Research progress of socio-economic water cycle in China

China has made great progress in the study of socio-economic water cycle. She has completed national water resources appraisement and medium to long-term water supply planning. She has been engaging in study on water-deficient regions in North China and Northwest China for about half a century. For solving water shortage problem in northern China, she has put forward the famous South-to-North Water Transferring Projects, which has been set as one of the four biggest national projects in the Tenth Five-Year-Plan period although there are still debates. For promoting water use efficiency, China has been reforming her water management system, including water right system and water price system. There has already been a case of water right purchase. China has also done a lot of research on the interaction between human activity, water and ecosystem. For meeting the need of sustainability and coordinating water resources development and environmental protection, the study of ecological water requirement became very hot in recent years. There are three focuses of socio-economic water cycle study now in China: water transfer projects from the south to the north, water resources management and ecological water requirement.     

New progress of research on water cycle in atmosphere in China

1 Precipitation characteristics Since the 1980s, Chinese climatologists have conducted a lot of researches on the law of precipitation variation in recent 100 years. Zhang Xiangong et al. (1982)[1], Tu Qipu (1984)[2], Wang Shaowu (1994)[3], Chen Longxun, et al. (1998)[4] have carried out researches on temperature and precipitation changes of the last 100 years in China, viewing that China has the characteristics of cold-wet and warm-dry alternations. Shi Neng et al. (1983) studied the rel…     

咸海流域社会经济用水分析与预测

1960年以来咸海流域大规模的水土资源开发使得社会经济用水激增,致使至1990年咸海面积萎缩50％,引发咸海生态危机.目前对引起咸海生态危机的社会经济用水的时空变化特征和趋势尚不清楚.本文在整合了多途径获取的1960-2016年咸海流域国家/州级水资源和社会经济数据的基础上,利用系统动力学模型,仿真模拟和分析了 196...     

New progress of research on water cycle in atmosphere in China

New progresses are introduced briefly about the water cycle study on atmosphere of China made in recent years. The introduction includes eight aspects as follows: 1) precipitation characteristics, 2) stability of climatic system, 3) precipitation sensitive region, 4) regional evaporation and evapotranspiration, 5) water surface evaporation, 6) vegetation transpiration, 7) cloud physics, and 8) vapor source.     

社会经济系统水循环研究进展

水循环包括自然水循环和社会经济水循环两个方面。社会经济系统水循环指社会经济系统对水资源的开发利用及各种人类活动对水循环的影响。对目前国际国内关于社会经济水循环关注的主要问题 (水资源安全、水资源社会经济研究、人类活动对水循环的影响、水环境、水资源可持续管理和综合管理) 及其进展进行了评述。水资源安全的主要对策已由增加供给转变为水资源需求管理。增加社会参与和明晰水权是水资源管理体制改革的方向。水价在水资源管理中的重要作用得到越来越多的重视。水资源可持续管理和综合管理正逐步落实。水资源需求管理机制、水权水价等水资源管理制度设计、作为可持续水资源管理基础的生态需水问题和环境变化对水资源的影响,将是未来社会经济系统水循环研究的焦点。     

中亚天山地区关键水文要素变化与水循环研究进展

天山地处欧亚大陆腹地,是丝绸之路经济带中段的重要水源地.天山地区的水循环系统具有时空差异性大、水源机制复杂、径流构成多元以及水系统脆弱等特点,水循环各环节受陆表格局和气候变化影响显著,水文要素对气候变化响应敏感,难以沿用现有的流域水循环模式阐述其内在机理.结合文献阅读和研究,系统分析了气候变化背景下天山地区关键水文要素...     

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。     

西北干旱区气候变化对水文水资源影响研究进展

西北干旱区是对全球变化响应最敏感地区之一,研究分析全球变暖背景下的西北干旱区水资源问题,对应对和适应未来气候变化带来的影响具有重要意义。本文通过对西北干旱区气候变暖影响下的水资源形成、转化与水循环等关键问题最新研究成果的总结分析,得出如下结论：(1) 西北干旱区温度、降水在过去的50年出现过“突变型”升高,但进入21世纪,温度和降水均处于高位震荡,升高趋势减弱;(2) 西北干旱区冬季温度的大幅升高是拉动年均温度抬升的重要原因,而西伯利亚高压活动和二氧化碳排放是引起冬季升温的重要影响因素;(3) 西北干旱区蒸发潜力在1993年出现了一个明显的转折变化,由显著下降逆转为显著上升的趋势。气候变暖、蒸发水平增大对西北干旱区生态效应的负作用已经凸显;(4) 西北干旱区冰川变化对水资源量及年内分配产生了重要影响,部分河流已经出现冰川消融拐点。在塔里木河流域,冰川融水份额较大 (50%),可能在未来一段时期,河川径流还将处在高位状态波动。全球气候变暖在加大极端气候水文事件发生频率和强度的同时,加剧了西北干旱区内陆河流域的水文波动和水资源的不确定性。     

