气候变化对水循环与水资源的影响研究综述

以全球变暖为主的气候变化已成为当前世界最重要的环境问题之一。气候变化对水循环与水资源影响的研究越来越引起国内外学者的的高度关注和重视。简要回顾了国内外气候变化对水文水资源影响研究的发展历程,着重论述了目前气候变化对水文水资源影响的重点研究领域:水循环要素变化的检测与归因分析、气候变化与人类活动对水循环与水资源影响的定量评估、未来气候变化情景下水循环与水资源的演变趋势预估、气候变化对极端水文事件的影响研究和应对气候变化的水资源适应性管理策略;并介绍了气候变化对水文水资源影响研究中的气候变化情景、水文模拟及陆-气模型耦合等重要技术手段。最后,针对目前研究中存在的问题及薄弱环节,提出未来研究的发展趋势和亟需解决的关键问题。     

气候变化对水文水资源影响的研究进展

气候变化成为21 世纪世界最重大的环境问题之一,愈来愈引起国际社会和各国政府的重视和关注。研究 气候变化对水文水资源的影响,对于理解和解决可能引起的与工业、农业、城市发展等经济领域密切相关的水文水 资源系统的规划管理、开发利用、运行管理、环境保护、生态平衡等问题具有重要的理论意义和现实意义。本文主要 从研究方法、气候变化情景的生成技术、与水文模型接口技术和水文模拟技术等几个方面综合概述了气候变化对 水文水资源的影响,同时提出存在的问题与展望。     

“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。     

雨水资源化:理论与应用

雨水资源化是既古老又新兴的水资源研究领域,自1983年国际雨水收集协会(IRCSA)成立以来,雨水资源化的研究成为近十余年来水文水资源学研究的热门,几乎每年都举行国际学术会议。雨水资源化基本内涵在于强调雨水、降雪、其他形式的大气水源以及转化派生的土壤水、结合水的资源作用,因地制宜地加以利用。狭义的雨水资源化是指雨水的集流、蓄存与雨水农业利用等;广义的雨水资源化包括人工催化增水以及通过工程或各种管理技术促进其转化,成为各种形式赋存水的开发利用。本文侧重于系统阐述雨水资源化的理论及内涵、雨水资源的计算评价方法、雨水资源集存利用的应用基础;并在雨水资源化的理论与概念基础上,提出了多水转化的模式,揭示了雨水过程、界面、水资源形态之间的系统关系,并对持续发展要求的水资源支持体系进行了探索;联系现实水资源利用的问题及趋势,对我国雨水资源进行了初步区划,提出了各分区的开发利用模式,以河北元氏县为案例进行了比较具体的雨水利用规划方案的研究。     

雨水资源化：理论与应用

雨水资源化是既古老又新兴的水资源研究领域，自１９８３年国际雨水收集协会（ＩＲＣＳＡ）成立以来，雨水资源化的研究成为近十余年来水文水资源学研究的热门，几乎每年都举行国际学术会议。雨水资源化基本内涵在于强调雨水、降雪、其他形式的大气水源以及转化派生的土壤水、结合水的资源作用，因地制宜地加以利用。狭义的雨水资源化是指雨水的集流、蓄存与雨水农业利用等；广义的雨水资源化包括人工催化增水以及通过工程或各种管理技术促进其转化，成为各种形式赋存水的开发利用。本文侧重于系统阐述雨水资源化的理论及内涵、雨水资源的计算评价方法、雨水资源集存利用的应用基础；并在雨水资源化的理论与概念基础上，提出了多水转化的模式，揭示了雨水过程、界面、水资源形态之间的系统关系，并对持续发展要求的水资源支持体系进行了探索；联系现实水资源利用的问题及趋势，对我国雨水资源进行了初步区划，提出了各分区的开发利用模式，以河北元氏县为案例进行了比较具体的雨水利用规划方案的研究。     

乌伦古河流域水资源及其特征

根据乌伦古河流域各水文站１９５６～１９９８年的水文资料及近几年来水文调查成果,从径流特征、降水、蒸发、泥沙、水质、气候、水资源等多个方面分析其多年来来的水文水资源变化规律,初步查清各支流干流的水资源量的收支情况以及乌伦古湖入湖水量的变化规律。     

闸坝的水文水环境效应及其量化方法探讨

如何正确处理流域开发与生态环境保护的关系,客观评价闸坝对生态环境的影响,是我国流域管理中亟待解决的科学问题之一。本文从河流的自然特性入手,剖析了闸坝修建和调控引起的水文水环境效应,探讨了闸坝对河流水量水质影响评价的理论基础、关键内容和技术手段等,提出了基于流域水循环过程认识和模拟的闸坝效应量化体系和分析方法;并以我国水利工程最密集、污染最严重的淮河流域为例,初步探索了流域闸坝的水文水环境效应。研究可为多闸坝调控流域水资源开发利用和水污染治理提供理论支持,为实现流域综合管理及社会经济可持续发展作出贡献。     

“气候变化与全球变暖对山地、寒地和其他地区水文水资源的影响”国际学术讨论会在拉萨召开

1993年7月25日至7月31日,“气候变化与全球变暖对山地、寒地和其他地区水文水资源的影响”国际学术讨论会在西藏拉萨市举行。本次会议由国际地理联合会全球变化与水文资源响应研究会、中国地理学会、国家自然科学基金委、中科院地理所、西藏水文水资源勘测局、西藏大学、西藏地理学会等单位联合举办。会议由国际地理联合会全球变化与水文水资源响应研究会、石家庄农业现代化研究所所长刘     

