基于SD-双要素模型的区域水资源承载力模拟与预测

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近年来,随着社会经济的快速发展,水资源短缺问题日益突出并逐渐成为限制区域发展的重要因素。水资源承载力作为衡量区域水资源与社会经济发展协调与否的重要指标之一,其研究对于评价区域水资源利用现状,完善区域水资源管理体系具有重要意义。基于此,本文首先在对国内外相关研究成果进行分析的基础上,归纳出以“水资源承载人口规模”来描述水资源承载力的概念,然后在考虑区域水资源承载力影响因素的基础上,利用系统动力学方法并结合双要素(水资源量和水环境质量)模型构建用于区域水资源承载力分析的一般性模型,最后以长春市为例,通过构建长春市水资源承载力模型,对常规发展模式和另外三种方案下的水资源承载力进行模拟,分析长春市未来水资源承载力变化趋势并提出相应建议。研究结果表明:(1)在常规发展模式下,通过对水质承载力和水量承载力进行预测发现,未来水资源量不足将是限制长春市经济社会发展的主要因素。2014-2030年长春市水资源承载力将呈缓慢下降的趋势,由2014年的714.59万人下降到2030年的665.91万人,无法满足长春市未来经济社会发展要求。通过对超载度(实际人口规模/水资源承载人口规模)的分析可以发现,2014年长春市水资源超载度为1.06,超载人口为39.96万人,属轻度超载。在不提高水资源生产力水平和水资源禀赋条件下,随着经济发展和人口的增加,长春市水资源超载状态逐渐加重,到2030年水资源超载度达到1.16,超载人口规模为105.48万人。(2)通过对开源、节流和综合三种方案进行模拟和分析可知,各方案均可以提高长春市未来水资源承载力,改善水资源超载现状。其中,增加水资源供应量(开源方案)虽然可以有效缓解长春市所面临的水资源短缺问题,但随着经济社会发展,水资源承载潜力将逐渐减弱;提高工农业用水效率(节流方案)虽然可以提高水资源承载力,改善区域水资源超载状态,但实施周期较长,效果不明显;综合方案在同时考虑增加水资源供应量和提高工农业用水效率的情况下,可大幅提高长春市水资源承载力,并使其呈逐年递增的趋势,并且在短期内彻底改变区域水资源超载状态,使超载度稳步降低,即持续改善长春市水资源承载状态。区域水资源承载力一般模型的构建和长春市的案例研究对于地方政府加快节水型社会建设,促进水资源可持续利用具有重要的指导意义。
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