流域科学与水资源管理

流域是水资源管理的基本单位。基于水资源文献的综合分析,讨论了自20世纪以来水资源管理概念、目标及途径的变迁,提出建立流域科学,以流域为研究对象,以揭示流域生态水文过程的客观规律为前提,采用现代管理科学理论和方法,应用先进工程技术手段优化配置水资源,满足人类活动及生态系统的多种需求,促进社会、经济及环境的可持续发展。并且指出流域科学的内涵应包括:①水资源的调查、监测和模拟;②水资源利用多目标设定;③水资源分配机制;④水资源管理指标的确定与评价;⑤水资源管理决策机构;⑥水资源管理反馈分析与人类活动调控。     

西北地区地下水水量-水位双控指标确定研究——以民勤盆地为例

地下水是西北内陆河流域干旱半干旱地区重要的供水水源、生态因子和环境因子。当前缺乏针对西北干旱半干旱地区特点的地下水水量和水位双控管理指标确定方法研究,无法为西北地区开展流域水资源管理生态保护提供技术支撑。本研究基于地下水可持续利用和生态保护的原则,提出了一套确定西北地区地下水水量-水位双控指标的技术方案。采用“以位定量”的思路,依据指标监测井代表的不同地下水功能区的地下水管理水位,确定水位指标区间值;将通过天然植被排泄的地下水量作为不可袭夺的排泄项,以数值模拟方法预报求解满足水位指标约束的地下水开采量,计算水量指标区间值。以民勤盆地为研究区开展示例研究,依据技术方案计算得到水位指标的下限阈值为埋深5.00～49.37 m,上限阈值为埋深0.00～5.00 m,水量指标上限为6 000×104 m3/a,下限为10 000×104 m3/a。采用2012—2016年区内实际开采量和监测水位变化趋势进行验证,当开采量在水量指标区间内运行时,水位也基本在水位指标区间内变化。该技术方法可以为西北地区开展双控管理提供一定的技术支撑。     

甘肃省石羊河流域地下水管理对策分析

石羊河流域属典型的资源型缺水地区,人均水资源较低。由于上下游多次重复利用以及地下水的超采,流域水资源开发利用率高达172%,地下水超采系数为1.47,经石羊河流域重点治理工程措施的实施和各项法律法规制度等非工程措施的实施,流域内水资源管理工作取得了显著的成效,但也存在一些亟待解决的问题,通过深入调查研究,提出石羊河流域地下水管理对策。     

加强新疆地下水资源勘查开发与生态环境保护

新疆地处内陆腹地，地形封闭，干旱少雨，生态环境非常脆弱，加之人类活动的影响，荒漠化对人类生存空间的影响日益严重，保护生态环境是实施西部大开发面临的首要任务，地下水资源勘查开发尤为重要。 1 新疆地下水资源状况 水资源是干旱地区生态环境保护和建设的基础，合理开发利用水资源是生态环境保护和建设的前提。由于新疆地质环境条件复杂和水资源在时空分布上极不均衡，水资源短缺不仅表现为“工程性缺水”，还广泛存在“水质性缺水”和“资源性缺水”。上游过度引水改变了流域自然生态环境，中下游生态环境用水难以保证, 结果造成…     

基于流域水资源合理配置的塔里木河流域生态调度研究

塔里木河流域近期综合治理已近尾声,众多山区水库及水电开发建设将大规模展开,开展流域生态调度对巩固综合治理已取得的成效,强化水资源统一管理,构建和谐流域具有重要的现实意义. 基于流域已确定实施的水资源分配方案和近10 a来的生态输水实践,分析了生态调度与水资源合理配置的关系以及流域生态调度关键问题、主要技术路线和基本框架结构,计算了流域生态调度关键控制断面阿拉尔断面生态流量,探索了源流区、干流中上游、干流下游生态调度的目标和措施,提出了源流"集中同步组合"、干流"分段耗水控制"、干流下游"地下水位调控"的生态调度方案,以期为流域水资源统一管理、控制性水利工程运行管理和流域生态环境保护提供参考依据.     

