基于水循环模拟的潮白河流域蓝水绿水资源变化趋势分析

潮白河流域是北京市的重要供水来源,分析变化环境下流域内水资源的变化规律,对于维持生态系统稳定、保障经济社会发展具有重要意义。结合SWAT模型模拟了潮白河流域的水文循环过程,分析了流域内1960～2008年的蓝水绿水资源变化情况并对未来的变化趋势进行了预测。结果表明:潮白河流域的蓝水流与绿水流在研究期内都呈显著减少趋势,绿水储量呈增加趋势但不显著,它们的变化倾向率分别为-19.33mm·10a~(-1)、-6.92 mm·10a~(-1)与0.70 mm·10a~(-1)。未来趋势预测的结果表明这一变化趋势还将持续。     

黑河流域节水生态农业与流域水资源集成管理研究领域

概述了中国内陆河流域面临的水问题和日益激化的用水矛盾,强调了内陆河地区支柱产业--绿洲农业应该坚持节水和生态的方向,流域集成管理是持续农业的基础.长期从事该方面研究的黑河流域是个较好借鉴,同时也提供了深入开展相关研究的基础,为此提出了以黑河流域为背景的四大研究流域:水文、生物、经济系统水循环与水资源形成演变,节水农业的生物学研究与抗旱品种繁育,农业节水新材料研发与工程节水技术集成,水资源合理配置与流域集成管理;并简述了各领域的主要方向.     

乌鲁木齐河流域水管理信息系统

在分析流域、水文气象以及各类水工程复杂特性的基础上,阐述水管理系统的组成和功能,作为建设的第一步,着重介绍为管理部门所必需的各种门类的信息系统。     

绿水及其研究进展

从水循环的角度分析,全球尺度上总降水的65%通过森林、草地、湿地和雨养农田的蒸散返回到大气中,成为绿水流（绿水）,仅有35%的降水储存于河流、湖泊以及含水层中,成为蓝水。目前的水资源评价多集中于可见的、可以被人类直接利用的蓝水资源,忽略了绿水资源的评价和管理。绿水最初被定义为蒸散流,是流向大气圈的水汽流,后来被定义为具体的资源,即绿水是源于降水、存储于土壤并通过植被蒸散发消耗掉的水资源,尤其在雨养农业区是重要的水资源。介绍了绿水的概念,绿水在陆地生态系统中的作用,综述了绿水评价研究的进展、影响绿水流的因素、全球绿水资源状况和水安全等,展望了未来绿水研究,指出应将绿水资源纳入水资源评价之中,开展绿水管理、绿水和蓝水综合利用研究,自然生态系统与粮食生产绿水均衡利用研究。     

黑河流域节水生态农业与流域水资源集成管理研究领域

概述了中国内陆河流域面临的水问题和日益激化的用水矛盾,强调了内陆河地区支柱产业——绿洲农业应该坚持节水和生态的方向,流域集成管理是持续农业的基础。长期从事该方面研究的黑河流域是个较好借鉴,同时也提供了深入开展相关研究的基础,为此提出了以黑河流域为背景的四大研究流域：水文、生物、经济系统水循环与水资源形成演变,节水农业的生物学研究与抗旱品种繁育,农业节水新材料研发与工程节水技术集成,水资源合理配置与流域集成管理;并简述了各领域的主要方向。     

内陆河流域基于绿水理论的生态—水文过程研究

水文过程与植物生态过程之间的相互作用,是生态水文学研究的重点。基于Falkenmark等提出的绿水和蓝水概念的生态水文学研究,使水循环与生态学过程紧密地联系起来,并凸现了植物对水循环的作用。按绿、蓝水的理论思路进行分析,植被的水源涵养功能可看作是森林、草地等对天然降水在绿水和蓝水之间的按比例分成;荒漠雨养植被中植物的水循环模式是“纯绿”的,即降雨渗入土壤的水都以蒸散发（绿水）形式消耗掉;荒漠河（湖）岸植物的水循环是由蓝到绿,即其水分来源是地下水（蓝水）,经蒸腾（绿水）而消耗。     

基于水文模型的乌裕尔河流域水资源评价

基于水文模型的流域水资源评价可以为解决流域水资源短缺问题和改善水资源管理利用模式提供科学依据。针对传统水资源评价存在的问题,以乌裕尔河流域为例,利用研究区已建立的SWAT模型进行流域水资源评价,并分析了流域蓝水绿水资源量的时空分布规律。研究结果表明,绿水资源量在乌裕尔河流域水资源量中占得较大比重,对维持区域水安全、粮食安全和生态系统稳定具有重要作用。把绿水资源量评估纳入到传统水资源评估体系中,并对传统的水资源管理进行革新是一项势在必行的举措。     

流域水文遥感的科学问题与挑战

21世纪以来,水文遥感得到长足发展并成为当前地球科学的研究热点之一,同时也在流域生态水文过程研究中发挥了不可替代的作用,成为当前流域生态水文研究的重要手段。流域水文遥感在研究内容、研究方法、实际应用等方面具有流域整体性要求,涉及流域水量收支的闭合约束、要素反演检验的流域有效性以及流域水文模型的数据同化,指出流域尺度的反演检验、反演结果的不确定性和数据同化的误差溯源是当前面临的科学挑战。     

