水资源承载能力通用模型设计和模型仿真文件mdl
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：
编号：11331804
类型：共享资源
大小：55.98KB
格式：RAR
上传时间：2018-11-13
上传人：不董****x
认证信息
个人认证
张**（实名认证）
河南
IP属地：河南
196
积分
- 关 键 词：
-
水资源承载能力
系统动力学
Vensim软件
通用SD模型
模型设计
仿真mdl
- 资源描述：
-
水资源承载能力通用系统动力学（SD）模型设计与仿真
随着各级统计、规划数据资源的日臻齐全和系统动力学法在水资源承载能力研究领域应用的成熟，设计了由分析预测和状态评价模块共同构成的水资源承载能力SD模型。期待能够进一步完善，成为指标体系客观全面、交互界面友好清晰、仿真运行稳定健壮的通用或在不同类型区域通用的模板式SD模型，该领域发挥现实有效的作用。
含有设计思路和模型文件mdl。
指标全面，方程都已写好！是由分析预测模块和状态评价模块组成，图、表可直接产生的，超载状态评价也不例外！
赋初值和建立自己的数据集就可直接仿真了，供大家省点事！。
论文即将刊登，下载后只拥有使用权，也就是改改应用就得了！
- 内容简介：
-
水资源承载能力通用系统动力学（SD）模型设计与仿真【摘 要】随着各级统计、规划数据资源的日臻齐全和系统动力学法在水资源承载能力研究领域应用的成熟，设计了由分析预测和状态评价模块共同构成的水资源承载能力SD模型。期待能够进一步完善，成为指标体系客观全面、交互界面友好清晰、仿真运行稳定健壮的通用或在不同类型区域通用的模板式SD模型，该领域发挥现实有效的作用。【关键词】水资源承载能力；系统动力学；Vensim软件；通用SD模型；设计；仿真水资源承载能力的定义已被统一认定为1：可预见的时期内在满足合理的河道内生态环境用水和保护生态环境的前提下，综合考虑来水情况、工况条件、用水需求等因素，水资源承载经济社会的最大负荷。其中，包含了社会经济自身不断发展壮大的正反馈机制和来自有限的水资源出现亏缺以及生态环境恶化的负反馈机制，两者共同作用维持系统的动态平衡。通过多年的实践探索，从学术研究2,3到监测预警4, 逐步成熟起来。一直制约水资源承载力研究的因素是数据的获取与处理3，以及由此带来的分析与评价指标体系的模糊，致使在系统动力学法、多目标分析法、投影寻踪评价法、物元分析法、密切值法和人工神经网络法等众多研究方法中选取任何一种均存在不足。近年来，各级统计年鉴、水利统计年鉴、水资源公报、水资源质量状况通报（年报）水利普查、水中长期供求规划、地下水利用与保护规划、水资源保护规划等数据资源日臻齐全和翔实，技术标准逐步规范，均为建立完善的水资源承载能力分析评价指标体系提供了支撑，更使作为社会、经济、生态等复杂大系统的“实验室”的系统动力学法5能够在该领域发挥最现实有效的作用，并具备了建立指标体系客观全面、交互界面友好清晰、仿真运行稳定健壮的通用或在不同类型区域通用的模板式SD模型的条件，建立这样的模型无疑有着重要的现实意义。1系统行为机制分析水资源供需系统涉及经济社会、生态环境、水资源供给等诸多方面，各因素之间相互影响、相互制约，存在着复杂的反馈关系, 是一个完整的系统。利用系统动力学解决水资源承载力问题的关键在于以系统耦合的观点识别水资源承载力系统的行为机制，即识别出水资源承载力系统各要素之间相互影响和制约所形成的反馈动态发展过程，如图1。图1. 水资源承载力系统行为机制在现状水平年和规划水平年的各指标明确的条件下，诸多定性因素均可量化模拟计算，而且已经不是凭某个人的推算，甚至状态变量之间的因果关系可以不在模型中直观的存在。例如GDP总值的增加值由规划增长速度决定，将不与工业、农业产值等直接发生因果关系。2模型的建立2.1分析预测模块以水资源供需关系为主线6，遵从指标选取的完整性、动态性、可操作性、层次性的原则。可供水资源量包括常规水资源和非常规水资源，地表水和地下水构成常规水资源，连同再生水、承压地下水、咸水利用、海水淡化这些非常规水资源构成供水系统，为不漏掉任何可供水量指标，将雨洪资源利用等一并纳入其他常规水资源变量中。需水系统按照居民生活、农业灌溉、第二、第三产业用水及生态需水划分，全面涵盖5大用水主体。使用Vensim软件工具建立水资源承载能力SD模型分析预测模块，如图2。图2.水资源承载能力SD模型流图（分析预测模块）2.2状态评价模块为使模型能够完成承载能力状态评价任务，在分析预测模块的同一视图中补充相关指标，并引入GDP总值、万元GDP增加值耗水量、缺水率和水资源承载状态等变量及因果关系，形成状态评价模块，如图3。图3.水资源承载能力SD模型流图（状态评价模块）3.