六盤水市水資源安全系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬研究

代穩(wěn)+王金鳳+秦趣+仝雙梅

摘要：利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法構(gòu)建六盤水市水資源安全系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，選取人口增產(chǎn)率、工業(yè)產(chǎn)值增加率、工業(yè)用水重復(fù)利用率、工業(yè)萬元產(chǎn)值取水量、城市化率、農(nóng)村人均日用水量、城市人均日用水量、污水處理率、污水回用率、農(nóng)田灌溉定額、可利用水資源量等作為六盤水市水資源安全的衡量指標(biāo)，在變換指標(biāo)值形成的12個(gè)策略方案下，模擬2008-2030年六盤水市水資源安全的動(dòng)態(tài)變化，尋求保證六盤水市水資源安全的方法，為決策者提供科學(xué)的決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞：水資源安全；系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)；模擬；六盤水市

中圖分類號(hào)：TV213.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2014）15-3692-05

Simulating Dynamics of Water Resources Safety in Liupanshui City

DAI Wen1，2，WANG Jin-feng1，QIN Qu1， TONG Shuang-mei1

（1.Liupanshui Normal College， Liupanshui 553004， Guizhou， China；

2.Institute of Wumeng Mountain Area Development Research， Liupanshui 553004， Guizhou， China）

Abstract： Water security system in Liupanshui City was constructed by using system dynamics method. The population increase rate， growth rate of industrial output， industrial water recycling rate， industrial water consumption per 10 000 yuan output value， urbanization， rural per capita daily water consumption， urban per capita daily water consumption， sewage treatment rate， wastewater reuse rate， irrigation quota， the amount of available water resources were selected as measurement index of water security. The water security of Liupanshui was improved based on simulating the dynamic changes of water security under twelve various schemes from 2008 to 2030. The study will provide a scientific basis for decision making.

Key words： water resources safety； system dynamics； simulation； Liupanshui city

收稿日期：2014-03-18

基金項(xiàng)目：貴州省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)規(guī)劃課題（13GZYB27）；貴州省科學(xué)技術(shù)基金項(xiàng)目[黔科合J字（2012）2308號(hào)]；六盤水師范學(xué)院自然科學(xué)科研

計(jì)劃青年項(xiàng)目（lpssy201113）

作者簡介：代 穩(wěn)（1982-），男，貴州六盤水人，講師，碩士，主要從事水文學(xué)、水資源的教學(xué)及研究工作，（電話）15285869161（電子信箱）

daiwen127822@126.com。

六盤水市是中國涼都，貴州省第三大城市，位于貴州省西部，界于北緯25°19′44"-26°55′33"、東經(jīng)104°18′20"-105°42′50"之間，總面積99.26萬hm2，占全省總面積的5.63%。六盤水市位于長江水系和珠江水系的分水嶺地區(qū)，水資源總量63.3億m3，其中地下水資源量14.3億m3，人均水資源占有量為2 123 m3，低于全省平均水平，也低于國際公認(rèn)的人均水資源占有量3 000 m3的缺水警戒線，屬于輕度缺水。由于受地形、地貌和降水量時(shí)空分配不均的影響，水資源量將制約六盤水市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。從近10年六盤水市的用水來看，工業(yè)用水量呈上升的趨勢(shì)，若按此勢(shì)頭發(fā)展，六盤水市水資源的短缺形勢(shì)將更加嚴(yán)峻。同時(shí)，六盤水市水資源安全問題[1]還表現(xiàn)在：①工程性缺水；②水資源的利用效率低，其他水源供給不足；③水環(huán)境污染嚴(yán)重。隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展、人口的過快增長和水環(huán)境污染的加劇，水資源危機(jī)已成為六盤水市可持續(xù)發(fā)展的瓶頸；協(xié)調(diào)好水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系， 是解決六盤水市水資源安全問題的關(guān)鍵。鑒于此， 本研究采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法， 對(duì)影響六盤水市水資源安全系統(tǒng)的因素及其重要性進(jìn)行甄別， 深入分析各變量間的反饋關(guān)系， 構(gòu)建六盤水市水資源安全的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型， 對(duì)2010-2030年六盤水市水資源安全進(jìn)行預(yù)測(cè)， 對(duì)比分析不同發(fā)展方案下的水資源安全， 以期為六盤水市水資源安全建設(shè)提供依據(jù)。

