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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