运行仿真3.1赋值和建立数据集运行仿真变量及其单位和方程建立可以直接用汉字作为变量名用于模型，但变量名中包含“（”等符号须使用汉化全角，否则会被以函数符号对待；定义单位（Units）也可以是汉字，但Vensim软件对方程有效检查（Check Syntax）是通过量纲有效进行的，例如，对变量工业产值增长率表函数，须以 “1/年”作为单位，才能保证按时间单位“年”完成积分后得到有效量纲的工业总产值数据，即：工业产值增长速度=工业总产值*工业产值增长速率表函数(Time)工业总产值=INTEG（工业产值增长速度）该模型多数状态变量和辅助变量以及使用较多的表函数，只需直接输入参数即可，表函数至少应当包含现状年、近期规划年和远期规划年3组数据。因果关系也只涉及简单四则运算和积分，没有物质和时间延迟等复杂函数的应用，均为简单方程式。建立数据集（Datasets）和模型仿真。对评价区域及所辖分区应当分别赋初始参数，例如对某设区市及其所辖的n个县区，分别赋值建立n+1个数据文件(vdf)，以便同时加入数据集进行模型模拟，如图4。图4. 运行模型仿真前加入数据集承载状态评价以缺水率进行水资源超载度评价；以用水总量、地下水开采量和是否存在深层承压水开采量，同区域控制指标比较进行水量要素评价，以COD和氨氮排放量同区域控制指标比较进行水质要素评价，划分严重超载、超载、临界状态和不超载的区域范围，并以上述各要素取大值的判别标准1进行水资源承载状态综合评价。这里需要较复杂的逻辑判断，例如以水质要素评价水资源承载状态的判别标准是：水功能区水质达标率Q与水功能区水质达标率控制指标Q0，污染物入河量P与污染物限排量P0进行比较，选择COD、氨氮入河污染物中P/P0的较大值。Q0.4*Q0或P3*P0为严重超载；0.4*Q0Q0.6*Q0或1.2P0P3*P0为超载；0.6*Q0Q0.8*Q0或1.1*P0P1.2P0为临界状态；Q0.8*Q0且P1.1*P0为不超载。为易于判别和在运行模型仿真中按时间序列一并得到相应结果，且能够以图、表的形式直接输出到其他文档中，分别用4、3、2、1来标识严重超载、超载、临界状态、不超载，使用Vensim的IF THEN ELSE逻辑函数实现，方程如表1所列。表1. 水资源承载状态评价变量方程式评价变量承载状态判别方程式严重超载（4），超载（3），临界状态（2），不超载（1）缺水率Equations Subscripts = IF THEN ELSE(人均供水量 人均需水量, (人均需水量-人均供水量)/人均供水量 , 0 )水资源承载状态（总量）Equations Subscripts = IF THEN ELSE(年需水量=0.9*用水总量控制指标W0 :AND: 年需水量=用水总量控制指标W0 :AND: 年需水量=1.2*地下水控制指标G0 :OR: 超采区浅层地下水超采系数=0.3 :OR:深层地下水开采量 （表函数）(Time)0, 4 , IF THEN ELSE(地下水地下水控制指标G0 :AND: 地下水0 :AND: 超采区浅层地下水超采系数0.9*地下水控制指标G0 :AND: 地下水地下水控制指标G0, 2 , 1 )水资源承载状态（水质）Equations Subscripts = IF THEN ELSE(水功能区水质达标率Q（表函数）(Time)3*评价污染物限排量P0 , 4 , IF THEN ELSE(水功能区水质达标率Q（表函数）(Time)0.4*水功能区水质达标率控制指标Q0（表函数）(Time) :AND: 水功能区水质达标率Q（表函数）(Time)=1.2*评价污染物限排量P0 :AND: 评价污染物入河量P0.6*水功能区水质达标率控制指标Q0（表函数）(Time) :AND: 水功能区水质达标率Q（表函数）(Time)=1.1*评价污染物限排量P0 :AND: 评价污染物入河量P1.2*评价污染物限排量P0), 2 , 1 )水资源承载状态（综评）Equations Subscripts = MAX(MAX(水资源承载状态（地下水）, 水资源承载状态（总量）), 水资源承载状态（水质）)4真实性检验(Reality Check)4.1实测数据检验采用历史经济统计数字来检验模型的真实有效性是最佳途径。把模型设置的开始时间（INITIAL TIME）即现状年上推n年作为开始时间，输入相应参数模拟后得到此n年的仿真数据，可供同实际统计数据进行比较。在模型正式运行仿真前就可设置此开始时间并输入参数，如果各状态变量的初始数值客观真实，将不会影响现状年到规划年的预测分析，因为由设定的各指标表函数来控制其不会改变趋势，这样就实现了模型检验同模型模拟同时进行，或者先检验后模拟。4.2约束条件检验从水资源供需平衡的角度看，实际需水量超过可供水量的情况，在许多区域的近期和远期均可能存在，成为水资源承载能力SD模型的特点，因此，模型的约束性检验工作可被上述水资源承载状态评价工作所替代。5结语该模型借鉴了天津7、大连8等地水
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号