水資源系統(tǒng)基本概念

中文名稱：

水資源系統(tǒng)

英文名稱：

應(yīng)用學(xué)科：

水資源系統(tǒng)是在一定區(qū)域內(nèi)由可為人類利用的各種形態(tài)的水所構(gòu)成的統(tǒng)一體。統(tǒng)一體中的各類水具有相互聯(lián)系并依一定規(guī)律相互轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)出明顯的整體功能、層次結(jié)構(gòu)和特定行為。統(tǒng)一體內(nèi)部具有協(xié)同性和有序性，與外部進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換。

水資源系統(tǒng)內(nèi)的主要水源為大氣水、地表水、土壤水和地下水，以及經(jīng)處理后的污水和從系統(tǒng)外調(diào)入的水。各類水源間具有聯(lián)系，并在一定條件下相互轉(zhuǎn)化。如降雨入滲和灌溉可以補(bǔ)充土壤水，土壤水飽和后繼續(xù)下滲形成地下水；而地下水由于土壤毛細(xì)管作用形成潛水蒸發(fā)補(bǔ)充大氣水，還可通過側(cè)滲流入河流、湖泊而補(bǔ)充地表水。同樣，地表水一方面通過蒸發(fā)補(bǔ)充大氣水，而另一方面通過河湖入滲補(bǔ)充土壤水和地下水。因此，不同的水資源利用方式會(huì)影響到水資源系統(tǒng)內(nèi)各類水源的構(gòu)成比例、地域分布和轉(zhuǎn)化特性。

水資源系統(tǒng)在空間上為一分布系統(tǒng)。根據(jù)水資源形成和轉(zhuǎn)化的規(guī)律，一個(gè)水資源系統(tǒng)可以包含一個(gè)或若干個(gè)流域、水系、河流或河段。地下水資源的分區(qū)通常和地表水資源分區(qū)是一致的。顯然，按上述分區(qū)原則，一個(gè)水資源系統(tǒng)內(nèi)還可進(jìn)一步劃分成若干子系統(tǒng)，同時(shí)，其本身又是更大的水資源系統(tǒng)的子系統(tǒng)。所以，水資源系統(tǒng)具有明顯的層次結(jié)構(gòu)。

水資源系統(tǒng)具有若干整體功能。水本身不僅為人類的生存所必需，而且一定質(zhì)與量的供水，又是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。利用大壩和水輪機(jī)可以把天然徑流中蘊(yùn)藏的巨大勢(shì)能積累起來并轉(zhuǎn)化為電能（參見彩圖插頁第32頁）；通過水庫(kù)一方面可以攔蓄洪水減輕災(zāi)害，又可以發(fā)展灌溉（參見彩圖插頁第32頁）；河流又興舟楫之利，湖泊可以發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖和旅游業(yè)。在生態(tài)環(huán)境方面，水可以調(diào)節(jié)氣候，保持森林、草原的生態(tài)穩(wěn)定以及濕地的生物多樣性。

研究水資源系統(tǒng)的內(nèi)在特點(diǎn)、整體功能及其與外部環(huán)境的聯(lián)系，是水資源可持續(xù)利用的基本條件。2100433B

是流域或地區(qū)范圍內(nèi)在水文、水力和水利上互有聯(lián)系的各水體（如河流、湖泊、水庫(kù)、地下水等）和有關(guān)工程建筑所構(gòu)成的綜合體。一個(gè)復(fù)雜的水資源系統(tǒng)往往是一個(gè)包含有多個(gè)水體和工程單元（如電站、閘壩等）、多種開發(fā)目標(biāo) (如防洪、發(fā)電、灌溉和航運(yùn)等)、多種約束(如地質(zhì)地形條件、河道安全泄量和水質(zhì)要求等)和多種影響 (政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)等)的流域系統(tǒng)。水資源系統(tǒng)一般特性有：①社會(huì)政治屬性。水是人民生活和社會(huì)生產(chǎn)不可缺少的自然資源。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)水的需求不斷增長(zhǎng)，有限的水資源的開發(fā)管理涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)很多部門的利益和發(fā)展要求，影響社會(huì)環(huán)境甚至生態(tài)平衡；它關(guān)系到國(guó)計(jì)民生，歷來都被認(rèn)為是全社會(huì)的共同責(zé)任。水資源分布的地域范圍有時(shí)與行政區(qū)劃界線不一致，往往跨區(qū)、跨省甚至跨國(guó)，存在管理權(quán)限、效益得失等矛盾，也必須從政治、政策上加以協(xié)調(diào)。②經(jīng)濟(jì)屬性。水資源開發(fā)利用和治理目標(biāo)有防洪、灌溉、水力發(fā)電和航運(yùn)等多目標(biāo)和綜合開發(fā)的目的，其中取得最大經(jīng)濟(jì)效益常是它的最終目標(biāo)。③水文特性。主要指水資源系統(tǒng)中水文現(xiàn)象的循環(huán)特性、隨機(jī)特性和異常情況下的躍變特性等。水文現(xiàn)象有規(guī)律的變化，決定了水資源管理運(yùn)行中各種周期（多年、年、季或日）的徑流調(diào)節(jié)；水文現(xiàn)象的隨機(jī)變化，可使水資源系統(tǒng)的規(guī)劃和運(yùn)行帶有一定的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)；而水文異?，F(xiàn)象的出現(xiàn)（如特旱、特澇）又使系統(tǒng)的管理需要考慮非常情況下的應(yīng)變措施。

水資源系統(tǒng)模擬是根據(jù)擬定的水資源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型和數(shù)學(xué)模型，并借助計(jì)算機(jī)等技術(shù)對(duì)水資源系統(tǒng)進(jìn)行的“仿真”模擬計(jì)算與分析過程。

中文名稱

水資源系統(tǒng)模擬

英文名稱

water resource system simulation

定　　義

根據(jù)擬定的水資源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型和數(shù)學(xué)模型，并借助計(jì)算機(jī)等技術(shù)對(duì)水資源系統(tǒng)進(jìn)行的“仿真”模擬計(jì)算與分析過程。

應(yīng)用學(xué)科

資源科技（一級(jí)學(xué)科），水資源學(xué)（二級(jí)學(xué)科）

水資源系統(tǒng)分析是采用最優(yōu)化、模擬等手段，使系統(tǒng)狀態(tài)最優(yōu)（綜合經(jīng)濟(jì)效益最大），不利影響如洪澇災(zāi)害損失、環(huán)境污染最小。水資源系統(tǒng)分析針對(duì)概化的水資源系統(tǒng)，在確定的目標(biāo)函數(shù)和一系列約束條件下，選擇不同的方法求得最優(yōu)解。常用的方法有：靜態(tài)規(guī)劃或動(dòng)態(tài)規(guī)劃；線性規(guī)劃或非線性規(guī)劃；確定性或隨機(jī)性模型。根據(jù)不同的需要有：?jiǎn)文繕?biāo)規(guī)劃或多目標(biāo)規(guī)劃，此外還有不同類型的譜系化模型等。

在水資源規(guī)劃或水資源管理中，研究一個(gè)流域或地區(qū)內(nèi)各種水源與水利水電工程措施間的相互關(guān)系，以取得最大綜合經(jīng)濟(jì)效益的途徑。是水資源開發(fā)利用的近代研究手段之一。