湿地水文研究的若干热点问题

湿地水文研究是认识湿地生态系统的结构、过程与功能,进行湿地生态保护和恢复重建以及水资源合理配置的前提与基础。重点对湿地水文研究的几个热点问题进行了评述。这些问题包括,全球气候变化与人类活动影响下的湿地水文响应;湿地水文过程对湿地生态系统的影响机制;湿地水循环过程与水文模型。在此基础上,提出了基于水循环模拟的流域湿地水资源合理配置的基本思路,并对目前中国湿地水文亟待研究的重要议题进行了阐述。     

基于分布式模拟的流域水平衡分析研究——以海河流域为例

流域水平衡分析是进行水资源科学评价与合理配置的基础,传统的流域水平衡分析大多是基于有限的站点观测资料和简单的集总式模型,很难适应考虑水循环空间变异性的复杂大流域水资源综合管理的需求.本文基于分布式水文模拟技术,探讨了一种能够考虑流域内部上、下游关系的水平衡分析方法.并以海河流域为例,构建分布式SWAT模型,对海河流域及水资源三级分区的水平衡状况进行分析,在此基础上探讨海河流域维持健康水平衡关系,降低流域蒸发,进行农业真实节水的必要性和有关对策.     

基于二维水动力模型的辽河口湿地生态补水模拟

辽河口湿地自然资源丰富、水土资源优渥,是众多濒危动物的栖息地。但由于水资源不足、污染严重以及资金投入不足等问题,辽河口湿地的水资源禀赋能力有待提高,单纯依靠湿地自我恢复能力与天然来水,无法满足湿地用水需求。基于辽河口湿地保护目标,通过水文数据与遥感数据,构建二维水动力模型,进行长期补水模拟监测,补水效果实现预期目标后,计算出不同需水年份的水量区间,从补水路径、补水时间和补水来源3个角度出发,提出辽河口湿地切实可行的补水方案,合理配置水资源。生态补水使芦苇湿地的缺水问题得到缓解,芦苇湿地的生态服务功能得到改善,通过生态补水为大批候鸟提供充足的水域面积和食物,提高了湿地的多种综合效益,保护了生物多样性。     

基于分布式模拟的流域水平衡分析研究——-以海河流域为例

流域水平衡分析是进行水资源科学评价与合理配置的基础,传统的流域水平衡分析大多是基于有限的站 点观测资料和简单的集总式模型,很难适应考虑水循环空间变异性的复杂大流域水资源综合管理的需求。本文基 于分布式水文模拟技术,探讨了一种能够考虑流域内部上、下游关系的水平衡分析方法。并以海河流域为例,构建 分布式SWAT 模型,对海河流域及水资源三级分区的水平衡状况进行分析,在此基础上探讨海河流域维持健康水 平衡关系,降低流域蒸发,进行农业真实节水的必要性和有关对策。     

三层级多目标水循环调控理论与工程技术体系

以新疆典型干旱区内陆河流域为研究对象，通过对地理、地貌、水文气象条件、流域水循环特征的系统分析，提出了水资源开发利用存在的三大问题，即：水资源匮乏且时空分布严重失衡，跨界河流水安全问题突出；水资源过度开发利用，人工绿洲与天然绿洲结构严重失调，生态环境恶化；水资源利用效率效益低，供需矛盾和水盐平衡失控。以水问题和水需求为导向，工程措施与生态保护并举，采用系统科学的基础理论与分析方法，构建了三层级多目标水循环调控理论与工程技术体系，分别从宏观、中观、微观三个层级，提出了区域、流域、灌区水循环调控与水资源高效利用的科学模式和关键技术。结合区域地形地貌特点和水资源禀赋条件，建立了北疆“网式”、南疆“环式”、东疆“串式”结构水循环调控框架，增强区域水资源合理配置的调控能力。针对流域水循环特点，提出山区水库替代平原水库和河道内与河道外引水“三七调控”、经济与生态耗水“五五分账”的综合调控模式。围绕现代灌区建设和面临的挑战，研究指出建立节水灌溉—水盐调控—地下水利用—生态保护“四位一体”的水资源高效利用综合调控技术体系，是干旱区绿洲农业可持续发展的方向。     

“干旱区水循环与水过程模拟重点实验室”在新疆挂牌

2009年5月,中国科学院新疆生态与地理研究所干旱区水循环与水过程模拟重点实验室喜获新疆重点实验室授牌。该实验室瞄准国际水文水资源科学研究领域前沿,以干旱区内陆河为主要研究对象,针对新疆水资源利用与调控、水环境污染与修复以及国际河流水资源开发利用等关键问题,将对干旱区内陆河流域开展以下五个方面的重点研究:降水-冰雪径流过程;水耗散和转化过程;水文过程的尺度转化及不确定性;水环境污染与修复;跨境河流水安全等,以期为新疆经济、社会、生态的协调发展提供强有力的科技支撑。     