1 水資源安全系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

1.1 水資源安全的理論內(nèi)涵

安全是指不受威脅、恐嚇，沒有危險(xiǎn)、損失和危害。安全與“危險(xiǎn)”、“威脅”相對(duì)?，F(xiàn)實(shí)主義理論家諾德·次爾弗斯在《沖突與合作》中論道：安全是獲價(jià)值時(shí)，在客觀上不存在威脅，主觀上不存在恐懼。資源安全于20世紀(jì)90年代中后期出現(xiàn)，是一個(gè)國家或地區(qū)可以持續(xù)、穩(wěn)定、及時(shí)、足量和經(jīng)濟(jì)地獲取所需資源的狀態(tài)或能力，屬于內(nèi)涵豐富的復(fù)合范疇。endprint

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)規(guī)模的空前擴(kuò)大和全球化進(jìn)程的日益加劇，全球性的人口、資源、環(huán)境與生態(tài)等方面出現(xiàn)了危機(jī)，水資源作為自然資源的重要組成部分，也面臨著威脅和危險(xiǎn)，影響著一個(gè)國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。關(guān)于水資源安全的定義，國內(nèi)外學(xué)者有不同的觀點(diǎn)，這些觀點(diǎn)、概念都在一定程度上反映了水資源安全的內(nèi)涵，但仍未形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。賈紹鳳等[2]、夏軍等[3]采用可接受價(jià)格的能力來定義，強(qiáng)調(diào)水資源安全是以可承受的價(jià)格確保人人獲得安全飲用水以及滿足其生活、生產(chǎn)用水。鄭通漢[4]從社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來定義，強(qiáng)調(diào)水資源安全是指國家利益不因洪水災(zāi)害、干旱缺水、供水水質(zhì)污染、水環(huán)境破壞等造成嚴(yán)重?fù)p失，水資源的自然循環(huán)過程和系統(tǒng)不受破壞或嚴(yán)重威脅，維系良好生態(tài)環(huán)境的需求，水資源能夠滿足國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要。郭安軍等[5]、韓劍宏等[6]、趙軍凱等[7]采用供需平衡來定義，水資源安全涉及社會(huì)安全、經(jīng)濟(jì)安全和生態(tài)安全等幾個(gè)層次，其實(shí)質(zhì)是水資源供給能否滿足合理的水資源需求。暢明琦等[8]從安全的本質(zhì)屬性出發(fā)，認(rèn)為水循環(huán)的健康運(yùn)行不因水資源的問題而面臨危險(xiǎn)與威脅的狀態(tài)。

總之，水資源安全是指一個(gè)國家或區(qū)域在某一具體歷史發(fā)展階段，以可以預(yù)見的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展水平為依據(jù)，以社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和水資源可持續(xù)利用為原則，以維護(hù)生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)為條件，使水資源能夠滿足國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要，水資源的供需達(dá)到平衡。水資源安全包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)涵。

1.1.1 時(shí)空內(nèi)涵 時(shí)空內(nèi)涵是指水資源安全具有明顯的空間性和明確的時(shí)序性。第一，水資源安全具有相應(yīng)的空間，一般在不考慮外流域調(diào)水的情況下，區(qū)域水資源就是當(dāng)?shù)厮Y源，包含地表水資源和地下水資源；第二，水資源相同，水資源安全未必相同，即相同數(shù)量的水資源在不同區(qū)域上，相對(duì)應(yīng)的水資源安全是不一定相同的；第三，水資源安全是指未來或現(xiàn)在時(shí)段上的水資源安全狀況，具有特定的時(shí)間界限；第四，水資源安全是指“不同時(shí)間尺度”和“不同空間尺度”上的水資源安全問題，主要體現(xiàn)在將來不同時(shí)段、不同區(qū)域水資源安全會(huì)有不同的表現(xiàn)形式，即使是同一區(qū)域，不同時(shí)段其水資源安全狀況也不一樣。

1.1.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)內(nèi)涵 水資源安全的社會(huì)經(jīng)濟(jì)內(nèi)涵主要體現(xiàn)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和水資源的配置上。第一，水資源安全是“可以預(yù)見的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展水平為依據(jù)”的，而技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和發(fā)展水平包括：人類開發(fā)利用水資源的經(jīng)濟(jì)技術(shù)能力、社會(huì)各行業(yè)的用水水平、污水處理能力、節(jié)水技術(shù)、社會(huì)對(duì)水資源的優(yōu)化配置以及社會(huì)的用水結(jié)構(gòu)等方面，因此可以依靠調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和發(fā)展經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平等手段來提高水資源安全。第二，水資源利用具有廣泛性，進(jìn)行合理的水資源優(yōu)化配置將有利于水資源安全。

1.1.3 可持續(xù)性內(nèi)涵 水資源安全是“以社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和水資源可持續(xù)利用為原則”，“以維護(hù)生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展為條件”得到的，這充分體現(xiàn)了區(qū)域水資源安全的可持續(xù)性內(nèi)涵。第一，保證水資源安全具有持續(xù)性，即隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，既要保證目前水資源安全，又要保證未來水資源安全；第二，可持續(xù)性的開發(fā)利用水資源，要在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長和社會(huì)繁榮的同時(shí)，保護(hù)水資源完整性和生態(tài)環(huán)境，而不是一味地單純追求經(jīng)濟(jì)增長，要保證人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1.2 水資源安全系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

