張 翔，廖辰旸，韋芳良，劉 玥，余 檣，肖 宜

(1.武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430072；2.武漢大學(xué)海綿城市建設(shè)水系統(tǒng)科學(xué)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430072)

近年來(lái)，隨著城市化的快速發(fā)展，我國(guó)城市的內(nèi)澇、水體黑臭、河湖生態(tài)系統(tǒng)退化、水資源短缺“四水”問題日益突出，嚴(yán)重制約了城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展[1]?！八乃眴栴}對(duì)我國(guó)物質(zhì)文明和生態(tài)文明建設(shè)的危害極大，且隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展有變異趨勢(shì)，解決“四水”問題迫在眉睫[2]。城市是政治、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的中心，具有人口聚集、建筑密集、經(jīng)濟(jì)社會(huì)活躍的特點(diǎn)，城市水循環(huán)與城市空間環(huán)境子系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)、社會(huì)子系統(tǒng)以及要素流動(dòng)子系統(tǒng)具有密切的聯(lián)系，城市水問題的解決必須考慮城市各子系統(tǒng)之間的相互交織、互相作用的復(fù)雜關(guān)系。水系統(tǒng)理論以水循環(huán)為紐帶，將水文的自然物理過程、水環(huán)境的生物地球化學(xué)過程和水資源利用的人文過程聯(lián)系成一個(gè)整體[3]，為認(rèn)識(shí)城市復(fù)雜水問題的成因和演變規(guī)律提供了科學(xué)基礎(chǔ)，也為系統(tǒng)解決城市水問題提供了耦合的新途徑。

城市水系統(tǒng)模擬以城市的水、經(jīng)濟(jì)社會(huì)、生態(tài)環(huán)境的相互關(guān)系為研究對(duì)象，一些學(xué)者開展了部分或整體的城市水系統(tǒng)模型[4-7]研究。Ren等[8]提出以分散式污水處理系統(tǒng)、海綿基礎(chǔ)設(shè)施以及生態(tài)河流等部分組成的城市供水系統(tǒng)3.0，來(lái)應(yīng)對(duì)集中式城市供水系統(tǒng)逐漸暴露出的水敏感性、脆弱性和不可持續(xù)性等水問題；李文運(yùn)等[9]針對(duì)水循環(huán)中的特定環(huán)節(jié)，分別建立了天然水系統(tǒng)和社會(huì)水系統(tǒng)的水量平衡方程對(duì)區(qū)域水資源進(jìn)行合理評(píng)價(jià)；Lekkas等[10-11]研究并建立了城市水量平衡模型(urban water balance model)，通過該模型研究了水和部分污染物隨著城市內(nèi)的水流(包括雨水、外調(diào)水、地表水、污水和地下水)從源到尾的流動(dòng)路徑和污染物濃度的變化；Willuwei等[12]建立了動(dòng)態(tài)城市水模擬模型(dynamic urban water simulation model)的概念框架，以Dublin地區(qū)為研究對(duì)象，探索了該地區(qū)包括徑流、供水、需水和污水處理等在內(nèi)的城市水循環(huán)的構(gòu)成，評(píng)估了土地利用變化對(duì)城市水循環(huán)的影響。

