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城市化进程中的水安全问题研究

作　者: 张华侨
导　师: 窦明
学　校: 郑州大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 水安全社会水循环模拟模型评价发展模式调控郑州市
分类号: F299.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

水是基础性的自然资源和战略性的经济资源,也是维系生态系统健康稳定的重要保证。随着我国城市化进程的加快,城市及其周边地区的人口和产业密度激增,人类活动对水资源和生态环境的影响日益加剧。由于水资源过度开发利用而导致的水安全危机,则成为当前人类生产生活及发展所面临的最严重挑战之一。开展区域水安全理论研究,对促进区域经济社会可持续发展以及构建人水和谐社会起到至关重要的作用。本文在广泛查阅国内外相关研究成果的基础上,紧密围绕“水安全”主题,提出一套城市水安全研究理论体系,主要包括：从水安全的概念和内涵出发,系统分析了人类活动中的供、用、耗、排等水事行为及其与社会、经济、环境之间的互动影响关系；基于系统动力学的基本理论和方法,构建描述人水系统作用机理的社会水循环系统动力学仿真模型,定量刻划水安全要素在系统内部的运转关系；从社会安全、经济安全、环境安全和工程安全四个方面构建了水安全评价指标体系,进而提出基于模糊综合评价方法的区域水安全评价模型,定量评估区域的水安全状况；开展水安全调控研究,设计了不同的区域发展模式,并建立了基于发展模式驱动下的水安全调控模型,通过对区域经济结构和用水方式的调控,来寻求能满足未来水安全需求的合理发展模式。以郑州市为例,开展了当前和未来一定时期内郑州市水安全评估和调控研究。根据研究区的特点和实际情况,构建了适合郑州市的水安全评价指标体系,设计了7种水安全决策调控方案,进行系统动力学仿真模型(SD)模拟运行和水安全综合评价分析,得出各方案在规划水平年2015年、2020年和2030年的水安全与经济社会、环境耦合系统的发展趋势,以及不同时期的水安全度,并在评价结果分析的基础上,得出了保障该地区水安全的产业发展模式。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-21
  1.1 研究背景和意义  10-13
    1.1.1 研究背景  10-12
    1.1.2 研究意义  12-13
  1.2 水安全界定  13-15
    1.2.1 水安全的概念及内涵  13-14
    1.2.2 经济社会发展与水安全  14-15
    1.2.3 社会水循环与水安全  15
  1.3 水安全研究进展  15-17
  1.4 亟待解决的问题  17-18
  1.5 研究内容及技术路线  18-21
    1.5.1 研究内容  18-19
    1.5.2 技术路线  19-21
2 社会水循环系统动力学模型研究  21-42
  2.1 考虑人水互动关系的社会水循环过程描述  21-26
    2.1.1 概述  21
    2.1.2 供水过程描述  21-22
    2.1.3 用水过程描述  22-24
    2.1.4 耗水过程描述  24-25
    2.1.5 排水过程描述  25
    2.1.6 水生态环境反馈过程描述  25-26
  2.2 系统动力学基本理论  26-29
    2.2.1 系统动力学方法及其特点  27
    2.2.2 系统动力学建模的原则  27-28
    2.2.3 系统动力学基本概念  28-29
    2.2.4 系统动力学建模步骤  29
  2.3 社会水循环系统动力学模型构建  29-42
    2.3.1 模型构建思路  29-30
    2.3.2 水资源信息的反馈回路分析  30-34
    2.3.3 模型系统流图  34-39
    2.3.4 系统动力学模型基本方程  39-41
    2.3.5 模型特点分析  41
    2.3.6 模型的有效性检验  41-42
3 水安全评价研究  42-53
  3.1 概述  42
  3.2 水安全评价指标体系构建  42-47
    3.2.1 指标选取原则  42-43
    3.2.2 指标筛选方法  43
    3.2.3 指标体系构建  43-45
    3.2.4 指标描述  45-47
  3.3 水安全评价方法  47-53
    3.3.1 评价方法选取  47-51
    3.3.2 评价标准及权重确定  51-53
4 基于发展模式驱动下的水安全调控研究  53-69
  4.1 概述  53-56
    4.1.1 水安全调控指导思想  53
    4.1.2 水安全调控准则  53-54
    4.1.3 水安全调控工作流程  54-56
  4.2 区域发展模式设计  56-60
    4.2.1 总体设计思想  56-57
    4.2.2 区域发展模式的分类  57-58
    4.2.3 区域发展模式的表现形式  58-60
    4.2.4 区域发展模式的量化指标  60
  4.3 基于发展模式驱动下的水安全调控模型研制  60-69
    4.3.1 模式设计要素分析  60-61
    4.3.2 不同发展模式下的调控方案设计  61-64
    4.3.3 水安全调控模型研制  64-69
5 实例应用—以郑州市为例  69-88
  5.1 郑州市概述  69-71
    5.1.1 自然概况  69-70
    5.1.2 社会经济概况  70-71
    5.1.3 城市发展定位  71
  5.2 郑州市社会水循环过程模拟  71-77
    5.2.1 主要反馈回路  71-73
    5.2.2 系统流图  73
    5.2.3 参数及方程  73-75
    5.2.4 模型检验  75
    5.2.5 社会水循环SD模型仿真结果  75-77
  5.3 郑州市水安全评价体系及计算结果分析  77-88
    5.3.1 水安全评价指标体系构建  77
    5.3.2 现状预测下的水安全评价结果与分析  77-81
    5.3.3 水安全调控方案评价结果及分析  81-88
6 结论与展望  88-91
  6.1 结论  88-89
  6.2 主要成果或新见解  89
  6.3 研究展望  89-91
参考文献  91-95
个人简历、硕士期间发表的论文及参与科研项目  95-96
致谢  96

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