水資源系統(tǒng)分析概論P(yáng)PT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1水資源系統(tǒng)分析概論水資源系統(tǒng)分析概論第2頁(yè)/共51頁(yè)第3頁(yè)/共51頁(yè)第4頁(yè)/共51頁(yè)3.3.系統(tǒng)工程（系統(tǒng)分析）的含義系統(tǒng)工程（系統(tǒng)分析）的含義第5頁(yè)/共51頁(yè)（諸元素組成的）系統(tǒng)輸出被控制的半控制的非控制的輸入期望的不期望的中性的擴(kuò)大問(wèn)題范圍時(shí)的系統(tǒng)邊界反饋（包括任何外部的相互作用）輸入輸入中，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( (如隨機(jī)輸入如隨機(jī)輸入) )。輸出輸出中，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( (如洪災(zāi)、淹沒(méi)等副作用如洪災(zāi)、淹沒(méi)等副作用) )以及以及中性的。在動(dòng)態(tài)系

2、統(tǒng)中這個(gè)輸出還可能影響輸入即形成反饋。中性的。在動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中這個(gè)輸出還可能影響輸入即形成反饋。第6頁(yè)/共51頁(yè)（諸元素組成的）系統(tǒng)輸出被控制的半控制的非控制的輸入期望的不期望的中性的擴(kuò)大問(wèn)題范圍時(shí)的系統(tǒng)邊界反饋（包括任何外部的相互作用）系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中一些輸入或控制須作出系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中一些輸入或控制須作出決策決策，以達(dá)到某種期望的，以達(dá)到某種期望的目標(biāo)。目標(biāo)。因此，在系統(tǒng)工程中：因此，在系統(tǒng)工程中： 首先碰到的問(wèn)題就是要決定某一特定對(duì)象應(yīng)作為系統(tǒng)的一部分還首先碰到的問(wèn)題就是要決定某一特定對(duì)象應(yīng)作為系統(tǒng)的一部分還是環(huán)境的一部分，即要是環(huán)境的一部分，即要決定系統(tǒng)的決定系統(tǒng)的“邊界邊界” 或范圍或范圍，

3、從而能確定，從而能確定何者是規(guī)劃的內(nèi)容，何者是環(huán)境的各種何者是規(guī)劃的內(nèi)容，何者是環(huán)境的各種“輸入輸入”。 然后工程師的工作是去然后工程師的工作是去規(guī)劃安排系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，修改可控制或規(guī)劃安排系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，修改可控制或半可控制的輸入，以使所期望的輸出最大化和不希望的輸出最小半可控制的輸入，以使所期望的輸出最大化和不希望的輸出最小化化。第7頁(yè)/共51頁(yè)了能夠定量和用數(shù)學(xué)關(guān)系表達(dá)的一些變量和關(guān)系式之外，還有不少缺乏令人滿(mǎn)意的衡量其影響的綜合定量指標(biāo)的影響因素，需通過(guò)把它們化為約束條件處理來(lái)達(dá)到，這就需要用系統(tǒng)分析來(lái)解決。第8頁(yè)/共51頁(yè)第9頁(yè)/共51頁(yè)目標(biāo)的陳述目標(biāo)的陳述探索性研究探索性研究可行性

4、研究可行性研究開(kāi)發(fā)規(guī)劃開(kāi)發(fā)規(guī)劃監(jiān)察控制、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)監(jiān)察控制、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)第10頁(yè)/共51頁(yè)第11頁(yè)/共51頁(yè)第12頁(yè)/共51頁(yè)（2 2）模擬模型及其求解途徑）模擬模型及其求解途徑第13頁(yè)/共51頁(yè)第14頁(yè)/共51頁(yè)一、水資源系統(tǒng)特征（續(xù)）一、水資源系統(tǒng)特征（續(xù)）第15頁(yè)/共51頁(yè)一、水資源系統(tǒng)特征（續(xù)）一、水資源系統(tǒng)特征（續(xù)）第16頁(yè)/共51頁(yè)地表水與地下水是當(dāng)前人們所地表水與地下水是當(dāng)前人們所依賴(lài)的主要水資源依賴(lài)的主要水資源.陸地上可更新的淡水資源約陸地上可更新的淡水資源約41.0242.75萬(wàn)億萬(wàn)億m3，其中易，其中易于使用的約于使用的約12.514.5萬(wàn)億萬(wàn)億m3。按。按1995年人口統(tǒng)計(jì)，全