水资源管理制度超模博弈分析——以钱塘江与黑河为例

运用超模博弈理论,以流域水资源管理制度形成的角度来解释流域各区段水资源管理政策执行面临的外部环境约束与激励,并通过模型描述了水资源管理域与外部关联域之间的博弈关系。分析发现：超模结构在当前钱塘江与黑河流域的水资源博弈中发挥着重要影响。钱塘江流域水资源管理制度收益函数对水功能区治理变量和经济域治理变量有递增差异。黑河流域水资源管理制度收益函数对分水治理变量和社会域治理变量有递增差异。由于这种关联作用对各区段主体策略集的限制,流域间水资源管理制度逐渐异质化,各流域管理结构呈现出一定的区域特色。钱塘江流域水资源管理偏重于扁平化、职能化管理,黑河流域为科层结构下水资源的层级分配。并依据以上研究结论提出了制度建议。     

气候变化影响下水资源脆弱性评估方法及其应用

气候变化和人类活动影响下的水资源脆弱性评价,是将气候变化影响纳入水资源规划管理、提出缓解气候变化不利影响的适应性对策的重要科学依据。针对与气候变化影响的水资源系统的敏感性和抗压性相联系的脆弱性与适应性问题,提出变化环境下水资源脆弱性评估理论体系和一般性公式。进一步,以水资源供需安全为出发点,采用温度、降雨双参数弹性系数和有水资源基础,直观、简单的水资源关键性指标体系方法,提出气候变化和人类活动背景下水资源脆弱性评估模型。将模型应用于缺水最严重的海河流域,评价了现状和未来情境下流域水资源的脆弱性情况。结果表明:整体上海河流域水资源脆弱性偏高,且平原区较山区更脆弱;气候因素对流域水资源的脆弱性影响明显,未来如不采取措施,海河流域的水资源脆弱性将进一步加重。     

塔里木河流域适应气候变化和人类活动的应对措施

自2001年开始实施塔里木河流域近期综合治理工程,提出了以强化流域水资源统一管理和调度为核心,以源流区节水改造和干流河道治理为重点进行综合治理,积极稳妥地进行经济结构调整,实施退耕封育保护,有效保护好现有天然林草植被.通过向塔里木河下游生态输水,干涸近30a的台特玛湖于2001年11月16日开始有水,使塔里木河下游绿色走廊得到初步复苏等,流域生态环境得到极大的恢复.然而,自2007年以来,塔里木河向下游输水已大为减少,仅能输水到中游,特别是2009年水文干旱,塔里木河干流断流达1 100km多,使下游绿色走廊再度陷入生态危机.为此,需要重新审视塔里木河流域的综合治理,从加强源流治理开始,来巩固干流治理成果.认真总结10a来治理经验与教训,针对人类活动和气候变化对源流与干流造成的影响程度,积极采取应对措施.     

基于水量水质双控制的流域水资源分配模型

随着流域水资源分配实践的不断深化,水资源分配的概念、内涵、原理和方法逐步丰富完善。针对中国南方丰水典型地区——东江流域出现的发展性缺水、季节性缺水和水质性缺水并存的问题,以枯水期为重点,以取水量和污染物排放量为对象,提出了一种基于水量水质双控制的流域水资源分配模型框架,并研究探讨了其相应原则、指标和方法,旨在为南方丰水地区水资源科学管理和合理调配提供理论和借鉴作用。     

黄河流域水量分配方案优化及综合调度的关键科学问题

变化环境下缺水流域水资源演变与科学调控是国际上关注和研究的热点问题,也是中国水资源安全保障面临的重大难题。针对剧烈环境变化下黄河流域水资源显著减少、供需矛盾日益尖锐的问题,以提升流域水资源安全的调控能力为目标,识别了流域水资源供需演变认知—适应性评价—高效输沙—分水方案优化—协同调度的5大关键科学问题,从水资源供需演变机制分析、流域水量分配方案适应性综合评价、河库联动高效输沙水动力条件塑造技术、流域水资源动态均衡配置理论、复杂梯级水库群水-沙-电-生态多维协同调度等方面,提出了"黄河流域水量分配方案优化及综合调度"研究的总体架构和理论方法,构建了黄河流域水资源优化配置与协同调度技术体系,为提升缺水流域水资源管理能力与调度水平提供方法借鉴。     

美国海岸带自然资源与生态损害评估及修复工作对中国的启示

海岸带是位于海陆结合部的复杂环境系统,是人类活动最集中的地区。中国大陆海岸线约18000km,涉及沿海11个省,由于经济社会高速发展,海岸带地区的人口、资源、环境矛盾日益突出,面临海岸带资源无序开发、水土污染、滨海湿地退化、海岸侵蚀、地面沉降等一系列生态环境与灾害地质问题,已成为影响生态文明建设的主要问题之一。因此中国持续加大海岸带生态环境保护力度,并提出实施重要生态系统保护和修复重大工程、强化湿地保护和修复等政策措施。美国国家海洋和大气管理局主导的海岸带损害评估及修复计划已实施了近30年,并取得了显著效果,其完善的法律制度体系、规范的损害评估和修复程序、数据集成管理和共享应用等成功经验值得学习借鉴。建议加快完善中国海岸带生态环境损害评估与修复的技术方法体系和制度体系、有序开展海岸带自然资源和生态环境调查、加强海岸带及滨海湿地等重要生态系统的演化和修复技术研究与示范,并构建统一的海岸带基础调查数据库、建立海岸带监测预警体系。     

