人口增长、城市化和工业发展显着增加了许多国家的用水需求，引发了人们对水资源可持续性以满足人类和环境需求的担忧。此外，以经济为导向的水资源配置造成了许多社会环境问题。本研究的主要目标是开发一个系统动力学建模框架，将经济、社会和环境维度整合到水资源分配决策中。通过与理想解决方案的相似性 (TOPSIS) 进行优先排序的技术用于对建模场景进行排序并确定最佳的水资源分配策略。在伊朗东阿塞拜疆省的申请中，六大工业集团(包括化工、食品饮料、非金属、机械设备、金属、和纺织)，考虑了 13 个水资源分配方案和 5 个标准(包括利润指数、就业指数、地表水回归、地下水可持续性指数和总分配水量)。TOPSIS 结果表明，在最佳方案中，大部分水分配给非金属行业，与理想解决方案的相对距离为 0.63。另一方面，当前的水资源分配方案排名第七，表明需要在考虑社会、经济和环境因素的情况下进行重大改进，以实现不同行业用户之间的水资源优化再分配。TOPSIS 结果表明，在最佳方案中，大部分水分配给非金属行业，与理想解决方案的相对距离为 0.63。另一方面，当前的水资源分配方案排名第七，表明需要在考虑社会、经济和环境因素的情况下进行重大改进，以实现不同行业用户之间的水资源优化再分配。TOPSIS 结果表明，在最佳方案中，大部分水分配给非金属行业，与理想解决方案的相对距离为 0.63。另一方面，当前的水资源分配方案排名第七，表明需要在考虑社会、经济和环境因素的情况下进行重大改进，以实现不同行业用户之间的水资源优化再分配。
介绍
当前的水危机使人们更加关注水资源的有效管理。水对社会的可持续发展至关重要，涉及经济、社会和环境部门1。另一方面，近几十年来经济和农业活动的扩大加剧了水资源短缺问题，冲突和政治紧张局势加剧，凸显了可持续发展和优化资源配置的必要性。伊朗是干旱和半干旱国家之一。关注水资源管理的社会和环境方面并分析它们之间的关系尤为重要。
在不同部门之间分配水资源一直是一个重要的管理问题。已经进行了许多研究以最大限度地提高水分配的利润。巴贝尔等人。2开发了用于优化水库水配置的集成模型。他们的模型包括三个子模型，用于评估水库性能、经济分析和水分配，具有最大化消费者满意度和净利润的线性目标函数。虽然考虑了环境需水，但在其优化模型的目标函数中并未考虑。巴尼哈比等人。3开发了一个用于管理水资源分配的非线性模型，以增加工业和服务业的净利润，他们的结果表明，优化模型提高了水生产力，减少了对水的需求不满，并保护了农产品。类似的研究也一直在进行，以优化水管理最大化经济效益的目标函数(例如，4，5，6，7，8，9)。
水资源和社会参数具有双向关系，因为它们相互影响1。凯沙瓦兹等人。10研究了缺水和干旱对伊朗法尔斯省两个村庄家庭的影响，包括收入减少、粮食不安全、健康指数降低、获得教育设施的机会减少、压力、移民和绝望.迪恩等人。11对澳大利亚使用替代水源进行了统计分析，重点是雨水提取、海水淡化和循环水，并显示了对就业状况、生活满意度和家庭内部讨论的间接影响。斯坎伦等人。12研究了可用水对非洲居民生活(例如生计和就业)的影响。此外，波波维奇等人。13，El-Gafy14，Bui 等。15和李等人。16还研究了不同的社会经济和水资源参数及其关系。
在水资源配置中，多数决策者追求水资源的经济效益最大化，对可持续发展关注较少。水资源分配对可持续性的直接和间接影响强调需要更多地关注水资源分配的社会和环境方面。艾哈迈迪等人。17开发了一个多目标水资源管理模型，其中包含与水量和质量、下游用水需求、农业生产和就业相关的经济、社会和环境目标，以确定土地利用和水资源分配。图等人。18提出了解决中国农业水资源分配问题的优化模型，以实现经济效益最大化和环境污染最小化。他们的研究结果表明，增加经济利润确实改善了社会的总体福祉，但增加了污染的可能性，从而导致社会满意度下降。
