隨著全球氣候變化加劇與能源需求持續增長，沿海圍墾區作為重要的國土空間與資源儲備區，其可持續發展面臨水資源短缺與能源結構轉型的雙重挑戰。傳統上，水資源管理與能源資源開發往往作為獨立的系統進行規劃，導致資源利用效率低下，甚至產生環境沖突。本研究聚焦于沿海圍墾區這一特殊地理單元，提出并探討一種融合性決策支持系統的開發路徑，旨在將“水資源管理決策系統”與“生物質能資源數據庫信息系統”進行有機整合，以科技賦能區域資源的高效、協同與可持續利用。
一、 系統開發的背景與必要性
沿海圍墾區通常是由填海造地形成的新生土地，生態系統脆弱，淡水資源的獲取、儲存、調配和凈化是其生存與發展的生命線。與此圍墾區往往擁有豐富的生物質資源潛力，如耐鹽植物、水產養殖副產品、農業廢棄物等。水資源的高效利用（如農業灌溉、生態補水）與生物質能的規模化開發（如能源作物種植、廢棄物能源化）之間存在著緊密而復雜的聯系：生物質作物種植需要消耗水資源，而水資源的管理策略又直接影響著生物質資源的產量與分布。因此，開發一個能夠統籌考慮水-能-土地關聯的綜合性決策系統，對于優化資源配置、減少環境足跡、提升區域韌性與經濟效益具有緊迫的現實意義。
二、 系統架構與核心功能設計
擬開發的融合系統采用模塊化、分層級的架構設計，總體可分為數據層、模型層、決策層與應用層。
- 數據層：集成與標準化
- 水資源數據庫： 集成圍墾區的地表水、地下水、降水、蒸發、水質監測、水利工程設施、用水需求（生活、工業、農業、生態）等多源時空數據。
- 生物質能資源數據庫： 系統調查與錄入區內各類生物質資源的類型、空間分布、季節變化、物理化學特性（如熱值、含水率）、潛在產量、收集成本及轉化技術路徑等信息。
- 基礎地理與環境數據庫： 包含土地利用、土壤類型、地形地貌、氣候氣象、遙感影像等數據，為兩者提供統一的空間基底與環境約束。
- 模型層：模擬與評估
- 水資源動態模擬模塊： 基于水文學與水動力學原理，模擬不同氣候情景與用水策略下的水資源供需平衡、水質演化及地下水動態。
- 生物質能潛力評估模塊： 結合生長模型、遙感反演與實地調查，評估在不同水資源分配方案下，各類生物質資源的可獲取量及其能源轉化潛力（如生物燃氣、固體燃料、生物液體燃料的當量）。
- 水-能耦合分析模型： 這是系統的核心創新模塊。它量化生物質能開發全生命周期（特別是種植/養殖階段）的水資源消耗（水足跡），同時評估水資源管理措施（如中水回用、節水灌溉）對生物質資源生產的影響，識別協同與權衡關系。
- 決策層：優化與情景分析
- 基于多目標優化算法（如考慮經濟收益、水資源安全、能源自給率、碳排放等目標），在給定的資源與環境約束下，生成水資源優化配置方案與生物質能開發優選方案。
- 提供“如果-那么”式的情景分析工具，允許決策者設定不同的未來情景（如氣候變化、政策導向、市場需求變化），可視化展示不同管理策略下的水資源安全狀態與生物質能產出效益。
- 應用層：可視化與交互
- 通過WebGIS平臺或桌面客戶端，為用戶提供直觀的二三維地圖展示、動態圖表、報表生成及交互式操作界面。用戶可查詢特定區域的資源詳情，運行模擬，并獲取定制化的決策建議報告。
三、 關鍵技術與挑戰
系統開發涉及多項前沿技術集成：多源異構時空數據的融合與同化技術、分布式水文模型與生物質生長模型的耦合技術、基于人工智能的資源預測與模式識別技術、以及面向不確定性的多目標決策優化技術。面臨的主要挑戰包括：圍墾區基礎數據獲取困難且精度不一；水-能耦合過程的機理復雜，模型構建與驗證難度大；需要兼顧科學嚴謹性與決策系統的實用性與易用性。
四、 預期應用價值與展望
該融合系統的成功開發與應用，將實現從“單一資源管理”到“資源系統協同管理”的范式轉變。具體價值體現在：
- 規劃層面： 為圍墾區的國土空間規劃、產業布局、生態保護紅線劃定提供科學依據，避免決策失誤。
- 管理層面： 幫助水資源管理部門制定精準的配水計劃，同時為能源部門開發生物質能項目提供可靠的資源評估與選址建議。
- 經濟與生態層面： 促進水資源節約與高效利用，推動清潔能源本地化生產，減少對化石能源的依賴，降低區域碳排放，增強生態系統的循環能力。
該系統可進一步拓展，納入碳匯核算、生態系統服務評估等功能，最終發展成為支撐沿海圍墾區綠色、低碳、智慧發展的綜合性資源-環境-經濟決策大腦，為我國乃至全球類似區域的可持續發展提供可復制的技術方案與治理工具。