近年來(lái)，隨著生態(tài)水文學(xué)、社會(huì)水文學(xué)等交叉學(xué)科的發(fā)展[13-16]，多要素耦合驅(qū)動(dòng)機(jī)制的研究推動(dòng)了對(duì)城市水系統(tǒng)的深入理解和認(rèn)識(shí)[17-18]。2014年，德國(guó)國(guó)際合作組織(GIZ)與地方政府永續(xù)發(fā)展理事會(huì)(ICLEI)首次提出城市關(guān)聯(lián)體系(urban nexus)概念，將城市水-能源-糧食紐帶(water-energy-food nexus, WEF-Nexus)范式與城市可持續(xù)發(fā)展聯(lián)系起來(lái)[4]；孫才志等[19-20]在此基礎(chǔ)上采用耦合協(xié)調(diào)度模型等方法，對(duì)水資源-能源-糧食耦合系統(tǒng)進(jìn)行了安全評(píng)價(jià)及空間關(guān)聯(lián)分析；國(guó)際科學(xué)理事會(huì)(ICSU)在2014年提出的“未來(lái)地球計(jì)劃(Future Earth)”中，也強(qiáng)調(diào)了水與自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、政治之間的關(guān)聯(lián)發(fā)展模式[3]；Baki等[21]則通過系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬平臺(tái)建立了一個(gè)仿真概念模型框架，模擬了城市供水系統(tǒng)對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和技術(shù)變化的不同響應(yīng)；Hale等[22]構(gòu)建了一個(gè)研究水資源、社會(huì)和生態(tài)系統(tǒng)的框架，可用于解構(gòu)復(fù)雜水系統(tǒng)的關(guān)鍵組成要素及其之間的相互聯(lián)系。然而實(shí)現(xiàn)城市水系統(tǒng)3個(gè)過程之間內(nèi)在的耦合機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究，并且由于系統(tǒng)涉及的參數(shù)眾多，各個(gè)參數(shù)間的聯(lián)系程度不同，敏感性分析受到很大的影響[3]。

本文基于水系統(tǒng)理論與城市水系統(tǒng)模擬相關(guān)研究，提出了城市水-社會(huì)經(jīng)濟(jì)-生態(tài)環(huán)境多因素的關(guān)聯(lián)模型(以下簡(jiǎn)稱城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型)的理論框架，構(gòu)建了由本構(gòu)關(guān)系和控制方程組成的城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型，可為城市水系統(tǒng)的演變預(yù)測(cè)和城市發(fā)展決策提供參考。

1 城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型理論框架

水是水系統(tǒng)內(nèi)部鏈接的關(guān)鍵資源要素，在城市宏觀體系中扮演著許多角色。建立城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型，需要分析城市水系統(tǒng)內(nèi)部各要素的發(fā)展模式，以及系統(tǒng)中各要素的關(guān)聯(lián)模式[23]。

城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型是一個(gè)集成的模型，由水文物理過程、社會(huì)經(jīng)濟(jì)取用水過程、水生態(tài)環(huán)境過程組成，以節(jié)水技術(shù)與綠色發(fā)展政策為導(dǎo)向。水文物理過程主要由產(chǎn)匯流模塊組成，包括城市水系統(tǒng)區(qū)域的降水、出流和入流。社會(huì)經(jīng)濟(jì)取用水過程由需水和供水兩大模塊組成，包括各行業(yè)的需水量和各環(huán)節(jié)共同構(gòu)成的可供水量。水生態(tài)環(huán)境過程主要包含水生態(tài)狀態(tài)、水質(zhì)狀態(tài)以及水量狀態(tài)，由生物量、污染排放、水資源配置等因素控制。城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型理論框架如圖1所示。

圖1 城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型理論框架

在城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型中，水資源可用性和需水量受到與之互動(dòng)的眾多不確定因素的影響，并反映了未來(lái)有限的可預(yù)測(cè)性的環(huán)境和社會(huì)形態(tài)。供水與需水之間的不斷平衡體現(xiàn)了水資源配置的過程，繼而直接或間接地影響系統(tǒng)的生態(tài)狀態(tài)、水質(zhì)狀態(tài)和水量狀態(tài)，迫使城市管理者實(shí)施靈活和適應(yīng)發(fā)展的管理策略處理現(xiàn)在與未來(lái)發(fā)生的不確定性變化(例如氣候、人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況)。通過結(jié)合城市發(fā)展的影響以及降水和產(chǎn)流的影響，城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型理論框架可以作為一個(gè)集成的建?？蚣?，對(duì)綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展導(dǎo)向下的城市化進(jìn)程進(jìn)行建模。