水資源安全需要保證人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)發(fā)展，各個(gè)環(huán)節(jié)之間相互聯(lián)系、相互作用、相互制約、相互影響，是非線性復(fù)雜系統(tǒng)問題，且具有時(shí)空內(nèi)涵。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型正是描述系統(tǒng)各要素之間的相互關(guān)系，揭示水資源安全系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其相互之間的關(guān)系和反饋與控制。應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法模擬水資源安全，使水資源安全系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)環(huán)節(jié)相互耦合、作用[9]。通過建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，分析人口、資源、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的相互關(guān)系，改變系統(tǒng)的參數(shù)，選擇多種決策方案，對(duì)比分析多個(gè)方案，尋求最優(yōu)方案。通過各種決策方案的模擬，可以有效地反映出人口、資源、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系[10，11]。

2 六盤水市水資源安全系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬

2.1 水資源安全系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型

2.1.1 水資源安全系統(tǒng) 根據(jù)六盤水市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、水資源的供需特點(diǎn)，并參考水資源相關(guān)規(guī)劃，將水資源安全系統(tǒng)分為6個(gè)子系統(tǒng)[12]：水資源、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生活用水、生態(tài)用水、水污染。在這6個(gè)子系統(tǒng)中，工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生活用水、生態(tài)用水、水污染為水資源安全的主體，水資源子系統(tǒng)是水資源安全的客體。

2.1.2 仿真模型的建立 六盤水市水資源系統(tǒng)是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)，將其看成一個(gè)水資源與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)相互作用、相互依存的大系統(tǒng)。選取六盤水市行政邊界為水資源安全模型的邊界，分別建立水資源、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生活用水、生態(tài)用水、水污染等6個(gè)子系統(tǒng)來分析水資源供需平衡及6個(gè)子系統(tǒng)之間的相互依賴與相互制約關(guān)系，從而建立水資源安全系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型（圖1）。

2.2 水資源安全系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬

2.2.1 模型檢驗(yàn) 為了使水資源安全系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果正確、準(zhǔn)確、客觀、嚴(yán)謹(jǐn)，需要對(duì)六盤水市水資源安全系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行檢驗(yàn)。從模型結(jié)構(gòu)上來說，單位是統(tǒng)一的，模型是可行的，可以模擬，Vensim軟件給予論證。從合適性檢驗(yàn)上說，六盤水市水資源安全系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)靈敏度和結(jié)構(gòu)靈敏度都較強(qiáng)。從歷史檢驗(yàn)上說，模型行為與實(shí)際系統(tǒng)具有一致性。

2.2.2 模型模擬 模型通過檢驗(yàn)后，根據(jù)六盤水水資源安全的實(shí)際情況，結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源的優(yōu)化配置以及社會(huì)的用水結(jié)構(gòu)，對(duì)所建立的六盤水市水資源安全系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，設(shè)計(jì)12個(gè)不同的水資源安全策略方案來進(jìn)行仿真模擬，得出不同策略方案的優(yōu)越性，為水資源管理者提供參考。

3 六盤水市水資源安全計(jì)算

3.1 現(xiàn)狀條件下六盤水市水資源安全的變化趨勢(shì)endprint

按照模型的歷史檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，即2008年為起始年，2009、2010年的數(shù)據(jù)為檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，具有一致性，其模擬得到了現(xiàn)狀條件下六盤水市不同年份的水資源供需平衡比（圖2）。從圖2可以看出，按照現(xiàn)狀發(fā)展水平和用水趨勢(shì)，六盤水市水資源安全壓力呈上升趨勢(shì)，水資源的供給必將成為制約六盤水市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)發(fā)展的瓶頸。

3.2 不同方案下六盤水市水資源安全的變化趨勢(shì)

水資源安全涉及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等多方面，是復(fù)雜的巨型大系統(tǒng)。為了研討不同策略方案下六盤水市水資源安全變化趨勢(shì)，需選取人口增產(chǎn)率、工業(yè)產(chǎn)值增加率、工業(yè)用水重復(fù)利用率、工業(yè)萬元產(chǎn)值取水量、城市化率、農(nóng)村人均日用水量、城市人均日用水量、污水處理率、污水回用率、農(nóng)田灌溉定額、可利用水資源量等指標(biāo)作為不同策略方案的參考標(biāo)準(zhǔn)[13，14]，通過不同策略方案的指標(biāo)不同取值，來模擬水資源安全的變化趨勢(shì)，形成不同策略方案。

