李玲玲,徐琳瑜

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特大城市水資源承載力政策響應(yīng)的動態(tài)模擬

李玲玲,徐琳瑜*

(北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院,水環(huán)境模擬國家重點實驗室,北京 100875)

基于系統(tǒng)動力學(xué)方法,建立一套集成政策、水量和經(jīng)濟人口指標的水資源承載力Stella動態(tài)模型,以北京市為案例,模擬有無政策干預(yù)下水資源承載力的響應(yīng)特征.結(jié)果表明:以南水北調(diào)為主的政策調(diào)水使北京市水資源提前20年以上達到安全承載狀態(tài),反映出特大城市資源盈缺受人為影響強烈的特點;調(diào)水量在16億m3左右時達到最適點,之后盲目增加調(diào)水量收效漸微;干旱年調(diào)水貢獻更為突出.評價結(jié)果可為南北方水資源優(yōu)化、保障城市水安全提供參考依據(jù).

特大城市；水資源承載力；系統(tǒng)動力學(xué)；政策調(diào)控；北京

水資源與能源、環(huán)境并列為影響經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的3大制約性因子[1].尤其我國北方地區(qū)氣候干旱導(dǎo)致水資源匱乏,人均水資源占有量少.同時特大城市發(fā)展迅速帶來水資源利用過度、地下水超采等嚴重問題[2],進一步加劇了供水與需水的矛盾.北京市作為我國北方地區(qū)典型的缺水城市同時又承受著巨大的發(fā)展壓力[3-4].為緩解北京市資源型缺水的燃眉之急,《中共北京市委、北京市人民政府關(guān)于進一步加強水務(wù)改革發(fā)展的意見》(京發(fā)〔2011〕9號)中提出要加快城鄉(xiāng)供水保障能力建設(shè)、建立用水效率控制制度、加強區(qū)域協(xié)調(diào)合作等一系列應(yīng)對政策措施,這些都會影響北京市水資源承載力,但其影響程度和效果有待深入研究.

目前對水資源承載力的定義在表述上各有不同,主要體現(xiàn)為承載對象和承載條件的差別.一些研究者更強調(diào)生態(tài)環(huán)境的重要性,認為承載對象應(yīng)涵蓋經(jīng)濟、人口和環(huán)境規(guī)?？偭縖5],即整個生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)[6].而較多的研究將承載對象明確界定為人類社會發(fā)展的經(jīng)濟人口規(guī)模[7-9],但這類觀點并非否定了生態(tài)環(huán)境的重要作用,而是將其設(shè)定為承載前提,是在不破壞生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展情境下提出來的.因此,各方觀點實則一致認同在研究水資源承載力時,需兼顧社會經(jīng)濟系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng).為了避免因承載對象不同導(dǎo)致結(jié)果不具有可比性的問題,同時為了直接反映水資源超載與否的情況,本文借鑒馮尚友等[10]的觀點,將水資源承載力引申為水資源對社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的供給滿足其需求的能力,并以水資源的需求供給比作為評價指標.對于承載條件的分歧體現(xiàn)在是否考慮了水資源的合理配置因素[11],本文認為對水資源承載力的研究應(yīng)該基于人類參與水資源調(diào)配的事實,而在一切人為干預(yù)的活動中以政策調(diào)控的影響力度最為強烈,因此本文針對南水北調(diào)這一重要的開源政策,分析了以北京為代表的北方特大缺水城市水資源承載力的政策響應(yīng)情況,以期為其水資源調(diào)控提供更符合實情的決策依據(jù).

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

本研究采用系統(tǒng)動力學(xué)思想,借助其反饋機制和整體性、動態(tài)性[12-13]優(yōu)勢,建立了特大城市水資源承載力評價模型(圖1),并以北京市為案例進行參數(shù)率定.系統(tǒng)動力學(xué)軟件Stella因具備強大的建模環(huán)境和簡便的操作方式在國外備受推崇而國內(nèi)應(yīng)用較少[14],值得被研究并推廣使用.在指標體系構(gòu)建中,傳統(tǒng)的供水指標主要包含本地水資源(包括地表水和地下水資源)和再生水資源.在該評價模型中,針對特大缺水城市的特點,新增了政策屬性的境外調(diào)水指標(以南水北調(diào)為主);需水系統(tǒng)以生活用水、經(jīng)濟用水(包括工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)用水)為主,加上較小比例的環(huán)境用水.以水資源需求供給比()作為水資源承載指數(shù),>1時超出水資源承載能力,<1時處于安全承載范圍,即水資源供需關(guān)系式為:

