水与能源耦合模拟与综合风险评估研究

发布时间：2023-06-03 19:21

　　水资源和能源是保证社会经济发展和人民生活重要的物质基础,直接关系到国家安全、社会稳定和资源的可持续发展。在气候变化、快速的城市化、社会经济发展和人口增长的背景下,水资源、能源供需矛盾愈发凸显。在全球各项体系日益复杂并且相互关联的背景下,未来风险冲击可能性的增加对社会经济的长期稳定可持续发展提出了严峻的挑战。水资源与能源之间存在着不可分割的相互依存、相互制约关系。传统的水资源、能源规划往往将两个系统分开,导致以牺牲一方的资源来谋求另一方的发展,这种决策方法已不能满足的现状需求。本文通过科学解析水资源与能源纽带关系,构建水与能源耦合系统仿真模型和综合风险评估方法,以北京市为例,实证研究了典型年水资源系统的能耗量,能源生产的用水量和外部能源供应引起的虚拟水转移量,并对北京市水与能源耦合系统的变化趋势以及气候变化下耦合系统的响应进行了仿真模拟,分别设置了社会维度、经济维度、技术维度、政策维度的调控方案,并对各调控方案的有效性和能水节约的协同性进行了评价。通过优选的Frank Copula函数构建耦合系统的二维连接函数,对水与能源耦合系统的综合短缺风险进行了评估。论文的主要结论包括以下几个方面:...

【文章页数】：142 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景、目的及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 水与能源纽带关系的研究内容
        1.2.2 水与能源纽带关系的研究方法
        1.2.3 系统动力学方法的研究进展
    1.3 亟待解决的问题
    1.4 主要研究内容与技术路线
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 技术路线
第二章 水与能源耦合系统理论与技术框架
    2.1 水与能源纽带关系解析
        2.1.1 水与能源的联系
        2.1.2 水与能源的因果反馈关系
        2.1.3 纽带关系的属性
    2.2 纽带关系的计算
        2.2.1 水资源利用过程能耗
        2.2.2 能源生产过程的用水
        2.2.3 能源供应的虚拟水省际间转移
    2.3 水与能源耦合模型的构建
        2.3.1 模型建立的目的
        2.3.2 模型建立的步骤
        2.3.3 系统动力学模型的基本要素
        2.3.4 耦合模型的结构分析
    2.4 水与能源耦合系统综合风险评估
        2.4.1 Copula函数的理论
        2.4.2 Copula函数的选择步骤
第三章 研究区域概况
    3.1 自然地理
    3.2 经济社会概况
    3.3 水资源系统
    3.4 能源系统
第四章 北京市水与能源纽带关系定量计算
    4.1 北京市水资源系统的能耗分析
    4.2 北京市能源生产的用水量
    4.3 外调能源供应引起的虚拟水的省际间转移量
        4.3.1 数据来源
        4.3.2 计算结果与分析
    4.4 本章小结
第五章 北京市水与能源耦合模拟与调控方案评价
    5.1 北京市气象要素演变规律
        5.1.1 典型测站气象要素演变规律
        5.1.2 北京市未来气候预估
    5.2 北京市水与能源耦合系统仿真模拟
        5.2.1 模型设定
        5.2.2 模型有效性检验
        5.2.3 仿真结果分析
    5.3 调控方案评价
        5.3.1 调控方案的有效性评价
        5.3.2 调控方案的能水协同节约效果评价
    5.4 本章小结
第六章 北京市水与能源耦合系统综合风险评估
    6.1 边缘分布函数的优选
    6.2 Copula连接函数优选
    6.3 耦合系统风险评估
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 研究不足与展望
附表 耦合模型核心参数表
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文
攻读博士学位期间参加的项目
攻读博士学位期间获得的荣誉
攻读博士学位期间参与学术交流活动
致谢



本文编号：3829892