方案一仿真模擬中，由于六盤水市是以煤炭工業(yè)為主的新興工業(yè)城市，工業(yè)用水量大，該方案采取降低工業(yè)萬元產(chǎn)值取水量，提高工業(yè)用水重復(fù)利用率的措施來模擬運(yùn)行水資源安全系統(tǒng)。

方案二仿真模擬中，由于貴州省實(shí)施工業(yè)強(qiáng)省戰(zhàn)略，六盤水要加快資源開發(fā)，打造我國南方重要的能源、原材料和煤化工基地，推進(jìn)城市建設(shè)，把六盤水市建設(shè)成為區(qū)域性城市和貴州省大城市，六盤水市將實(shí)施工業(yè)強(qiáng)市和城鎮(zhèn)化帶動(dòng)戰(zhàn)略，該方案強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性，采取提高工業(yè)產(chǎn)值增長率和提高城市化率的措施來模擬運(yùn)行水資源安全系統(tǒng)。

方案三仿真模擬中，考慮六盤水市的水資源開發(fā)利用程度，不同的年份其水資源量不同，且相差大（表1），這就要求盡量合理分配水資源量，該方案采取提高水資源量的措施來模擬運(yùn)行水資源安全系統(tǒng)。

方案四仿真模擬中，考慮農(nóng)業(yè)用水量，通過降低農(nóng)田灌溉定額和提高農(nóng)業(yè)回歸系數(shù)的措施來模擬運(yùn)行水資源安全系統(tǒng)。

方案五仿真模擬中，嚴(yán)格控制人口數(shù)量，降低人均生活日用水量（包含城市和農(nóng)村）的措施來模擬運(yùn)行水資源安全系統(tǒng)。

方案六仿真模擬中，通過降低工業(yè)廢水排放系數(shù)、生活污水排放系數(shù)和提高污水處理率、污水回用率等措施來模擬運(yùn)行水資源安全系統(tǒng)。

方案七仿真模擬中，綜合方案一、方案二，模擬水資源安全。

方案八仿真模擬中，綜合方案一、方案二、方案三，模擬水資源安全。

方案九仿真模擬中，綜合方案二、方案四、方案五、方案六，模擬水資源安全。

方案十仿真模擬中，綜合方案二、方案三、方案四、方案五、方案六，模擬水資源安全。

方案十一仿真模擬中，綜合方案一、方案二、方案三、方案四、方案五、方案六，模擬水資源安全。

方案十二仿真模擬中，綜合方案一、方案三、方案四、方案五、方案六，稍加考慮方案二，模擬水資源安全。

按照不同策略方案的取值，對(duì)六盤水水資源安全進(jìn)行模擬，并繪制出不同策略方案及綜合方案的折線圖（圖3、圖4）。從方案一、方案三、方案四、方案五、方案六、方案十二的水資源安全趨勢(shì)變化圖可以看出，它們是呈指數(shù)增長趨勢(shì)；從方案二、方案七、方案八、方案九、方案十、方案十一的水資源安全趨勢(shì)變化圖可以看出，它們是呈先上升后趨于水平發(fā)展方式，但到2030年止，其水資源供需平衡比前者均低于后者。六盤水社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展制約著水資源安全狀況，從方案二可以看出，當(dāng)工業(yè)總產(chǎn)值增長率達(dá)到65%，城市化率達(dá)到50%時(shí)，其水資源安全狀況嚴(yán)重，從方案七到方案十一均都采取不同的措施，包括開源、節(jié)流、提高水資源的利用率等來確保水資源安全，但這些措施仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。從方案十二可以看出，即采取多種措施同經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相匹配，同時(shí)也要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，六盤水市屬于資源型城市，需要轉(zhuǎn)變發(fā)展模式，尋求資源枯竭的后續(xù)發(fā)展問題。

4 結(jié)論與建議

本研究選擇系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法對(duì)水資源安全內(nèi)部各要素之間的關(guān)系進(jìn)行分析，從而構(gòu)建六盤水市水資源安全系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。選取人口增產(chǎn)率、工業(yè)產(chǎn)值增加率、工業(yè)用水重復(fù)利用率、工業(yè)萬元產(chǎn)值取水量、城市化率、農(nóng)村人均日用水量、城市人均日用水量、污水處理率、污水回用率、農(nóng)田灌溉定額、可利用水資源量等指標(biāo)的不同取值，形成12個(gè)策略方案模型和1個(gè)現(xiàn)狀水平模型，模擬得到2008-2030年六盤水市水資源安全的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。通過開源、節(jié)流，提高用水效率、污水治理率和農(nóng)田回歸系數(shù)等均能在不同程度緩解水資源危機(jī)，保證水資源安全，但不能有效地改變水資源供需平衡比的趨勢(shì)，只有采取多種措施，使之與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相匹配，同時(shí)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，才能有效保證水資源安全。

參考文獻(xiàn)：

[1] 代 穩(wěn)，吳得卿，仝雙梅.六盤水市水資源安全問題及對(duì)策研究[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2011（3）：1-3.

