[发明专利]一种与水相关的生态环境承载力预估调控系统

说明书

本发明公开了一种与水相关的生态环境承载力预估调控系统，包括：承载规模预估模块和约束条件模块，约束条件模块作用于承载规模预估模块，水(土)资源—生态环境—社会经济关联互动模块是约束条件模块的关键子模块。本发明能够预估分析研究区未来若干年内在不同生态环境建设和社会经济发展情景下的与水相关的生态环境承载力。

技术领域

本发明涉及水生态环境技术领域，尤其是一种与水相关的生态环境承载力预估调控系统。

背景技术

在中国，与水相关的生态环境承载力起源于水资源承载力，是对水资源承载力的补充与完善，其研究经历了三个发展阶段：萌芽阶段、大发展阶段、融合发展阶段。萌芽阶段是20世纪80年代后期至1995年，以新疆水资源软科学课题研究组对新疆水资源承载能力的研究为代表，概念、理论和计算方法等都处于萌芽状态；从1995年至2003 年水资源承载力得到广泛研究，进入大发展阶段，研究方法呈现多样化，主要有综合评价法、系统动力学法和多目标优化法，在这阶段水环境承载力的概念也得以提出；2003 年以后，随着土地(资源)承载力、水资源承载力、水环境承载力的研究趋于成熟，承载力的研究进入融合发展阶段。考虑综合因素，强调可持续发展，与水相关的生态环境承载力出现，研究水(土)资源和与水相关的生态环境要素组成的与水相关的生态环境系统对社会经济系统的支持能力。

我国已有众多学者对水资源承载力进行了研究，但研究区域主要集中于北方水量型缺水地区，对于长江以南水质型缺水地区的研究相对较少。常用的研究方法有常规趋势法、平衡指数法、系统动力学法、综合评价分析法、多目标优化法等，这些方法各有优点和缺点，但还未有人从可持续发展的角度采用多目标互动优化法来进行研究的。多目标优化互动法即多目标优化互动与时间序列分析相结合的方法，多目标是指生态环境质量最好、社会经济水平最高；互动是指加入水土资源-生态环境-社会经济互动模型，这样得出人口和经济规模的同时也可得出它们所对应的水资源的合理配置、人均粮食产量、污水回用水量和生态环境指标等；时间序列指加入时间因子，可得出从起算年到未来年份的逐年可承载人口、经济规模的变化以及对应的水资源配置、人均粮食产量、污水回用水量和生态环境指标等。

太湖流域位于长江三角洲核心区域，近几十年来，太湖流域经济社会持续快速发展，经济富集、人口密集等问题逐渐出现，导致水资源供需矛盾加剧，水环境污染严重，水生态系统退化，流域与水相关的生态环境系统承载能力与社会经济系统的压力之间的矛盾日益突出。要通过在太湖流域水资源承载力研究中同时找到解决水资源供需矛盾、水环境污染及水生态系统退化问题的途径，必须以可持续发展为目标，并从人类生态学的角度来考虑问题，突破水资源承载力的传统定义，赋予其新的含义，即将水资源(针对水资源短缺问题)、水环境(针对水污染问题)及水生态(针对水生生物多样性锐减等问题)综合而成的与水相关的生态环境对社会经济系统的支撑能力，因此，对于太湖流域而言，采用多目标互动优化法研究与水相关的生态环境承载力，正是研究在一定的约束条件下水(土)资源及与水相关的环境质量形成的与水相关的生态环境系统对社会经济系统的承载能力，采用承载力预估调控系统预估分析当地经济在按一定情景、与水相关的生态环境逐步修复直至恢复的条件下，即可持续发展下的承载力(可承载人口和经济规模)，同时可获得可持续发展下的水资源最优配置方案及各个生态环境指标的修复过程变化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种与水相关的生态环境承载力预估调控系统，能够预估分析研究区未来若干年内在不同生态环境建设和社会经济发展情景下的与水相关的生态环境承载力。

为解决上述技术问题，本发明提供一种与水相关的生态环境承载力预估调控系统，包括：承载规模预估模块和约束条件模块，约束条件模块作用于承载规模预估模块，水(土)资源—生态环境—社会经济关联互动模块是约束条件模块的关键子模块。

优选的，承载规模预估模块建立过程如下：

第N年太湖流域生态环境承载力量化模型的目标函数(预估模型)见式(1)：