水资源系统分析概论PPT学习教案

1、会计学1水资源系统分析概论水资源系统分析概论第2页/共51页第3页/共51页第4页/共51页3.3.系统工程（系统分析）的含义系统工程（系统分析）的含义第5页/共51页（诸元素组成的）系统输出被控制的半控制的非控制的输入期望的不期望的中性的扩大问题范围时的系统边界反馈（包括任何外部的相互作用）输入输入中，其作用可以是可控制的，半可控制的以及不可控制的中，其作用可以是可控制的，半可控制的以及不可控制的( (如随机输入如随机输入) )。输出输出中，可以包括期望的中，可以包括期望的( (如效益如效益) )、不期望的、不期望的( (如洪灾、淹没等副作用如洪灾、淹没等副作用) )以及以及中性的。在动态系

2、统中这个输出还可能影响输入即形成反馈。中性的。在动态系统中这个输出还可能影响输入即形成反馈。第6页/共51页（诸元素组成的）系统输出被控制的半控制的非控制的输入期望的不期望的中性的扩大问题范围时的系统边界反馈（包括任何外部的相互作用）系统运行过程中一些输入或控制须作出系统运行过程中一些输入或控制须作出决策决策，以达到某种期望的，以达到某种期望的目标。目标。因此，在系统工程中：因此，在系统工程中： 首先碰到的问题就是要决定某一特定对象应作为系统的一部分还首先碰到的问题就是要决定某一特定对象应作为系统的一部分还是环境的一部分，即要是环境的一部分，即要决定系统的决定系统的“边界边界” 或范围或范围，

3、从而能确定，从而能确定何者是规划的内容，何者是环境的各种何者是规划的内容，何者是环境的各种“输入输入”。 然后工程师的工作是去然后工程师的工作是去规划安排系统内部的结构，修改可控制或规划安排系统内部的结构，修改可控制或半可控制的输入，以使所期望的输出最大化和不希望的输出最小半可控制的输入，以使所期望的输出最大化和不希望的输出最小化化。第7页/共51页了能够定量和用数学关系表达的一些变量和关系式之外，还有不少缺乏令人满意的衡量其影响的综合定量指标的影响因素，需通过把它们化为约束条件处理来达到，这就需要用系统分析来解决。第8页/共51页第9页/共51页目标的陈述目标的陈述探索性研究探索性研究可行性

4、研究可行性研究开发规划开发规划监察控制、总结经验监察控制、总结经验第10页/共51页第11页/共51页第12页/共51页（2 2）模拟模型及其求解途径）模拟模型及其求解途径第13页/共51页第14页/共51页一、水资源系统特征（续）一、水资源系统特征（续）第15页/共51页一、水资源系统特征（续）一、水资源系统特征（续）第16页/共51页地表水与地下水是当前人们所地表水与地下水是当前人们所依赖的主要水资源依赖的主要水资源.陆地上可更新的淡水资源约陆地上可更新的淡水资源约41.0242.75万亿万亿m3，其中易，其中易于使用的约于使用的约12.514.5万亿万亿m3。按。按1995年人口统计，全

5、球约年人口统计，全球约7170 7450 m3/人人，其中易于，其中易于使用的淡水人均约使用的淡水人均约2180 2440 m3。全球水资源全球水资源的赋存形的赋存形式与所占比重：式与所占比重：0.76%全球水资源特性全球水资源特性第17页/共51页第18页/共51页第19页/共51页第20页/共51页华北地区华北地区人口稠密，其人口占全国的人口稠密，其人口占全国的26%26%，但水资源量仅占全国的，但水资源量仅占全国的6%6%，人，人均水量仅为均水量仅为556m556m3 3，不足全国人均的，不足全国人均的1/41/4。第21页/共51页第22页/共51页漳河某年逐月水量图漳河某年逐月水量图

