基于多Agent模型的宁东基地水-能源-粮食系统协同演化研究

• Published in: 中国农村水利水电 no. 12; pp. 7 - 16
• Main Authors: 朱美连, 杨国丽, 降亚楠, 王小军
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 水利部应对气候变化研究中心,江苏 南京 210029 15.12.2023; 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室,陕西 杨凌 712100%南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏 南京 210029; 西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西 杨凌 712100%西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西 杨凌 712100
• Subjects: Multi-Agent model; 宁东能源化工基地; 多Agent模型; supply and demand of resources; 水-能源-粮食纽带关系; water energy food Nexus; Ningdong Energy and Chemical Industry Base; 资源供给和需求
• ISSN: 1007-2284
• DOI: 10.12396/znsd.231059

TV213.4%X24; 随着淡水资源逐渐减少、能源需求量逐渐增长和粮食供应结构不断变化,加之三者之间既相互依存又相互竞争的特点,水-能源-粮食的交互关系变得异常复杂.为确保水安全、能源安全和粮食安全,实现三者的协同优化管理、资源的高效利用和可持续发展,以集资源型缺水和季节性缺水为一体的干旱敏感区域宁东基地为例,提出了基于多Agent模型的宁东基地水-能源-粮食系统模拟模型,将宁东基地水-能源-粮食系统看成是由若干个相对独立的自主Agent构成的一个合作共生网络体系,构建了宁东基地水-能源-粮食模拟框架,定义了各Agent的属性,设计了Agent之间以及Agent和环境要素之间的交互规则,基于Python语言的多Agent建模工具MESA库开发了宁东基地水-能源-粮食仿真模型,以模拟宁东能源化工基地的系统演化过程.结果表明:随着人口的增长,生活部门配水量、能源消耗和粮食消耗量均呈现上升趋势;粮食部门配水量呈现出与农作物产量变化相对应的变化趋势;宁东基地的能源部门配水量呈现上升趋势,预测年的配水量每年增长约为0.08亿m3;随着生态绿化覆盖面积的逐年增长,生态部门的配水量也呈现出逐年增长的趋势;每年可以向基地外输送的能源,实测年增长率约为19.85%,预测年增长率约为3.53%,预计到2025年可增加到4.96×107 t标准煤.