随着全球气候变化加剧与能源需求持续增长，沿海围垦区作为重要的国土空间与资源储备区，其可持续发展面临水资源短缺与能源结构转型的双重挑战。传统上，水资源管理与能源资源开发往往作为独立的系统进行规划，导致资源利用效率低下，甚至产生环境冲突。本研究聚焦于沿海围垦区这一特殊地理单元，提出并探讨一种融合性决策支持系统的开发路径，旨在将“水资源管理决策系统”与“生物质能资源数据库信息系统”进行有机整合，以科技赋能区域资源的高效、协同与可持续利用。
一、 系统开发的背景与必要性
沿海围垦区通常是由填海造地形成的新生土地，生态系统脆弱，淡水资源的获取、储存、调配和净化是其生存与发展的生命线。与此围垦区往往拥有丰富的生物质资源潜力，如耐盐植物、水产养殖副产品、农业废弃物等。水资源的高效利用（如农业灌溉、生态补水）与生物质能的规模化开发（如能源作物种植、废弃物能源化）之间存在着紧密而复杂的联系：生物质作物种植需要消耗水资源，而水资源的管理策略又直接影响着生物质资源的产量与分布。因此，开发一个能够统筹考虑水-能-土地关联的综合性决策系统，对于优化资源配置、减少环境足迹、提升区域韧性与经济效益具有紧迫的现实意义。
二、 系统架构与核心功能设计
拟开发的融合系统采用模块化、分层级的架构设计，总体可分为数据层、模型层、决策层与应用层。
- 数据层：集成与标准化
- 水资源数据库： 集成围垦区的地表水、地下水、降水、蒸发、水质监测、水利工程设施、用水需求（生活、工业、农业、生态）等多源时空数据。
- 生物质能资源数据库： 系统调查与录入区内各类生物质资源的类型、空间分布、季节变化、物理化学特性（如热值、含水率）、潜在产量、收集成本及转化技术路径等信息。
- 基础地理与环境数据库： 包含土地利用、土壤类型、地形地貌、气候气象、遥感影像等数据，为两者提供统一的空间基底与环境约束。
- 模型层：模拟与评估
- 水资源动态模拟模块： 基于水文学与水动力学原理，模拟不同气候情景与用水策略下的水资源供需平衡、水质演化及地下水动态。
- 生物质能潜力评估模块： 结合生长模型、遥感反演与实地调查，评估在不同水资源分配方案下，各类生物质资源的可获取量及其能源转化潜力（如生物燃气、固体燃料、生物液体燃料的当量）。
- 水-能耦合分析模型： 这是系统的核心创新模块。它量化生物质能开发全生命周期（特别是种植/养殖阶段）的水资源消耗（水足迹），同时评估水资源管理措施（如中水回用、节水灌溉）对生物质资源生产的影响，识别协同与权衡关系。
- 决策层：优化与情景分析
- 基于多目标优化算法（如考虑经济收益、水资源安全、能源自给率、碳排放等目标），在给定的资源与环境约束下，生成水资源优化配置方案与生物质能开发优选方案。
- 提供“如果-那么”式的情景分析工具，允许决策者设定不同的未来情景（如气候变化、政策导向、市场需求变化），可视化展示不同管理策略下的水资源安全状态与生物质能产出效益。
- 应用层：可视化与交互
- 通过WebGIS平台或桌面客户端，为用户提供直观的二三维地图展示、动态图表、报表生成及交互式操作界面。用户可查询特定区域的资源详情，运行模拟，并获取定制化的决策建议报告。
三、 关键技术与挑战
系统开发涉及多项前沿技术集成：多源异构时空数据的融合与同化技术、分布式水文模型与生物质生长模型的耦合技术、基于人工智能的资源预测与模式识别技术、以及面向不确定性的多目标决策优化技术。面临的主要挑战包括：围垦区基础数据获取困难且精度不一；水-能耦合过程的机理复杂，模型构建与验证难度大；需要兼顾科学严谨性与决策系统的实用性与易用性。
四、 预期应用价值与展望
该融合系统的成功开发与应用，将实现从“单一资源管理”到“资源系统协同管理”的范式转变。具体价值体现在：
- 规划层面： 为围垦区的国土空间规划、产业布局、生态保护红线划定提供科学依据，避免决策失误。
- 管理层面： 帮助水资源管理部门制定精准的配水计划，同时为能源部门开发生物质能项目提供可靠的资源评估与选址建议。
- 经济与生态层面： 促进水资源节约与高效利用，推动清洁能源本地化生产，减少对化石能源的依赖，降低区域碳排放，增强生态系统的循环能力。
该系统可进一步拓展，纳入碳汇核算、生态系统服务评估等功能，最终发展成为支撑沿海围垦区绿色、低碳、智慧发展的综合性资源-环境-经济决策大脑，为我国乃至全球类似区域的可持续发展提供可复制的技术方案与治理工具。
