水資源和能源是保證社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生活重要的物質基礎,直接關系到國家安全、社會穩(wěn)定和資源的可持續(xù)發(fā)展。在氣候變化、快速的城市化、社會經(jīng)濟發(fā)展和人口增長的背景下,水資源、能源供需矛盾愈發(fā)凸顯。在全球各項體系日益復雜并且相互關聯(lián)的背景下,未來風險沖擊可能性的增加對社會經(jīng)濟的長期穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。水資源與能源之間存在著不可分割的相互依存、相互制約關系。傳統(tǒng)的水資源、能源規(guī)劃往往將兩個系統(tǒng)分開,導致以犧牲一方的資源來謀求另一方的發(fā)展,這種決策方法已不能滿足的現(xiàn)狀需求。本文通過科學解析水資源與能源紐帶關系,構建水與能源耦合系統(tǒng)仿真模型和綜合風險評估方法,以北京市為例,實證研究了典型年水資源系統(tǒng)的能耗量,能源生產(chǎn)的用水量和外部能源供應引起的虛擬水轉移量,并對北京市水與能源耦合系統(tǒng)的變化趨勢以及氣候變化下耦合系統(tǒng)的響應進行了仿真模擬,分別設置了社會維度、經(jīng)濟維度、技術維度、政策維度的調控方案,并對各調控方案的有效性和能水節(jié)約的協(xié)同性進行了評價。通過優(yōu)選的Frank Copula函數(shù)構建耦合系統(tǒng)的二維連接函數(shù),對水與能源耦合系統(tǒng)的綜合短缺風險進行了評估。論文的主要結論包括以下幾個方面:...

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景、目的及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的與意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 水與能源紐帶關系的研究內(nèi)容
        1.2.2 水與能源紐帶關系的研究方法
        1.2.3 系統(tǒng)動力學方法的研究進展
    1.3 亟待解決的問題
    1.4 主要研究內(nèi)容與技術路線
        1.4.1 主要研究內(nèi)容
        1.4.2 技術路線
第二章 水與能源耦合系統(tǒng)理論與技術框架
    2.1 水與能源紐帶關系解析
        2.1.1 水與能源的聯(lián)系
        2.1.2 水與能源的因果反饋關系
        2.1.3 紐帶關系的屬性
    2.2 紐帶關系的計算
        2.2.1 水資源利用過程能耗
        2.2.2 能源生產(chǎn)過程的用水
        2.2.3 能源供應的虛擬水省際間轉移
    2.3 水與能源耦合模型的構建
        2.3.1 模型建立的目的
        2.3.2 模型建立的步驟
        2.3.3 系統(tǒng)動力學模型的基本要素
        2.3.4 耦合模型的結構分析
    2.4 水與能源耦合系統(tǒng)綜合風險評估
        2.4.1 Copula函數(shù)的理論
        2.4.2 Copula函數(shù)的選擇步驟
第三章 研究區(qū)域概況
    3.1 自然地理
    3.2 經(jīng)濟社會概況
    3.3 水資源系統(tǒng)
    3.4 能源系統(tǒng)
第四章 北京市水與能源紐帶關系定量計算
    4.1 北京市水資源系統(tǒng)的能耗分析
    4.2 北京市能源生產(chǎn)的用水量
    4.3 外調能源供應引起的虛擬水的省際間轉移量
        4.3.1 數(shù)據(jù)來源
        4.3.2 計算結果與分析
    4.4 本章小結
第五章 北京市水與能源耦合模擬與調控方案評價
    5.1 北京市氣象要素演變規(guī)律
        5.1.1 典型測站氣象要素演變規(guī)律
        5.1.2 北京市未來氣候預估
    5.2 北京市水與能源耦合系統(tǒng)仿真模擬
        5.2.1 模型設定
        5.2.2 模型有效性檢驗
        5.2.3 仿真結果分析
    5.3 調控方案評價
        5.3.1 調控方案的有效性評價
        5.3.2 調控方案的能水協(xié)同節(jié)約效果評價
    5.4 本章小結
第六章 北京市水與能源耦合系統(tǒng)綜合風險評估
    6.1 邊緣分布函數(shù)的優(yōu)選
    6.2 Copula連接函數(shù)優(yōu)選
    6.3 耦合系統(tǒng)風險評估
    6.4 本章小結
第七章 結論與展望
    7.1 結論
    7.2 創(chuàng)新點
    7.3 研究不足與展望
附表 耦合模型核心參數(shù)表
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文
攻讀博士學位期間參加的項目
攻讀博士學位期間獲得的榮譽
攻讀博士學位期間參與學術交流活動
致謝



本文編號：3829892