式中:supply為供水量;resource為本地水資源總量;reuse為中水回用量;diversion為境外調(diào)水量;need為需水量;life為生活需水量;environment為環(huán)境需水量;agriculture為農(nóng)業(yè)需水量;industry為工業(yè)需水量;為水資源承載指數(shù).以上變量除為無量綱化值外,其它變量單位均為億m3.

1.1 供水系統(tǒng)模塊

本文建立的特大城市水資源承載力模擬模型中供給系統(tǒng)模塊包括本地水資源(地表水資源和地下水資源)、再生水和境外調(diào)水(圖1a).在北京市的案例中,地表水資源量受降水等因素影響在年際發(fā)生小幅度不規(guī)律變動,取多年平均值8億m3.地下水因嚴重超采導(dǎo)致水位大幅下降[15],供水能力年均下降約7.3%.境外調(diào)水以南水北調(diào)為主,根據(jù)北京市水資源公報,2008年以前無境外調(diào)水,工程初期有少量河北段應(yīng)急調(diào)水,2014年12月全線正式通水以后保持大量持續(xù)供水,”十二五規(guī)劃”提出到2020年北京市將具備接納14億m3水的能力,因此境外調(diào)水量并非以平緩的趨勢連續(xù)變化,故以Stella中的IF函數(shù)(分段函數(shù))對其量化.中水可回用量由污水總量和污水處理率相乘得到[16],其中污水總量是生活污水與工業(yè)廢水量之和,污水處理率由污水處理投資決定[17],即經(jīng)濟發(fā)展越好,投入的治污資金越多,污水處理能力也相應(yīng)提高,但是受技術(shù)發(fā)展極限等因素制約,經(jīng)濟的鼓勵作用逐漸趨于平緩穩(wěn)定.

1.2 需水系統(tǒng)模塊

特大城市水資源需求模塊包括生活需水(圖1b1)、環(huán)境需水(圖1b2)和經(jīng)濟需水(圖1b3).作為重要的經(jīng)濟中心,特大城市吸引大量外來人口涌入,人口流動性極大,因此將生活需水分為城市居民需水和農(nóng)村居民需水.居民生活需水量為人口數(shù)與人均用水配額之積,根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù),北京城市人口以近指數(shù)形式增長,農(nóng)村人口則由于遷至城市、出生率下降等原因逐年減少.人均用水配額隨生活水平的提高逐漸增加,后期受政策控制增勢減緩.環(huán)境需水包括河流生態(tài)環(huán)境需水和城市環(huán)境美化需水2部分[18],北京市河湖系統(tǒng)最小生態(tài)環(huán)境需水量為0.704億m3[3],城市環(huán)境美化需水中的綠地和道路需水均為面積與單位面積用水配額之積.北京綠地面積以0.095的速率增長,道路面積因城市建設(shè)以0.054的速率增長,用水配額采用2001年數(shù)據(jù),綠地為0.0001億m3/km2,道路為0.00011億m3/㎞2.根據(jù)水資源公報將經(jīng)濟需水量分為工業(yè)需水和農(nóng)業(yè)需水2大類,以工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增加值與工農(nóng)業(yè)用水效率的乘積之和作為總經(jīng)濟需水量.

圖1 特大城市水資源承載力模型系統(tǒng)動力學(xué)框架

underground,地下水供給量;surface,地表水供給量;diversion,境外調(diào)水量;resource,本地水資源量;treatment rate,污水處理率;reuse,中水回用量;life waste,生活污水量;industry waste,工業(yè)廢水量;total waste,污水總量;supply,有調(diào)水情況下的供水量;supply`,無調(diào)水情況下的供水量;life,生活需水量;urban quota,城市用水定額;urban,城市生活需水量;rural quota,農(nóng)村用水定額;rural,農(nóng)村生活需水量;urban,城市人口;rural,農(nóng)村人口;total,總?cè)丝?road quota,道路用水定額;road area,道路面積;road,道路需水量;greengrand quota,綠地用水定額;greengrand area,綠地面積;greengrand,綠地需水量;river,河湖需水量;environment,環(huán)境需水量;agriculture,農(nóng)業(yè)需水量;a per,農(nóng)業(yè)用水效率;GDPa,農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增加值;industry,工業(yè)需水量;i per,工業(yè)用水效率;GDPi,工業(yè)經(jīng)濟增加值;need,需水量;,有調(diào)水情況下的水資源承載指數(shù);`,無調(diào)水情況下的水資源承載指數(shù);rate,相應(yīng)存量的變化率;,相應(yīng)因子的單位轉(zhuǎn)換系數(shù)

