基于生态优先的水资源承载力分源评价及应用——以河北保定平原为例

水资源是保障区域发展的重要因素,是维持生态环境的关键要素。保定平原区作为京津冀地区的重要区域,其水资源承载能力对于区域生态和社会经济发展具有重要意义。本文以生态优先为基本理念,基于不同供水来源与不同用水类型的供给与利用关系,采用定额计算和线性加权目标规划相结合的方法,对保定平原区水资源承载力进行分源评价,并与地方规划相对比,进行了水资源承载力分级。结果表明:在保证生态需水和农业灌溉用水的基础上,保定平原区在持续枯水年条件下城镇生活和工业生产2025年可提供水量为4.63×10~8m~3、水量缺口0.52×10~8m~3,2030年可提供水量为6.96×10~8m~3、水量缺口0.56×10~8m~3;持续平水年条件下,城镇生活和工业生产2025年可提供水量为5.81×10~8m~3、水量盈余0.66×10~8m~3;2030年可提供水量为8.14×10~8m~3、水量盈余0.62×10~8m~3。该项研究旨在为保定平原地区发展规划制定提供科学依据。     

青海省乌兰县希里沟盆地水资源现状及利用前景探析

青海省乌兰县希里沟盆地地表水资源量为1.035 8×10~8m~3,占青海省水资源总量627.6×10~8m~3的0.17%,地下水天然资源量0.621 6×10~8m~3/a,C级允许开采资源量8.5×10~4m~3/d,D级允许开采量3 801×10~4m~3/d,是青海省具有较好供水潜力的盆地之一。随着柴达木循环经济试验区乌兰县循环经济工业园区的不断开发,查清水资源现状、作好供水潜力分析,为制定青海省海西州乌兰循环经济工业园区远近期发展规划以及招商引资提供依据。     

甘肃省经济社会用水结构及调整需求分析研究

以《甘肃省地级行政区用水总量控制指标》以及近10年甘肃省发布的《甘肃省水资源公报》等相关成果数据为分析研究对象,运用统计分析、信息熵理论,分析研究了甘肃省近10年用水总量及其结构演变趋势,提出2015、2020、2030年用水结构调整需求。研究结论:近10 a,甘肃省用水总量比较稳定,在120~124亿m3之间小幅振荡波动;各部门用水中农业用水占用水总量比重较大,且变幅较小;工业、居民生活用水量有所减少;城镇公共、生态用水量有所增加。按照省政府下发的用水总量指标,在未来的水资源供给、管理等工作中,应着重做好增加生活、工业、生态供用水量,减少农业供用水量,从而达到省政府下发的用水总量指标目标,使我省用水分配结构趋于合理,用水效率得到提高。     

滨海城市地表水资源可利用量分析——以广西钦州市为例

以钦州市为例,根据1956～2016年月降雨、径流数据,采用双累积曲线(DMC)模型和蒸发差值法计算地表水资源量,采用剔除入海河流感潮河段水量及汛期河道内最小生态水量的改进扣损法和直接法综合分析地表水资源可利用量。结果表明:钦州市地表水资源量在106.573～111.216×10~8m~3范围内,地表水资源可利用量为38.444×10~8m~3,占比地表水资源总量的34.6%。钦州市水量相对丰富,但水资源可利用量并不富裕且时空分布不均。空间上,独流入海河流分区地表水资源可利用量最多,南流江分区次之,郁江干流分区最少;时间上,19条流域汛期水量高达81.949×10~8m~3,其中难以控制利用量为62.272×10~8m~3,有35.823×10~8m~3经入海河流直接外排入海;4.973×10~8m~3为感潮河段咸水难以利用;调水工程的规划与建设为改善河道环境、缓解供需矛盾方面起到积极作用。     