密西西比河流域监测、修复管理经验对我国流域生态保护修复的启示

美国流域保护修复的研究与实践开始较早,并在密西西比河的修复与治理上取得了良好成效,对我国流域生态保护修复工作具有一定借鉴意义。介绍了密西西比河的管理模式,并对美国在密西西比河开展的具有代表性的长期生态监测及修复管理工作进行了总结,总结了对我国流域生态保护修复工作的7点启示: ①建立和完善流域生态系统监测与评价指标体系; ②建立流域综合监测网络,进行全流域持续监测; ③建设流域生态信息平台,加强数据共享; ④以流域为单元开展生态状况调查和评估; ⑤建立和完善监测、评估、规划、实施循环体系; ⑥提升对流域生态系统的科学认知; ⑦加强流域协调治理,创新我国流域生态保护修复管理体系。旨在为我国广泛开展流域保护修复工作提供一个覆盖河源头至河口的流域监测与修复管理案例。     

山水林田湖草生态保护修复技术框架研究

面对当前严峻的资源环境与生态压力,习近平总书记提出了山水林田湖草生命共同体的理念,截至2019年底全国共开展了25个山水林田湖草生态保护修复工程试点。虽然已有工作取得了一定成效,但也存在保护修复目标不明确、整体性与系统性不足、人工干预的工程措施过度、缺乏动态监测评价、难以实现人与自然和谐共生等诸多问题。鉴此,本研究在梳理景观生态学、恢复生态学相关理论,基于自然的解决方案、适应性管理、社会-经济-自然复合生态系统以及生态系统服务等相关理念的基础上,构建了包含有区域(省)、景观、生态系统以及子项目4个层次的山水林田湖草生态保护修复技术框架,并提出了项目实施全程监测管理的技术要求,以期为推进山水林田湖草生命共同体的整体保护、系统修复、综合治理提供理论与技术支撑。     

Approaches for Monitoring and Assessment of Ecological Benefits of National Key Ecological Projects

In recent decades, due to the combined effect of human activities and climate change, the ecosystem of our country has been continuously degraded, seriously affecting the sustainable economic and social development. In order to protect and recover the ecosystem, China has invested heavily in launching a series of key ecological programs and projects including North Shelter Forest Program, Grain for Green Project and integrated ecosystem management of rock desertification. How to comprehensively and timely grasp the ecological effects and existing flaws of the implementation of key ecological projects so as to scroll the implementation of ecological projects and ensure the implementation effect of the projects, and promote the follow-up ecological engineering deployment of being scientific and space-oriented is a major imperative for the country. Therefore, the National Key Research and Development Program of China set up the project of “Monitoring and Assessment of Ecological Benefits of Key Ecological Engineering in China”. Through the implementation of this project, we will establish an indicator system for monitoring and evaluating the ecological benefits of key ecological projects, developing various technical systems for monitoring and evaluating the ecological benefits of key ecological projects, quantitatively evaluating the ecological benefits of key ecological projects, and concise the technical approaches to enhancing ecological benefits. We will provide a scientific basis for future planning and management of key ecological projects.     

需水管理的定义与内涵

水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源,是生态与环境的控制性要素.中国人均占有水资源量少,不足2200m3,不足世界人均占有量的1/3.水资源时空分布极为不均,特别是在全球气候变化和大规模经济开发双重因素的交织作用下,中国水资源情势正在发生新的变化.在水资源管理理念上,要加快从供水管理向需水管理转变.为使人们对需水管理有比较全面和深刻的认识,部分专家和学者从各种角度论述了"需水管理"的定义和内涵,认为,需水管理是面向包括人类与自然在内所有用水户的水资源供需平衡的全方位而有序的管理系统工程,对各方面的需水,采取行政、经济、法律和技术等手段和措施,对水资源供需进行平衡与协调,遏制不合理用水需求,提高用水效率和效益,减少水资源短缺对人类社会的威胁,确保水资源可持续利用.简言之,需水管理意为以供定需,供需协调,人水和谐,持续利用.     