基于社会水循环概念的水资源管理理论探讨

在剖析目前水资源管理定义之缺陷的基础上,引入社会水循环概念,提出了水资源管理的定义:水资源管理是以构建良性社会水循环、实现水资源可持续利用为目的,政府有关部门依据水法调控社会水循环各循环要素所实施的行政管理。并依据社会水循环的概念框架,简要阐述了水资源管理的主要内容。     

西北内陆河流域“自然—社会—贸易”三元水循环模式解析

持续的强人类活动大大改变了流域水循环演变的结构、路径和驱动力,后者又反过来影响着人类生存发展的水安全。日益深入的市场经济使人类活动对水循环的影响从一个流域扩展到流域之外更宽广的区域范围,以产品贸易为纽带的水“流动”已成为驱动区域水循环演变与影响区域水安全的重要内在因素。以流域为单元的传统水循环研究,难以揭示不同区域之间的水循环联系、双向回馈机制与协同进化机理。本文从西北内陆河流域长期大量输出高耗水农产品这一现象分析入手,采用理论解析与案例相结合方法,阐述分析内陆河流域自然水循环、“自然—社会”二元水循环、区域间贸易水循环的基本过程、显著特征及其驱动机制,继而首次明确提出内陆河流域“自然—社会—贸易”三元水循环模式,并就其通量计量模型、影响因素与生态环境效应、科学前沿进行了探索分析,以便未来西北内陆河水循环、水文水资源等研究能更多重视对驱动内陆河流域水循环的外部力量及其双向互馈、协同进化的分析,更新内陆河流域水安全、生态安全的思考范式。     

种植结构调整对区域水循环的影响分析

种植结构调整目前是我国大中型灌区节水改造的一个重点.区域大幅度的种植结构调整势必导致农作物耗用水量发生剧烈变化,由此引发区域水循环运移过程和转换通量发生变化,对区域用水和水资源赋存及形成过程产生深刻影响.应用水循环模型,对宁夏平原区实施种植结构调整下的区域水循环过程、经济系统与生态系统的耗水变化进行模拟分析,研究表明:...     

中国水资源对区域社会经济发展的支撑能力

综合考虑区域自产水和上游来水条件,构建了水资源支撑指数(WSPI),定量描述区域水资源短缺程度,表征水资源条件对区域社会经济发展的支撑能力。通过构建全国评价模型,计算了210 个水资源三级区以及省、县两级行政单元的WSPI。据此划分了水资源支撑能力等级,探讨了我国水资源支撑能力空间格局,分析了其与人口、GDP指标的关系,着重讨论了缺水区域空间分布及其缺水机理的差异性。该方法评价结果与我国实际水资源短缺问题基本一致,表现了较强的适用性,可以为水资源政策制定以及社会经济发展规划等宏观决策提供科学支撑。     

中国西北气候干湿变化研究进展

西北地区对全球气候变化十分敏感,研究分析该地区干湿变化特征,对区域发展至关重要.本文从气象(降水、温度、蒸发)、水文(地表水、土壤湿度、陆地水储量)和植被等角度综述了近50年西北地区干湿变化特征.结果 表明:西北整体气温升高,降水增加,呈暖湿化.但考虑陆面因素作用的分析表明该地区呈现东西部分化的格局.考虑蒸发因素的结果...     

中国水资源利用效率及其影响因素研究

科学地评价我国水资源利用效率的地区差异,对推进社会可持续发展具有重要意义。将水足迹作为投入指标纳入水资源利用效率的分析框架之中,提出Shephard水资源距离函数,并依据2009—2018年我国大陆30个省份（西藏除外）的面板数据,运用基于Shephard水资源距离函数的随机前沿分析模型对我国区域的水资源利用效率及其影响因素进行了实证分析。结果表明：（1）在研究期间,我国水足迹总量及其年增长率均有较大的波动,我国各省份的水足迹总量之间的差异较为明显;（2）东部、中部、西部的水资源利用效率存在显著差异,呈现出自东向西依次递减的区域分布特点;（3）经济发展水平与水资源利用效率呈正相关,水资源禀赋、城镇化进程和产业结构（第三产业比重）均与水资源利用效率呈负相关。研究结果有利于探寻促进我国水资源可持续利用和统筹协调发展的有效途径。     

石羊河流域集成水资源管理绩效评价

集成水资源管理(IWRM)是解决水资源问题的有效方法.根据IWRM总体框架要求和《石羊河流域重点治理规划》总体目标,构建石羊河流域IWRM绩效评价体系,从调查问卷、水资源公报等获取数据,运用专家打分和层次分析法确定权重,运用多指标加权综合指数法计算石羊河流域IWRM绩效.结果显示:2000、2007、2017年石羊河流...     