6、 第23页/共51页第24页/共51页污染，河水已失去使用价值，污染，河水已失去使用价值，90%90%以上城市水域遭污染，我国已有以上城市水域遭污染，我国已有400400座城市缺水，有座城市缺水，有3636个个水质型缺水质型缺水城市。水城市。第25页/共51页第26页/共51页(4)(4)水利工程水利工程蓄水工程蓄水工程引（输）水工程引（输）水工程提水工程提水工程发电工程发电工程航运工程航运工程(5)(5)其他其他科技、教育、经济、管理等科技、教育、经济、管理等按照传统的看法，水利工作大致可以按照传统的看法，水利工作大致可以归结为归结为除害和兴利除害和兴利两个相互关联的方两个相互关联的方面。防

7、洪、排水、治污侧重于除害，面。防洪、排水、治污侧重于除害，灌溉、水电、水运侧重兴利，而水土灌溉、水电、水运侧重兴利，而水土保持、整治河道既除害又兴利。保持、整治河道既除害又兴利。第27页/共51页第28页/共51页项目项目受灾人口受灾人口( (万人万人) )倒塌房屋倒塌房屋( (万间万间) )受灾农田受灾农田( (万亩万亩) )直接经济直接经济损失损失( (亿元亿元) )最大值最大值1890.11890.171.5071.5010301030197.70197.70时间时间1997,8,181997,8,181956,8,11956,8,11997,8,181997,8,181997,8,18

8、1997,8,18原因原因1111号台风号台风1212号台风号台风1111号台风号台风1111号台风号台风第29页/共51页第30页/共51页全国历年水灾、旱灾受灾和成灾状况全国历年水灾、旱灾受灾和成灾状况(1950-1989)年份年份洪涝灾害洪涝灾害(年均年均)旱灾旱灾(年均年均)受灾面积受灾面积(万万hm2)成灾面积成灾面积(万万hm2)成灾率成灾率()受灾面积受灾面积(万万hm2)成灾面积成灾面积(万万hm2)成灾率成灾率()1950-19591960-19661970-19791980-1989789.13942.00535.701042.50496.25585.43224.30552

9、.9057.5357.7439.6452.711322.382164.712164.102463.80416.631002.57750.001176.1034.1145.8028.0247.56注：成灾面积指农作物产量比常年减产注：成灾面积指农作物产量比常年减产30%以上的耕地面积。以上的耕地面积。第31页/共51页污废水资源化技术、中水利用技术、污废水资源化技术、中水利用技术、海水利用技术、人工增雨等。海水利用技术、人工增雨等。第32页/共51页第33页/共51页第34页/共51页并科学有效地管理运用。水库的运并科学有效地管理运用。水库的运用讲究蓄清排浑，船闸注意动水冲用讲究蓄清排浑，船闸注

10、意动水冲沙，静水行船，农田要谨慎地进行沙，静水行船，农田要谨慎地进行淤灌。淤灌。河道（航道）、港口整治等。河道（航道）、港口整治等。第35页/共51页第36页/共51页漳河某年逐月水量图漳河某年逐月水量图 只是在只是在6 61111月上半月，来水满足用水之后尚有富余，月上半月，来水满足用水之后尚有富余，富余水量为富余水量为所示所示；在以后的月份里，来水不能满足各月用水需要，在以后的月份里，来水不能满足各月用水需要，缺水量为缺水量为所示；所示；根据原有条件，和一前一后，尽管形状不同，根据原有条件，和一前一后，尽管形状不同，数量是一样的数量是一样的。这就需要修建一座能蓄前所代表的多余水量，待到后之

