冰川系统模理及其应用——以金沙江流域为例

全球气候变化带来了一系列的影响,冰川的生存与发展也受到了它的影响。目前,全球变化下冰川的变化是国际冰川学界的研究热点之一。中国是世界上冰川分布最广的中纬度国家,冰川是中国西部干旱地区的重要水资源,冰川的变化对中国环境有重大影响。冰川系统模型是一种基于冰川系统理论的水文学冰川变化预测模型,该模型从系统论的角度对全球变化的背景下冰川融水的变化进行宏观预测,充分利用已有的冰川数据资料对冰川的变化趋势做出总体预测。本文以金沙江流域冰川系统为例,根据流域内的自然环境特征将其分为河源区冰川系统和非河源区冰川系统两个并列的系统,利用冰川系统模型对其在不同的气候变化情景下的响应趋势作了预测,证实了模型的正确性和可行性。这一模型的研究成果对应对全球变化可能产生的影响有积极作用。     

冰川系统模型及其应用——以金沙江流域为例

全球气候变化带来了一系列的影响,冰川的生存与发展也受到了它的影响.目前,全球变化下冰川的变化是国际冰川学界的研究热点之一.中国是世界上冰川分布最广的中纬度国家,冰川是中国西部干旱地区的重要水资源,冰川的变化对中国环境有重大影响.冰川系统模型是一种基于冰川系统理论的水文学冰川变化预测模型,该模型从系统论的角度对全球变化的背景下冰川融水的变化进行宏观预测,充分利用已有的冰川数据资料对冰川的变化趋势做出总体预测.本文以金沙江流域冰川系统为例,根据流域内的自然环境特征将其分为河源区冰川系统和非河源区冰川系统两个并列的系统,利用冰川系统模型对其在不同的气候变化情景下的响应趋势作了预测,证实了模型的正确性和可行性.这一模型的研究成果对应对全球变化可能产生的影响有积极作用.     

西北干旱区水资源问题研究思考

 气候变化与水资源问题是各国政府部门、学术界和社会公众普遍关注的焦点,也是西北干旱区实现跨越式发展的重要瓶颈之一。在分析前人研究成果基础之上,指出制约西北干旱区社会经济发展和生态安全的关键因素和气候变化对西北干旱区水资源的影响;进而分析西北干旱区气候变化与水资源研究中的热点和难点问题;最后基于西北干旱区水资源研究的重要性和迫切性提出目前亟待解决的研究任务与核心内容,主要包括3个方面：(1)气候变化对西北干旱区水资源形成、转化及未来趋势的影响;(2)气候变化对西北干旱区水循环过程的影响;(3)气候变化对西北干旱区水资源安全的影响。     

水资源环境与社会经济系统耦合发展的仿真模拟——以洞庭湖生态经济区为例北大核心CSCD

以洞庭湖生态经济区水资源环境与社会经济系统为研究对象,引入灰色关联度算法测度耦合状况,结合GM（1,1）模型预测演化趋势,并进行仿真模拟。研究表明：2004~2013年生态经济区水资源环境优于社会经济发展状况,但水资源条件对快速增长的社会经济发展产生的约束作用较为明显,水资源与生态环境危机正在进入潜伏期;10 a间系统耦合度较高,处于较为协调发展的磨合耦合阶段,耦合度呈现大幅攀升后回落趋势,进一步对2014~2023年状况预测证实经济发展对水资源环境呈现越来越显著的胁迫效应。研究表明,应着力提高水资源利用效益,缓解水资源经济系统矛盾,实现社会经济和水资源环境的协调发展。     

黑河流域水资源研究进展

作为典型的内陆河流域,黑河流域历来是研究寒区、旱区水文与水资源的热点地区。水资源是联系该流域生态系统和经济系统的纽带,更是其社会经济环境可持续发展最主要的限制因子。因此,对于黑河流域水资源的研究非常广泛,也取得了很多高水平的研究成果,这些研究内容主要包括：上游产流区的冰雪变化与黑河径流量、黑河出山口径流变化特征及其对气候变化的响应以及径流量的模拟与预测;中下游耗散区的水资源利用状况及对策;同位素、水资源承载力以及水资源管理的理论方法和措施。今后的重点应从流域的宏观尺度,开展黑河流域生态经济的综合研究、生态水文学和水污染问题的研究。     

区域发展和水资源利用透明交互决策系统

区域发展与水资源是密切相关的 ,本文提出以时空运筹模型为核心的决策判断过程透明和分层交互的决策系统 ,简称透明交互决策系统。用户可以使用此系统找到研究区社会经济发展与水资源协调的方案。     

