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自然-人工水循环系统演化模式动力学描述

【摘要】:由于各变量都是时间和空间的函数,式也可以用微分的形式表示同样如果系统初始状态、系统所处环境的状态和系统输入、输出在空间上各点的信息已知,联立求解方程组就可以得到时段末系统在空间上各点的状态。由式可以看出,在一元水循环系统的基础上,二元水循环系统增加了对人工项描述,其演化的驱动力、结构和参数,既包括自然的成分,又包括人工的成分。

进一步可以表示为

“自然—人工”二元水循环系统存在的状态可表示为

进一步可以表示为

式中:W 为“自然—人工”二元水循环系统的状态;WN为自然水循环系统的状态,包含的变量和式(3-3)中的一样;WA为人工水循环系统的状态,与自然水循环系统相比多了一些受人类控制的状态,比如水库蓄水量、渠道断面水位和流量、人工下垫面状况、大坝和堤防高度、河渠衬砌情况等,概而言之,就是包括人工水循环系统各个要素的状态;ΨS为与二元水循环系统的环境有关的函数;Win为二元水循环系统的初始状态;S 为二元水循环系统所处环境的状态,即日地系统、大气系统、社会经济系统和人工生态系统的状态,除了太阳辐射、大气的温度、湿度、风速等以外,还有经济发展水平、经济增长速度、城市化水平、居民生活水平等;R 为环境向系统的输入、输出,除了降雨、太阳辐射等以外,还有进出社会经济系统和人工生态系统的水量、建设人工水循环系统的原材料、燃料及其他各种投入等。(www.chuimin.cn)

由于各变量都是时间和空间的函数,式(3-11)也可以用微分的形式表示同样如果系统初始状态、系统所处环境的状态和系统输入、输出在空间上各点的信息已知,联立求解方程组(3-12)就可以得到时段末系统在空间上各点的状态。

由式(3-12)可以看出,在一元水循环系统的基础上,二元水循环系统增加了对人工项描述,其演化的驱动力、结构和参数,既包括自然的成分,又包括人工的成分。