[2] 賈紹鳳，張軍巖，張士鋒.區(qū)域水資源壓力指數(shù)與水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2002，21（6）：538-545.

[3] 夏 軍，朱一中.水資源安全的度量：水資源的研究與挑戰(zhàn)[J].自然資源學(xué)報(bào)，2002，17（3）：262-269.

[4] 鄭通漢.論水資源安全與水資源安全預(yù)警[J].中國水利，2003（11）：19-23.

[5] 郭安軍，屠梅曾.水資源安全預(yù)警機(jī)制探討[J].生產(chǎn)力研究， 2002（1）：37-38.

[6] 韓劍宏，倪 文，延克軍.水資源安全的影響因素[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2004（1）：24-26.

[7] 趙軍凱，趙秉棟，冷傳明.中國水資源安全與可持續(xù)利用[J].南陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004（3）：67-70.

[8] 暢明琦，劉俊萍.論中國水資源安全的形勢(shì)[J].生產(chǎn)力研究， 2006（8）：5-7.

[9] 黃莉新.江蘇省水資源承載能力評(píng)價(jià)[J].水科學(xué)進(jìn)展，2007，18（6）：879-883.

[10] 張振偉，楊路華，高慧嫣等.基于SD模型的河北省水資源承載力研究[J].地理研究，2008，20（3）：20-24.

[11] 惠泱河，蔣曉輝，黃 強(qiáng)，等.二元模式下水資源承載力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真模型研究[J].地理研究，2001，20（2）：191-198.

[12] 代 穩(wěn).基于SD模型的水資源安全模擬研究——以貴州省為例[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2010（6）：4-8.

[13] 代 穩(wěn)，張美竹，秦 趣，等.貴州省水資源安全的空間地域差異[J].節(jié)水灌溉，2013（3）：38-41.

[14] 代 穩(wěn)，諶洪星，仝雙梅.水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J].節(jié)水灌溉，2012（3）：40-43.endprint

按照模型的歷史檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，即2008年為起始年，2009、2010年的數(shù)據(jù)為檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，具有一致性，其模擬得到了現(xiàn)狀條件下六盤水市不同年份的水資源供需平衡比（圖2）。從圖2可以看出，按照現(xiàn)狀發(fā)展水平和用水趨勢(shì)，六盤水市水資源安全壓力呈上升趨勢(shì)，水資源的供給必將成為制約六盤水市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)發(fā)展的瓶頸。

3.2 不同方案下六盤水市水資源安全的變化趨勢(shì)

水資源安全涉及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等多方面，是復(fù)雜的巨型大系統(tǒng)。為了研討不同策略方案下六盤水市水資源安全變化趨勢(shì)，需選取人口增產(chǎn)率、工業(yè)產(chǎn)值增加率、工業(yè)用水重復(fù)利用率、工業(yè)萬元產(chǎn)值取水量、城市化率、農(nóng)村人均日用水量、城市人均日用水量、污水處理率、污水回用率、農(nóng)田灌溉定額、可利用水資源量等指標(biāo)作為不同策略方案的參考標(biāo)準(zhǔn)[13，14]，通過不同策略方案的指標(biāo)不同取值，來模擬水資源安全的變化趨勢(shì)，形成不同策略方案。

方案一仿真模擬中，由于六盤水市是以煤炭工業(yè)為主的新興工業(yè)城市，工業(yè)用水量大，該方案采取降低工業(yè)萬元產(chǎn)值取水量，提高工業(yè)用水重復(fù)利用率的措施來模擬運(yùn)行水資源安全系統(tǒng)。

方案二仿真模擬中，由于貴州省實(shí)施工業(yè)強(qiáng)省戰(zhàn)略，六盤水要加快資源開發(fā)，打造我國南方重要的能源、原材料和煤化工基地，推進(jìn)城市建設(shè)，把六盤水市建設(shè)成為區(qū)域性城市和貴州省大城市，六盤水市將實(shí)施工業(yè)強(qiáng)市和城鎮(zhèn)化帶動(dòng)戰(zhàn)略，該方案強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性，采取提高工業(yè)產(chǎn)值增長率和提高城市化率的措施來模擬運(yùn)行水資源安全系統(tǒng)。

