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《兰州大学》 2011年
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水资源系统“易”理论构建与SD仿真实证研究

周宾  
【摘要】:本文依托来源课题,在前期研究中,根据对引洮工程背景资料和与水资源、水资源系统、水资源调用、配置、保护与管理等方面相关既有成果的分析,经历了一个长期的反复思考研究过程后,将“易学”等理论系统整合、有机融合为一体,作为水资源系统调控管理的理论基石,同时又超越和演绎之;实证部分的研究是依托理论的指导,同时与理论部分相互反馈。对研究区水资源的调用管理的现状的研究是实证部分的基础,在此之上,对研究区水资源的调用管理进行系统动力学仿真实证方面的研究。 理论研究方面,基于对“易学”哲学思想、二元水循环、熵与耗散结构、可持续发展、生命周期管理、生态经济与循环经济、环境风险管理、生态水利建设与河流健康维护八种理论进行了原型的解析,通过系统整合和有机融合后,构建而成水资源系统“易”理论。通过对该理论的基本原理推演后认为:水资源系统是嵌套在人类经济社会与人工环境耦合而成的生态经济系统和系统外的自然生态环境之间的一个具有流动性、开放性、时空演替和周期循环的复杂系统,其在四维时空中的运动符合水资源“易”理论的运行原理。从生命周期的角度分析,水资源的使用价值具有周期性,在一个周期内,其使用价值随着人化程度的不同而有所差异;基于对水资源系统“易”理论演绎后,可将水资源分为新鲜水资源、过程水资源、边缘水资源、虚拟水资源,前三者为实体水、后者为虚拟水。并且.,水资源系统具有相互制约、对立统一;相互交织、耦合关联;相互转化、循环再生;相互协调、和谐共生等特点。 实证研究方面,通过对研究区水资源调用情势的分析,概述了水资源调出区(即,调水区)和水资源受益区(即,受水区)各自水资源禀赋和开发利用情况;同时,也展现了按照地区和用水部门的不同,引洮工程水资源配置的初步方案,并且,对受水区主要地区进行了相关的环境负荷分析。依据对研究区的分析,确定以安定区作为本研究仿真实证的典型区域。基于“易”理论分别就水资源的盈亏平衡和水环境风险调控两个方面,对安定区的水资源系统构建SD模型。这两方面既相对独立又相互关联,经过调试模拟后,得到预测期内的安定区水资源盈亏演变情况和水环境风险对水资源盈亏的影响程度。最后,基于理论研究和仿真实证的结果,建立水资源系统调控管理的总体框架和基本思路,就循环经济型水资源综合利用和系统的环境改善与风险防控两个重点环节分别提出了针对性的管理策略,而后初步设计出了相应的水资源系统管理GIS基础平台,从而使本研究对研究区水资源系统管理框架的设计更加具体实际意义和应用价值。 总之,本研究始终将“易学”的思想理论作为统领整个研究的红线,用系统动力学方法,对研究区典型水资源系统进行了模拟与分析,为研究区今后更好地整合各种水资源,科学、有序、合理、安全地利用之,展示了整个水资源系统未来的运行态势;并通过提出相应的调控管理策略,为今后能够更加有效地确保研究区水资源系统健康、稳定、可持续运行指明了行动方向和具体措施;同时,设计了水资源系统管理GIS基础平台,为实现水资源现代化、动态化、实时化、精细化、定量化管理提供了技术保障。本研究成果中的水资源系统“易”理论的构建为国内外水资源系统的相关研究提供了全新的研究思路和视角;实证研究的成果为确保研究区在引洮工程全线通水后,其水资源的“取、调、用、排”之间的做到动态均衡、持续协调、有序公平和对水资源系统安全稳定、可持续健康管理提供了重要的科学参考和技术支撑。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TV213.4

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