渭河流域人地关系地域系统模拟

以渭河流域(干流地区)为例,以水资源利用为主线,利用系统动力学方法,建立了渭河流域人地关系地域系统动态仿真模型,并利用Venple软件,选取经济高速发展模式、缺水反馈模式、缺水污染反馈模式、调水耦合模式等4种方案对该系统进行调控实验.结果表明:与传统的数理模型比较,利用系统动力学模型对流域人地关系地域系统进行模拟更能够反映出流域系统的非线性、高阶次和反馈性的特征,可以较好的模拟流域水资源、污染和经济发展的耦合关系;通过对4种情形下建立的不同模式的运行结果进行比较,发现在经济高速发展模型中经济发展速度最快,但是加重了生态环境的负担,同时水资源和经济的矛盾会急剧恶化;缺水反馈模式和缺水污染反馈模式考虑了资源和环境的限制,是对经济高速发展模式的完善;调水渊控模式将区外水资源引入渭河流域,在一定程度上减轻了环境和资源压力,经济保持一定的增长速度,是最接近实际,也是目前对渭河流域人地系统进行调控最可取的方案.建议政府部门在政策制定时考虑经济、资源、环境的统筹发展,综合考虑各种约束条件可能对区域发展造成的影响,使决策更为科学合理.     

水资源优化利用中两类数学模型间的分析比较

近期全球气候变化及人类经济活动规模的扩大，对人类赖以生存的自然环境造成很大影响，其中维持生态平衡的主导因子之一──水资源时空分布的变化，引起了人们极大的关注。尤其是干旱地区水资源表现出的稀缺性，已严重影响到人们将来的生存和经济发展问题。针对这种情况，人们在开发和利用水资源的过程中，建立了各种模型，以期对水资源进行精确的定量化研究，达到对水资源优化利用和管理的目的。通过比较“连续寻优的优化模型”和“离散方案的多目标密切值模型”，分析其各自的原理和规化思想，对其各自的预测功能进行了讨论，进而说明了两类模型的应用范围。提出将两类模型加以综合，然后应用于同一研究地区、以期得到更为优良的结果，为研究地区的经济发展提供可靠的决策依据。     

基于水资源约束的中国城镇化SD模型与模拟

中国城镇化正处于快速发展阶段,尽管经济和社会发展主控要素还在发挥重要作用,但水资源在生产、生活和生态方面发挥主控作用的局面愈益明显。在中国城镇化系统动力学（system dynamics,SD）模型基础上,从水资源供给、需求和水环境等层面将水资源作为主控要素嵌入原有模型中,拓展出基于水资源约束的中国城镇化SD模型,并对水资源利用进行了多情景模拟。结果表明：① 系统存流量和灵敏度检验证明模型模拟效果良好,具有可操作性。② 部门用水效率一定时,产业发展对水资源供需平衡的影响比人口增长更为明显。③ 在实行节水农业、节水工业、高生活需水、高生态环境需水和高再生水利用的综合协调方案中,2050年中国城镇化的发展约共需6789.70亿 m³水资源,基本实现水资源供需平衡。     

气候变化背景下未来西藏粮食供需平衡状况预测

基于组合预测法、生产函数和笔者前期关于气候变化对西藏粮食产量定量影响的工作,对考虑气候变化影响的未来西藏县（区）级尺度粮食供需平衡状况进行预测。结果表明：① 西藏粮食产量较高的区域集中在一江两河等河谷地带,西藏粮食需求量较大的地区主要在人口较多的县市,未来肉类消费增加将会消耗更多的饲料用粮。② 西藏粮食供需平衡状况南北分异明显,南部河谷地区相对较好,北部羌塘高原较差。③ 当前西藏不能实现考虑口粮、饲料粮、工业用粮、种子用粮和损耗5种需求总和的粮食供需平衡,全区自给率为70.58%,2030年和2050年分别下降至62.59%和53.55%。虽然西藏总需求不能完全自给,但仍能保障口粮自给。④ 气候变化整体上对自给率为正面影响。到2030年和2050年,气候变化将使自治区粮食自给状况提升2.45%和2.09%。研究有助于掌握未来西藏粮食安全状况,规划农业布局,以期保障边疆粮食安全、促进高原农业可持续发展。     

