基于系统动力学的矿业可持续循环水资源管理：以伊朗布什尔省为例

为解决矿业高耗水及地下水过度开采问题，研究人员采用系统动力学(SD)方法构建了可持续-循环水资源管理模型，结合循环经济(CE)的减量-回收-再利用策略。研究表明：实施CE措施可使矿业活跃单元增长210%，停滞单元减少90%，人均耗水量降低92%，工业水需求下降70%。该研究为干旱地区工业水资源管理提供了创新解决方案，对实现SDG6目标具有重要意义。

　　

在全球水资源危机日益严峻的背景下，矿业作为高耗水行业正面临严峻挑战。伊朗作为典型干旱国家，其布什尔省矿业单位过度依赖地下水，导致含水层体积年均下降55厘米，近50年累计下降达25米。更严峻的是，该国工业用水量从1994年的0.7亿m³激增至2020年的2.4亿m³，而可再生水资源却从1301亿m³缩减至1034亿m³。这种供需矛盾使得90%的矿业单位面临停产风险，严重制约区域经济发展。

波斯湾大学工业管理系的研究团队创新性地将系统动力学(SD)与循环经济(CE)理论相结合，构建了覆盖2010-2041年的水资源管理模型。该研究聚焦布什尔省82家矿业单位（年耗水614万m³），通过Vensim软件模拟三种情景：基准情景、技术自发应用情景和政策驱动情景。

研究采用五大关键技术：1) 系统动力学建模构建包含地下水子系统、工业水平衡子系统的反馈体系；2) 因果循环图识别关键变量如"活跃单元数-水需求-地下水储量"的相互作用；3) 存量-流量图量化含水层动态（公式：GW_t=GW_t-1+补给-开采）；4) 极端条件测试验证模型鲁棒性；5) 情景分析对比CE策略效果。基准数据来自布什尔省水利局2010-2020年实测数据。

【地下水子系统动态】
模拟显示：自然补给（降雨入渗+地表水渗透）与工业回用水构成主要补给源，而许可井超采是储量下降主因。在政策驱动情景下，2041年地下水赤字从基准情景的-3852亿m³改善至-2271亿m³。

【工业水平衡机制】
水短缺指数（供给-需求）揭示：基准情景在2013年即出现赤字（-0.07百万m³），而政策情景将赤字出现推迟至2016年（-0.44百万m³）。高密度浓缩机(high-rate thickener)的应用使工业水回用率达85%，显著改善平衡。

【矿业单元动态】
政策情景下活跃单元从2010年67家增至2041年210家，停滞单元仅2家，较基准情景（20家停滞）降低90%。关键转折发生在2031年，基准情景单元开始衰退，而CE情景保持年均5%增长。

【人均耗水演变】
浓缩技术普及使人均耗水从0.078百万m³（2010年）降至0.006百万m³（2041年），降幅达92%。这种"减量-回收-再利用"闭环使单位产品水足迹降低70%。

该研究证实CE原则可同步实现经济-环境双赢：既满足矿业发展需求（活跃单元增长3倍），又保护战略水资源（赤字减少41%）。特别值得注意的是，政策干预使水危机爆发点推迟15年，为技术升级赢得关键窗口期。研究提出的SD模型可作为决策支持工具，其方法论可推广至其他干旱地区工业水管理。成果对实现联合国SDG6目标（清洁饮水和卫生设施）具有实践指导价值，也为矿业-水资源复杂系统研究提供了新范式。

局限性在于参数依赖专家访谈可能引入偏差，且伊朗水资源数据更新滞后。未来研究可结合优化算法，并扩展至食品工业等其他高耗水行业。随着CE理念普及，"水-能-矿"协同管理将成为资源经济学研究前沿。