我国学者在滨海地下水协同管理与气候适应研究中取得进展

日期:2026-01-12  来源: 管理科学部     作者: 林志阳、霍红   【 】   【 打印 】  【 关闭

  在国家星空彩票官方苹果版项目(批准号:72242106、72242107、72188101)资助下,苏州大学邓天虎教授、清华大学祁炜副教授、同济大学侯成凡副研究员及其合作者,针对滨海地下水资源的可持续管理问题开展研究。研究成果以“滨海地下水管理:海水入侵防治、人工补给与气候适应(Coastal Groundwater Management: Seawater Intrusion Prevention, Artificial Recharge, and Climate Adaptation)”为题,于2025年发表在《制造与服务运作管理》(Manufacturing & Service Operations Management)上。论文链接:https://doi.org/10.1287/msom.2022.0441。

  在全球气候变化和用水需求日益增长的双重压力下,滨海地区地下水资源面临着过度开采和海水入侵的严峻挑战。传统的管理策略往往侧重于单一的开采目标,缺乏对海水入侵屏障(Seawater Intrusion Barriers, SWIBs)和含水层人工补给(Managed Aquifer Recharge, MAR)等保护性措施的协同运营考量,难以应对气候变化带来的长期不确定性。如何建立一个能够联合优化地下水开采、保护和补给的综合管理框架,是保障滨海地区水资源可持续利用亟待解决的课题。研究取得了如下成果。

  (1)构建了一个综合考量地下水开采、海水入侵屏障(SWIBs)注水保护和含水层人工补给(MAR)的随机动态规划模型。该模型从运营管理视角,系统地研究了这三大核心措施的联合优化策略,为复杂的地下水管理问题提供了全新的分析框架。

  (2)揭示了海水入侵屏障(SWIBs)与人工补给(MAR)之间动态的策略关系。研究发现,在地下水位较低时,二者表现为互补关系,联合使用能最大化效益;而在地下水位较高时,则转变为替代关系。这一发现为管理者根据实时水文状况灵活调整管理工具组合提供了科学依据。

  (3)通过对滨海地区真实数据的校准分析和案例研究,证实了协同运营策略的价值。研究发现,与仅使用海水入侵屏障的单一策略相比,“SWIBs+MAR”的联合运营模式不仅能有效降低管理总成本,还能在保障甚至提升地下水开采量的同时,维持更高的地下水位,实现成本、运营与环境效益的三赢。

  该研究在理论上为水资源等自然资源的协同管理提供了新的视角和分析工具,揭示了不同管理措施之间复杂的相互作用关系;在实践上,为应对气候变化背景下的滨海地下水可持续利用挑战,提供了兼顾经济效益与环境效益的优化决策方案,对全球面临类似问题的城市具有重要的借鉴意义。


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