系统动力学数值模型在黑河流域水资源短缺预测中的应用

秦欢欢; 陈益平

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系统动力学数值模型在黑河流域水资源短缺预测中的应用

由编辑部分配 | 更新时间：2025-10-30

- 系统动力学数值模型在黑河流域水资源短缺预测中的应用
- Application of System Dynamics Numerical Model in Predicting Water Shortage in the Heihe River Basin
- 人民珠江 2025年页码：1-15
- 作者机构：
  
  1.东华理工大学理学院，南昌 330013
  2.东华理工大学水资源与环境工程学院，南昌 330013
  3.核资源与环境国家重点实验室，南昌 330013
  4.铀资源探采与核遥感全国重点实验室，南昌 330013
- 作者简介：
  
  秦欢欢(1986—)，男，博士，副教授，主要从事水环境数值模拟研究。E-mail： qhhasn@126.com
- 基金信息：
  
  东华理工大学博士科研启动基金项目(DHBK2016104)
- DOI：
  中图分类号： TV213.4
- 收稿：2025-07-27，
  
  修回：2025-09-13，
  
  录用：2025-09-20，
  
  网络出版：2025-10-30，
- 稿件说明：
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秦欢欢，陈益平.系统动力学数值模型在黑河流域水资源短缺预测中的应用［J］.人民珠江，DOI：10.3969/j.issn.1001-9235.XXXX.XX.001.

QIN Huanhuan,CHEN Yiping.Application of System Dynamics Numerical Model in Predicting Water Shortage in the Heihe River Basin[J].PEARL RIVER,
秦欢欢，陈益平.系统动力学数值模型在黑河流域水资源短缺预测中的应用［J］.人民珠江，DOI：10.3969/j.issn.1001-9235.XXXX.XX.001. DOI：

QIN Huanhuan,CHEN Yiping.Application of System Dynamics Numerical Model in Predicting Water Shortage in the Heihe River Basin[J].PEARL RIVER, DOI：10.3969/j.issn.1001-9235...001.

摘要

系统动力学数值模型能够较准确地衡量诸多复杂的因素对区域需水量和水资源短缺的影响程度，是区域水资源短缺问题研究中较常采用的一种方法。本文以黑河流域中游张掖盆地为研究区域，基于系统动力学方法建立了张掖盆地水资源利用系统动力学数值模型，对张掖盆地2024—2050年的需水量及缺水程度进行了系统性的定量模拟。结果表明：①伴随着社会经济的发展，张掖盆地需水量会越来越大。在预测期内（2024—2050），5种方案（P1—P5）每年平均的总需水量分别是29.14亿、31.33亿、22.94亿、28.57亿、22.45亿m³，缺水时间占总预测时间的比例分别为92.59%、96.30%、29.63%、85.19%和29.63%，缺水年的平均缺水量分别为6.59亿、7.91亿、4.85亿、6.57亿、4.29亿m³，缺水年的平均缺水指数分别为0.198 7、0.225 4、0.163 5、0.199 8和0.1461。②方案P5，即综合考虑社会经济发展、城镇化的影响和水资源节约的方案，是最符合可持续发展内涵和原则的情景，也是研究区在未来应该采取的发展方案。研究区的政府决策者在制定社会经济发展及水资源保护等政策的时候，应该考虑方案P5所提出的社会经济发展的方案。

Abstract

System dynamics numerical model can accurately measure the impact of various complex factors on regional water demand and water scarcity

and it is a commonly used method in the study of regional water scarcity issues. As a numerical model for simulating multiple feedback complex giant systems

the system dynamics method can quantitatively simulate and analyze the dynamic changes of regional water resources coupled by many influencing factors in complex giant systems. Therefore

from a quantitative perspective

it can accurately obtain the feedback and dynamic relationships between the many factors that affect

the changes of regional water resources

providing a quantitative and scientific basis for solving regional water shortage problems and sustainable management of water resources. The water consumption in Zhangye Basin has also been continuously increasing with the rapid development of the social economy. In addition

the climate in this region has the characteristics of low precipitation and high evaporation. Zhangye Basin has become one of the most prominent areas of water shortage in northwest China and even the whole country

which has a crucial limiting effect on the sustainable development of the region's social economy. This article took the Zhangye Basin in the middle reaches of the Heihe River Basin as the research area and established a system dynamics numerical model of water resource utilization in the Zhangye Basin based on the system dynamics method. A systematic quantitative simulation of the water demand and water shortage degree in the Zhangye Basin from 2024 to 2050 was carried out. The results indicate that: ① With the development of the social economy

the water demand in Zhangye Basin will continue to increase. During the forecast period (2024–2050)

the average total water demand for the five schemes (P1–P5) each year is 2.914

3.133

2.294

2.857

and 2.245 billion m

respectively. The proportion of water shortage time to the total forecast time is 92.59%

96.30%

29.63%

85.19%

and 29.63%

respectively. The average water shortage in water shortage years is 659

791

4.85

657

and 429 million m

respectively. The average water shortage index in water shortage years is 0.198 7

0.225 4

0.163 5

0.199 8

and 0.146 1

respectively. ② Therefore

scheme P5

which comprehensively considers the impact of socio-economic development

urbanization

and water resource conservation

is the most sustainable development scenario and the development plan that the research area should adopt in the future. Government decision-makers in the research area should consider the socio-ec

onomic development plan proposed in scheme P5 when formulating policies for socio-economic development and water resource protection. In the future process of water resource utilization in Zhangye Basin

it is necessary to increase the application of various water-saving measures and technologies

improve the water use efficiency of various departments

and take multiple measures to ultimately achieve sustainable water resource utilization.

关键词

Keywords

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