2 城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型構(gòu)建

根據(jù)理論框架，建立城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型需要通過水文物理過程、社會(huì)經(jīng)濟(jì)取用水過程和水生態(tài)環(huán)境過程3個(gè)過程的耦合。水文物理關(guān)系主要對(duì)應(yīng)理論框架中的出流、入流和降水部分，社會(huì)經(jīng)濟(jì)取用水過程主要對(duì)應(yīng)理論框架中的供水和需水模塊，水生態(tài)環(huán)境過程主要對(duì)應(yīng)理論框架中的水量、水質(zhì)、水生態(tài)狀態(tài)。本文根據(jù)每個(gè)過程自身的變化規(guī)律，建立各過程的本構(gòu)關(guān)系和控制方程，各過程之間的耦合通過控制方程變量之間的聯(lián)系來(lái)進(jìn)行。

2.1 水文物理過程

城市的水文物理過程主要是城市降水徑流過程，本文采用時(shí)變?cè)鲆嫠哪Ｐ湍M產(chǎn)流量。時(shí)變?cè)鲆嫠哪Ｐ徒沂玖私邓a(chǎn)流過程受降雨強(qiáng)度、土壤濕度(即土壤含水量)和下墊面條件影響的非線性指數(shù)律關(guān)系，其徑流系數(shù)是時(shí)變的[24]。

觀測(cè)資料表明，系統(tǒng)增益因子G(徑流系數(shù))與土壤濕度S或流域土壤前期雨量指數(shù)A呈如下非線性關(guān)系：

G=g1Sg2或G≈α+βA

(1)

式中g(shù)1、g2、α、β為與下墊面等因素有關(guān)的參數(shù)。

在水文物理過程的產(chǎn)流模塊中，可將有效凈雨R表達(dá)為降水量P和系統(tǒng)增益因子G之積，基于時(shí)變?cè)鲆娣蔷€性產(chǎn)流機(jī)理的計(jì)算公式為

R=GP=g1Sg2P≈(α+βA)P

(2)

水平衡方程用于描述城市水系統(tǒng)的儲(chǔ)水量動(dòng)態(tài)變化，可表達(dá)為

(3)

式中：dW是城市水系統(tǒng)儲(chǔ)水量的變化量；Qin為入流量；Qout為出流量；U為城市水系統(tǒng)中經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水量。

2.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)取用水過程

將社會(huì)經(jīng)濟(jì)取用水過程概化為取水和排水兩大部分，并且主要考慮政策、技術(shù)、社會(huì)3個(gè)因子對(duì)各行業(yè)用水量、排水量的影響。生活用水量受到政策因子、技術(shù)因子和社會(huì)因子的共同作用，具體由人口、人均生活用水量等指標(biāo)決定。工業(yè)用水量受到政策和技術(shù)因子的作用，主要體現(xiàn)在萬(wàn)元工業(yè)產(chǎn)值用水量等指標(biāo)。農(nóng)業(yè)用水量受灌溉面積、政策和技術(shù)的影響較大，隨著灌溉技術(shù)的不斷發(fā)展，單位面積灌溉用水量逐漸降低，生態(tài)用水量受到政策和技術(shù)的影響。與此同時(shí)，考慮系統(tǒng)中水利工程的調(diào)蓄作用，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)社會(huì)取用水量變化方程：

Uc(M,P,T)+Ud(P,T)

(4)

(5)

式中：U為用水量；D為排水量；Ua、Ub、Uc、Ud分別為生活用水量、工業(yè)用水量、農(nóng)業(yè)用水量和生態(tài)用水量；Da、Db、Dc分別為生活排水量、工業(yè)排水量和農(nóng)業(yè)排水量；M為灌溉面積；Sk為第k個(gè)水利工程的調(diào)蓄水量；P為政策因子；T為技術(shù)因子；N為社會(huì)因子。

