系统模拟结果

第十一章　结　语

第一节　主要结论

一、理论研究结论

本研究通过对“易学”哲学思想、二元水循环、熵与耗散结构、可持续发展、生命周期管理、生态经济与循环经济、环境风险管理、生态水利建设与河流健康维护等八种理论进行了原型的解析，经过系统整合和有机融合后，构建而成水资源系统“易”理论。水资源系统“易”理论的内核是“易学”思想，它对近现代系统科学在国内外的发展具有重要的启迪和指导作用。

通过对其基本原理的推演，得到以下主要结论:

水资源系统是嵌套在人类经济社会与人工环境耦合而成的生态经济系统和系统外的自然生态环境之间的一个具有流动性、开放性、时空演替和周期循环的复杂系统。该系统与人类经济社会系统和生态环境相互作用和相互影响，在人类生态经济系统内部，其健康状态静态表现为水资源利用的供需动态平衡和相互协调;动态表现为伴随系统内熵值的增加，水资源系统作为承载物质、能量和信息的媒介，起着调和系统内熵值的作用，为保持系统内部的低熵和协调运行，需要在人类生态经济系统与自然环境之间的水资源运动时承载“负熵”，即减少污染物质的排放，减少新水的取用;需要在生态经济系统与外界的自然环境以及生态经济系统内部人类经济社会与人工环境之间以及保持水资源配置的动态、均衡、有序、循环;三者之间的作用关系通过向量分析，达到“协同”时，可保持整体的健康、可持续发展;并且这之间的关系在四维时空中不断地推移和演化。因此，可以得出，水资源系统在四维时空中的运动符合水资源“易”理论的运行原理。

从生命周期角度分析，在水资源的一个利用周期内，水资源进入人类生态经济系统内部经过“人化”后，其使用价值随着时间的推移呈现出一定的关系:在待利用期内其使用价值相对较低，经过人工的加工(净化处理、输配、供给等)其使用价值不断上升，进入用户单元后，使用价值达到最大，之后随着水量的损耗和水质的“污染”，使用价值迅速降低，但是这部分污水具备经过一定条件处理再生后可被资源化的潜力，但是最终不能再被利用的最终污水被排入系统外的环境，其使用价值将达最低，完成了一个生命周期，但是其仍可以经过自然环境一定时期的自净后，又进入下一个循环周期。因此，可以得出水资源的使用价值具有周期性。

通过对水资源系统“易”理论的相关分析后认为，本研究将水资源分为新鲜水资源、过程水资源、边缘水资源、虚拟水资源，前三者为实体水、后者为虚拟水。同时，基于水资源系统“易”理论，得出水资源系统在现实运动演替过程中具有:相互制约、对立统一;相互交织、耦合关联;相互转化、循环再生;相互协调、和谐共生等特点。

二、系统模拟结果

首先，通过对研究区水资源调用情势的研究，结果表明引洮工程受水区与调水区之间存在的空间分配不平衡以及受水区自产水量不能满足本地区经济社会发展的需要，且严重束缚了地区的进一步发展，因此，必须通过人工手段将洮河水资源进行空间上的配置。此外，对受水区主要地区——定西市的2009年的水环境污染负荷分析显示，安定区所占比重最大(52.09%)。同时，由于引洮工程全线通水后对安定区的配水量可达9707万m3，相应的排污量势必增加，因此地区的污染治理压力较重。

其次，经过分析确定以安定区作为本研究仿真实证的典型区域，基于“易”理论对安定区的水资源系统构建SD模型，并经过调试模拟后，从实验结果看，安定区水资源从长远角度看总体为为盈余状态，2050年，水资源盈余量约3600 万m3。此外，还可以看到，系统中最重要的是供与需、取与排之间的平衡关系起到调节的作用，有需求就促进供给，当供给不能满足需求时，有必然限制了需求的增长;取水量大，排水量相应增加。只有调整好二者之间的平衡关系，才能保证系统稳定。对水资源系统外的环境风险进行分析后认为，水资源系统外环境对水资源本身也起到一定的调控作用。就安定区而言，在2020年以前，较高的环保投入对于降低水环境风险将起到直接的作用;之后，在保持一定的环保投入的基础上，还需要通过综合考量其他环境影响因素，确保水环境风险满足水资源系统长期健康稳定运行的需要。

最后，基于理论研究和仿真实证的结果，提出了针对性的管理策略，并初步设计了相应的水资源系统管理GIS基础平台。从而使本研究对研究区水资源系统管理框架的设计更加具体实际意义和应用价值。

三、应用实例总结

工业水资源循环利用不仅是工业污废水得到妥善处置，也是水资源梯级高效利用的一种方式，能够实现经济效益与环境效益较好的结合，改变工业生产加工企业由被动的“要我治理污染”，外部效应内部化为“我要再生利用”的自觉自愿的行动，也是落实企业清洁生产、产业循环经济的具体展现。