1.3 經(jīng)濟和人口系統(tǒng)模塊

特大城市需要以水資源承載大規(guī)模的經(jīng)濟活動和人口流動,分析其適度承載規(guī)模十分重要,因此經(jīng)濟和人口系統(tǒng)是特大城市水資源承載力模型的必需模塊[19],且因其與資源密不可分的關(guān)系,圖1將經(jīng)濟模塊納入到了供水系統(tǒng)模塊中,將人口模塊納入到了生活需水模塊中.在本文研究案例中,北京市GDP以指數(shù)形勢快速發(fā)展[20],從2001年的3708億元增至2014年的21330.8億元,13年間增長近5.8倍,年均增長率達14.4%.根據(jù)北京市第六次人口普查結(jié)果,常住人口2010年為1962萬人,與2000年第五次全國人口普查相比,10年共增加598萬人,年平均增長率約為3.7%,其中外來人口涌入城市是北京常住人口增長的主要因素.

1.4 數(shù)據(jù)來源

模型中使用的數(shù)據(jù)涵蓋水資源數(shù)據(jù)、經(jīng)濟人口數(shù)據(jù)和政策調(diào)水規(guī)劃數(shù)據(jù).其中水資源相關(guān)數(shù)據(jù)來自2001~2014年《北京市水資源公報》,經(jīng)濟和人口相關(guān)數(shù)據(jù)來自2001~2014年《北京市統(tǒng)計年鑒》,政策調(diào)水趨勢預(yù)測數(shù)據(jù)參考《北京市”十二五”規(guī)劃綱要》.

2 結(jié)果與分析

2.1 結(jié)果檢驗

本研究以北京市行政區(qū)邊界作為模型的空間邊界,且綜合考慮了北京市的重要發(fā)展階段、調(diào)水的規(guī)劃現(xiàn)狀以及數(shù)據(jù)可獲取性,選取2001~ 2030年作為評價的時間尺度,其中2015~2030年作為北京市水資源承載力的預(yù)測部分,而2001~ 2014年由于存在真實數(shù)據(jù),故可用于檢驗建模結(jié)果的準確性.且由于水資源、經(jīng)濟和人口的統(tǒng)計周期皆為一年,故模型步長設(shè)為一年.

分別從資源、經(jīng)濟和人口的角度,將供需水量、GDP總量以及人口總量這幾項主要指標的模擬結(jié)果列于下表(表1,表2),并對存在真實值的指標進行誤差分析.

表1 北京市水資源承載指數(shù)模擬結(jié)果

水資源承載指數(shù)的模擬結(jié)果顯示,有調(diào)水情況下北京市水資源短缺形勢逐漸緩解,若無調(diào)水則日益嚴峻.需水量整體減少,主要得益于用水效率的提高.供水量的相對誤差均小于10%,基本小于6%,模擬效果較好[7].其中2008年的供水量模擬誤差最大,達到10%,原因在于2008年開始境外調(diào)水,而運用模型模擬時默認總的供水量處于相對平穩(wěn)而規(guī)律的波動狀態(tài),對突然的變化響應(yīng)不夠及時,導(dǎo)致模擬供水量較真實值偏小,而隨后誤差減小,體現(xiàn)出模型的調(diào)整和適應(yīng)能力.年際供水誤差波動較大,這是由于水資源量受降水等不確定因素影響較大,而模擬時無法準確預(yù)估此類不規(guī)律影響因子,只能假設(shè)一個平穩(wěn)的情況,故與真實值的差異呈現(xiàn)波動性.對比模擬需水量和實際用水量(供水量真實值),在2011年以前需水量均大于用水量,說明用水需求沒有得到滿足,即水量限制了發(fā)展、影響了居民的生活品質(zhì)或阻礙了生態(tài)保護,之后需水量低于用水量,呈現(xiàn)供水過剩態(tài)勢.需水減少、供水增加是不相匹配的利用方式,應(yīng)根據(jù)需求適量供水,充分發(fā)揮水資源的價值和效益.