方案三仿真模擬中，考慮六盤水市的水資源開發(fā)利用程度，不同的年份其水資源量不同，且相差大（表1），這就要求盡量合理分配水資源量，該方案采取提高水資源量的措施來模擬運(yùn)行水資源安全系統(tǒng)。

方案四仿真模擬中，考慮農(nóng)業(yè)用水量，通過降低農(nóng)田灌溉定額和提高農(nóng)業(yè)回歸系數(shù)的措施來模擬運(yùn)行水資源安全系統(tǒng)。

方案五仿真模擬中，嚴(yán)格控制人口數(shù)量，降低人均生活日用水量（包含城市和農(nóng)村）的措施來模擬運(yùn)行水資源安全系統(tǒng)。

方案六仿真模擬中，通過降低工業(yè)廢水排放系數(shù)、生活污水排放系數(shù)和提高污水處理率、污水回用率等措施來模擬運(yùn)行水資源安全系統(tǒng)。

方案七仿真模擬中，綜合方案一、方案二，模擬水資源安全。

方案八仿真模擬中，綜合方案一、方案二、方案三，模擬水資源安全。

方案九仿真模擬中，綜合方案二、方案四、方案五、方案六，模擬水資源安全。

方案十仿真模擬中，綜合方案二、方案三、方案四、方案五、方案六，模擬水資源安全。

方案十一仿真模擬中，綜合方案一、方案二、方案三、方案四、方案五、方案六，模擬水資源安全。

方案十二仿真模擬中，綜合方案一、方案三、方案四、方案五、方案六，稍加考慮方案二，模擬水資源安全。

按照不同策略方案的取值，對(duì)六盤水水資源安全進(jìn)行模擬，并繪制出不同策略方案及綜合方案的折線圖（圖3、圖4）。從方案一、方案三、方案四、方案五、方案六、方案十二的水資源安全趨勢(shì)變化圖可以看出，它們是呈指數(shù)增長趨勢(shì)；從方案二、方案七、方案八、方案九、方案十、方案十一的水資源安全趨勢(shì)變化圖可以看出，它們是呈先上升后趨于水平發(fā)展方式，但到2030年止，其水資源供需平衡比前者均低于后者。六盤水社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展制約著水資源安全狀況，從方案二可以看出，當(dāng)工業(yè)總產(chǎn)值增長率達(dá)到65%，城市化率達(dá)到50%時(shí)，其水資源安全狀況嚴(yán)重，從方案七到方案十一均都采取不同的措施，包括開源、節(jié)流、提高水資源的利用率等來確保水資源安全，但這些措施仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。從方案十二可以看出，即采取多種措施同經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相匹配，同時(shí)也要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，六盤水市屬于資源型城市，需要轉(zhuǎn)變發(fā)展模式，尋求資源枯竭的后續(xù)發(fā)展問題。

4 結(jié)論與建議

本研究選擇系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法對(duì)水資源安全內(nèi)部各要素之間的關(guān)系進(jìn)行分析，從而構(gòu)建六盤水市水資源安全系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。選取人口增產(chǎn)率、工業(yè)產(chǎn)值增加率、工業(yè)用水重復(fù)利用率、工業(yè)萬元產(chǎn)值取水量、城市化率、農(nóng)村人均日用水量、城市人均日用水量、污水處理率、污水回用率、農(nóng)田灌溉定額、可利用水資源量等指標(biāo)的不同取值，形成12個(gè)策略方案模型和1個(gè)現(xiàn)狀水平模型，模擬得到2008-2030年六盤水市水資源安全的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。通過開源、節(jié)流，提高用水效率、污水治理率和農(nóng)田回歸系數(shù)等均能在不同程度緩解水資源危機(jī)，保證水資源安全，但不能有效地改變水資源供需平衡比的趨勢(shì)，只有采取多種措施，使之與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相匹配，同時(shí)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，才能有效保證水資源安全。

參考文獻(xiàn)：

[1] 代 穩(wěn)，吳得卿，仝雙梅.六盤水市水資源安全問題及對(duì)策研究[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2011（3）：1-3.

[2] 賈紹鳳，張軍巖，張士鋒.區(qū)域水資源壓力指數(shù)與水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2002，21（6）：538-545.

[3] 夏 軍，朱一中.水資源安全的度量：水資源的研究與挑戰(zhàn)[J].自然資源學(xué)報(bào)，2002，17（3）：262-269.

[4] 鄭通漢.論水資源安全與水資源安全預(yù)警[J].中國水利，2003（11）：19-23.

[5] 郭安軍，屠梅曾.水資源安全預(yù)警機(jī)制探討[J].生產(chǎn)力研究， 2002（1）：37-38.

[6] 韓劍宏，倪 文，延克軍.水資源安全的影響因素[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2004（1）：24-26.