2.3 水生態(tài)環(huán)境過程

對(duì)于水生態(tài)和水環(huán)境成分的描述，重點(diǎn)在于衡量水量、水質(zhì)、水生態(tài)的健康程度，在城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型中水量狀態(tài)、水質(zhì)狀態(tài)、水生態(tài)狀態(tài)的健康程度是相對(duì)的，與各個(gè)地區(qū)的水文、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件等密切相關(guān)[25-27]。因此，可定義水量、溶質(zhì)和生物3類指標(biāo)來(lái)描述水量、水質(zhì)、水生態(tài)的狀況，主要從受到用水量、排水量影響的角度考慮構(gòu)建指標(biāo)的表達(dá)式，并通過與相應(yīng)指標(biāo)的適宜值比較來(lái)衡量生態(tài)環(huán)境成分的健康程度：

(6)

(7)

(8)

式中：E1、E2、E3分別表示水量、水質(zhì)和水生態(tài)方面的健康程度；q為水量指標(biāo)；c為溶質(zhì)指標(biāo)；e為生物指標(biāo)；下標(biāo)s表示現(xiàn)狀值，o表示適宜值。

3 實(shí)例驗(yàn)證與分析

3.1 研究區(qū)簡(jiǎn)介

以湖北省武漢市為實(shí)例對(duì)城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型進(jìn)行驗(yàn)證。武漢地處江漢平原東部、長(zhǎng)江中游，是長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶中游城市群的核心城市，中國(guó)中部地區(qū)的中心城市，全國(guó)重要的工業(yè)基地、科教基地和綜合交通樞紐。武漢市水資源蘊(yùn)藏量豐富，長(zhǎng)江、漢江在武漢交匯。2018年全市下轄13個(gè)區(qū)，總面積8 569 km2，常住人口1 108.1萬(wàn)人，地區(qū)生產(chǎn)總值1.48萬(wàn)億元。由于武漢市地形地勢(shì)等原因，城市水問題嚴(yán)重，洪水、內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響了城市化的發(fā)展、人民生活和財(cái)產(chǎn)安全。模型以武漢市行政邊界為空間邊界。

水資源的基本數(shù)據(jù)主要來(lái)自《武漢市水資源公報(bào)》(2001—2017年)、《湖北省水資源公報(bào)》(2001—2017年)，以及長(zhǎng)江水利委員會(huì)提供的漢口站月流量數(shù)據(jù)(1954—2014年)；人口、經(jīng)濟(jì)、污染等數(shù)據(jù)來(lái)自《武漢市統(tǒng)計(jì)年鑒》(2001—2017年)。另外，用水指標(biāo)等規(guī)劃數(shù)據(jù)主要來(lái)自武漢市水務(wù)局編制的《武漢市水資源綜合規(guī)劃(2010—2030年)》(該報(bào)告以2010為現(xiàn)狀年，2030年為遠(yuǎn)期規(guī)劃年)和《武漢市水污染防治規(guī)劃(2016—2035年)》(該報(bào)告以2016年為現(xiàn)狀年，2035年為遠(yuǎn)期規(guī)劃年)。

(a) 常住人口

3.2 建模與驗(yàn)證

武漢市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型以2001—2017年為歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)年，也為模型的模擬與檢驗(yàn)時(shí)段，2020—2035年為模型預(yù)測(cè)期，選取2030年作為與規(guī)劃數(shù)據(jù)對(duì)比的主要年份。模型運(yùn)行的時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)置為1 a。

結(jié)合武漢市的實(shí)際情況，參照?qǐng)D1中關(guān)聯(lián)模型理論框架構(gòu)建武漢市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型，模型內(nèi)各變量的影響因子參照三大過程方程選取。用水量、需水量部分的指標(biāo)，如單位面積灌溉用水量、萬(wàn)元工業(yè)產(chǎn)值用水量等由政策因子、社會(huì)因子及技術(shù)因子共同驅(qū)動(dòng)，呈逐年下降的趨勢(shì)。參照水生態(tài)環(huán)境過程方程，選取相關(guān)變量的現(xiàn)狀值與適宜值之比來(lái)表征水生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)。