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。     

中国农作物绿水占用指数估算及时空差异分析

从农作物生长消耗的绿水量入手,构造了农作物绿水占用指数,选取中国31个省区作为研究对象,通过对农作物绿水占用指数的计算,揭示中国各省区农业生态系统对绿水资源占用情况的空间分布特征,发现农作物绿水占用指数高的地区以黄淮海平原为核心集中分布,低的地区则主要分布在中国的西部。利用空间自相关分析方法,对中国1997～2007年农作物绿水占用指数的总体空间区域差异及时间演变趋势进行研究,结果显示,中国农作物绿水占用指数空间上存在着显著的集聚现象,但该现象逐年呈减弱趋势。结合局部自相关分析,对中国31个省区11年间的农作物绿水占用指数区域分异的时空演变规律进行探索,并对演变原因做出解释。     

水—生态—经济系统中人文因素作用研究进展

水资源系统的状态受人文因素与自然因素的影响,人文因素也受水资源系统的状态和自然因素的影响。要从中辨析人文因素的作用,需将人文因素和自然因素纳入统一的框架中分析。目前采用的统一框架主要有统一的分析尺度和时空尺度两种。在辨析当前国内外人文因素作用研究的趋势和热点的基础上,从分析尺度和时空尺度的角度系统全面的总结了相关研究的国内外进展,并针对我国典型内陆河流域的特征,提出了研究水—生态—经济系统中人文因素作用的几点展望。     

流域科学研究中的观测和模型系统建设

流域是地球系统的缩微,是自然界的基本单元。流域科学从基础研究角度可以被看作是地球系统科学研究方法在流域尺度上的具体体现;从流域综合管理的应用角度看,流域科学是在流域尺度上通过对自然资源和人类活动的优化配置而为可持续发展服务的应用科学。流域观测系统和模型系统的建设是发展流域科学的前提。提出了建立遥感—地面观测一体化的、覆盖流域能水和生物化学循环及社会经济活动的流域观测系统的设想,规划了系统各组成部分,以高效、高分辨率、高精度、多尺度、集成和现代化为流域观测系统的基本衡量准则。流域模型系统可概括为“水—土—气—生—人”集成模型的发展,[JP2]应该科学目标和流域管理目标并重,既要发展具有综合模拟能力的流域集成模型,也要建成流域水土资源和社会经济资源可持续利用决策支持系统。流域集成模型应由分布式水文模型、陆面过程模型、地下水模型、渠系模型、动态植被模型和社会经济模型构成。     

基于水土保持的流域生态环境需水研究

针对现有生态环境需水量的计算主要基于现状而导致其实用性不足的特点,提出了根据流域或区域对生态环境功能的需求来确定其生态建设规模并计算其生态环境需水量的思想。以位于黄土高原的安塞纸坊沟流域为例,针对该流域以水土流失为首要生态环境问题的特点,在已有的土壤侵蚀与土地利用结构关系研究的基础上,基于水土保持目标确定土地利用结构,进而计算出该流域的生态环境需水量,并对不同土地利用情景以及不同水土保持目标进行了对比分析。研究表明,综合考虑水土保持效益与生态环境用水代价,纸坊沟流域以允许土壤流失量1 000 t/(km²·a)为目标为宜,此时该流域生态环境需水量约为1.77×10⁶ m³,占该流域年降水总量的39.0%。通过与基于生态系统现状的计算结果相比较,说明提出的思想更为合理。     

西北干旱区生态需水研究

西北干旱区是水资源稀缺和生态环境相对脆弱的区域。以人类需求为中心的传统水资源开发利用及评价忽视了水资源与生态环境系统之间的关系,引发了众多的生态环境问题。日益恶化的生态环境使得生态需水量受到广泛关注,生态需水量研究由此成为干旱区生态水文学研究新的增长点。文章在综述国内外生态需水研究现状及其面临挑战的基础上,分析西北干旱区水资源转化特点,结合Falkenmark 水资源分类,突出生态需水在水分流中的地位,提出保障生态需水的策略,即：①生态环境稳定性界定;②绿水的保护与高效利用; ③虚拟水战略,旨在为平衡人类需水与自然需水提供重要的理论基础。     

Remote Sensing for Watershed Hydrology: Issues and Challenges

With significant development since the beginning of the 21st century, hydrologic remote sensing becomes one of the most active disciplines in earth sciences, offering numerous opportunities and advances for watershed hydrology and other disciplines of geography. This commentary highlights the specialty and restriction of remote sensing for watershed hydrology on three aspects: watershed closure in water budget, watershed-scale effectiveness of hydrologic parameter retrievals, and watershed model inputs for data assimilation. The current challenges include rational watershed-scale validation, uncertainty control in retrievals, and error sources in data assimilation.     

南水北调西线工程可调水量分析中几个主要问题的探讨

南水北调西线工程规划从长江上游的通天河、雅砻江、大渡河调水入黄河,以解决西北及华北部分地区的干旱缺水问题。调水工程可调水量是开展各项工作的基础。在现有资料的基础上,通过对引水坝址径流量、引水坝址上下游用水要求、水库下泄水量、工程规模等因素的分析,提出了各因素对可调水量的影响程度,并估算了各引水坝址适宜的可调水量。     

东平湖水质科学监测研究

东平湖是在南水北调东线工程中起调蓄、输水的枢纽，其水质关系到东线工程供水目标的成败，要保持好水体水质，必须强化入湖水体水质的监测。