近些年来农村地区环境问题日益突出，农村水资源保护与农业污染治理等是不断引起各界关注的“话题”。我国部分地区农村水资源供需矛盾突出，有些农村地区人畜饮水、农业灌溉水资源匮乏，针对农村地区和农业是我国的用水大户，提出加强供水水源地保护，地表水与地下水保护相结合，水量与水质共同关注，是切实维护农业生产安全和满足农村地区人畜基本生活需求的重点，加强农业面源污染治理对改善农村地区水污染也具有重要意义。

城市区域水资源的统一管理实例论述了，从全系统角度思考，对区域地表和地下水资源的调配，实体水资源与虚拟水资源利用相结合，“开源”与“节流”并举，农业、工业、城乡生活全方位循环经济管理水资源，并结合《中国水资源技术政策大纲》的要求，提高农业用水的灌溉效率和加强计量管理，工业用水突出治理水污染与循环再生利用水资源相互结合，城市生活用水在节水技术、节水工艺、节水设备方面加强管理。此外，还需积极开发边缘水资源(雨洪水、微咸水等)。

第二节　策略建议

本研究中针对研究区水资源调用的现实和引洮工程全线投运后，水资源系统仿真运行的结果，所提出的相关的管理策略，首先从构建的总体框架可看出，本研究充分考虑到了理论研究中所提出的四种水资源:新鲜水资源、过程水资源、边缘水资源和虚拟水资源的调用管理;其次，根据理论研究中所提出的水资源系统的运行特点，提出:统一调控管理、平稳均衡调配、循环经济利用、维护水体安全、确保用水公平的研究区水资源调用管理的基本思路，充分体现了水资源系统“易”理论的有关内容，具体从系统内部的循环经济型水资源综合利用和系统的环境改善与风险调控。

一、水资源循环经济利用策略

通过一系列的节水措施，对研究区内的农业浇灌、工业生产、城乡生活用水方面，实施新鲜水的减量化;

通过水资源循序与循环利用技术和建设相关的中水回用工程，重点对工业生产用水和城镇生活用水方面，实施过程水的循序化;

对诸如雨(雪)水、苦咸水、工业废水与城镇污水等可对水资源需求的程度、经济技术水平和实施条件综合权衡后，因地制宜地实施边缘水的资源化;

从地区农业种植结构、工业产业布局等方面考虑，做出适当调整，鼓励低耗水的工农业产品在本地区加工和生产，通过市场交易，获得所需的富水产品。

二、环境改善与风险防控策略

调水区重点是针对引洮工程的取水处，九甸峡库区及其上游的水环境强化保护和改善，重点对地区农牧业面源污染和城镇生活污染点源和工业污染点源加强风险源的调查、辨识、分析、评价和监控;鼓励上游区域发展循环经济和生态农牧业等，尽快建立洮河水体健康维护的预警和应急机制;

受水区方面重点是针对外调水资源和本地区水时，输配水和供水的安全以及同样在受水区内要加强对点源、面源和风险源的调查、辨识、分析、评价和监控，并建立必要的安全预警和应急机制，同时还要对受水区内现有河流的污染治理，提高水体自净能力;

运用现代科技技术手段如GIS等，对研究区内水资源的取、调、用、排等水文、水质、水量以及相关的经济、社会、生态环境等信息在数据库内得到统筹管理，使信息能够完整、准确、有效、及时、动态、安全地保管，并且具备一定的处理、计算、分析、预测、预警和一定的图形显示功能，实现的水资源系统的统一综合管理和综合决策。

第三节　研究展望

纵观整个研究认为，把水资源系统与中华文化的精髓——易学思想以及其他一些现代的理论融通后，构建而成的水资源系统“易”理论，是对水资源系统研究的创新，在后续研究中还将深化该理论与其他理论的结合和对该理论的原理进行深入的分析，并拓展到其他资源和整个自然生态环境;对于水资源系统的研究本文仅做了系统动力学方面的仿真和从构建水资源系统调控管理的角度运用GIS进行了初步的开发和设计，在条件事宜情况下，后续研究需要对水资源系统管理GIS平台进行完善和加深，使其具备数值的预测与模拟和预警与决策的功能;此外，还需对SD与GIS甚至是3S技术之间关联进行研究和设计，拓展到地区的生态环境等其他与水资源密切相关的领域，使其具备能够及时根据卫星定位、遥感影像实时获取相关信息，及时处理和动态仿真的功能。

总之，本研究将“易学”的哲学理念以及相关的其他理论初步运用到水资源系统的研究领域，将中华文化的思想精髓与现代科技手段有机结合，将定性的思想理论演绎与定量的数据分析计算有机融合，为水资源系统领域的研究提供了一种新思路。同时，本研究还通过实证应用，展示了这种研究的特点和思维模式，后续研究拟在深化现有研究的基础之上，将华夏悠久的文化精髓与现代定量化的研究方法相结合，将“易学”理论拓展到构建区域健康生态系统等领域，着力为人类经济社会可持续健康发展理念的不断丰富和延伸与我国生态文明建设的逐步推广和进一步落实进行探索与研究。