采用改進(jìn)的Logistic人口增長(zhǎng)模型、S形曲線、指數(shù)型增長(zhǎng)、對(duì)數(shù)型曲線等方法擬合指標(biāo)變量間的數(shù)量關(guān)系，并使用Matlab擬合變量隨時(shí)間的變化關(guān)系，得到各指標(biāo)變量的模擬計(jì)算公式。

圖2給出了主要指標(biāo)的模擬與預(yù)測(cè)結(jié)果，常住人口、城鎮(zhèn)人口比重、GDP、萬(wàn)元GDP用水量、COD排放量、氨氮排放量平均相對(duì)誤差分別為5.27%、3.46%、1.46%、3.77%、13.69%和12.92%，絕對(duì)值平均誤差均在15%以內(nèi)，參數(shù)的精度符合要求，驗(yàn)證了公式的可靠性和模型的有效性，同時(shí)根據(jù)公式進(jìn)行合理的時(shí)間外延，可對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。水量健康程度通過武漢市可利用水資源總量與供水總量的比值進(jìn)行衡量，可利用水資源總量等于時(shí)變?cè)鲆嫠哪Ｐ颓蟪龅漠a(chǎn)流量加上武漢市過境水量，再扣除洪水不可利用量進(jìn)行計(jì)算。水質(zhì)好壞程度通過單位水體污染物含量與Ⅱ類水體的污染物含量進(jìn)行比較衡量，水生態(tài)的健康程度通過可利用水資源量與適宜生態(tài)流量的比值進(jìn)行衡量。經(jīng)計(jì)算，武漢市可利用水資源量大，隨年際間變化較小，導(dǎo)致水量、水生態(tài)健康程度變化較小且處于相對(duì)健康狀態(tài)。水質(zhì)狀態(tài)逐年改善且總體處于健康狀態(tài)。

3.3 目標(biāo)指標(biāo)的動(dòng)態(tài)比較與模型模擬結(jié)果分析

《武漢市水資源綜合規(guī)劃(2010—2030年)》《武漢市水污染防治規(guī)劃(2016—2035年)》分別將2010年、2016年作為現(xiàn)狀年，預(yù)測(cè)2030年、2035年武漢市的主要指標(biāo)，這些指標(biāo)包括水資源利用、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和污染物排放三大類。水資源利用指標(biāo)可以反映一定時(shí)期內(nèi)的用水、節(jié)水、經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展水平，社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以反映國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城市化的發(fā)展水平，污染物排放指標(biāo)可以反映城市化負(fù)面水質(zhì)效應(yīng)以及生態(tài)環(huán)境承壓、污染物排放過多導(dǎo)致的環(huán)境惡化、生物多樣性破壞等問題。本文利用城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型的預(yù)測(cè)值與規(guī)劃報(bào)告提供的政府預(yù)期規(guī)劃值作比較(表1)，分析指標(biāo)動(dòng)態(tài)變化，同時(shí)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行理論分析。

