基于系统动力学方法的塔里木河流域社会经济格局与用水结构优化研究

社会经济发展与水资源利用的相互影响机制及其调控措施是地理学、水文学等研究的核心问题之一。地处西北干旱区的塔里木河流域是我国最大的内陆河流域，在过去的半个世纪，人类大规模的开发活动破坏了流域水资源与社会经济的协调发展，导致流域人地关系日益紧张。本项目以塔里木河流域为研究区，以系统论、可持续发展理论为基础，采用遥感与GIS方法、SSM方法、边际效益分析法及系统动力学方法，重建近40年塔里木河流域社会经济格局与用水结构的时空变化过程，建立基于系统动力学方法的塔里木河流域社会经济格局与用水结构双向优化模型，模拟流域社会经济发展与水资源利用结构的相互作用机理，提出在水资源总量约束下，流域用水模式与社会经济发展的双向优化调控方案，确保流域上-中-下游之间、生态-生产-生活系统之间相互协调和共同发展，最终实现全流域生态环境良性循环、生产系统持续高效、生活水平逐步提高的可持续发展目标。

社会经济发展与水资源利用的相互影响机制及其调控措施是地理学、水资源学等研究的核心问题之一。以系统论、可持续发展理论为基础，采用经典数据分析方法及系统动力学方法，重建近30年流域经济结构与用水结构时空变化过程，以阿克苏河流域为例建立基于系统动力学方法的流域经济结构与用水结构双向优化模型，提出在水资源总量约束下，流域2010-2050年用水结构及经济结构双向优化配置方案，以及相应的实施对策，最终实现全流域生态环境良性循环、生产系统持续高效、生活水平逐步提高的持续发展目标。. 在流域经济方面，近30年流域经济过程和产业结构变化较为明显，经济发展存在不均衡性，经济结构呈畸形状态，对水土等自然资源的依存度很高。三次产业的快速发展源于政策和投资的强力拉动，难以对经济发展形成带动作用。而在第一产业结构内部，种植业比重过大而牧业、林业比重偏小。在流域水资源利用方面，通过对流域近30年用水结构模拟，结果表明流域用水总量快速增长，用水结构表现为生产用水快速增长、生态用水不断减小，用水结构内部存在很大问题。一方面社会经济用水总量过大，生态用水比例过低。第二方面生产用水用水结构不合理，用水效益低的农用水量比重远高于用水效益高的工业用水；而在农业用水中，种植业用水比重过大，影响农林牧渔业全面发展。随着流域内人口持续增长和经济高速发展，工农业用水和人民生活用水势必持续增加，流域未来水资源，供需矛盾将日益突出。.基于系统动态仿真模拟方法建立阿克苏河流域经济结构和用水结构双向优化模型，通过参数的确定和动态模拟，通过对水资源系统的模拟结果的供需动态平衡分析，确定模型设计优化方案是较为合理的。供水、需水总量都处于不断增加趋势，总体由缺水状态向供水盈余状态转变，总体水资源基本能够达到动态供需平衡。在水资源总量约束下，通过流域用水结构与经济结构的双向优化，流域用水结构和经济结构将逐渐趋于合理，国内生产总值不断增长，三次产业结构由将由目前畸形的“三、一、二”结构向 “ 三、二、一”结构演进；生产需水比重下降，生态和生活需水比重上升。流域工农业用水结构来看，农业需水大幅度下降而工业需水比重大幅度上升。从农业总产值构成来看，流域农业向多元化方向发展。同样，第二产业及第三产业内部结构也将向节水高效型转变。在水资源总量约束下，通过用水结构与经济结构的双向优化，阿克苏河流域将获得显著生态效益、社会效益