区域用水行为智能模拟与结构适应性调控研究

调控区域用水行为与用水结构、提高用水效率与效益，保障经济社会发展与用水总量限制的水资源约束相适应，成为当前在实施区域用水总量控制制度的背景下中国区域经济社会发展所普遍面临与亟待解答的关键科学问题。本研究从识别区域用水需求的关键因子入手，考虑用水主体的环境适应性及主体间的协商、竞争和层次结构特征，建立区域用水行为智能模拟模型，解析区域用水系统外部环境与用水总量及变化的响应机理；从编制考虑用水水平的区域投入产出表入手，建立基于投入产出分析的区域用水结构自适应调控模型，探析区域用水总量与国民经济发展的相互作用机理；在此基础上构建集用水行为因子诊断、用水环境情景设计、用水行为智能模拟与用水结构适应性调控于一体的区域用水行为与用水结构联动智能调控的理论、模型及其应用模式体系，推动水利学科与经济学、管理科学、智能科学等学科的交叉融合与集成发展，在区域用水总量控制制度逐步实施过程中具有重要的应用价值。

水资源是保障社会经济发展的重要前提，然而用水需求量增加与水资源供应短缺造成的矛盾，严重影响并制约了区域社会经济的可持续发展。在最严格水资源管理制度中，作为“三条红线”之一的“用水总量控制红线”明确规定了各区域的用水总量控制目标。这需要将治水理念从供水管理向需水管理转变，加强用水变动机制的基础研究，特别是用水结构演变规律、演变驱动因素、用水结构模拟与调控机理、理论与方法的研究。. 本研究在需水管理视角下以江苏省用水结构为研究对象，首先编制了考虑用水水平的可比价投入产出序列扩展表，构建了水资源投入产出模型，进行用水现状分析，从用水效率和用水效益两个方面分析江苏省用水特性，结合信息熵原理分析了江苏省用水结构的演变规律；其次采用投入产出结构分解模型分析产业用水结构变动的影响因素，将影响江苏省用水结构变动的因素分解为产业技术效应、用水强度效应、国内最终需求成长效应、国内最终需求结构效应、出口成长效应、出口结构效应，并结合模糊聚类定量评价该六大因素的驱动强度；再次构建江苏省用水结构调控的系统动力模型，动态模拟高、中、低经济发展速度和现状经济发展速度不同经济发展情景下的用水结构演变和水资源供求状况。最后构建总量控制约束下水资源动态投入产出模型，双向优化江苏省用水结构和产业结构，提出用水结构调控对策建议。研究成果可为区域用水结构调控提供对策建议，并对最严格水资源管理制度的落实具有重要的参考价值。