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银川市再生水回用SD模型的构建与对经济的影响
摘 要：运用系统论的方法研究再生水回用系统的构成,主要有再生水供给子系统和再生水需求子系统；再通过分析各子系统中的相关因素,并确定因素之间的函数关系,为构建再生水回用系统模型奠定基础；运用vensimple软件建立银川市再生水回用系统动力学模型.通过调控相关影响因素,可预测推动再生水回用,进而缓减水资源供需矛盾,具有可观的经济效益、社会效益和生态效益,有利于促进银川市的可持续发展.
关键词：再生水；vensimple；模型
文章编号：1004-7026（2018）17-0059-02中国图书分类号：X703文献标志码：A
系统动力学所研究的问题是动态的、非线性的,该系统中包含的变量都是随时间变化而变化的,所构建的模型可以模拟系统的未来发展趋势,做中长期的模拟预测.为了能够了解再生水回用的发展趋势,可利用系统论方法构建再生水回用SD模型[1],改变相关因素做中长期的预测.用vensimple软件建模,可以简单的用相关箭头连接系统变量形成因果关系,并通过公式编辑器mathtype完成方程输入.在建模过程中可以随时分析模型有关变量的因果关系与反馈回路[2].
1系统的边界和模型的变量因素
根据系统论对再生水回用系统的分析,再生水回用系统与城市工程技术、经济、社会、法律法规、生态等因素联系密切,相互进行着反馈和负反馈的信息交流[3].它涉及到社会经济背景、收入、法律法规、公众接受度、工业规模和结构、水资源状况等因素,因此要研究再生水回用系统的构成,就必须在社会、经济、生态、环境区域综合分析研究,其主要由再生水供给子系统、再生水需求子系统两部分组成.在这个系统中,再生水供给子系统是污水回用的基础和再生水的来源,可以分为污水收集子系统、二级处理子系统、再生处理子系统及再生水输送子系统.再生水需求子系统是通过污水回用方向来确定再生水回用量,目的是使再生水的供需平衡.再生水需求子系统可分为城市生活需水子系统、工业需水子系统、农业需水子系统、市政需水子系统及生态需水子系统,不同用途的需求对应的再生水水质、水量是不同的.城市水资源供需差即为缺水量,缺水量不仅影响着城市用水还影响再生水回用量的大小,进而影响到城市的供水,缺水程度是联系这两个子系统的纽带,并且这两个子系统及自身影响的子系统都是相互影响、相互作用的.
在再生水回用系统的研究中,我们将系统边界定义为银川市市区范围内,主要考虑的是系统边界内各因素的相互关系与作用.
模型中所要选择的变量因素要能够表现该系统研究问题的核心,并能够反映出构建模型的目的.该系统中涉及到的变量有很多种,其中主要变量就是状态变量,所以在模型中应该首先确定状态变量,随后选择跟其有关的辅助变量.其在银川市污水再生回用系统中主要变量有如下.
经济方面：人口、工业产值、城市GDP.
再生水回用方面：污水量、污水二级处理量、污水回用量、污水处理工程建设投资额、污水回用工程建设投资额.
城市建设和生态建设方面：城市道路面积、城市绿化面积、生态林地草地的面积.
2再生水供水子系统的流图设计
运用vensimple软件中绘制该流图,从图中可以清楚反映系统中各变量之间的关系,在此系统中,选取污水回用量、污水量、二级处理量、GDP、工业产值为关键变量,系统中还考虑了各项处理工程建设投资额.具体说明见表1.
3再生水需水子系统的流图设计
再生水需水子系统是根据再生水回用途径来确定银川市再生水的需求量.再生水回用途径有城市生活、市政、生态、工业、农业等用水.并以城市绿化面积、城市道路面积、汽车数量、生态林地草地面积、农业灌溉面积为关键变量,做具体说明,详见表2.最后,再由城市缺水程度作为纽带,将再生水供需子系统联系起来形成一个再生水回用系统.
4结束语
以银川市再生水回用系统为研究对象,用系统论的观点分析了影响再生水回用系统模型的相关因素和系统的结构,结合SD的方法,运用Vensimple软件构建SD仿真模型.
再生水回用发展至今,人们已经认识到污水作为水源的重要意义,在市场层面,水资源已经制约该城市的经济发展,再生水回用将成为解决水资源短缺的有效途径,是推进城市化建设、实现水资源合理配置、科学保护、循环利用的重要手段.
参考文献：
[1]冷红,郭士元.系统动力学方法在城市总体规划中的应用[J].哈尔滨建筑大学学报,2001,34(4):100-104.
[2]唐莲.宁夏水资源可持续利用研究与实践[D].银川：宁夏大学,2012.
[3]苏欣.城市污水再生回用系统布局规划研究[D].天津：天津大学,2011.
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