基于SD模型的黄河流域生态环境与社会经济发展可持续性模拟

要实现黄河流域生态保护和高质量发展,需解决流域生态环境与社会经济发展的可持续问题。运用系统动力学方法,构建社会、经济、资源与环境4个子系统,设计维持现状、优先发展社会、优先发展经济、优先节约资源、优先保护环境以及协同发展6个情景,在对不同情景进行模拟仿真的基础上,探寻实现黄河流域生态环境与社会经济可持续发展的最优方案。结果表明：在协同发展情景中,黄河流域的社会经济得到较快发展,总人口和国内生产总值（GDP）于2030年将分别增长10.93%和499.05%;资源的使用效率得到提高,单位GDP水耗和能耗于2030将分别下降78.31%和68.16%;污染物的排放量可有效降低,工业化学需氧量（COD）排放量和工业二氧化硫（SO₂）排放量于2030将分别下降80.64%和80.17%。相较于其他情景,协同发展是黄河流域实现生态环境与社会经济可持续发展的最优方案。     

试论水资源的可持续性利用与管理

水资源可持续利用是支撑经济社会可持续发展的重要战略物质，中国水资源短缺现象严重，为缓解中国水资源供求的矛盾，只有“量水而行”，使水资源的利用符合自然资源法则，开发利用不可超过水资源可利用量，经济社会发展用水必须与水资源承载能力相协调，这是实现水资源可持续性利用目标的基本条件，能否实现水资源可持续利用的目标，关键是运用新思想、策略，强化水资源管理，即要控制水的需求，节约用水，加强源头控制，防治污染，开发非传统水源，多元发展，从而实现水的总量平衡和结构平等，满足经济社会发展需求，提高水资源使用效率。     

西南岩溶地区碳循环观测与模拟研究进展和展望

岩溶地区碳循环具有地表与地下双层结构的相互渗透、有机与无机碳循环的相耦合以及生物与非生物过程的相关联等特征,相对于其他陆地生态系统更为特殊和复杂。中国西南地区是全球最大范围的喀斯特连续出露地区,前期研究结果表明该区域的碳循环路径与过程是基本清晰的,但岩石-土壤-植被-大气-水不同界面间的碳通量及迁移转化机制仍然不明确,亟待开展小流域尺度碳循环各个分量的精细观测,以及区域尺度的碳循环遥感估算和模型模拟工作。论文对西南岩溶地区碳循环观测与模拟研究的进展进行了梳理,在此基础上展望下一步需要重点开展的工作,该研究可以为评估全球气候变化对该地区影响及制定适应对策提供参考。     

水空间管理与水资源的可持续性

水资源的赋存需要特定的空间结构,水空间对于维系水资源系统的完整性、保障水循环和水资源的可再生能力、实现水资源的可持续开发利用具有重要作用。 由于人类活动极大地干扰了地球表层系统,水空间结构遭到严重破坏,破坏了水资源支撑社会经济发展的可持续能力。水空间的丧失极大地改变了流域尺度上的水循环过程,加剧了水资源的负均衡性。科学规划水空间,建立水资源安全的水空间格局和预警系统,以实现水资源的可持续性利用,保障资源、环境与社会经济协调发展。     

中国区际间主要农产品虚拟水流动格局稳定性

为分析中国区际间虚拟水流动格局的稳定性及为将来研究虚拟水流动格局维持机制提供理论依据,通过构建1999-2010年中国区际间主要农产品虚拟水流量关系矩阵,引入生态网络安全系统相关概念,构建虚拟水流动格局网络稳定性模型,结果表明：东北、黄淮海和长江中下游地区是中国虚拟水的主要调出区;其他区域是调入区;虚拟水流动格局网络系统的信道数目减少,信道容量逐年降低;系统聚合度和系统冗余度亦呈波动降低趋势;系统网络使用率呈现降低趋势;系统网络空闲率呈增加趋势;网络系统指标表明中国区际间主要农产品虚拟水流动形成的网络系统稳定性逐年降低。最后,提出建立粮食安全预警系统等5方面应对措施。