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复杂水资源系统10篇(全文)复杂水资源系统(精选10

篇)

复杂水资源系统第1篇

水资源系统是一个规模庞大、结构复杂、功能综合、影响

因素众多的大系统[1],涉及社会、经济和生态等多个方面，既以

水文循环这样的物理过程为基础，又需要考虑社会经济的发展需

求以及环境的维持与改善，同样具有确定性与不确定性特征。水

资源系统主要由自然分系统(包括流域地面水系、地下水、水文、

地质、地貌、植被、土壤等自然要素)和人工分系统(包括流域

开发、蓄水、引水、灌溉、防洪、发电、水运、给水、水污染

控制等因素)组成，受水文系统及社会的双重影响，其所体现的不

确定性更加复杂，仅用水部门就包括城市生活、工业、农村人畜、

发电、灌溉、航运、环境等，表现为一种不稳定、模糊、无序或

混沌等现象[2,3]。

流域水资源包括地面水和地下水，用水部门一般包括城市生

活、工业、农村人畜、发电、灌溉、航运、环境等；流域中有众

多的水库、引水口、分水口、电站等，水库之间的联系，串联、

并联与混联并存。

当前，水资源可持续利用理论体中的管理体制、评价指标体

系、各种技术手段等都将研究的重点放在如何人为地调控水资

源体系的运行管理，其虽然在水资源开发、利用、配置、保护与

管理中取得了成绩，但在具体实践过程中仍存在一定问题和挑战：

对复杂系统的抽象描述程度不足、算子层次不清晰、宏微观配

置策略难于结合，这直接影响了水资源配置、综合规划的合理性、

科学性和可操作性，以致所确定的总体布局、实施方案、对策举

措发生偏差。实现复杂水资源系统的抽象，完成多水平、多层次、

多地区、多用户、多水源、多工程的时空调控、动态配置和可

视模拟，进而科学合理开发利用和配置有限的水资源，将是实现

社会经济可持续发展面临的一个重要课题。

1水资源配置规划的复杂性分析

水资源配置系统是一个开放的复杂性系统，是一个多因素、

多层次、多目标、多阶段、多功能的巨系统，具有很多组元或子

系统，且拥有不同的特性，在各种尺度上都展现出不同的结构、

特性、行为和功能，且随着时间的推移而发生变化，符合复杂系

统的体系结构特征。

近年来气候、环境变化明显，社会经济发展迅速，导致了水

资源量和水资源需求的多变性，现有水资源优化配置理论包括线

性规划、非线性规划、动态规划、多目标优化等，往往只能解决

既定条件下的静态配置问题，缺乏对实时动态变化的快速响应，

如果水资源配置模式的内、外部条件发生变化，势必驱动新问题

的出现，从而导致静态配置方案过于被动，无法应对政治、经济

以及自然状况的变更。然而流域的水资源管理通常按照流域规

划、专项规划、专业规划、综合规划等各项规划统筹实施，这些

规划制定的背景不同、时间不同、要求不同、服务目的也不同，

并且有的规划需要不断进行复核、补充、修改，内容存在交叉、

重叠和冲突，特别是水资源配置规划工作中重复性成果较多，缺

乏共享利用，若规划编制工作同时或连续开展则引起的矛盾冲突

更加显著、形成的多项规划之间难以融合，行政管理单位被迫在

多个规划可行域的“缝隙”中寻找合理、科学的调配方案，这为

配水过程带来了巨大复杂性，如：在流域规划中某水库以农业用

水和生态用水为主，而随着社会经济的发展，当地政府以招商引

资为由建立专项规划，改水库为多家工业用水户供水，造成工业

用水挤占农业用水矛盾，产生农业用水得不到合理保护的问题。

当前，随着系统分析方法和计算机技术的快速发展，尤其是

可视化技术、中间件技术、WebService的成熟，使得在水资源

配置决策中考虑更多的因素、更复杂的关系，在理论上、问题的

求解上和决策上成为了可能，尤其是运用先进的提要描述技术则

能更加真实地、扼要地表示水资源系统复杂的内部关系和外部

边界，并建立水资源供需平衡、动态优化算子，通过有效的分析

计算获得满意的结果，为水资源宏观规划及实际调度运行提供较

为充分的科学依据。

2实体提要及算子提要构建

RSS是以XML描述的互联网上被广泛采用的内容包装和投

递协议，是网站间信息摘要、信息发布、内容聚合和内容共享的

一种简易方式，有利于让用户发现网站内容的更新。Atom则是

借鉴了各种版本RSS的使用经验的标准化模型(见RFC

和内容，同时允许在summary中添加非文本内容，更加便于内容

的聚合和发现，这为信息资源的描述提供了一个基于标准XML的

可行方案。若将水资源系统看作一个信