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基于系统动力学的济宁市节水管理决策模型研究

作　者: 张银平
导　师: 林洪孝
学　校: 山东农业大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 节水管理系统动力学模型需水预测方案决策
分类号: TV213.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 94次
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内容摘要

山东济宁市多年平均水资源量45.95亿m~3，人均水资源量558m~3，不足全国平均水平的1/4，且由于水资源时空分布不均，开发利用程度不一，资源型缺水、工程型缺水、水质型缺水并存，干旱年份缺水4～7亿m~3，水资源短缺已成为经济社会发展的制约瓶颈，要支撑和满足全市经济社会发展对水资源的需求，水资源管理仍面临着巨大挑战，在水资源总量有限而用水需求不断增长的情况下，要从根本上解决日益突出的缺水问题，寻求解决水资源紧缺与社会发展相矛盾的方法对济宁市来说具有重大的现实意义。本论文针对济宁市水资源和社会经济现状与发展要求，从人口－经济－资源—环境复杂系统分析入手，以实现水资源供需平衡为目标，建立济宁市节水管理系统动力学模型，将涉水措施的调控力度进行了定量化处理，通过变量调控、方案设计及节水效果评估，为节水管理提供决策信息。首先调查研究济宁市近10年来社会、经济发展现状和用水情况，取得该地区生产、生活、生态环境用水结构和用水量数据以及与之相关的社会、经济等基础数据，对济宁市的水资源现状、供需水结构以及水环境质量进行分析和评价，以找出济宁市水资源利用现状的特点和存在问题。然后采用系统动力学理论对济宁市水资源系统进行系统分析，并以2009年为水平年，建立需水量系统动力学模型，模拟预测人口、水资源、社会经济、污水处理与再生水回用子系统在常规发展模式下的需水量。根据对济宁市情况和“十二五”规划方案的分析，整个模型分为人口、社会经济、水资源和污水处理与再生水利用四大子系统。本模型主要功能为模拟方案实施过程中济宁市用水耗水的变迁，因此模型在架构上以人口、社会经济子系统为切入点，以水资源系统为核心，以环境系统为依托。各子系统之间通过物质、信息的输入输出相互联系，构成了模型的反馈结构。通过模拟结果分析，明晰水资源发展利用的趋势，提出不同推荐方案，并通过系统动力模拟，模拟不同推荐方案下济宁市供需水量及缺水量，从中优选出济宁市节水管理的最佳方案，并据此提出济宁市节水管理的政策性建议与措施。

全文目录

中文摘要  7-8
Abstract  8-10
1 前言  10-16
  1.1 课题的提出  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 国外研究现状  11-12
    1.2.2 国内研究现状  12-13
    1.2.3 总结  13-14
  1.3 课题研究意义  14
  1.4 课题研究内容和方法  14-16
2 济宁市水资源现状及存在问题  16-31
  2.1 自然地理概况  16-19
    2.1.1 地理位置  16
    2.1.2 气候条件  16-17
    2.1.3 河流水系  17
    2.1.4 地质特征  17-19
    2.1.5 地形地貌概况  19
  2.2 社会经济状况  19-23
    2.2.1 行政区划  19
    2.2.2 产业结构与经济发展  19-20
    2.2.3 农业现状  20
    2.2.4 工业现状  20-21
    2.2.5 城市建设情况  21-23
  2.3 水资源状况  23-26
    2.3.1 降水资源  23-24
    2.3.2 地表水资源状况  24
    2.3.3 地下水资源状况  24
    2.3.4 水资源可利用总量  24-26
  2.4 农田灌溉情况  26-27
  2.5 面临的问题  27-31
    2.5.1 水资源短缺问题日益突出  27
    2.5.2 有限的水资源未能得到合理有效利用，用水效率低下  27-29
    2.5.3 水生态环境问题突出  29-31
3 系统动力学理论  31-38
  3.1 系统动力学概述  31-32
    3.1.1 系统动力学定义  31
    3.1.2 系统动力学特点  31-32
  3.2 系统动力学建模步骤  32-33
  3.3 系统动力学的基本概念  33-34
    3.3.1 反馈结构的表示：因果关系  33
    3.3.2 反馈回路  33
    3.3.3 多重反馈回路  33-34
  3.4 系统动力学建模软件  34-35
  3.5 系统动力学对节水管理规划的适用  35-38
    3.5.1 思想方法的适用  35-36
    3.5.2 节水管理系统动力学研究  36-38
4 济宁市节水管理 SD 模型的构建与方案设计  38-68
  4.1 模型边界  38
  4.2 模型主要状态变量  38
  4.3 模型子系统的划分及相互关系  38-41
    4.3.1 水资源子系统  38-39
    4.3.2 社会经济子系统  39-40
    4.3.3 人口子系统  40-41
    4.3.4 污水处理与再生水利用子系统  41
  4.4 模型系统流程图  41
  4.5 模型参数的估计  41-50
    4.5.1 参数的种类  41-42
    4.5.2 参数估计途径  42-44
    4.5.3 基本参数的确定  44-50
  4.6 模型有效性检验  50-54
    4.6.1 有效性检验的主要内容  50-51
    4.6.2 历史检验  51-54
  4.7 节水管理决策方案分析  54-66
    4.7.1 常规发展模式下 SD 模型的模拟运行及结果分析  54-56
    4.7.2 对比方案的设计及推荐方案的选择  56-66
  4.8 结论  66-68
5 济宁市节水管理政策性建议  68-72
  5.1 推行节约用水，实施节水准入制度，杜绝水资源浪费  68-69
  5.2 加大水价调整步伐与力度，促进水资源的商品化  69
  5.3 调整产业结构，降低单位 GDP 取水量  69
  5.4 加大污水回用力度，保护水资源  69-70
  5.5 充分利用非常规水源利用  70
  5.6 全方位构建公众参与机制  70-72
6 结束语  72-74
  6.1 研究成果  72-73
  6.2 不足与展望  73-74
参考文献  74-80
致谢  80-81
攻读硕士期间发表论文情况  81

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