山水林田湖草系统治理之水土保持要义

山水林田湖草是一个生命共同体,山水林田湖草的系统治理观是水土流失治理与生态修复的重要指导思想。水土流失的发生、发展和变化是一个复杂的系统,有其自身规律,水土保持是一门多学科交叉学科,有其科学性与不可替代性,防治水土流失应坚持系统思维,整体施策,系统和综合是水土保持学科建立和事业发展的生命力所在。水土流失在中国广泛分布并长期存在,而且治理程度及年治理进度较低,极不适应生态文明时代人民对美好生活的需求。要充分发挥大自然的自我修复能力,辅助于重点治理,以小促大,大面积、快速恢复植被,降低水土流失强度。将水资源保护、水环境整治、面源污染防治、农村污水及垃圾处理、村容村貌人居环境整治等融为一体,以系统治理观大力推进生态清洁小流域建设。采取系统、全面的措施,重视山地经果林开发土地的水土流失治理与生态保护。对工业化、城镇化、农业现代化过程中的人为扰动破坏区,全过程、全方位落实水土保持措施,促进经济社会的高质量发展。     

内陆河流域综合整治的生态恢复与重建技术

通过对我国西北内陆河流域的生态系统、水循环、水资源形成与消耗的特点,生态环境的变化以及水环境保护等问题分析,论述了开展内陆河流域综合治理的必要性和紧迫性。结合近期典型流域治理恢复成效,提出内陆河流域综合整治的第二步生态恢复目标。根据内陆河流域的治理实践,参照干旱区供水集水和保水技术,总结了改善下游绿洲水分生态平衡、控制中上游用水与保护河道水环境,防治河道水质盐化与农田排水再利用等生态恢复与重建的技术。最后,为了实现流域生态环境良性循环和水环境质量整体改善,提出了现阶段要加强水环境监测保护和生态补偿建设的任务。     

基于主导生态功能的江西省国土空间生态修复分区研究

以地域分异特征、主导生态功能、典型生态问题为基础依据,探讨江西省国土空间生态修复分区,为江西省编制和实施生态修复规划、实现国土空间管控提供科技支撑。在研究方法上,以“生命共同体理论”“三生协调理论”“适宜性管理”等理论为指导,基于主体功能区划和生态功能区划,综合“三生”空间实际生态问题及综合整治需求,采用多因素综合空间分析法,“自上而下”和“自下而上”相结合,实现国土空间生态修复三级分区。研究结果表明,可将江西省国土空间生态修复区域划为赣北平原湖泊生态修复区、赣中丘陵盆地生态修复区、赣西山地丘陵生态修复区、赣南山地丘陵生态修复区、赣东丘陵山地生态修复区5个大区及24个亚区和42个修复小区。通过江西省国土空间生态修复三级分区,摸清国土空间地域特征,明确生态主导功能,确定生态修复重点区域,承上启下,为实施生态修复工程和国土空间管治提供决策依据,为实现国土空间整体保护、系统修复、综合治理提供科技途径。     

International Development Trend Analysis of Water Governance Based on Bibliometrics

Water resources issue is affecting regional stability and national relationship, which has become a vital issue. Based on SCIE papers from database of Web of Science, we analyze the international development trend of water governance research using the bibliometric analysis method. The results show that the number of publications in this field has been increasing rapidly since the 1990s. Most of the research subjects are interdisciplinary and mainly focus on the field of water resources and environmental science. Base on publications and its cited, the United States has the absolute advantage in total numbers of papers, but the articles has a low average influence in terms of citations; The total number of papers in China on water governance research ranks 10th among major countries in the world, but all papers in this field are cited, ranking second only to Germany. International water governance research focuses on water resource acquisition and water quality assessment, water vulnerability, adaptation and water demanding related to climate change; decision-making, water governance policies and water rights; water resource management, such as groundwater management, watershed management and comprehensive water resources management; global water governance and urban water crisis.     

Driving forces and management strategies for estuaries in northern China

Estuaries, which lie at the end of rivers, belong to the interlocking area between marine ecosystems and terrestrial ecosystems. In the estuary region, there are plenty of biological resources that carry many important ecosystem services. However, severe degradation of the estuary ecosystem in northern China has been caused by anthropogenic disturbances, including water pollution from upstream area, change of marine environmental dynamics, animal habitat loss, and unreasonable exploitation in the estuary region. In order to provide scientific evidence for restoration and conservation of the estuary ecosystem, we collected data from published literature to analyze the ecological problems in several main estuary regions in northern China, such as the Yellow River estuary, Liaohe River estuary, Haihe River estuary, Yalu River estuary, and some others. The main ecological problems in the estuary region of northern China include the input decrease of fresh water from rivers, the change of the sediment input from rivers, the destruction of the estuary wetland ecosystem, the environmental pollution in the estuary region, the erosion in the estuary region, seawater encroachment, the biodiversity decline of the estuary region, and the depletion of the fish resources in the estuary region. Meanwhile, the driving forces for these ecological problems in the estuary region were also assessed. Based on the analysis of these driving forces, we propose several pieces of advice for integrated estuary management in northern China, including the creation of a management system for estuary conservation, improvement of the means and strength of the environmental law execution, increased investment on scientific research in the estuary ecosystem, improvement of public participation on the conservation for the estuary environment and biodiversity, and construction of a monitoring system for the estuary environment.