辽中县水资源开发利用现状及远期开发潜力分析

辽中县是辽宁省沈阳市所辖县,水资源开发利用程度较高,地表水和地下水开发率分别为28.7%和71.3%,地表水开发潜力较大。通过对辽中县水资源开发利用现状、用水水平、用水效率及用水水平年2016年的状况进行评价分析,同时对远期2020年经济社会发展需水量进行预测,结果显示:2016年该县地表水取水量为4 200万m~3,小于控制指标4 490万m~3,地下取水量32 770万m~3,小于控制指标3.47亿m~3;规划水平年2020年蓄水总量为38 542万m~3,小于控制指标39 210万m~3,水资源开发利用程度满足要求,分析结果旨在为相关部门提供参考依据。     

淮河流域水资源利用国内外比较与发展趋势分析

本文分析了淮河流域1980～2006年用水量和用水结构的变化趋势,对全流域综合用水水平进行了评价,对流域农业和工业用水效率与国内北方缺水地区以及部分发达国家用水效率进行了比较,通过国内外的比较,可以看出水资源利用效率不高,与国内外先进水平相比尚有一定的差距,今后淮河流域水资源利用效率将稳步提高.考虑淮河流域水资源利用效率的提高以及流域工业化、城镇化等经济社会发展因素,对未来淮河流域的经济社会用水变化趋势做出了判断,认为在2020年以前,淮河流域经济社会用水量仍然呈现低速稳定增长趋势.     

临洮县用水总量控制方案分析

用水总量的合理控制是实现区域水资源可持续发展的先决条件。通过对临洮县2010年全县用水总量的分析,来判断2015年全县用水总量能否控制在用水总量控制红线以内。经分析,2015年,临洮县供水能力将达到38 494.53万m~3,实际需水总量为25 141.876万m~3,供水能力能够满足区域经济社会发展所需。但与省级水行政部门划定的用水总量相比,还存在一定的差距,分析认为:若要将本县用水总量能控制在已定红线1.37亿m~3之内,在加强区域取水总量控制管理的基础上,需积极开展节水型社会建设,健全水权制度,加强总量控制。另外,由于农业灌溉用水占本县全部用水总量的70%,所以,调整产业结构,发展节水农业,控制灌溉用水总量是实现本县用水总量控制红线的首要举措。     

张掖市甘州区农业水资源利用效率分析

提高水资源利用效率和效益,是解决干旱和半干旱地区缺水问题的关键手段.运用数据包络分析法,从微观农户的角度出发,对张掖市甘州区农业水资源利用效率进行研究.基于对2012年甘州区农业灌溉用水和投入产出情况的调查数据,用DEAP2.1软件测度该地区农业水资源利用效率,并对农业节水潜力进行估算,最后针对分析结果提出提高农业水资源利用效率政策建议.结果表明:甘州区农业水资源利用效率水平高于农业生产效率水平;调整种植规模比减少水资源投入对提高农业水资源利用效率具有更明显的效果;农业水资源利用效率较高的几个乡镇水资源投入冗余较多,水资源浪费较严重,农业水资源利用效率较低的乡镇反而投入冗余较少浪费现象也较少.甘州区的农业节水潜力估算结果为7682.5×10⁴ m³.研究结果对张掖市甘州区节水型社会建设试点的建设效果做出评价,为进一步提出如何提高农业水资源利用效率提供相关参考意见.     

青岛市水资源持续利用与发展研究

降雨是区域水资源的主要来源,水资源是控制城市发展的主要因素。对青岛市降雨特性进行分析,研究青岛市水资源现状,对未来用水量进行预测并提出对策。研究表明：青岛市多年平均降雨量705mm,没有显著趋势变化;多年平均水资源总量为21．5×1-8m3,多年平均入海径流量10×10-8m-3;到2015年青岛市用水量将达到12．66×10-8m-3,呈现缺水趋势,并且将逐渐成为制约经济发展的主要因素,控制城市规模和提高用水效率是科学发展的必由之路。     