基于仿真模拟的长株潭城市群水资源供需系统决策优化

基于系统动力学的原理和方法,在充分考虑社会经济发展及城镇生态用水需求的基础上,建立长株潭城市群水资源供需系统模型,仿真模拟传统发展型、发展经济型、节水型、协调型等四种不同方案条件下,2012-2030 年长株潭城市群水资源供需变化趋势,并在此基础上,对水资源供需系统仿真方案与决策优化进行综合分析。研究结果表明:① 随着经济发展和人口增长,长株潭城市群水资源供需矛盾将日趋紧张;② 在协调型模式下,到2030 年长株潭城市群总需水量达到105.1×10⁸ m³,水资源供给能力尚有5.4×10⁸ m³富余,模拟期内水资源供给基本能够满足社会经济发展的需求,且能够获得最大的综合效益,是长株潭城市群水资源开发利用的相对较优方案;③ 为了实现预期目标,还需加快水利建设、完善用水管理、优化经济结构、增强节水意识、加大循环利用和环境整治,提高用水效率和水资源保障水平。研究结论可为促进长株潭城镇化发展与水资源高效配置提供依据,同时本文可为进一步深入探讨协调城镇化发展与水资源优化配置决策方案评价提供科学参考。     

A forecast of public water scarcity on Leu-Rotunda Plain,Romania, for the end of the 21st century

The article examines the risk of water shortages due to the climate change on Leu-Rotunda Plain, which is part of Oltenia Plain in Romania. The region has been exposed to several extreme climatic phenomena, mostly droughts, which has created several problems related to water quality and quantity. The authors defined climate change scenarios using two regional climate models. Water resources under climate change were estimated by a regional numerical groundwater model covering a deep aquifer. The water demand components were estimated for households, industries, services, and livestock, based on specific socio-economic assumptions. A non-probabilistic risk assessment, using simplified fuzzy sets mathematics, was used to estimate water supply, water demand, and the consequences of water shortages. The results of the study revealed significant vulnerability in the water supply, a limited territorial expansion of sewerage networks, an expected increase in households’ demand, an expected increase in industrial and services water demand, a relatively stable demand for water for livestock farming, and an important water shortage in the study area. The authors conclude by highlighting a set of actions to mitigate the risk of the potential crisis.     

华北平原农业水资源供需状况评价方法

随着国民经济的发展,城市化规模的扩大以及人口的增加,华北平原农业水资源的供需矛盾日趋尖锐。人们在进行供需评价时,曾一度停留在水量的供需平衡上,以需定供,缺少对水资源供需之间的矛盾及不协调的问题进行深层次的分析。此文采用综合评价模型对农业水资源供需现状进行评价。这是一种定量化的评价分析方法,即首先对影响供需状况的因素进行分类,形成一个层次,而每一个因素又由若干个指标组成,构成下一个层次,依次类推,这样就构成了一个层次间互相联系的指标体系。对每个地区,每一个因素和指标用评定系数来表示该因素或指标对供需状况的作用,然后再用综合评价模型对该地区供需状况进行计算和总体评价。     

华北地区水循环与水资源安全:问题与挑战

华北缺水及其日趋严重的生态环境变化是中国首要解决的问题之一。目前,由于山区与平原径流明显减少和过量开发水资源,造成了地下水漏斗加深、平原区河道干涸、湖泊湿地萎缩、地表和地下水污染等生态环境恶化问题,严重影响到华北地区水资源安全,已引起党和国家的高度重视。本文以海河流域为重点对象,通过国内外学科前沿进展综述,指出华北地区缺水及其导致的生态环境恶化问题背后的自然和人文因素作用与发展演化的背景,强调高强度人类活动作用下的水循环基础研究的重要性,提出华北地区水资源安全的水循环基础与应用问题研究的若干建议与思考。研究自然和人类活动双重作用下的华北地区水循环过程,水体运动与污染物质输移及其与生态环境演变耦合机制,阐明华北地区"河道断流,水体污染,湿地消失,地下水枯竭"的成因规律,特别是人类活动的驱动分量,提出生态环境修复的理论基础,不仅对变化环境下流域水环境演变的地学基础科学前沿研究有重大的学术价值,而且对中国可持续发展和社会进步具有重要的战略意义。     

