基于复杂系统建模的水管理政策研究进展

基于Agent的建模方法（ABSS）通过自下而上的方式，考察系统中主体的不同状态和行为特征、主体与环境的作用、主体之间的作用，来表征系统的宏观特征，是进行复杂社会环境系统分析和政策研究的重要手段，在水资源、水环境管理系统中得到了有效的应用。本文在大量文献调研的基础上，讨论了ABSS建模方法的基本原理、主要特征、系统构成、分类方法和开发工具等特征，总结了其供水系统发展、水资源分配和流域水资源管理、农业土地和水资源利用、居民用水行为、农业污染控制及人类活动的水环境影响等方面的应用，分析了其在研究内容、研究方法、研究结果等方面的发展趋势，讨论了利用该方法研究我国水资源管理和水污染控制政策的必要性和重要性。     

技术变化模拟及其在气候政策模型中的应用

技术变化是应对气候变化问题的关键。对技术变化的模拟和分析能够识别技术变化的作用．在评估减排成本以及确定减排目标时起到重要作用。但是早期的气候政策模型通常将技术变化视为非经济的外生变量，因而无法对技术变化的起因和效果做深入分析。近年来的气候政策模型则开始逐渐利用内生方法模拟技术变化。在介绍内生技术变化的概念及与传统的外生技术变化的区别的基础上，重点介绍和评述研发投入和技术学习这两种主要的内生技术变化模拟方法的原理、特点以及如何在不同的气候政策模型中得到应用。但是现有建模方法无法表征技术变化过程中的动态性、不确定性等特征，因而传统的建模方法需要扩展到一个更为综合的框架并需要更坚实的实证研究基础上。基于该框架介绍内生技术变化模拟方法的未来可能拓展。     

气候政策研究中的数学模型评述

按照成本分析和综合分析2个层次，分别介绍了投入产出模型、可计算一般均衡模型、宏观计量经济模型、工程经济模型、动态能源优化模型、能源系统模拟模型、综合评估模型等不同模型方法的特点及其在气候政策分析中的应用。指出可计算一般均衡模型是应用得最为广泛的方法之一。概括了气候政策模型研究的4个发展趋势，包括加强综合评估模型的应用、扩展成本与效益的内涵、注重不同模型之间的比较、强调不确定性分析。结果中国研究现状，分析了当前面昨的问题，认为国内气候政策模型研究与中国在国际气候变化领域的地位仍不相称，强度要进一步加强研究队伍建设、扩展研究领域、跟踪国际研究前沿问题，以便为国家的气候谈判政策提供更有效的科学依据和决策支持。     

区域水环境污染预警系统的建立

深入分析水环境污染预警系统的目的，结构，实现以及各子系统的耦合，提出区域水环境污染预警系统应由区域内多个主要预警中心组成，每个预警中心包括通讯子系统，技术支持子系统，应急风险分析和决策支持子系统等。区域水环境污染预警系统的实现由实时处理和离线处理2个部分组成，前者包括现场流量，蒸发，降雨实时信息的收集，数据的传递和接收，预警模型计算和输出，决策管理，后者包括历史数据和区域特征输入，预警模式选择；参数率定等。目前建立预警系统面临的主要困难在于实时信息的获取和系统不确定性分析方法，相应地，对系统的持续改进也就是要加强信息交流，提高模型的识别能力，扩展系统的评价与决策功能等。     

基于物质流分析的钾素流动与循环研究

我国钾矿资源匮乏,自给率低,主要的使用和流动过程集中在种植业活动中.本研究利用物质流分析方法对2009年我国种植业生产和消费过程中钾素的流动和循环过程进行了解析.结果表明,农田土壤钾素平均亏损量达到50.4 kg·hm-2,大量钾素由陆生生态系统进入水生生态系统,造成资源流失.伴随降雨径流进入水环境的钾素达231.2万t·a-1,占当年化学钾肥施用量的40.97%.生活污水排放是钾素进入水体的另一主要途径,城市和农村区域的年排放量分别为67.1万t·a-1和54.7万t·a-1,占进入水环境钾素总量的19.00%和15.50%.其中通过城市污水处理厂排放进入地表水环境中钾素为50.5万t·a-1,占城市区域排放总量的75.25%.     

基于水质的水资源模型与水质经济学初探

在对传统的以水量为核心的水资源模型理论与实践矛盾的分析基础上,阐述了水资源社会及自然循环规律,提出城市-流域系统中水资源利用的水质自然与人工再生过程和自然、人工修复的双要素.提出水质再生和水量循环的水资源模型及其假设和约束条件,确定了模型适用的边际条件和范围,据此进一步辨析了城市污水回用与再生水的异同,将再生水置于流域尺度的城市群上下游用户层面,提出污水回用(包括中水利用)是降低需求,再生水是增加总量的基本结论.在以水质为核心的水资源模型基础上,对现有水资源经济学定义进行了修正和补充,提出了水质经济学的基础概念,并讨论了水质经济学指导下的供水服务和价格模型结构,重新定位了再生水的战略并提出以流域水体的净化成本和人工水质改善成本共同形成的全成本高低来表征流域水资源短缺程度的缺水等级划分新思路.     

滇池流域磷循环系统的物质流分析

研究营养元素在社会经济系统中的物质代谢结构及特征,是有效预防和控制地表水体富营养化的关键性分析技术之一.以滇池流域磷循环为研究案例,运用物质流分析方法建立了2000年流域静态物质流模型(PHOSFAD),并在此基础上识别出流域磷循环系统的总体结构特征,以及资源开采、化工生产、农业种植、畜禽养殖、居民生活等生产和消费部门的物质利用效率特征,为科学防治滇池水体富营养化提供了重要决策依据和参考.     

非点源污染模型研究

随着工业污染源的有效控制,非点源污染已经成为我国重要污染类型之一,如何科学地认识并有效控制非点源污染因而成为一个紧迫的研究课题.本文回顾了描述非点源的基础工具--非点源模型30多年来的发展历史,就非点源模型的主要类型、结构和特点进行了系统的总结,并对目前主要的非点源模型进行了比较分析,探讨了非点源模型发展的趋势,以期为我国非点源污染的控制提供可借鉴的经验.     

环境模型参数识别与不确定性分析

在对水文模型实例的参数不确定性分析基础上,分别采用传统灵敏度分析方法、HSY算法、线性回归等方法对模型参数特性进行了识别与比较研究.结果表明参数优化算法与传统灵敏度分析方法不能解释模型结构复杂性特征,采用不确定性分析方法对环境模型参数进行识别提供了深入分析与理解模型系统的有效途径.     

基于IWCPA模型的工业节水关键技术选择

通过建立工业节水潜力分析和技术综合评价模型(IWCPA模型),筛选了影响高耗水行业用水的关键技术.选定2002年为基准年,在2010年和2020年高耗水行业取水零增长的情景设定下,进行了分行业和行业耦合的技术综合评价及技术选择,确定了重要工业用水技术实施的优先序,建立了高耗水行业重要用水技术的优选清单.结果表明,未来15a内是否能够在若干工业用水关键技术的研究、应用和推广方面取得突破,是挖掘工业节水潜力、提高工业用水效率的关键.