系统动力学方法
的有关信息介绍如下：系统动力学法（system dynamics，简称SD法）是一种连续型仿真模型，它具有下面的性质：①动态性：它强调系统是在不断发展变化着的，SD方法就是在系统的动态变化中，跟踪和模拟系统的发展和变化趋势的；②反馈性：它强调系统内部的各种因素的相互依赖关系，在系统内部存在着多种反馈环，相互影响，相互制约；③整体性：它的基本出发点是强调“整体大于部分之和”，对于一个复杂的大系统，任何个别部分和个别因素的研究只能得到片面认识。
一、系统动力学与地下水资源管理
在水文地质学研究中，特别是进行水资源管理时，往往要强调系统性和整体性，如强调整个流域或盆地的水资源利用最优化，而不是局部的优化。水资源管理工作也具有反馈性。任何一个水资源管理方案都可能带来两方面的效应，那就是正效应和负效应。正效应包括满足各方面的供水需求，带来工农业生产的发展和繁荣等；负效应则可能是地下水位持续下降，不良水体入侵含水层，地面沉降，水资源枯竭和不同程度的生态环境恶化等。所以，水资源的管理应具有反馈性，应对管理方案所带来的正效应和负效应进行评价、分析。必要时，对方案进行调整，直至最大限度地满足供水要求，最小限度地影响环境，减少负效应。此外，水资源管理也具有动态性，无论水文地质条件还是整个地下水盆地或地下水系统都是随时间而变化的。从系统的角度出发，地下水的补给、径流、排泄由于受天然和人为因素的影响，输入、输出发生变化，从而导致整个系统发生变化。由于水资源管理中的上述性质，我们可以把SD方法应用到水资源管理中去。实际上，J.Forrester等于1968年已经把SD方法应用到与水资源规划和管理有关的社会系统的模拟中。
二、SD方法原理
Forrester认为，系统是由三种变量组成的，即水平（状态）、变量（level variable），速率变量和辅助变量（图15-2）。这些变量可以被各种“线”相连形成“反馈循环”，而且这个“反馈循环”可以用描述系统的方程来表达。
图15-2 SD模型的符号
图15-2 SD模型的符号
图15-3所表示的是一个关于人口的SD模型。图中，BR为出生速率（人／a）；BBR为出生比例（每人可生人数，人／人）；P为人口总数；T为时间。
我们可以建立如下人口模型：
现代水文地质学
现代水文地质学
图15-3 人口增长的SD模型
图15-3 人口增长的SD模型
现代水文地质学
现代水文地质学
式中：P·L——在现时的人口总数；
P·K——在前一时期K时的人口数；
BR·KL——从K到L时间内出生的人口。
用式（15-9）和式（15-10）可以描述图15-3所示的过程。
在系统动力学方法中，“反馈循环（或回路）”是构成系统的要素，也是最基本的元素。系统的动态性就是用这种“回路”来体现的。而水平和速率则是“回路”中两种类型的变量，水平（状态）和速率（作用）都是必不可少的，水平反映了系统的条件，速率导致了系统的动态变化。
