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为何选择WEAP?

概览     背景     方法     实例     开发

概览

WEAP 是用于水资源综合规划的微机工具,它试图协助而非取代有经验的规划者 它为规划和政策分析提供了一种全面、灵活和用户友好型的框架 越来越多的水资源领域的专业人员将 WEAP 视为他们所使用的各种模型、数据库、电子表格和其它软件工具的有益补充. 该介绍将涉及 WEAP 的目的、方法和结构;关于 WEAP 功能的详细技术描述可在另一份文件 WEAP 用户指南.

背景

世界上很多地区面临严重的淡水管理的挑战 有限水资源的分配、对环境质量的关注、在气候波动和不确定性之下的规划、 以及开发和实施可持续用水战略的需要等对水资源规划者来说已成为越来越紧迫的问题 常规的以供给为导向的模拟模型在探讨各种可能的管理选择时有时显得不足.

过去十年中,出现了一种将供水项目置于需求端问题、水质和生态系统保护背景之下考虑的水资源开发的综合方法. WEAP 将这些价值观结合到了一个实用的水资源规划和政策分析的工具中. WEAP 把需求端问题如用水规律、设备效率、回用策略、成本和配水, 与供给端问题如河流流量、地下水资源、水库和调水,放在同等的地位来考虑. WEAP 的独特之处还在于它在模拟水系统的自然要素(如蒸发蒸腾要求、径流、基流)与工程要素(如水库、地下水抽取)方面的综合方法,它允许规划人员对在为当前和未来的利用而管理水资源时所必须考虑的广泛的因素有一个更全面的观点. WEAP 成为检验可替代的水资源开发和管理选择的有效工具. 模型结果对水资源开发利用策略的对比检验非常有效。

WEAP 有很多不同的用途:

  • 水平衡数据库: WEAP 提供了一个管理需水和供水资料的系统.
  • 预案(情景)生成工具: WEAP 模拟需水、供水、径流、流量、储量、污染物产生、处理和排放及河流水质.
  • 政策分析工具: WEAP 评估各种水资源开发和管理选择,并考虑对水系统多种互相竞争的利用.

WEAP 方法

WEAP 的模拟基于水收支平衡这一基本原则,可用于城市和农业系统、单个集水盆地或复杂的跨界河流流域系统. 此外,WEAP 可以模拟这些系统的范围很广的自然和工程要素,包括降雨径流、基流和降水对地下水的补给;部门需求分析; 部门需求分析;水资源保护;水权和分配优先顺序、水库运行;水力发电;污染追踪和水质;脆弱性评价;和生态系统要求. 其财务分析模块允许用户进行项目的损益比较分析.

用户以以下部分表述相关系统:各种水源(如河流、溪流、地下水、水库和海水脱盐设施); 取水、输水和废水处理设施;需水;产生的污染;和生态系统要求. 数据结构和详尽水平可通过易于掌握的用户定制来满足特定系统和分析的要求及反映有限数据的局限.

WEAP 的应用通常包括几个步骤.

  • 研究定义: 设置时间跨度、空间界限、系统组分和问题结构.
  • 现状基准: 提供系统的实际需水、污染负荷、资源和供给的当时情况. 可视该步骤为应用开发的校准步骤.
  • 预案: 可以探讨一组可替代的关于未来的例如政策、成本、气候等对水的需求、供给、水文和污染的影响 的假设. (下一节将给出一些可能的情景的例子).
  • 评估: 就水的充足程度、成本和效益、与环境目标的兼容性及对关键变量不确定性的敏感程度对各预案进行评估.

WEAP 情景分析的例子

情景分析是 WEAP 的核心. Scenarios are used to explore the model with an enormous range of "what if" questions, such as :

  • 如果人口增长和经济发展模式发生变化那么会发生什么?
  • 如果水库运行规则改变会怎么样?
  • 如果地下水被更充分地开发会怎么样?
  • 引入水资源保护措施会发生什么?
  • 生态系统要求更严会怎么样?
  • 如果建立一项联合使用计划将多余的地表水存储于地下水潜水层中会发生什么?
  • 实施水回用计划会发生什么?
  • 采用更高效的灌溉技术会发生什么?
  • 农作物构成发生变化时会怎么样?
  • 如果气候变化改变了需求和供水会怎么样?
  • 上游污染对下游水质有什么影响?
  • 土地利用变化将对径流有什么影响?

WEAP 的开发

斯德哥尔摩环境研究院为 WEAP 的开发提供了主要资金. 水力工程中心 由美国陆军工程师兵团支持获得极大改进。 很多机构,包括 联合国, 世界银行, 美国国际开发署, 美国环保局, IWMI, 促进水科学研究基金会(AwwaRF)日本全球基础设施基金会 曾提供项目资助. WEAP has been applied in water assessments in dozens of countries, including : the United States, Mexico, Brazil, Germany, Ghana, Burkina Faso, Kenya, South Africa, Mozambique, Egypt, Israel, Oman, Central Asia, India, Sri Lanka, Nepal, China, South Korea, 以及 Thailand.

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