[7] 趙軍凱，趙秉棟，冷傳明.中國水資源安全與可持續(xù)利用[J].南陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004（3）：67-70.

[8] 暢明琦，劉俊萍.論中國水資源安全的形勢(shì)[J].生產(chǎn)力研究， 2006（8）：5-7.

[9] 黃莉新.江蘇省水資源承載能力評(píng)價(jià)[J].水科學(xué)進(jìn)展，2007，18（6）：879-883.

[10] 張振偉，楊路華，高慧嫣等.基于SD模型的河北省水資源承載力研究[J].地理研究，2008，20（3）：20-24.

[11] 惠泱河，蔣曉輝，黃 強(qiáng)，等.二元模式下水資源承載力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真模型研究[J].地理研究，2001，20（2）：191-198.

[12] 代 穩(wěn).基于SD模型的水資源安全模擬研究——以貴州省為例[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2010（6）：4-8.

[13] 代 穩(wěn)，張美竹，秦 趣，等.貴州省水資源安全的空間地域差異[J].節(jié)水灌溉，2013（3）：38-41.

[14] 代 穩(wěn)，諶洪星，仝雙梅.水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J].節(jié)水灌溉，2012（3）：40-43.endprint

按照模型的歷史檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，即2008年為起始年，2009、2010年的數(shù)據(jù)為檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，具有一致性，其模擬得到了現(xiàn)狀條件下六盤水市不同年份的水資源供需平衡比（圖2）。從圖2可以看出，按照現(xiàn)狀發(fā)展水平和用水趨勢(shì)，六盤水市水資源安全壓力呈上升趨勢(shì)，水資源的供給必將成為制約六盤水市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)發(fā)展的瓶頸。

3.2 不同方案下六盤水市水資源安全的變化趨勢(shì)

水資源安全涉及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等多方面，是復(fù)雜的巨型大系統(tǒng)。為了研討不同策略方案下六盤水市水資源安全變化趨勢(shì)，需選取人口增產(chǎn)率、工業(yè)產(chǎn)值增加率、工業(yè)用水重復(fù)利用率、工業(yè)萬元產(chǎn)值取水量、城市化率、農(nóng)村人均日用水量、城市人均日用水量、污水處理率、污水回用率、農(nóng)田灌溉定額、可利用水資源量等指標(biāo)作為不同策略方案的參考標(biāo)準(zhǔn)[13，14]，通過不同策略方案的指標(biāo)不同取值，來模擬水資源安全的變化趨勢(shì)，形成不同策略方案。

方案一仿真模擬中，由于六盤水市是以煤炭工業(yè)為主的新興工業(yè)城市，工業(yè)用水量大，該方案采取降低工業(yè)萬元產(chǎn)值取水量，提高工業(yè)用水重復(fù)利用率的措施來模擬運(yùn)行水資源安全系統(tǒng)。

方案二仿真模擬中，由于貴州省實(shí)施工業(yè)強(qiáng)省戰(zhàn)略，六盤水要加快資源開發(fā)，打造我國南方重要的能源、原材料和煤化工基地，推進(jìn)城市建設(shè)，把六盤水市建設(shè)成為區(qū)域性城市和貴州省大城市，六盤水市將實(shí)施工業(yè)強(qiáng)市和城鎮(zhèn)化帶動(dòng)戰(zhàn)略，該方案強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性，采取提高工業(yè)產(chǎn)值增長率和提高城市化率的措施來模擬運(yùn)行水資源安全系統(tǒng)。

方案三仿真模擬中，考慮六盤水市的水資源開發(fā)利用程度，不同的年份其水資源量不同，且相差大（表1），這就要求盡量合理分配水資源量，該方案采取提高水資源量的措施來模擬運(yùn)行水資源安全系統(tǒng)。

方案四仿真模擬中，考慮農(nóng)業(yè)用水量，通過降低農(nóng)田灌溉定額和提高農(nóng)業(yè)回歸系數(shù)的措施來模擬運(yùn)行水資源安全系統(tǒng)。

方案五仿真模擬中，嚴(yán)格控制人口數(shù)量，降低人均生活日用水量（包含城市和農(nóng)村）的措施來模擬運(yùn)行水資源安全系統(tǒng)。

方案六仿真模擬中，通過降低工業(yè)廢水排放系數(shù)、生活污水排放系數(shù)和提高污水處理率、污水回用率等措施來模擬運(yùn)行水資源安全系統(tǒng)。

