分析和對比，可以看出，決定未來水資源供需矛盾的因素不在增加供水水源工程，提高水資源供水能力上，而是要把主要措施放在提高工業用水重復利用率和中水回用率上，只有相應的節水和回用措施執行到位，細河流域水資源完全可以承載中遠期社會經濟發展目標。

2結論與建議

2．1結論本研究采用系統動力學法建立SD模型來研究細河流域水資源承載能力。通過模型的試運行和檢驗，模型模擬仿真程度高，可合理預測未來社會經濟發展對水資源的需求。由于本地區供水能力已經不能滿足地區需水量，在增加了節水措施和中水回用后，綜合承載力大幅增加，說明節水措施和中水回用對細河流域水資源的開發和社會、經濟、生態的發展具有重要意義。從社會、經濟、生態的進一步發展和保護生態環境的角度出發，加強全面節水戰略，提高污水回收利用量是社會經濟可持續發展的重要措施。未來細河流域提高工程供水能力不是解決供需矛盾的主要手段，而全面實施節水措施和提高中水回用才是支撐和保障社會經濟可持續發展的根本，通過對四套水資源發展模式的分析，研究認為節水回用型方案是最優。

2．2建議根據細河流域水資源態勢和社會經濟發展特點，按照以經濟為中心的發展思想，全面合理規劃細河流域社會經濟發展和產業布局，建立健全水資源開發利用與保護機制，實現水資源對社會經濟可持續發展的有效支撐，實現資源、環境與經濟、社會的協調、有序與和諧。提出如下建議:1)盡快修建污水處理廠和“中水”水源工程，有效增加供給;2)積極推進節水型社會建設，進一步提高用水水平和效率;3)調整產業結構和布局，有效提高水資源承載能力;4)積極爭取外調水工程供水配額，大力提高水資源承載能力;5)完善水資源管理體制，以適應流域水資源和水環境保護的需要。

作者：劉士霞張志斌鐘卓徐敏張群單位：遼寧省水文局本溪水文局