表2 北京市水資源承載的經(jīng)濟和人口規(guī)模模擬結(jié)果

經(jīng)濟和人口在水資源承載形勢好轉(zhuǎn)的背景下總體上漲,說明在關(guān)系協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上,資源支撐發(fā)展,發(fā)展也不是必然耗竭資源.在北京市水資源承載指數(shù)為1時(2011年)可承載的經(jīng)濟規(guī)模約16000億元,可承載的人口規(guī)模約2000萬人,即在合理的使用和政策調(diào)控下,北京市的水資源有能力承載這樣的經(jīng)濟和人口規(guī)模.經(jīng)濟和人口的相對誤差均在10%以內(nèi),模擬效果也比較好.其中近幾年的人口模擬值與真實值的相對誤差較往年偏大,這是因為模擬時,將人口的增長方式設(shè)定為指數(shù)增長模型,而近幾年人們的生育觀念發(fā)生轉(zhuǎn)變,之前的計劃生育政策以及生活節(jié)奏快、壓力大等因素導(dǎo)致出生率逐漸降低,人口增長變緩,低于指數(shù)增長模式.但隨著國家全面放開二胎政策的實施,出生率或有回升趨勢,未來人口數(shù)將出現(xiàn)難以準確預(yù)測的波動,其發(fā)展態(tài)勢受人們的心理狀態(tài)和社會經(jīng)濟發(fā)展狀況等條件的影響,可根據(jù)誤差分析結(jié)果假定預(yù)測的人口數(shù)在模擬值7%左右的范圍浮動.

2.2 討論

基于通過了誤差分析檢驗的水資源承載模型,預(yù)測2015~2030年水資源承載指數(shù),結(jié)果如圖2所示.

圖2 2001~2030年有無調(diào)水情況下北京市水資源承載指數(shù)差異

從圖2的模擬結(jié)果看到,2001~2030年北京市水資源承載指數(shù)總體呈現(xiàn)先升后降趨勢,在評價初期的小幅上升主要因為當(dāng)時是經(jīng)濟發(fā)展的起步階段,在經(jīng)濟水平不高且節(jié)水意識和技術(shù)不足的情況下大力發(fā)展經(jīng)濟,對水資源進行了低效的大量消耗,因此水資源供不應(yīng)求日漸顯現(xiàn).2008年以后由于南水北調(diào)等境外調(diào)水工程對北京市的供水提供了很大支持,同時在政策對中水回用的鼓勵下,再生水廠增建、擴建,污水處理技術(shù)不斷提高推廣,設(shè)備不斷更新升級,中水回用量顯著增加,為經(jīng)濟發(fā)展貢獻了更多的可利用水資源;另一方面隨著水價上漲及政策號召,工農(nóng)業(yè)廣泛采取節(jié)水措施,如工廠重復(fù)利用污水廢水、加強輸水管路檢漏工作、設(shè)備工藝向節(jié)水方向改造等,農(nóng)業(yè)采用微灌噴灌等節(jié)水灌溉方式、選用抗旱品種或采取覆蓋保墑等節(jié)水抗旱栽培措施,經(jīng)濟耗水也因此減少.