5、球約年人口統(tǒng)計(jì)，全球約7170 7450 m3/人人，其中易于，其中易于使用的淡水人均約使用的淡水人均約2180 2440 m3。全球水資源全球水資源的賦存形的賦存形式與所占比重：式與所占比重：0.76%全球水資源特性全球水資源特性第17頁(yè)/共51頁(yè)第18頁(yè)/共51頁(yè)第19頁(yè)/共51頁(yè)第20頁(yè)/共51頁(yè)華北地區(qū)華北地區(qū)人口稠密，其人口占全國(guó)的人口稠密，其人口占全國(guó)的26%26%，但水資源量?jī)H占全國(guó)的，但水資源量?jī)H占全國(guó)的6%6%，人，人均水量?jī)H為均水量?jī)H為556m556m3 3，不足全國(guó)人均的，不足全國(guó)人均的1/41/4。第21頁(yè)/共51頁(yè)第22頁(yè)/共51頁(yè)漳河某年逐月水量圖漳河某年逐月水量圖

6、 第23頁(yè)/共51頁(yè)第24頁(yè)/共51頁(yè)污染，河水已失去使用價(jià)值，污染，河水已失去使用價(jià)值，90%90%以上城市水域遭污染，我國(guó)已有以上城市水域遭污染，我國(guó)已有400400座城市缺水，有座城市缺水，有3636個(gè)個(gè)水質(zhì)型缺水質(zhì)型缺水城市。水城市。第25頁(yè)/共51頁(yè)第26頁(yè)/共51頁(yè)(4)(4)水利工程水利工程蓄水工程蓄水工程引（輸）水工程引（輸）水工程提水工程提水工程發(fā)電工程發(fā)電工程航運(yùn)工程航運(yùn)工程(5)(5)其他其他科技、教育、經(jīng)濟(jì)、管理等科技、教育、經(jīng)濟(jì)、管理等按照傳統(tǒng)的看法，水利工作大致可以按照傳統(tǒng)的看法，水利工作大致可以歸結(jié)為歸結(jié)為除害和興利除害和興利兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的方兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的方面。防

7、洪、排水、治污側(cè)重于除害，面。防洪、排水、治污側(cè)重于除害，灌溉、水電、水運(yùn)側(cè)重興利，而水土灌溉、水電、水運(yùn)側(cè)重興利，而水土保持、整治河道既除害又興利。保持、整治河道既除害又興利。第27頁(yè)/共51頁(yè)第28頁(yè)/共51頁(yè)項(xiàng)目項(xiàng)目受災(zāi)人口受災(zāi)人口( (萬(wàn)人萬(wàn)人) )倒塌房屋倒塌房屋( (萬(wàn)間萬(wàn)間) )受災(zāi)農(nóng)田受災(zāi)農(nóng)田( (萬(wàn)畝萬(wàn)畝) )直接經(jīng)濟(jì)直接經(jīng)濟(jì)損失損失( (億元億元) )最大值最大值1890.11890.171.5071.5010301030197.70197.70時(shí)間時(shí)間1997,8,181997,8,181956,8,11956,8,11997,8,181997,8,181997,8,18

8、1997,8,18原因原因1111號(hào)臺(tái)風(fēng)號(hào)臺(tái)風(fēng)1212號(hào)臺(tái)風(fēng)號(hào)臺(tái)風(fēng)1111號(hào)臺(tái)風(fēng)號(hào)臺(tái)風(fēng)1111號(hào)臺(tái)風(fēng)號(hào)臺(tái)風(fēng)第29頁(yè)/共51頁(yè)第30頁(yè)/共51頁(yè)全國(guó)歷年水災(zāi)、旱災(zāi)受災(zāi)和成災(zāi)狀況全國(guó)歷年水災(zāi)、旱災(zāi)受災(zāi)和成災(zāi)狀況(1950-1989)年份年份洪澇災(zāi)害洪澇災(zāi)害(年均年均)旱災(zāi)旱災(zāi)(年均年均)受災(zāi)面積受災(zāi)面積(萬(wàn)萬(wàn)hm2)成災(zāi)面積成災(zāi)面積(萬(wàn)萬(wàn)hm2)成災(zāi)率成災(zāi)率()受災(zāi)面積受災(zāi)面積(萬(wàn)萬(wàn)hm2)成災(zāi)面積成災(zāi)面積(萬(wàn)萬(wàn)hm2)成災(zāi)率成災(zāi)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：成災(zāi)面積指農(nóng)作物產(chǎn)量比常年減產(chǎn)注：成災(zāi)面積指農(nóng)作物產(chǎn)量比常年減產(chǎn)30%以上的耕地面積。以上的耕地面積。第31頁(yè)/共51頁(yè)污廢水資源化技術(shù)、中水利用技術(shù)、污廢水資源化技術(shù)、中水利用技術(shù)、海水利用技術(shù)、人工增雨等。海水利用技術(shù)、人工增雨等。第32頁(yè)/共51頁(yè)第33頁(yè)/共51頁(yè)第34頁(yè)/共51頁(yè)并科學(xué)有效地管理運(yùn)用。水庫(kù)的運(yùn)并科學(xué)有效地管理運(yùn)用。水庫(kù)的運(yùn)用講究蓄清排渾，船閘注意動(dòng)水沖用講究蓄清排渾，船閘注

