銀川市再生水回用SD模型的構(gòu)建及對經(jīng)濟(jì)的影響研究

□鄭富玲 王重玲

（銀川能源學(xué)院 寧夏 銀川 750021）

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)所研究的問題是動(dòng)態(tài)的、非線性的，該系統(tǒng)中包含的變量都是隨時(shí)間變化而變化的，所構(gòu)建的模型可以模擬系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢，做中長期的模擬預(yù)測。為了能夠了解再生水回用的發(fā)展趨勢，可利用系統(tǒng)論方法構(gòu)建再生水回用SD模型[1]，改變相關(guān)因素做中長期的預(yù)測。用vensimple軟件建模，可以簡單的用相關(guān)箭頭連接系統(tǒng)變量形成因果關(guān)系，并通過公式編輯器mathtype完成方程輸入。在建模過程中可以隨時(shí)分析模型有關(guān)變量的因果關(guān)系與反饋回路[2]。

1 系統(tǒng)的邊界和模型的變量因素

根據(jù)系統(tǒng)論對再生水回用系統(tǒng)的分析，再生水回用系統(tǒng)與城市工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、法律法規(guī)、生態(tài)等因素聯(lián)系密切，相互進(jìn)行著反饋和負(fù)反饋的信息交流[3]。它涉及到社會(huì)經(jīng)濟(jì)背景、收入、法律法規(guī)、公眾接受度、工業(yè)規(guī)模和結(jié)構(gòu)、水資源狀況等因素，因此要研究再生水回用系統(tǒng)的構(gòu)成，就必須在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、環(huán)境區(qū)域綜合分析研究，其主要由再生水供給子系統(tǒng)、再生水需求子系統(tǒng)兩部分組成。在這個(gè)系統(tǒng)中，再生水供給子系統(tǒng)是污水回用的基礎(chǔ)和再生水的來源，可以分為污水收集子系統(tǒng)、二級處理子系統(tǒng)、再生處理子系統(tǒng)及再生水輸送子系統(tǒng)。再生水需求子系統(tǒng)是通過污水回用方向來確定再生水回用量，目的是使再生水的供需平衡。再生水需求子系統(tǒng)可分為城市生活需水子系統(tǒng)、工業(yè)需水子系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)需水子系統(tǒng)、市政需水子系統(tǒng)及生態(tài)需水子系統(tǒng)，不同用途的需求對應(yīng)的再生水水質(zhì)、水量是不同的。城市水資源供需差即為缺水量，缺水量不僅影響著城市用水還影響再生水回用量的大小，進(jìn)而影響到城市的供水，缺水程度是聯(lián)系這兩個(gè)子系統(tǒng)的紐帶，并且這兩個(gè)子系統(tǒng)及自身影響的子系統(tǒng)都是相互影響、相互作用的。

在再生水回用系統(tǒng)的研究中，我們將系統(tǒng)邊界定義為銀川市市區(qū)范圍內(nèi)，主要考慮的是系統(tǒng)邊界內(nèi)各因素的相互關(guān)系與作用。

模型中所要選擇的變量因素要能夠表現(xiàn)該系統(tǒng)研究問題的核心，并能夠反映出構(gòu)建模型的目的。該系統(tǒng)中涉及到的變量有很多種，其中主要變量就是狀態(tài)變量，所以在模型中應(yīng)該首先確定狀態(tài)變量，隨后選擇跟其有關(guān)的輔助變量。其在銀川市污水再生回用系統(tǒng)中主要變量有如下。

經(jīng)濟(jì)方面：人口、工業(yè)產(chǎn)值、城市GDP。

再生水回用方面：污水量、污水二級處理量、污水回用量、污水處理工程建設(shè)投資額、污水回用工程建設(shè)投資額。

城市建設(shè)和生態(tài)建設(shè)方面：城市道路面積、城市綠化面積、生態(tài)林地草地的面積。

2 再生水供水子系統(tǒng)的流圖設(shè)計(jì)

運(yùn)用vensimple軟件中繪制該流圖，從圖中可以清楚反映系統(tǒng)中各變量之間的關(guān)系，在此系統(tǒng)中，選取污水回用量、污水量、二級處理量、GDP、工業(yè)產(chǎn)值為關(guān)鍵變量，系統(tǒng)中還考慮了各項(xiàng)處理工程建設(shè)投資額。具體說明見表1。

3 再生水需水子系統(tǒng)的流圖設(shè)計(jì)

再生水需水子系統(tǒng)是根據(jù)再生水回用途徑來確定銀川市再生水的需求量。再生水回用途徑有城市生活、市政、生態(tài)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等用水。并以城市綠化面積、城市道路面積、汽車數(shù)量、生態(tài)林地草地面積、農(nóng)業(yè)灌溉面積為關(guān)鍵變量，做具體說明，詳見表2。最后，再由城市缺水程度作為紐帶，將再生水供需子系統(tǒng)聯(lián)系起來形成一個(gè)再生水回用系統(tǒng)。

4 結(jié)束語

以銀川市再生水回用系統(tǒng)為研究對象，用系統(tǒng)論的觀點(diǎn)分析了影響再生水回用系統(tǒng)模型的相關(guān)因素和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，結(jié)合SD的方法，運(yùn)用Vensimple軟件構(gòu)建SD仿真模型。

再生水回用發(fā)展至今，人們已經(jīng)認(rèn)識到污水作為水源的重要意義，在市場層面，水資源已經(jīng)制約該城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，再生水回用將成為解決水資源短缺的有效途徑，是推進(jìn)城市化建設(shè)、實(shí)現(xiàn)水資源合理配置、科學(xué)保護(hù)、循環(huán)利用的重要手段。

表1 再生水供水子系統(tǒng)流圖說明

表2 再生水需水子系統(tǒng)流圖說明