京津冀水资源承载力风险评估模型构建研究

本文聚焦国家重要战略区——京津冀地区需水压力增大、水资源超载等问题,基于水资源承载力理论,将风险评估引入水资源承载系统,探索建构水资源承载力风险的概念内涵、因子识别与评估模型等理论体系,综合考虑气候变化、城镇化与产业结构变动等影响水资源承载系统的关键因子,利用多种计量经济模型、遥感反演模型与地理信息技术等分别开展水资源承载力危险性、脆弱性与暴露性实证评估研究,旨在客观反映未来京津冀水资源承载状态特征与风险演变规律。结果表明：① 未来京津冀水资源承载力危险性指数平均值为0.531,属中危险等级,其中人口增长与城镇化危险性等级（平均值为0.682,高危险）最高,其次为气候变化危险性（0.471,中危险）与经济与产业发展危险性（0.254,弱危险）。② 未来京津冀水资源承载力脆弱性程度呈升高趋势,脆弱性指数平均值为0.726,属高脆弱等级。③ 未来京津冀水资源承载力暴露性指数平均值为0.483,属于中暴露等级,并呈增强趋势,其中2035年暴露性最强。④ 未来2025年、2030年、2035年京津冀水资源承载力风险综合指数平均值较2016年分别增加了9.3%、11.5%、13.9%,高风险等级城市数量由2016年的3个增加到2035年的9个,高风险城市主要集中在北京及冀中南等地,由此表明未来京津冀水资源承载力风险程度持续加剧,水资源承载系统受风险扰动强烈。     

PRED系统特征与可持续农业发展途径选择--以聊城市东昌府区为例

通过对东昌府区PRED系统特征与系统惯性增长的分析揭示制约PRED系统协调发展与可持续农业发展的主要矛盾,在此基础上确立农业可持续发展的总方向,并有针对性地提出可持续发展的对策,主要包括：优化农业结构,促进农业可持续发展;促进农业市场化、企业化和专业化基地发展,推进农业产业化进程;加大盐碱地、中低产田挖潜改造,提高土地生产力;建立农业可持续发展的调控机制。     

流域供水管理决策支持系统总体设计

本文简要介绍了一个集流域信息、数据库管理、实时监测、水量预测、洪水预报、水库排沙调度、需水量计算、水土平衡、优化供水决策、系统在线帮助等多功能为一体的流域供水管理决策支持系统的总体开发设计思路。本系统紧密结合干旱区实际,充分利用地理信息系统（ＧＩＳ）、计算机最新软硬伯、知识库和先进的计算模型等高新技术,具有适应实时要求,界面友好直观,操作灵活方便,扩充性好和实用性强等特点。对流域供水、防洪、排沙、     

秸秆覆盖下的夏玉米蒸散、水分利用效率和作物系数的变化

农业用水占华北水资源的70%以上,提高农业用水的效率对华北水资源安全具有重要意义。在节水农业研究中,利用农艺节水提高农田水分利用效率是节水农业的重要组成部分,其中减少农田无效棵间蒸发耗水和优化供水制度是主要的农艺节水措施。夏玉米是华北太行山山前平原的主要作物之一,一般在冬小麦收获前的5～7天套种在其中,以延长夏玉米的生育期。随着联合收割机的广泛应用,冬小麦收获后的秸秆直接覆盖夏玉米,对夏玉米的农田蒸散特别是苗期的蒸散产生影响;夏玉米生长在6～9月的雨季,一般年份降水能够满足夏玉米的需水要求,但夏季降水的分布变异较大,再加上近6年来的夏季干旱,使灌水对夏玉米的高产至关重要。为了提高夏玉米的农田水分利用效率,本研究的目的是建立秸秆覆盖下的夏玉米优化供水制度和研究秸秆覆盖对减少棵间无效耗水的影响及秸秆覆盖下的夏玉米作物系数的变化,为制定秸秆覆盖下的夏玉米优化供水制度提供依据。2年的实验结果显示,秸秆覆盖下的夏玉米产量在8000kg/ha,总蒸散量在390mm,水分利用效率在2.2kg/m3。干旱年份,夏玉米在灌四水的条件下产量最高,再增加灌水量,产量减少。水分利用效率随着灌水量的增加有所递减。     

水资源经济政策CGE 模型及在北京市的应用

水资源经济政策的研究对于解决突出的水问题具有重要意义,本文采用2002 年北京市投入产出表和有关 的水资源公报等数据,通过单列水行业和废污水行业建立了基于一般均衡理论的水资源经济CGE(Computable General Equilibrium)模型和相应的42×53 多部门水资源投入产出表,利用GEMPACK 软件包,对北京市水资源经济 政策进行了模拟和分析。模拟显示,当水价增加10%时,行业产出和销售量变化呈现不同的特点和变动趋势;当水 量增加10%时,造成行业产出的变化和销售量的变动也值得深虑。该成果可为制定和实施水资源政策提供决策参 考及模拟平台。