基于二元水循环模拟的抚河流域径流变化人工影响解析

人类活动的影响使得流域水循环过程呈现二元特性,径流变化归因分析对流域水资源精细化管理意义重大,当前多数研究难以消除基准期的影响且不能区分不同类型人类活动对径流的影响。以"自然-社会"二元水循环理论为基础,考虑农业灌溉取水、工业生活取水以及大中型水库调度影响,构建了抚河流域二元水循环模型,采用多因素贡献解析法分析流域径流受三种人工因素的影响程度。结果表明,1956～2014年抚河流域年均径流减少量呈一定增加趋势,多年平均径流量减少约8.24×10~8m~3/a,其中农业灌溉取用水贡献达80.1%。     

华北平原水资源紧缺情势与因源

基于水资源可持续利用理念,从水资源承载能力演化周期性、经济社会需用水规模难变性和未来水资源供需关系入手,介绍近60年以来华北平原水资源情势,特别是该平原水资源量、实际用水量和地下水开采量变化特征,并结合未来10到30年区域经济社会发展需用水量趋势,识别和诊断华北平原水资源紧缺因源。结果表明：由于降水量减少导致华北平原缺水（自然资源性缺水）占该平原总缺水量的15.1%~16.4%;因管理缺陷导致水资源浪费的缺水（管理性缺水）占22.1%~24.2%;人口数量和经济社会发展规模过大导致用水量超过区域水资源承载力的缺水（政策性缺水）占59.3%~62.5%。自然资源性、管理性以及政策性缺水的解决对策不同：自然资源性缺水是不依人的意志为转移的,惟有从外域适量调水才能解决;管理性缺水可通过社会文明进步和科技进步不断修正;政策性缺水宜因势利导进行经济社会布局和产业结构调整,特别是限制高耗低效用水产业。即使南水北调工程70.3×108m3/a水进入华北平原,该平原地下水超采情势也难以得到根本性扭转。有新增水源调入或华北平原严控生活和工业用水量,同时大幅压减农业用水量,因势利导优化和逐步调整经济社会布局和产业结构,特别是灌溉农业进行规模化减蒸、降耗、节水的改造,将是缓解华北平原地下水超采和水资源紧缺的根本所在。     

东北地区水资源现状及可持续利用对策

根据系列资料分析计算,东北地区水资源量多年平均为1600.56×10⁸m³/a,水资源可利用量为880.21×10⁸m³/a.随着经济社会的飞速发展,水资源可持续利用的基础日趋脆弱.在分析水资源现状及开发利用存在问题的基础上,提出了综合规划、科学管理、联合调蓄、统筹兼顾、开源节流、综合利用、优化环境、保护水资源等水资源可持续利用对策.     

西南岩溶地下水资源开发利用效应与潜力分析

西南岩溶地区面积78万km2,地下水系统包括裸露岩溶水系统和覆盖-埋藏型岩溶水系统两大类。由于降水丰富、地下岩溶发育,西南岩溶地下水资源丰富,在43万km2调查区内,具有地下水天然资源量1762.82×108m3/a,岩溶地下水允许开采资源量615.70×108m3/a。近年来,通过开展水文地质调查,在地下河、表层岩溶水和蓄水构造岩溶水打井开采方面均取得重要进展,产生了显著的经济和生态环境效应。但由于西南地区岩溶水开发难度大,区域经济落后,西南岩溶地下水的开发利用程度普遍较低,已开采量为98.32×108m3/a,仅占允许开采量的15.97%,剩余地下水潜力资源量517.38×108m3/a。     

遥感技术和FEFLOW在北京市平原区地下水合理开发利用中的应用

在分析水文地质条件的基础上,采用遥感技术准确确定了北京市平原区地下水系统边界,并建立了地下水系统概念模型。采用基于有限元原理的FEFLOW软件建立了相应的地下水数值模拟模型,以2000年到2003年连续4个枯水年的地下水位动态资料对模型进行了验证和识别。运用识别后的模型进行了现状地下水水均衡、各典型水文年的补给量和开采潜力分析,并提出了地下水合理开发利用对策。研究表明识别后的模型置信程度较高,反映了实际的水文地质条件;2000年至2003年地下水系统均衡分别为-7.73亿m3、-6.02亿m3、-5.95亿m3和-4.38亿m3,补给总量分别为16.98亿m3、18.68亿m3、18.75亿m3和20.32亿m3;多年平均地下水补给资源量为22.98亿m3。平谷和昌平地区地下水还有开采潜力,密怀顺平原和城近郊区地下水已过量开采。地下水的合理开发利用应致力于开源节流、地表水地下水联合调蓄和中水回用。     

