Towards sustainability for water-agriculture-energy-ecosystems nexus with interconnected uncertainty: A vine copula-based fixed-mix stochastic programming method
Notice bibliographique
Résumé
The collaborative management of the water-agriculture-energy-ecosystems (WAEE) nexus is of great significance for promoting sustainable development; however, some parameters associated with interconnected uncertainty (i.e., joint-random uncertainty) existing in the WAEE nexus can introduce additional complexity and intensify the conflict-laden issue of water allocation among agriculture, energy and ecosystems. This study develops a vine copula-based fixed-mix stochastic programming (VCFSP) method that can capture joint violation risks among multiple random variables and handle uncertainties represented as probability distributions in the WAEE nexus. A VCFSP-WAEE model is then formulated for synergistically managing the WAEE nexus of the Kaidu-Kongque River Basin in northwest China, where 96 scenarios involving different utilization rates of brackish water and joint violation probabilities are examined. Results reveal that, with the increase of brackish water utilization rate: (i) the total amount of water (allocated to agriculture, energy and ecosystems) would rise from 13.5 × 10 9 m 3 to 16.0 × 10 9 m 3 during 2046–2050, while the amount of conventional water resources would decrease by 209.4 × 10 6 m 3 ; (ii) the agricultural cultivated area would increase by 0.4 × 10 6 ha, and the food yield would increase by 4.7 × 10 9 kg at the end of planning period. In order to alleviate the pressure of local surface water and groundwater shortages, it is suggested to enhance the utilization efficiency of unconventional water resources and develop low-cost desalination technologies. Compared with the current situation, during the planning period, the proportion of agricultural water allocation would show a general decrease trend (from 73.2 % to 55.9 %), while the proportion of ecological water allocation would present an increase trend (from 6.5 % to 17.7 %). This discloses that increasing the utilization of unconventional water (especially brackish water) is beneficial for increasing ecological water supply, thereby improving the eco-environment in arid regions. • VCFSP is developed to plan WAEE nexus system under interconnected uncertainties. • Vine copula is introduced into fixed-mix stochastic programming for the first time. • VCFSP can capture joint violation risk among multiple random variates. • Use of unconventional water can alleviate water scarcity and ensure food security. • The share of agricultural water allocation would show a general decrease trend.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».