表1 指標(biāo)規(guī)劃值與模型預(yù)測(cè)值對(duì)比

從表1數(shù)據(jù)分析可知，在參數(shù)精度符合要求的情況下，水資源利用指標(biāo)符合且優(yōu)于規(guī)劃值。用水指標(biāo)的不斷降低與節(jié)水技術(shù)的不斷進(jìn)步有關(guān)，模擬值在耦合綠色發(fā)展政策等其他因子的作用下出現(xiàn)一定程度的優(yōu)化，說(shuō)明與單因素驅(qū)動(dòng)方式相比模型具有更好的預(yù)測(cè)效果；主要社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)略低于規(guī)劃值，相差1.6%以內(nèi)，說(shuō)明模型預(yù)測(cè)城市發(fā)展方向與武漢市GDP低增長(zhǎng)模式下的城市發(fā)展規(guī)劃基本吻合，體現(xiàn)了武漢市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大背景下保持GDP低速穩(wěn)定增長(zhǎng)的結(jié)果預(yù)期；COD排放量控制在規(guī)劃值范圍內(nèi)且遠(yuǎn)低于規(guī)劃值，表明COD排放控制的政策效力符合規(guī)劃預(yù)期；氨氮排放量超過規(guī)劃范圍，削減率的變化方向與規(guī)劃值一致，但中遠(yuǎn)期水平年的排放量模擬值與規(guī)劃值仍有一定差距，一方面與氨氮排放量相關(guān)數(shù)據(jù)不完整有關(guān)，另一方面也說(shuō)明模型在考慮不同污染物對(duì)模擬結(jié)果的影響上仍有不足。與規(guī)劃值的比較分析表明，以綠色發(fā)展政策為導(dǎo)向的多因素耦合角度下的城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果符合政府規(guī)劃要求并且優(yōu)于規(guī)劃報(bào)告的預(yù)期。同時(shí)前文中關(guān)鍵變量的相對(duì)誤差絕對(duì)值的平均值均未超過15%，相對(duì)誤差在可接受的范圍之內(nèi)，模型的精度符合要求。故可認(rèn)為模型的模擬結(jié)果與實(shí)際系統(tǒng)較為吻合，即模型能夠有效地對(duì)真實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行模擬。

綜上，說(shuō)明在耦合了水、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)三大模塊后，與單因素驅(qū)動(dòng)機(jī)制相比具有更優(yōu)化的結(jié)果，體現(xiàn)出了節(jié)水技術(shù)等科學(xué)技術(shù)與綠色發(fā)展相關(guān)政策兩大因子導(dǎo)向下的生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)同發(fā)展的良好預(yù)期。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文探索提出了基于城市水-經(jīng)濟(jì)社會(huì)-生態(tài)環(huán)境關(guān)聯(lián)的城市水系統(tǒng)理論框架，建立了城市水系統(tǒng)演變過程中由針對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的正反饋回路和針對(duì)可持續(xù)性的負(fù)反饋回路共同控制的新模式，量化了政策因子、技術(shù)因子和社會(huì)因子對(duì)模型演變的影響。以武漢市為研究對(duì)象，建立了水文物理過程、社會(huì)經(jīng)濟(jì)取用水過程和水生態(tài)環(huán)境過程變量之間的定量關(guān)系。結(jié)果表明，城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型模擬預(yù)測(cè)的指標(biāo)值具有較高的精度，城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型能夠揭示城市水-經(jīng)濟(jì)社會(huì)-生態(tài)環(huán)境多要素的耦合驅(qū)動(dòng)機(jī)制,模型具有有效性。模型預(yù)測(cè)的武漢市發(fā)展方向與規(guī)劃報(bào)告相符并且優(yōu)于規(guī)劃值，體現(xiàn)出了節(jié)水技術(shù)與綠色發(fā)展相關(guān)政策的導(dǎo)向作用，可為以后城市水系統(tǒng)的演變預(yù)測(cè)和城市發(fā)展政策的制定提供參考。

城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型依然存在著諸多問題，對(duì)于模擬中如何量化人文過程中的各種因素(環(huán)境保護(hù)意識(shí)、生活習(xí)慣、發(fā)展理念等)的影響，以及如何定量描述社會(huì)對(duì)環(huán)境變化的反應(yīng)等問題還沒有很好的解決方法。應(yīng)該使用哪些指標(biāo)來(lái)建立動(dòng)態(tài)模型，指標(biāo)之間的反饋機(jī)制等還有待進(jìn)一步探究。今后城市水系統(tǒng)關(guān)聯(lián)模型還需要繼續(xù)探究能源、糧食等因素以及發(fā)展理念轉(zhuǎn)變等與現(xiàn)有因素之間的耦合機(jī)制，量化人為調(diào)控及環(huán)境治理工程的社會(huì)及生態(tài)后果。