大汶河是黄河下游的支流,发源于莱芜市松崮山南麓的沙岸子村,自东向西流经莱芜、泰安两市。大汶河流域水资源具有年际、年内变化大,丰枯交替,旱涝不均和地区分布不均衡等特点,并且流域内险库、病库较多,汛期不敢充分蓄水,已建立的水利工程拦蓄水量较少,导致地表水拦蓄利用程度低。由于多年来大汶河流域地下水开发利用强度较高,使得地下水严重超采,导致地面沉陷、房屋斑裂、生态环境恶化等不良后果。近年来受工矿企业废污水、农业面污染、生活污水排放及其它污染源的影响,干支流水质污染日益加剧。随着泰安市、莱芜市社会经济的快速发展及城市化进程加快,对水资源的需求量越来越高。水资源短缺和水质污染已严重制约了社会经济的发展和人民生活质量的提高。因此,对大汶河流域水资源、生态环境与社会经济子系统相互作用规律进行研究,揭示复合水系统的作用规律,对于流域水资源、生态环境与社会经济子系统协调发展有重要的现实意义。?首先,应用多种数学方法分别对大汶河流域泰安市区域水资源、社会经济、生态环境子系统进行了分析。对水资源子系统中的降水、天然径流、地下水的变化进行了分析,揭示了该地区降水的时空分布规律,天然径流的变化趋势及其突变特征以及地下水位的动态变化特征;在社会经济子系统中,主要采用信息熵和灰色关联分析的方法分布对流域用水结构的演变及其驱动力进行了分析;在生态环境子系统中对大汶河的污染状况进行了评价,着重分析了由于人类对地下水无序、盲目开采引发了一系列的地质环境问题。其次,在各子系统分别研究的基础上,又对其间的相互作用进行了分析,并建立了缺水的经济损失计算模型,运用恢复费用法对水污染造成的经济损失进行了计算。最后,针对大汶河流域泰安市区域的水资源、环境及人口、社会经济的发展现状,利用Vensim软件,建立了水资源系统动力学模型。应用该系统模型,对不同发展模式下的水资源利用情况进行了模拟预测,并对模拟结果进行了分析,提出了未来水资源利用中所存在的问题。通过对多种方案下水资源可持续利用情况的对比分析可知,要实现水资源的可持续利用,需要在节水和治污方面投入更大的力度,并提出了复合水系统可持续发展的合理建议。