区域水资源承载力理论与方法探讨

在总结区域水资源承载力的研究基础上, 以城市化地区为重点从水循环过程出发, 探讨 高强度人类活动影响下水资源的形成和转化规律, 分析水资源承载力的内涵, 探讨城市化地区水 资源承载力的理论研究基础, 即: 变化环境下的水循环理论、城市化与“社会经济—水资源—生态 与环境”系统交互胁迫理论和可持续发展理论。并在可持续发展原则指导下, 提出城市化地区水 资源承载力量化研究的理论框架和方法, 将城市化地区水资源承载力的研究纳入到区域“社会经 济—水资源—生态与环境”复合系统中, 从水循环动力过程出发, 揭示水资源承载力的本质。研究 成果可为城市化地区节水战略的实施、水资源合理配置和社会经济的可持续发展提供理论支撑。     

湿地缺水问题的研究展望

湿地是水循环的主体环节,从河流、湖泊、沼泽到河口以至近岸海区,都直接受水资源开发利用的影响。由于水资源传统的开发方式和过度利用,使湿地面临严重的缺水形势。为了保护湿地,维护流域水循环,我国已经开展了湿地生态需水研究,并取得一些成果。但是,如何保障湿地需水仍是摆在我们面前的重要课题。水权是水资源管理更加科学的分配制度,因此借助水权来探索生态需水的保障机制,使湿地生态需水得到可靠保证。     

黑河流域水问题与水管理的初步研究

水资源已从自然资源跃升为国家关键性、基础性战略资源,我国是联合国列为13个贫水国之一,占国土面积1/3的内陆河地区先天性的资源缺陷叠加不合理的利用使得水问题成为内陆河流域经济发展和环境保护的关键性问题。分析了中国典型内陆河——黑河的水、生态、环境问题;指出了传统生产条件下流域水资源利用已经走到尽头,缓解流域水资源矛盾必须提高单方水的效益;概要了“黑河流域水-生态-经济系统试验示范研究”在上游水源涵养区培育、中游节水型绿洲构建、下游生态水利用率提高以及生态经济学研究的部分成果,显示出提高流域水-生态-经济综合效益仍有较大潜力。在流域尺度上认识内陆河地表过程及其演变规律,集成生态技术体系和模式,重视流域尺度的水循环,实现流域尺度的生态水文学实验研究,建立内陆河流域科学基础应为长期努力的方向。     

湿地水文过程与植被响应研究进展与案例分析

生态水文学是20世纪90年代兴起的一门研究生态过程和生态格局水文机制的新学科。湖泊湿地作为中国5大类天然湿地类型之一,湖泊湿地生态水文学的研究业已成为生态水文学的研究的一个重要对象和分支,其核心在于研究湖泊湿地生态系统中多时空尺度的水文与生物格局、过程的耦合特征及其相互作用。论文首先概述了湖泊湿地生态水文学的研究进展,包括其基本理论,内涵、外延及其主要研究内容;凝练了湖泊湿地生态水文学研究的方法体系、思路及框架;针对目前湖泊湿地生态水文学研究中存在的问题及薄弱环节,提出了湖泊湿地生态水文学未来研究的发展趋势和亟需加强研究的重点方向。在此基础上,以长江中游的典型通江湖泊湿地——鄱阳湖湿地为例,通过开展的湖泊湿地生态水文过程与模拟研究的典型案例,阐述了鄱阳湖湖泊湿地生态水文过程的变化及其植被响应研究的最新进展和研究成果。论文对于构建涵盖湖泊湿地水资源、湖泊湿地生态景观格局与流域管理、湖泊湿地生物多样性保育以及湿地资源可持续利用与生态管理等方向在内的战略研究体系,完善湿地生态水文研究与流域生态与管理的技术支撑体系具有重要的指导意义和实践价值。     

地下水/地表水界面的物质传输

本文将地下水/地表水界面抽象为从厚度为0(简单界面)逐渐向最大蓄水水容量(复杂界面)过渡的变厚度界面层。根据多孔介质流体动力学理论,建立了地下水/地表水界面的物质传输方程。通过输入一输出与参数灵敏性对比分析,显示出界面传输问题的强非线性。最后对该研究在与GCMs耦合方面的应用进行了探讨。     

Reflections on New Zealand Water

Implementing the RMA compels those responsible for managing the allocation and end-use of water resources to simultaneously address several conceptual issues. These include the forced expansion of the range of relevant management values, the determination of whether water is a commons or a commodity, regionalism, opportunity costs in allocation, and efficiency of end-use. New Zealand's relative success in this endeavour can provide important lessons for other English-speaking common law nations around the Pacific Rim.     

