基于sd模型的喀斯特地区水资源合理配置.研究

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1、第一章绪论第一章绪论1.1问题的提出水是生命的摇篮，它既是一种可循环再生的自然资源，又是生态环境的基本要素和自然环境的因变量[1]。水资源是一切生物和人类赖以生存发展的基础，是支撑并维持生命核心系统的重要条件之一[2]，更是维系着整个生物圈中生态系统的平衡及运动，保障人类生存和社会经济发展的重要资源。目前，在世界上的许多国家和地区正面临着维持水资源在数量和质量上满足不断增长的需求的挑战。水资源短缺和水环境破坏已经成为全球性问题。因此，为了使水资源得到高效利用，保证社会经济的持续发展和生态环境的保护与恢复，有必要

2、采用科学的技术和方法，改变传统的管理模式，根据科学的分析制定新的水资源利用和管理策略，合理的选择水资源配置方案，促进区域社会、经济、环境的协调可持续发展。我国从20世纪60年代开始就开始研究水资源合理配置问题。然而，取得的成果大多集中在水资源短缺的北方地区和西北地区，对于水资源丰富的湿润地区，特别是西南的喀斯特地区，水资源合理配置的研究成果则相对较少。我国西南地区，受西南季风影响，绝大部分属于湿润和半湿润区，但该地区分布大面积的碳酸盐岩，喀斯特发育强烈，形成了特殊的喀斯特地区地表水和地下水资源分布与变化的规律，

3、导致一般地区的水资源合理配置理论不能很好适用该地区。另外，虽然喀斯特地区水资源总量比较丰富，但该地区地势陡峻，地表破碎，土层薄且贫瘠；区域人口增长过快，经济落后；生态环境脆弱且破坏严重，水土流失、石漠化现象不断加剧，这些恶劣的自然社会条件与喀斯特水资源特征相互藕合起来，使得区域水资源难以利用，形成独特的喀斯特缺水现象，制约着当地社会经济的健康发展。综上所述，要促进西部大开发，保持喀斯特地区社会经济健康可持续发展，改善日益严重的区域生态环境问题，喀斯特地区的水资源合理配置问题迫切需要我们着力研究和解决。1长江科学

4、院硕士学位论文1.2国内外研究进展1.2.1国外研究进展国外对水资源合理配置的研究首先源于20世纪40年代Masse提出的水库优化调度问题。1950年美国总统水资源政策委员会的报告就提到水资源合理开发、利用和保护的问题。1960年科罗拉多几所大学对计划需水量的估算及满足未来需水量的途径进行研讨，体现了水资源合理配置的思想[4]。1972年，Buras[5]出版的《水资源科学分配》一书系统进行了线性规划和动态规划在水资源配置中应用的研究，并提出水资源系统模拟的一些思路。1976年，Rgers在对印度南部Cauve

5、ry（考维利河）河进行规划时，以流域上游地区农作物总经济效益极大和灌溉面积极大为目标函数，建立了多目标优化模型对水资源进行配置。1977年，Haimes[6]等将层次分析法(AHP)和大系统分解原理应用于水资源配置模型中，简化了流域水资源优化配置的方法，将流域大系统分解为若干相对独立的子系统，每个子系统应用优化技术分别求出优化解，然后通过全局变量把各子系统优化结果反馈给流域大系统优化模型，得到整个流域的优化解。经过70年代和80年代的发展，水资源分配的研究范围不断扩大，深度也进一步加深。1982年荷兰学者Mta

6、minga考虑了水的多功能性和多种利益的关系，强调决策者和决策分析者间的合作，建立了水资源量分配问题的多层次模型，体现了水资源配置问题的多目标和层次结构的特点。90年代以来，由于水污染和水危机的加剧，传统的以水量和经济效益最大为目标的水资源优化配置模式已不能满足需要，国外开始在水资源优化配置中注重水质约束、环境效益以及水资源可持续利用研究[7]。国外首先兴起各种新型的优化算法，如遗传算法（GA）、模拟退火算法（SA）等，开始在水资源优化配置中运用，在理论和实践上又前进了一步。1992年，Walsh[8]对地理信

7、息系统扩展到水资源领域进行了综合的讨论与分析，随后许多专家学者对如何连接地理信息系统与水资源配置模型进行了有益的尝试。进入21世纪之后，国外主要考虑了水资源产权界定、组织安排和经济机理对配置效益的影响对水资源配置机制进行了研究，认为纯粹的市场或纯粹的政府都难以满足合理配置的要求，制度和经济是医治市场和制度失灵的良方，有效的流域水资源管理政策和体制是解决配置中冲突的根本途径[9][10]。2第一章绪论1.2.2国内研究进展在国内最早关于水资源科学分配方面的研究始于20世纪60年代以水库优化调度为先导的研究。早在1

8、960年，吴仓浦就提出了年调节水库最优运用的DP模型。80年代以后，由华士乾教授[11]为首的研究小组对北京地区的水资源利用系统工程方法进行了研究，该项研究考虑了水量的区域分配、水资源利用效率、水利工程建设次序以及水资源开发利用对国民经济发展的作用，成为水资源系统中水量合理分配的雏形。20世纪90年代以来，我国水资源配置研究进入快速发展期，特别是在水资源合理配置的概念、优化目标、平衡关