已经进行了一些研究来解释水资源分配中的经济、社会和环境因素。凯利等人。19审查了能够通过在模型中容纳多个问题来整合知识的五种常见方法。在相关研究中，考虑了农业、工业、城市和环境用水对社会、经济和环境因素的影响，但没有仔细考虑工业部门内部的关系。各行业对水资源分配的社会经济和环境评价指标影响的差异尚不明确20,21。本研究旨在填补这一空白。
本研究的目的是开发一个系统动力学建模框架，以整合经济、社会和环境维度，以将水资源分配给工业。通过与理想解决方案的相似性 (TOPSIS) 进行优先排序的技术用于对建模场景进行排序并确定最佳的水资源分配策略。在伊朗东阿塞拜疆省的应用涉及六个行业组别(包括化工、食品和饮料、非金属、机械设备、金属和纺织)，十三个水资源分配场景，五个评估标准22，包括利润指数(行业销售产品利润总额，单位：亿里亚尔)、就业指数(工业部门从业人数，单位：人)、地表水回水量(水量)工业回灌地表水源，单位：mcm)，地下水可持续指数(消耗水量与回输地下水资源量之差，单位：mcm)，分配用水总量(分配给工业用水总量)。地表和地下水资源，单位：mcm)。
研究区域
大不里士是伊朗第四大城市，并在湖乌尔米耶盆地，它位于伊朗西北部(图最重要的城市1)，并在伊朗的六个主要盆地与51876公里的区域之一2。它包括西阿塞拜疆省的大约一半、东阿塞拜疆省的大部分和库尔德斯坦省的一部分。
阿吉柴是乌尔米亚湖流域的主要河流。这条河全长265公里，流域面积约9200公里2。大不里士市、阿扎尔沙赫尔市、萨拉布市、博斯坦阿巴德市、哈里斯市和奥斯科市是该盆地的主要城市地区。乌尔米湖流域排水管网及水文测站见图2。
这项研究的重点是伊朗的东阿塞拜疆省，其中包括乌尔米亚湖流域中大约 4500 个活跃的分散工业单位。这些行业占地 64 公顷，共有 19,000 名员工。根据用水量，全省工业分为食品饮料、非金属、纺织、化工、机械设备、金属六大类。与这些行业消耗的水量、雇员人数、产生的污水量及其利润相关的数据来自伊朗国家统计中心23。
系统动力学
Forrster (1974) 引入的系统动力学是一种强大的模拟方法，用于解决、支持和决策复杂问题，例如流域管理24、水库运行和洪水管理25、26、27以及动态水资源-社会经济管理-环境系统28.这种方法涉及对包含反馈过程的复杂动态系统进行计算机模拟，并提供一种对系统实际行为进行建模的方法。
由于用水需求的增加，地表水和地下水资源的使用量增加，导致许多地区的可用水资源呈减少趋势。为了整合水资源系统并采用可持续发展政策来缓解相关的水危机，需要一个支持工具来做出最佳的水资源分配决策。考虑到相关参数随时间的变化以及对区域内其他非水参数的影响，如果可以使用对系统因果循环和系统循环的足够了解来模拟不同的决策策略，则系统动力学可能是一个不错的选择- 制造商在实施之前。
本研究利用2016年的数据，分析了地表水和地下水资源的工业消耗量、工业生产率、工业利润率、创造的就业岗位数量以及生产出水和回地表水的关系。系统进行了分析。使用 VENSIM 软件，对不同的工业用水分配方案进行了一系列模拟。基于确定的关系，开发了一般的股票流量结构(图3)。如图3所示，地表水和地下水资源被认为是两个存量和流量图，并创建了两个主回路。以下部分描述了提取的一些因果关系。.
用水量和工业生产
水是农业和工业产品生产的主要因素之一。因此，生产直接和间接依赖于水资源。在这项研究中，六组行业与其用水量相关。相关关系用于计算由不同用水百分比生成的一组建模场景的相关参数。消耗水量与工业生产的相关关系如图4所示。所有原始数据均来自伊朗国家统计中心29。
生产就业
工业部门的就业率高于农业部门，根据 Rezaee 等人的说法。30、生产和创造的就业机会有很好的相关性。根据各产业群的生产量及其创造的就业量，确定生产与就业的关系。各行业的生产-就业相关关系如图5所示。这些原始数据也是从伊朗国家统计中心。