11、时使用，否则这就需要修建一座能蓄前所代表的多余水量，待到后之时使用，否则余水白白流走，后来又缺水，损失惨重。余水白白流走，后来又缺水，损失惨重。这就是水库这就是水库年调节年调节的道理和设计水库容积的一般概念。水库如果修得再大，就的道理和设计水库容积的一般概念。水库如果修得再大，就可以把多水年份多余的水，蓄积起来供枯水年份使用，进行可以把多水年份多余的水，蓄积起来供枯水年份使用，进行多年调节多年调节。径流调节不仅对水造成影响，也会对社会经济和环境带来影响。径流调节不仅对水造成影响，也会对社会经济和环境带来影响。第37页/共51页第38页/共51页第39页/共51页“中国水威胁论中国水威胁论”的出

12、现，在排除了政治上的因素的出现，在排除了政治上的因素外，也在一定程度反映了中国水资源存在的问题。外，也在一定程度反映了中国水资源存在的问题。 第40页/共51页联合国粮农组织自联合国粮农组织自2020世纪世纪7070年代中期起，将谷物库存占全年代中期起，将谷物库存占全年消费量的年消费量的17%17%18%18%作为衡量世界粮食安全线标准。作为衡量世界粮食安全线标准。从理论上说，我国粮食进口规模应控制在需求量的从理论上说，我国粮食进口规模应控制在需求量的15%15%以内以内，即，即15%15%应该作为我国粮食进口率的红线即警戒线应该作为我国粮食进口率的红线即警戒线。虽然世界许多国家粮食进口率都大

13、大超过虽然世界许多国家粮食进口率都大大超过15%15%而并未感觉危而并未感觉危机，但机，但我国的人口规模我国的人口规模同这些国家根本无法相比。如此规同这些国家根本无法相比。如此规模的粮食进口不仅要求国家具有足够的外汇支付能力，而模的粮食进口不仅要求国家具有足够的外汇支付能力，而且还须在国际市场上买到如此多的粮食却不使国际市场发且还须在国际市场上买到如此多的粮食却不使国际市场发生大的供求波动。这在国际环境良好生大的供求波动。这在国际环境良好( (如国际政治经济秩序如国际政治经济秩序比较和谐，世界粮食供应充足，价格较低比较和谐，世界粮食供应充足，价格较低) )的情况下或许能的情况下或许能够做到，但

14、毕竟风险极大。够做到，但毕竟风险极大。因此，国内粮食生产能力的保护极其重要，即使是大灾之因此，国内粮食生产能力的保护极其重要，即使是大灾之年，进口依存率也不应跨越这条红线。年，进口依存率也不应跨越这条红线。 第41页/共51页二、水资源系统分析途径简介二、水资源系统分析途径简介第42页/共51页也不同，从而影响输入元素和它们之间的相互关系。第43页/共51页l 水资源系统模型水资源系统模型考虑对象：考虑对象： 一般考虑的系统：水系统和土地资源系统一般考虑的系统：水系统和土地资源系统 新增加的内容：水体的化学物、生物等影响水质的因素。新增加的内容：水体的化学物、生物等影响水质的因素。（1 1）模

15、型问题）模型问题 水资源系统分析的一个重要环节，是要找出和应用某一个或某一组特水资源系统分析的一个重要环节，是要找出和应用某一个或某一组特定的具有很好仿真性的数学模型。定的具有很好仿真性的数学模型。l模型的建立：模型的建立：通过一定简化和假定后，用数学公式来描述表达确定通过一定简化和假定后，用数学公式来描述表达确定了的水利系统的各元素和输入资料、输出目标、相互关系。了的水利系统的各元素和输入资料、输出目标、相互关系。l模型有效性检验：模型有效性检验：能否以足够的精度预测比较方案和系统因素变化能否以足够的精度预测比较方案和系统因素变化对目标函数值的影响，以便作出成熟的决策。对目标函数值的影响，以便作出成熟的决策。l手段：手段：通过试算，把模型结果和实际会发生情况进行对比，必要时通过试算，把模型结果和实际会发生情况进行对比，必要时对模型进行修改。对模型进行修改。l注意的问题：注意的问题：避免出现使模型过于详尽，使求解复杂化。避免