文档介绍：基于SD模型水资源承载力计算的理论研究
——以青海共和盆地水资源承载力研究为例
摘要: 本文从水资源承载力计算的研究现状入手,引出了规划方法和系统动力学方法相结合进行定性分析,而主要采用系统动力学仿真模型(B,简称SD模型)进行定量计算的复合研究方法。在对该方法建模思路以及对共和盆地水资源环境系统构成分析的基础上,最后建立了共和盆地水资源承载力模型;该模型的建立为进一步进行共和盆地水资源承载力的定量研究提供了必要的手段。
关键字:水资源承载力系统动力学方法共和盆地SD模型
水资源承载能力计算的方法主要包括规划方法和系统动力学方法。规划方法的优点是模型的描述更符合实际,模型的精度更高,缺点是对资料的质量要求高,计算分析的工作量大;而系统动力学方法的优点是模型简单灵活,计算量相对小,但模型的精度不高,模型的描述不一定完全符合实际。由于水资源承载力研究涉及因数众多,又具有多目标、动态性和极限性等特点,两种研究方法有各有优劣;因此,为了更客观、准确地进行水资源承载力研究,在这次共和盆地水资源承载力研究中,我们采取规划方法和系统动力学方法相结合进行定性分析,而主要采用系统动力学仿真模型(B,简称SD模型)进行定量计算的复合研究方法。
1、系统分析方法的选取和建模思路
从水资源承载能力的内涵可以看出,水资源承载能力研究将面对着包括社会、经济、资源和生态环境在内的纷繁复杂的大系统,这个系统内既有自然因素的影响,又有经济、社会、文化等社会因素的作用。为此,本模型将在可持续发展理论指导下,立足于资源可能性,以系统工程方法为依据,着重从水资源的可能性出发,研究水资源对区域经济的支持作用,回答水资源支持下的区域经济合理发展规模及在一定生活条件下的合理人口载量。
系统动力学(System Dynamics,简称SD)。它综合应用控制论、信息论和决策论等有关理论和方法,建立系统动力学模型,以电子计算机为工具,进行仿真实验,所获得的信息用来分析和研究系统的结构和行为,为正确决策提供科学的依据,是研究复杂大系统运动规律的理想方法。系统动力学在对问题进行定性分析时,强调系统、动态和反馈,并使三者有机结合起来,同时强调系统的结构决定系统的功能。它融结构与功能、物质与信息、科学与经验于一体,沟通了自然科学和社会科学的横向联系。为研究方便系统动力学还建立了一整套对问题进行定性分析的图形符号系统和绘制系统的因果关系图和流程图的方法。后随系统动力学在多领域的广泛应用,其方法也不断的更新,在80年代涌现出一批系统动力学专用模拟分析软件中,Vensim (Ventata Simulation)是其中具有代表性的一种。它是一个可视化应用软件,,主要用于政府决策,在windows下运行,因而具有比在Dos下运行的Dynamo语言有更大的可操作性。在Vensim软件中使用的符号主要有:
系统动力学的本质是一阶微分方程组。一阶微分方程组描述了系统各状态变量的变化率对各状态变量或特定输入等的依存关系。而在系统动力学中则进一步考虑了促成状态变量变化的几个因素,根据实际系统的情况和研究的需要,将变化率的描述分解为若干流率的描述。这样处理使得物理、经济概念明确,不仅利于建模