對比有無南水北調(diào)情況下的北京市水資源承載指數(shù),發(fā)現(xiàn)有調(diào)水時北京市在2011年左右可達到水資源供需平衡,而無調(diào)水時北京市在評價年區(qū)間始終處于水資源供不應(yīng)求狀態(tài).需要說明的是,由于模型中地下水供給量是在嚴重超采情況下的數(shù)值,遠大于健康地下水環(huán)境下的供水能力;同時在中水回用量的模擬中,假設(shè)了污水被處理后可全部回用,忽略了傳輸和使用過程的損耗,因此評價結(jié)果比較樂觀.但由于這種對供水量的樂觀估計對有無調(diào)水的影響等同,故可近似消除對二者差異分析的影響.有無調(diào)水兩種情況下的北京市水資源承載指數(shù)差距逐漸增加,至2022年達到最大值后將平穩(wěn)回落.這表明調(diào)水初期成效與調(diào)水量正相關(guān),而達到某一階段后(調(diào)水量模擬值為16億m3左右時),外調(diào)水的作用將不再凸顯甚至變?nèi)?即盲目增加調(diào)水量收效漸微,其它因素(如經(jīng)濟和人口過快發(fā)展)將取代水量成為限制北京市水資源安全更主要的影響因子.進一步分析水資源承載指數(shù)差異變化率,發(fā)現(xiàn)2009年的差異變化率最大,說明調(diào)水對北京市貢獻最強烈,而2009年的調(diào)水量與之后的臨近幾年大致相當(dāng),即調(diào)水量相同卻貢獻程度不同.調(diào)查發(fā)現(xiàn)2009年是北京較為嚴重的枯水年,降水量僅為448mm,遠低于多年的平均水平558mm.由此可見,相同的調(diào)水量對于枯水年貢獻更大,這對因年而異、合理分配調(diào)水量具有很大的指導(dǎo)意義.

2.3 不確定性分析

從自然和社會兩方面的影響因素來看,水資源承載力具有顯著的不確定性[21].自然因素中,水資源稟賦受降水等氣候條件影響顯著,年際波動較大;社會因素中,經(jīng)濟用水效率和中水回用率受技術(shù)發(fā)展控制,可能出現(xiàn)階段性突增;相對而言,社會經(jīng)濟規(guī)模因具有豐富的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)容易在多年的時間序列上保持一定的趨勢[22].由于存在上述諸多不可控和不可測因素,運用模型難以完全模擬出現(xiàn)實情況,但是本文中有無境外調(diào)水的對比分析結(jié)果和`,因為均處于同樣的不確定性條件,所以在一定程度上可抵消不確定性的影響,即二者的對比分析結(jié)果具有更高的可信度.

3 結(jié)論

3.1 本文利用系統(tǒng)動力學(xué)軟件Stella,動態(tài)模擬了政策調(diào)水干預(yù)下2001~2030年北京市水資源承載力的變化趨勢及特征,在可接受誤差范圍內(nèi)模擬得到北京市水資源可承載約16000億元以上的經(jīng)濟規(guī)模以及約2000萬人以上的人口規(guī)模.

3.2 城市水資源受政策調(diào)控影響顯著,資源、人口、經(jīng)濟和政策共同構(gòu)成了城市水資源承載力指標體系.系統(tǒng)動力學(xué)方法能夠體現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部組成要素互為因果的反饋機制,Stella因具有簡便的操作界面和直觀的模擬結(jié)果使建模和調(diào)節(jié)易于實現(xiàn).

3.3 政策調(diào)水是協(xié)調(diào)區(qū)域間資源和發(fā)展的平衡、保障特大城市水安全的重要措施.南水北調(diào)中線工程有效緩解了北京市的缺水壓力,但調(diào)水貢獻與調(diào)水量并非總是正相關(guān),模擬結(jié)果顯示,年調(diào)水量在16億m3左右為最適點,且相同調(diào)水量對枯水年貢獻更大.因此應(yīng)根據(jù)實際情況及時調(diào)整、合理分配調(diào)水量,以實現(xiàn)政策最優(yōu)化實施及調(diào)水工程高效率運行.

[1] 王 浩,王建華.中國水資源與可持續(xù)發(fā)展[J]. 中國科學(xué)院院刊, 2012,27(3):352-358.

[2] Liu Changming, Yu Jingjie, Eloise Kendy. Groundwater Exploitation and Its Impact on the Environment in the North China Plain [J]. Water International, 2001,26(2):265-272.

[3] 童玉芬.北京市水資源人口承載力的動態(tài)模擬與分析[J]. 中國人口資源與環(huán)境, 2010,20(9):42-47.

[4] Yang Z, Han X, Xu L, et al. An Accounting Model for Watershed Ecological Compensation to Address Water Management Conflicts [J]. Journal of Environmental Accounting & Management, 2013,1(3):229-247.

[5] 何希吾,顧定法,唐青蔚.我國需水總量零增長問題研究[J]. 自然資源學(xué)報, 2011,26(6):901-909.

