北京市城市居民生活用水行为特征模拟与引导策略研究（60页）

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摘要 随着我国城镇化进程进入快速发展阶段，城镇成为人类活动最主要的生活与 生产空间，支持其发展的资源环境承载条件日趋严峻，其中水资源短缺己经成为 制约城市发展的短板。城市人口的规模、结构、经济水平、资源保护意识与资源 利用方式等影响着城镇用水总量。北京市处于温带季风区，水资源稀缺已成为制 约其发展的最大瓶颈，南水北调工程在一定程度能够缓解区域用水紧缺，但面对 持续的人口增长与经济发展诉求，区域水资源危机仍然存在。因此，如何协调快 速城镇化与水资源稀缺的矛盾，改善城市居民生活用水行为与方式，提高水资源 生产力，实施用水总量的红线控制是实现可持续发展的关键所在。 本研究在节水优先理念指导下，以有限理性理论和社会互动理论为框架，基 于智能体（ABM, Agent Based Model ）建模方法，构建了北京市城市居民生活用 水行为特征模拟的复杂适应系统。通过设置用水主体的不同行为规则，将水量变 化作为行为效应的量化指标，探究影响北京市城市居民生活用水行为的三项关键 表征参数：认知水平、学习能力和互动强度，引入变化环境下用水主体行为优化 的深度学习算法，模拟面向可持续发展视角下对居民生活用水行为的优化路径。 研究结果显示，居民用水的行为选择会随着个体在节水事件中认知水平的提 高，实现短期内优化。居民用水主体学习能力的提高会明显改善其用水行为，并 且随着时间的推移，用水行为改善的正向效应更加明显；但行为改善导致的节水 最优状态并未出现在用水个体学习能力最高的值域范围内，甚至在模拟后期会出 现下降的趋势。同时，社会互动的最短路径始终与节水峰值匹配，随着个体之间 模拟距离的增加，行为正向改善变弱，节水量下降；在模拟周期的前四年，节水 水平提高较快，随后进入平缓状态。 针对研究结果，本研究提出以下四点引导策略，以期为提高北京市城市居民 生活节水水平提供借鉴。第一，提高和改善居民个体对北京市水资源现状的认知； 第二，充分利用网络平台，拓宽节水信息宣传路径；第三，优化水费结算账单， 通过及时反馈信息提高居民学习能力；第四，建立健全水效标识管理体系，推进 节水器具行业发展。 关键词：居民生活用水行为，复杂适应系统，多智能体，水资源稀缺，水资 源优化配置 1 Abstract With the rapid development of Chinas urbanization, cities and towns have become the most important living and productive space for human activities, and the resources and environment supporting conditions for their development have become increasingly severe. Among them, water shortages have become a shortcoming that restricts urban development. The size, structure, economic level, awareness of resource protection and resource utilization methods of urban population affect the total urban water consumption. Beijing is in a temperate monsoon region, and water scarcity has become the biggest bottleneck restricting its development. The South -to-North Water Transfer Project can alleviate regional water shortages to a certain extent. However, in the face of continued population growth and economic development

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