10、意動(dòng)水沖沙，靜水行船，農(nóng)田要謹(jǐn)慎地進(jìn)行沙，靜水行船，農(nóng)田要謹(jǐn)慎地進(jìn)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頁(yè)/共51頁(yè)第36頁(yè)/共51頁(yè)漳河某年逐月水量圖漳河某年逐月水量圖 只是在只是在6 61111月上半月，來(lái)水滿(mǎn)足用水之后尚有富余，月上半月，來(lái)水滿(mǎn)足用水之后尚有富余，富余水量為富余水量為所示所示；在以后的月份里，來(lái)水不能滿(mǎn)足各月用水需要，在以后的月份里，來(lái)水不能滿(mǎn)足各月用水需要，缺水量為缺水量為所示；所示；根據(jù)原有條件，和一前一后，盡管形狀不同，根據(jù)原有條件，和一前一后，盡管形狀不同，數(shù)量是一樣的數(shù)量是一樣的。這就需要修建一座能蓄前所代表的多余水量，待到后之

11、時(shí)使用，否則這就需要修建一座能蓄前所代表的多余水量，待到后之時(shí)使用，否則余水白白流走，后來(lái)又缺水，損失慘重。余水白白流走，后來(lái)又缺水，損失慘重。這就是水庫(kù)這就是水庫(kù)年調(diào)節(jié)年調(diào)節(jié)的道理和設(shè)計(jì)水庫(kù)容積的一般概念。水庫(kù)如果修得再大，就的道理和設(shè)計(jì)水庫(kù)容積的一般概念。水庫(kù)如果修得再大，就可以把多水年份多余的水，蓄積起來(lái)供枯水年份使用，進(jìn)行可以把多水年份多余的水，蓄積起來(lái)供枯水年份使用，進(jìn)行多年調(diào)節(jié)多年調(diào)節(jié)。徑流調(diào)節(jié)不僅對(duì)水造成影響，也會(huì)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境帶來(lái)影響。徑流調(diào)節(jié)不僅對(duì)水造成影響，也會(huì)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境帶來(lái)影響。第37頁(yè)/共51頁(yè)第38頁(yè)/共51頁(yè)第39頁(yè)/共51頁(yè)“中國(guó)水威脅論中國(guó)水威脅論”的出

12、現(xiàn)，在排除了政治上的因素的出現(xiàn)，在排除了政治上的因素外，也在一定程度反映了中國(guó)水資源存在的問(wèn)題。外，也在一定程度反映了中國(guó)水資源存在的問(wèn)題。 第40頁(yè)/共51頁(yè)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織自聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織自2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代中期起，將谷物庫(kù)存占全年代中期起，將谷物庫(kù)存占全年消費(fèi)量的年消費(fèi)量的17%17%18%18%作為衡量世界糧食安全線標(biāo)準(zhǔn)。作為衡量世界糧食安全線標(biāo)準(zhǔn)。從理論上說(shuō)，我國(guó)糧食進(jìn)口規(guī)模應(yīng)控制在需求量的從理論上說(shuō)，我國(guó)糧食進(jìn)口規(guī)模應(yīng)控制在需求量的15%15%以?xún)?nèi)以?xún)?nèi)，即，即15%15%應(yīng)該作為我國(guó)糧食進(jìn)口率的紅線即警戒線應(yīng)該作為我國(guó)糧食進(jìn)口率的紅線即警戒線。雖然世界許多國(guó)家糧食進(jìn)口率都大

