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第1章　水资源系统及系统分析基础 1

1.1　水循环与水资源 1

1.1.1　水与水循环 1

1.1.2　水资源 3

1.2　水循环系统、水基系统及水资源系统 5

1.2.1 系统 5

1.2.2　水循环系统 6

1.2.3　水基系统 7

1.2.4　水资源系统 8

1.3　系统科学与系统工程 8

1.3.1　系统观及系统科学的产生及其早期发展 8

1.3.2　传统的系统工程与系统分析 10

1.3.3　系统科学的新发展 13

1.4　水资源系统分析及其发展方向 17

1.4.1　水资源系统描述与分析 17

1.4.2　水资源系统分析的发展方向 18

第2章　传统水资源系统分析理论与方法 20

2.1　线性规划 20

2.1.1　线性规划基本理论 20

2.1.2　线性规划应用实例 24

2.2　动态规划 27

2.2.1　动态规划基本理论 28

2.2.2　动态规划应用实例 28

2.3　随机规划 31

2.3.1　随机规划基本理论 31

2.3.2　随机规划应用实例 33

第3章　现代水资源系统演变与解读 37

3.1　人类活动对于流域水循环系统的干扰 37

3.1.1　对流域降水的影响 37

3.1.2　对下垫面环境的影响 38

3.1.3　人工侧支水循环形成 39

3.1.4　水循环动力条件的变化 40

3.2　流域水循环系统演变效应 41

3.2.1　水循环演变效应 41

3.2.2　水资源演变效应 42

3.2.3　生态环境演变效应 42

3.2.4 “泛流域”效应 43

3.3　现代水科学与信息技术支持下的水资源系统解读 43

3.3.1　水资源系统结构解读 43

3.3.2　流域水资源系统环境解读 44

3.3.3　水资源系统要素解读 46

第4章　现代水资源系统分析理论与模型 49

4.1　复杂水资源大系统分析方法论概述 49

4.1.1　水资源系统的复杂性 49

4.1.2　复杂水资源大系统分析方法在国外研究中的应用 50

4.1.3　复杂水资源大系统分析方法在国内研究中的应用 59

4.2　复杂适应系统理论与方法 80

4.2.1　复杂适应系统理论及其建模方法 80

4.2.2　流域水资源系统的组成与层次划分 85

4.3　复杂水资源系统整体分析模型 88

4.3.1　主体的分类 89

4.3.2　模型的框架结构 90

4.3.3　水资源系统整体模型的核心数学描述 92

4.3.4　水资源系统整体模型的求解技术 106

4.4　复杂适应系统整体分析模型应用实例 107

4.4.1　应用背景与模型设定 107

4.4.2　研究思路与方案设定 112

4.4.3　调水方案的宏观经济效果分析 114

4.4.4　调水方案水情分析 121

第5章　现代水资源系统分析方法 124

5.1　系统分析的非线性理论与方法 124

5.1.1　非线性规划的一般形式 124

5.1.2　非线性规划的理论解法 125

5.2　遗传算法——非线性规划的通用数值解法 127

5.2.1　遗传算法简介 127

5.2.2　遗传算法程序的实现 133

5.3　多目标规划理论与方法 134

5.3.1　情景分析法 136

5.3.2　切比雪夫方法 137

第6章　现代决策论与水资源决策支持系统 139

6.1　决策论概述 139

6.2　决策理论与决策方法 143

6.2.1　决策的含义和特征 143

6.2.2　决策的内容 144

6.2.3　决策的分类与基本原则 144

6.2.4　决策的一般步骤 146

6.2.5　决策的价值前提与事实前提 147

6.2.6　决策方法 148

6.3　决策支持系统 149

6.3.1　决策支持系统概述 149

6.3.2　流域决策支持系统的基本组成 152

6.3.3　流域决策支持系统的结构体系 155

6.4　流域水资源规划决策支持系统 157

6.4.1　系统总体结构 157

6.4.2　专业服务平台 160

6.4.3　会商决策支持中心 165

6.5　海河流域水资源规划决策支持系统实例 166

6.5.1　平台功能 166

6.5.2　平台结构 169

6.5.3　平台逻辑流程 169

第7章　海河流域水资源系统综合分析 171

7.1　流域概况 171

7.1.1　海河流域自然地理概况 171

7.1.2　海河流域社会经济发展概况 172

7.1.3　海河流域水资源概况 173

7.2　复杂流域水资源规划新特点 176

7.3　水资源及其开发利用现状评价模型 178

7.3.1　评价指标体系 179

7.3.2　评价数学模型 184

7.3.3　评价指标权重分析 189

7.3.4　评价结果及其分析 191

7.4　宏观经济水资源多目标分析模型 203

7.4.1　宏观经济水资源原理 203

7.4.2　基于宏观经济水资源模型的海河流域需水预测 210

7.5　水资源供需平衡分析模型 214

7.5.1　基本单元 214

7.5.2　地面地下水相互转化 216

7.5.3　下游来流系列 217

7.5.4　调度原则 217

7.5.5　调度系列 218

7.6　海河流域水资源规划情景分析 219

7.6.1　海河流域水资源规划情景设计 219

7.6.2　海河流域宏观经济水资源规划情景组合 223

7.6.3　流域宏观经济水资源计算结果分析 225

第8章　基于复杂大系统观的现代水资源综合管理 234

8.1 由供用水管理向面向全属性功能的资源管理转变 234

8.2 由一元行政管理向多元化主体协同管理转变 235

8.3 由单环节分离管理向基于水循环全过程的统筹管理转变 235

8.4 由事中监督管理向基于整体控制的系统管理转变 236

8.5 由常态管理向常态与应急相结合的机制性管理转变 236

8.6 由粗放式线条管理向基于完整信息的精细化管理转变 237

参考文献 238