[6] 程國棟.承載力概念的演變及西北水資源承載力的應(yīng)用框架[J]. 冰川凍土, 2002,24(4):361-367.

[7] 許新宜,王 浩,甘 泓,等.華北地區(qū)宏觀經(jīng)濟水資源規(guī)劃理論與方法[M]. 鄭州:黃河水利出版社, 1997:24-38.

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

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

[10] 馮尚友,傅 春.我國未來可利用水資源量的估測[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版), 1999,32(6):6-9.

[11] 余衛(wèi)東,閔慶文,李湘閣.水資源承載力研究的進展與展望[J]. 干旱區(qū)研究, 2003,20(1):60-66.

[12] Shih Y H, Tseng C H. Cost-benefit analysis of sustainable energy development using life-cycle co-benefits assessment and the system dynamics approach [J]. Applied Energy, 2014,119(12): 57-66.

[13] 張 波,王 橋,李 順,等.基于系統(tǒng)動力學(xué)模型的松花江水污染事故水質(zhì)模擬[J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2007,27(6):811-815.

[14] 孫 煉,李春暉,賈曉麗,等.基于STELLA的安徽省水資源供需預(yù)測研究[J]. 水資源與水工程學(xué)報, 2015,26(2):51-57.

[15] 關(guān)卓今,馬志杰,黃麗華,等.北京地下水變化趨勢模型及水資源利用平衡分析[J]. 中國水利, 2016,29(3):29-31.

[16] 徐琳瑜,康 鵬.工業(yè)園區(qū)規(guī)劃環(huán)境影響評價中的環(huán)境承載力方法研究[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報, 2013,33(3):918-930.

[17] 馮海燕,張 昕,李光永,等.北京市水資源承載力系統(tǒng)動力學(xué)模擬[J]. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2006,11(6):106-110.

[18] 楊志峰,趙彥偉,崔保山,等.面向生態(tài)城市的水資源供需平衡分析[J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2004,24(5):636-640.

[19] 徐琳瑜,康 鵬,劉仁志.基于突變理論的工業(yè)園區(qū)環(huán)境承載力動態(tài)評價方法[J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2013,33(6):1127-1136.

[20] 姚翠友.基于指數(shù)曲線模型的北京地區(qū)生產(chǎn)總值增長趨勢分析[J]. 首都經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)學(xué)報, 2008,10(5):61-64.

[21] 熊 櫻,曾光明,黃國和,等.基于季節(jié)調(diào)整的水資源承載力不確定性分析[J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2005,25(b06):73-76.

[22] 趙 楠,劉 毅,陳吉寧.城市規(guī)劃實施過程的水資源承載力自適應(yīng)評估[J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2008,28(10):944-949.

Dynamic simulation of policy implications for the water resources carrying capacity of megacities.

LI Ling-ling, XU Lin-yu*

(State Key Laboratory of Water Environment Simulation, School of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875, China)., 2017,37(11)：4388~4393

Water resources in the megacities could be affected by policies under certain circumstances, especially the water shortage cities in North China. A dynamic model of water resources carrying capacity (WRCC) integrated with policy, water resource, economic and population indicators was built using Stella software. The model was based on the method of system dynamics to simulate the response characteristics of WRCC with or without policy interventionsandtake Beijing as a case study. The results showed that the South to North Water Diversion policy will bring an early water security state in Beijing for twenty years in advance, which reflects that the water resources in megacities are strongly affected by human intervention. The optimum point of water transfer is 1.6 billion cubic meters.Beyond that, the effects of increasing water-transfer will be diminishing. Contribution in drought year is more prominent. The evaluation results can provide reference for the optimization of the water resources between north and south, and help to ensure the water security of the megacities.

megacity；water resources carrying capacity；system dynamics；policy control；Beijing

X32

A

1000-6923(2017)11-4388-06

李玲玲(1992-),女,滿族,遼寧撫順人,北京師范大學(xué)碩士研究生,主要研究方向為城市生態(tài).

2017-04-02

國家重點研發(fā)項目(2016YFC0502802);教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃(NCET130064);國家自然科學(xué)基金國際(地區(qū))合作與交流項目(51661125010);國家創(chuàng)新研究群體項目(51421065)

* 責(zé)任作者, 教授, xly@bnu.edu.cn