农业种植规模与降水量变化对农用地下水开采量影响识别

以石家庄平原区作为研究区域,运用相关分析及回归分析阐明农用地下水开采量与降水量及小麦—玉米种植规模之间的关系。降水量与农用地下水开采量之间的相关系数较小,但作为农作物需水的重要水源,降水量通过影响农业地下水开采强度影响地下水开采总量。农业地下水开采强度在丰水年时明显减小,在枯水年时明显增大。小麦和玉米作为主要的耗水型作物,其种植面积与农用地下水开采量关系密切,随小麦—玉米种植面积的增加(减小),农用地下水开采量表现出明显的增加(减小)趋势。1981年之前,小麦—玉米种植面积每增加1×104 hm2,农用地下水开采量平均增加0.69×108 m3;1981年之后,小麦—玉米种植面积每增加1×104 hm2,农用地下水开采量增加0.23×108 m3。     

西北地区水资源可利用量与承载能力估算

界定了水资源可利用量和径流口径生态需水的概念。对西北地区的径流口径生态需水和水资源可利用量进行估算。西北地区水资源总量为1638 5×108m3,但需净出境水量为411 9×108m3,实有水资源总量为1226 6×108m3,径流口径生态需水量为454 4×108m3,除去保留给生态的生态需水、偏远封闭流域难以利用的水量,人类可以消耗利用的可利用量有742×108m3,其中黄河流域可利用量为187×108m3,西北内流区当地可利用量为555×108m3。建立了水资源承载能力优化计算模型,估算西北地区的水资源承载能力,并建议用水资源承载能力图谱表示水资源承载能力。在人均GDP每10年翻一番、水资源利用效率每年提高7%的条件下,西北地区水资源承载能力2010年为11310万人,2020年为12019万人,2030年为12733万人。     

基于虚拟水流动模式下水资源调控研究

解决干旱区水资源缺乏问题必须要从水资源系统配置的角度考虑,虚拟水理念有别于传统的水资源直接配置,通过改变农产品流通格局,进而优化虚拟水流动状态,实现水资源系统配置。结合甘肃省实际情况,在满足"农产品不减收""各地农业用水量不增加"两大约束条件下,以优化算法为工具,搭建了基于甘肃省14个市(州)的以农产品为调控对象的数学模型,调控后,地区总收入呈上升趋势,上升约7%,但农业用水量呈下降趋势,下降约4%。玉米的进口总量上升了9%~10%,而小麦进口总量同比下降了28%~30%。调控方案使虚拟水流动均衡性在当地农业用水综合调控中集中体现,提高了地区水资源系统配置实现的可能性,实现了水资源直接配置和间接调配的综合管理,对缓解干旱区未来社会经济发展中水资源配置面临的问题提出了新的思路。     

干旱区水资源合理配置模式与计算方法

提出了西北内陆干旱区水资源合理配置的模式与计算方法。针对生态环境脆弱的干旱区水资源利用特点,基于水资源二元演化理论与方法,保持水土平衡、水量平衡和水盐平衡,以空间配置、时间配置、用水配置、水源配置、管理配置为基本模式;从实际情况出发,以水定发展指标,提高水土资源的匹配效率,以流域为单元合理安排生态环境用水与经济发展用水,在此基础上建立了干旱区水资源合理配置模型。定量计算表明:其809亿m3的径流性水资源中,直接留给天然生态的水量有302亿m3,加上126亿m3回归水的间接支持,可供生态系统消耗的水资源达428亿m3,相对于385亿m3的现状生态需水,除黑河和石羊河流域外,生态系统的需水基本上能得到满足。