水利设施对淮河水域生态环境的影响

该文从水情、水生生物、水环境质量等方面分析水利设施对淮河水域生态环境的影响。研究结果表明,由于水利设施的调节作用,大部分湖泊平均水位提高,水位变化趋于平缓,但部分河道型湖泊情况正好相反,水位下降且变化幅度较以前增大。同时,闸坝的存在阻碍了水生物的洄游通道,降低了河道水流流速,导致水生生物数量和种类发生较大变化,水体自净能力下降,加之闸坝的不合理调度,常常诱发突发性水污染事故。     

需水供水联合管理面临的新的机遇与挑战

在未来10年以及更长的一段时间,全球和中国的水资源管理面临着紧迫的挑战,这些挑战包括水管控、水与食物、水与自然、水与能源、水与健康以及与气候变化相适应的与水相关的跨国合作,所有这些都与区域和全球尺度水安全相关。为了应对这些挑战,无论在中国还是世界范围,水资源管理战略必须解决需水管理(WDM)和供水管理(WSM)这两个重要问题,以及需水管理和供水管理的联合管理问题。本文将站在一个全球高度上研讨这一紧迫问题。通过分析,建议如下:在地方一级进行关于供水和需水管理的知识转让和经验交流和实践;在国家一级制定完善促进供需水管理的指导方针,最终发展到流域和区域级别。由于大陆或次大陆存在很大的差异,具体的区域指导报告是必要的,其中包括:专门针对现有可利用水资源和水需求的评估(通过使用水文方法进行水资源的评估以及需水调查和预测);关于组织、机构、税收、培训和教育的供需水的联合管理,在全球范围起草一个联合国公约草案。并在联合国会议上强调跨国界流域管理和/或竞争用水情况下的管理和/或水匮乏的供水需水联合管理的重要性。参照上述列举的目标,这些目标可能侧重于4个方面:在地方和国家一级(短期)供水管理;在地方和国家一级(短期)需水管理;在国家一级(中期和长期)供水管理和需水管理联合管理:在国际/区域一级(中期和长期)供水管理和需水管理联合管理。     

水资源全成本定价问题

随着经济的发展,人们对水资源的需求越来越多,水资源的天然供给与人类需求的矛盾越来越突出。在我国一些地区水资源不足已成为制约经济发展的一个主要瓶颈。但是一方面是水资源的不足,一方面又存在水资源的大量浪费,因此,合理配置水资源的使用已成为当务之急。配置资源的方式有2种,一种是计划手段,一种是经济手段,水资源的合理配置应将2种方法结合使用。文章依据马克思的劳动价值论,对水资源全成本定价方法进行了探讨。     

关于全球性水资源危机若干问题的探讨

本文以水资源的开发利用率作为评价指标,探讨和预测了全球以及10个人口大国水资源利用的现状和远景。作者认为:(1)日本、美国等发达国家,由于重视对水资源的规划、管理和节约,基本上已实现提取水量的零增长,水危机威胁得以解除;(2)孟加拉、印尼、俄罗斯和巴西4国水资源特别丰富,总体而言不存在危机;(3)印度、中国、尼日利亚和巴基斯坦4国是缺水国家,需要特别重视水资源的合理化利用,加强节水措施。     

江汉平原湿地水系统综合评价与水资源管理探讨

江汉平原分布着由河流湖泊-沼泽-沼泽型水稻土-潜育型水稻土组成的湿地系统。江汉平原湿地在蓄水滞洪、调节气候、水质净化、维持生物多样性和改善生态环境方面有着十分重要的作用。在探讨江汉平原湿地水系统结构和功能的基础上,提出了合理利用湿地水资源和实施科学水管理的途径,首先要对水资源和水环境进行积极的保护;其次积极实施退田还湖,增强江汉平原湿地的调蓄洪水能力,减轻洪涝灾害损失;其三是建立江汉平原水环境安全调控体系;最后将江汉平原湿地水系统管理纳入整个长江中游及长江流域的统一管理与规划之中,进行总体协调与管理。     

基于环境一号卫星的内陆水体水质多光谱遥感监测

基于环境一号卫星多光谱数据,针对我国内陆水体开展遥感监测研究。该研究建立分地区分季节经验模型反演叶绿素a浓度,基于生物光学模型的近红外单波段方法反演悬浮物浓度,以悬浮物浓度间接反演透明度,最终基于叶绿素a和悬浮物获得基于遥感监测的内陆水体营养状态指数。以2009年6月巢湖同步观测试验验证本文的水质参数反演算法,表明叶绿素a浓度反演精度不如悬浮物浓度,两者反演精度符合水环境监测业务需求。