水,是人类赖以生存的不可缺少的一种宝贵资源,又是自然环境的重要组成部分,是可持续发展的基础条件。随着城市化进程的快速发展,人口急剧增长,工业规模扩大,生活水平提高,用水量和排污量日益增加,由此产生了水资源短缺、水环境污染等问题。目前,如何将人类活动控制在水资源和水环境的承受范围之内,协调好水资源、环境、人口与可持续发展之间的关系是水资源研究领域中的重要问题之一。 本文在参阅大量文献的基础上,介绍了国内外水资源承载能力的研究现状,指出了研究中存在的主要问题及今后发展趋势;分析了城市水问题及其形成机制、城市水资源系统及其特点,研究了一套相对完整的城市水资源系统模拟模型体系,为水资源承载能力和优化配置计算模型研究奠定了基础。 城市水资源承载能力的研究是本文的核心部分之一。本文详细研究了城市水资源承载能力的概念及计算模型和求解方法,总结了提高水资源承载能力的措施和途径。 基于水资源承载能力的城市水资源优化配置研究是本文的核心部分之二。在对水资源承载能力研究的基础上,本文引入可持续发展系数,对“可持续发展”准则进行了量化,提出了面向可持续发展的水资源优化配置多目标模型,拓宽了水资源承载能力的研究内容,对水资源合理分配具有重要的现实意义。 在以上研究的基础上,本文以郑州市为实例进行了应用研究。在收集大量资料的基础上,预测了郑州市2005、2010、2015、2020、2025、2030年社会经济指标和需水量;计算了郑州市地表水资源量、地下水资源量、水资源总量和水资源可利用量。以此为基础,计算了郑州市上述六个规划水平年三个方案下的水资源承载能力。通过对方案进行比较,选出优选方案,并对该方案下可承载的社会经济规模进行水资源优化配置。通过对水资源承载能力和优化配置的计算结果进行分析,表明本文研究所建立的模型和方法是合理可行的,研究结果可为郑州市水资源规划和管理提供参考依据。