13、大超過(guò)雖然世界許多國(guó)家糧食進(jìn)口率都大大超過(guò)15%15%而并未感覺(jué)危而并未感覺(jué)危機(jī)，但機(jī)，但我國(guó)的人口規(guī)模我國(guó)的人口規(guī)模同這些國(guó)家根本無(wú)法相比。如此規(guī)同這些國(guó)家根本無(wú)法相比。如此規(guī)模的糧食進(jìn)口不僅要求國(guó)家具有足夠的外匯支付能力，而模的糧食進(jìn)口不僅要求國(guó)家具有足夠的外匯支付能力，而且還須在國(guó)際市場(chǎng)上買(mǎi)到如此多的糧食卻不使國(guó)際市場(chǎng)發(fā)且還須在國(guó)際市場(chǎng)上買(mǎi)到如此多的糧食卻不使國(guó)際市場(chǎng)發(fā)生大的供求波動(dòng)。這在國(guó)際環(huán)境良好生大的供求波動(dòng)。這在國(guó)際環(huán)境良好( (如國(guó)際政治經(jīng)濟(jì)秩序如國(guó)際政治經(jīng)濟(jì)秩序比較和諧，世界糧食供應(yīng)充足，價(jià)格較低比較和諧，世界糧食供應(yīng)充足，價(jià)格較低) )的情況下或許能的情況下或許能夠做到，但

14、畢竟風(fēng)險(xiǎn)極大。夠做到，但畢竟風(fēng)險(xiǎn)極大。因此，國(guó)內(nèi)糧食生產(chǎn)能力的保護(hù)極其重要，即使是大災(zāi)之因此，國(guó)內(nèi)糧食生產(chǎn)能力的保護(hù)極其重要，即使是大災(zāi)之年，進(jìn)口依存率也不應(yīng)跨越這條紅線。年，進(jìn)口依存率也不應(yīng)跨越這條紅線。 第41頁(yè)/共51頁(yè)二、水資源系統(tǒng)分析途徑簡(jiǎn)介二、水資源系統(tǒng)分析途徑簡(jiǎn)介第42頁(yè)/共51頁(yè)也不同，從而影響輸入元素和它們之間的相互關(guān)系。第43頁(yè)/共51頁(yè)l 水資源系統(tǒng)模型水資源系統(tǒng)模型考慮對(duì)象：考慮對(duì)象： 一般考慮的系統(tǒng)：水系統(tǒng)和土地資源系統(tǒng)一般考慮的系統(tǒng)：水系統(tǒng)和土地資源系統(tǒng) 新增加的內(nèi)容：水體的化學(xué)物、生物等影響水質(zhì)的因素。新增加的內(nèi)容：水體的化學(xué)物、生物等影響水質(zhì)的因素。（1 1）模

15、型問(wèn)題）模型問(wèn)題 水資源系統(tǒng)分析的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是要找出和應(yīng)用某一個(gè)或某一組特水資源系統(tǒng)分析的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是要找出和應(yīng)用某一個(gè)或某一組特定的具有很好仿真性的數(shù)學(xué)模型。定的具有很好仿真性的數(shù)學(xué)模型。l模型的建立：模型的建立：通過(guò)一定簡(jiǎn)化和假定后，用數(shù)學(xué)公式來(lái)描述表達(dá)確定通過(guò)一定簡(jiǎn)化和假定后，用數(shù)學(xué)公式來(lái)描述表達(dá)確定了的水利系統(tǒng)的各元素和輸入資料、輸出目標(biāo)、相互關(guān)系。了的水利系統(tǒng)的各元素和輸入資料、輸出目標(biāo)、相互關(guān)系。l模型有效性檢驗(yàn)：模型有效性檢驗(yàn)：能否以足夠的精度預(yù)測(cè)比較方案和系統(tǒng)因素變化能否以足夠的精度預(yù)測(cè)比較方案和系統(tǒng)因素變化對(duì)目標(biāo)函數(shù)值的影響，以便作出成熟的決策。對(duì)目標(biāo)函數(shù)值的影響，以便作出成熟的決策。l手段：手段：通過(guò)試算，把模型結(jié)果和實(shí)際會(huì)發(fā)生情況進(jìn)行對(duì)比，必要時(shí)通過(guò)試算，把模型結(jié)果和實(shí)際會(huì)發(fā)生情況進(jìn)行對(duì)比，必要時(shí)對(duì)模型進(jìn)行修改。對(duì)模型進(jìn)行修改。l注意的問(wèn)題：注意的問(wèn)題：避免出現(xiàn)使模型過(guò)于詳盡，使求解復(fù)雜化。避免