方案七仿真模擬中，綜合方案一、方案二，模擬水資源安全。

方案八仿真模擬中，綜合方案一、方案二、方案三，模擬水資源安全。

方案九仿真模擬中，綜合方案二、方案四、方案五、方案六，模擬水資源安全。

方案十仿真模擬中，綜合方案二、方案三、方案四、方案五、方案六，模擬水資源安全。

方案十一仿真模擬中，綜合方案一、方案二、方案三、方案四、方案五、方案六，模擬水資源安全。

方案十二仿真模擬中，綜合方案一、方案三、方案四、方案五、方案六，稍加考慮方案二，模擬水資源安全。

按照不同策略方案的取值，對(duì)六盤水水資源安全進(jìn)行模擬，并繪制出不同策略方案及綜合方案的折線圖（圖3、圖4）。從方案一、方案三、方案四、方案五、方案六、方案十二的水資源安全趨勢(shì)變化圖可以看出，它們是呈指數(shù)增長趨勢(shì)；從方案二、方案七、方案八、方案九、方案十、方案十一的水資源安全趨勢(shì)變化圖可以看出，它們是呈先上升后趨于水平發(fā)展方式，但到2030年止，其水資源供需平衡比前者均低于后者。六盤水社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展制約著水資源安全狀況，從方案二可以看出，當(dāng)工業(yè)總產(chǎn)值增長率達(dá)到65%，城市化率達(dá)到50%時(shí)，其水資源安全狀況嚴(yán)重，從方案七到方案十一均都采取不同的措施，包括開源、節(jié)流、提高水資源的利用率等來確保水資源安全，但這些措施仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。從方案十二可以看出，即采取多種措施同經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相匹配，同時(shí)也要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，六盤水市屬于資源型城市，需要轉(zhuǎn)變發(fā)展模式，尋求資源枯竭的后續(xù)發(fā)展問題。

4 結(jié)論與建議

本研究選擇系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法對(duì)水資源安全內(nèi)部各要素之間的關(guān)系進(jìn)行分析，從而構(gòu)建六盤水市水資源安全系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。選取人口增產(chǎn)率、工業(yè)產(chǎn)值增加率、工業(yè)用水重復(fù)利用率、工業(yè)萬元產(chǎn)值取水量、城市化率、農(nóng)村人均日用水量、城市人均日用水量、污水處理率、污水回用率、農(nóng)田灌溉定額、可利用水資源量等指標(biāo)的不同取值，形成12個(gè)策略方案模型和1個(gè)現(xiàn)狀水平模型，模擬得到2008-2030年六盤水市水資源安全的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。通過開源、節(jié)流，提高用水效率、污水治理率和農(nóng)田回歸系數(shù)等均能在不同程度緩解水資源危機(jī)，保證水資源安全，但不能有效地改變水資源供需平衡比的趨勢(shì)，只有采取多種措施，使之與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相匹配，同時(shí)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，才能有效保證水資源安全。

參考文獻(xiàn)：

[1] 代 穩(wěn)，吳得卿，仝雙梅.六盤水市水資源安全問題及對(duì)策研究[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2011（3）：1-3.

[2] 賈紹鳳，張軍巖，張士鋒.區(qū)域水資源壓力指數(shù)與水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2002，21（6）：538-545.

[3] 夏 軍，朱一中.水資源安全的度量：水資源的研究與挑戰(zhàn)[J].自然資源學(xué)報(bào)，2002，17（3）：262-269.

[4] 鄭通漢.論水資源安全與水資源安全預(yù)警[J].中國水利，2003（11）：19-23.

[5] 郭安軍，屠梅曾.水資源安全預(yù)警機(jī)制探討[J].生產(chǎn)力研究， 2002（1）：37-38.

[6] 韓劍宏，倪 文，延克軍.水資源安全的影響因素[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2004（1）：24-26.

[7] 趙軍凱，趙秉棟，冷傳明.中國水資源安全與可持續(xù)利用[J].南陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004（3）：67-70.

[8] 暢明琦，劉俊萍.論中國水資源安全的形勢(shì)[J].生產(chǎn)力研究， 2006（8）：5-7.

[9] 黃莉新.江蘇省水資源承載能力評(píng)價(jià)[J].水科學(xué)進(jìn)展，2007，18（6）：879-883.

[10] 張振偉，楊路華，高慧嫣等.基于SD模型的河北省水資源承載力研究[J].地理研究，2008，20（3）：20-24.

[11] 惠泱河，蔣曉輝，黃 強(qiáng)，等.二元模式下水資源承載力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真模型研究[J].地理研究，2001，20（2）：191-198.

[12] 代 穩(wěn).基于SD模型的水資源安全模擬研究——以貴州省為例[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2010（6）：4-8.

[13] 代 穩(wěn)，張美竹，秦 趣，等.貴州省水資源安全的空間地域差異[J].節(jié)水灌溉，2013（3）：38-41.

[14] 代 穩(wěn)，諶洪星，仝雙梅.水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J].節(jié)水灌溉，2012（3）：40-43.endprint