[发明专利]一种基于随机占优理论的水环境质量与经济风险评价方法

说明书

本发明提供了一种基于随机占优理论的水环境质量与经济风险评价方法，该方法基于土地利用预测模型、全球气候预测模型、流域水文模型、系统保护规划模型和空间分析技术，以流域为研究区，以水循环、营养物质循环和农作物生长过程为研究对象，选取来自农田的污染负荷产生量和农作物产量时间序列，基于环境经济学的随机占优理论，量化土地利用类型变化和气候变化引起的流域水环境质量与经济风险，该发明实现了土地利用类型变化和气候变化引起流域水环境质量和经济收入的定量表达，提出了土地利用类型变化和气候变化下的流域水环境质量保护与经济发展的双赢管理新模式，为以农业生产活动为主的流域水环境管理与规划提供一种新方法。

技术领域

本发明涉及水资源管理领域，一种基于随机占优理论的水环境质量与经济风险评价方法

背景技术

水资源是经济和社会发展的重要支撑和保障，我国科研工作者和政府高度重视解决水资源问题，提出了一系列关键及时和采取了一系列政策措施，促进了粮食稳定增产和农民持续增收，也为生态环境建设提供了有力保障。然而，我国的水资源形势依然严峻，水资源紧缺与水体污染严重并存，影响农业生产的经济发展和居民用水安全。

随着今年我国农业的发展，农户为了追求短期的经济利益，将森林变成林地以及改变农作物的种植类型，加之全球气候变化下的不适当的土地利用方式、管理模式导致土壤侵蚀和过量氮、磷随地表径流流失，对水体水质产生了严重影响。在这个具有非线性、开放式、动态演化特点的复杂以农业生产活动为主的流域生态系统中，研究农户基于农作物产量追求经济利益的行为与水环境的关系是一件困难且极具挑战的工作，而该工作急需环境决策者和农户寻求在土地利用类型变化和气候变化影响下的经济和生态共生的流域环境管理方法和技术。

传统的以农业生产活动为主的流域水环境质量与经济风险评估多采用流域水文水质模型和农作物生长模型模拟土地利用类型变化和气候变化对农田污染负荷产生量和农作物产量平均值的大小影响，未能将来自农田的污染负荷产生量和来自农作物产量的经济收入的波动大小和环境决策者和农户的风险态度集成到水环境质量和经济风险评估。

针对以上问题，本次发明主要解决的问题有：(1)采用何种方法确定土地利用类型变化和气候变化对流域来自农田的污染负荷产生量和农作物产量的影响；(2)如何基于随机占优理论评估由土地利用类型变化和气候变化引起的水环境质量和经济风险；(3)如何将流域水文模型与风险评估模型进行耦合，寻求水环境保护和农业生产经济活动发展两者双赢的最优的土地利用类型变化和气候变化情景组合。

目前，我国流域水环境质量和农业土地管理主要以量化土地利用变化和气候变化对流域水量水质和农户经济收入的影响为主，现有的水环境质量和农业土地管理方法在实际应用过程中，通常是以研究来自农田的污染负荷产生量和来自农作物产量的经济收入的平均值的大小来评估土地利用变化和气候变化引起的水体环境质量和经济风险，忽略了来自农田的污染负荷产生量和来自农作物产量的经济收入的波动大小，未考虑环境决策者和农户追求低污染和高收入的风险态度，解决水环境保护与农业生产经济活动发展间的矛盾。

发明内容

为解决上述问题，本发明从量化流域水环境质量和经济风险探讨了如何在水环境质量保护和农业生产经济活动发展的双赢模式下寻求最优的土地利用类型变化和气候变化情景组合，以期为其它流域的水环境保护提供一种思路，完善我国的水环境保护体系，促进我国水资源的合理开发和生态环境的有效保护，提供了一种基于随机占优理论的水环境质量与经济风险评价方法

本发明采用的技术方案如下：一种基于随机占优理论的水环境质量与经济风险评价方法，包括以下步骤：

S1、根据当前流域地形、气象、土地利用和土壤基础信息，采用流域水文模型模拟水文循环过程、营养物质循环过程和作物生长过程，将模拟的流量值、水质值和农作物产量值与已知监测断面的实测流量值和水质值、流域的农作物产量年鉴统计值进行对比分析，并对模型进行率定和校正，得到流域来自农田污染负荷产生量和农作物产量时间序列；