张掖地区水资源承载力多目标情景决策

本文以黑河流域中游张掖地区为例,基于水-生态环境-社会经济耦合系统的原理建立了水资源承载力的动态整合模型—投入产出多目标情景决策分析模型,对开放系统环境下的水资源承载力及与之相关的土地资源开发利用、虚拟水贸易与社会经济问题进行了深入分析,就产业结构调整、人口和城市化发展、节水技术进步、生态环境保护、分水、虚拟水战略等政策情景对水资源承载力的影响进行了定量分析评价。     

从实验水文到水文系统模拟——刘昌明先生水文科学思想学习的几点认识

刘昌明院士是国际知名的水文水资源学家,长期倡导和力行水循环、水环境、水生态、水资源和水灾害的研究,将水文学的地球物理、工程和地理方向相结合,提出了水文循环研究的微观与宏观系统观点和方法,发展了较为完善的"五水"转化的理论模式,构建了全新的分布式水文模型系统,并对华北平原的节水农业发展、"南水北调"工程环境效应、缓解黄河断流的对策等国家重大应用问题,提出了系统性的科学观点和有效的决策咨询意见。本文仅从实验水文学、稀缺资料地区水文预测和水文模型三方面,探讨刘昌明院士跨越50多年的研究工作,从中可以体会出先生研究的系统性思想和不断创新发展的精神。     

LiCl-NaCl-KCl-H2O溶液体系水活度的分子动力学模拟

盐湖卤水中含有大量的锂、钾资源,研究卤水的水活度的预测模型和方法对于资源的综合利用具有重要的意义。采用分子动力学模拟方法结合Kirkwood-Buff溶液理论研究了 LiCl-NaCl-KCl-H₂O溶液体系及其子体系的离子—水相互作用,计算了水活度。溶液的离子强度范围从1.0 mol·kg-1至6.0 mol·kg-1。模拟计算结果与实验值和Dinane-Pitzer模型计算值的变化趋势相一致。研究并讨论了体系中离子—水相互作用对水活度及相关热力学量的影响。     

岩溶地区人类活动的水文效应研究现状及展望

在全球气候变化背景下,加之岩溶生态系统的脆弱性及敏感性,地表水与地下水交换迅速,岩溶水动力系统对人类活动及其造成的生态环境变化反馈敏感。岩溶地区人类活动导致的植被退化、石漠化等环境问题已对岩溶地区的水文水循环过程造成了严重影响,水资源问题已成为岩溶地区发展的重要限制因素。本文在对岩溶生态系统及水文环境特性分析的基础上,从土地利用变化的水文效应,人类活动对降水—径流的影响、岩溶水资源的开发利用、岩溶地下水污染及水文模型在岩溶地区的应用等方面,概述了岩溶地区人类活动水文效应的相关研究现状与不足,总结了未来岩溶地区人类活动水文效应的5个研究趋势,并探讨了研究中的重点及难点问题。     

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。     

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。     

高山增水效应及其水资源意义

根据高山上云、雾、雨、雪、径流等水资源丰富现象，分析了高山冰川、植被、地形等与汽-水作用关系，提出高山增水效应概念和高山区水资源开发与保护的新思路。高大山体及其造成的垂向对流、高山冰川和高山植被共同作用形成了高山增水效应，并形成良性增水系统。山体愈高大，增水效应愈明显。对内陆干旱地区开发利用更多的高山水资源具有意义。     

近50 a来黑河流域水资源问题与流域集成管理

 基于黑河流域器测水文等资料,分析了近50 a来黑河流域水资源形成区——上游山区水资源变化的历史背景和趋势、平原绿洲-荒漠耗水区3个循环带水资源时空变化及区域耗水特征,以及水资源管理政策变化下的流域中下游水环境问题和社会经济系统水循环过程中的水问题,探讨了解决内陆河流域水问题的水资源集成管理和区域可持续发展对策。     

柴达木盆地大盐滩矿区深层晶间卤水的成因

柴达木盆地是一个典型的大陆成盐成钾盆地,盆地西部大盐滩矿区有着丰富的地下卤水资源,具有开发利用的远景。通过野外实地考察,采集大盐滩矿区不同深度(9.8m--133m)晶间卤水样品10件,油田水样品10件,分析了卤水水化学组成和氢氧同位素值。结果表明,晶间卤水矿化度较高(平均为363.94g/L),Na₊、Cl_-含量较高,同时富K₊、Mg₂₊、SO_42-,贫Ca₂₊,B、Li、Br、Sr等元素普遍富集,水化学类型为硫酸镁亚型;油田水矿化度较低(平均为39.02g/L),Na+、Cl_-含量占绝对优势,同时富Ca₂₊,贫Mg₂₊、SO_42-、HCO_3-,B、Sr含量较高,Li、Br含量较低,水化学类型为氯化物型。结合离子含量和水化学特征系数(钠氯系数和溴氯系数),揭示了大盐滩矿区晶间卤水主要为大气降水汇聚后经蒸发作用形成,深层晶间卤水(30m--133m)具有大气降水盐岩溶滤成因及受具有深部来源性质油田水补给的特征。氢氧同位素结果表明,卤水均发生了明显的“氢氧同位素正漂移”现象,深层晶间卤水(30m--133m)的δ₁₈O、δD值异常偏高,推断其与经过强烈蒸发浓缩作用的浅层晶间卤水(9.8m--11.5m)以及大气降水溶滤盐岩沿断裂下渗补给有关。     

张掖市社会经济系统水循环过程研究与水量估算

 采用投入产出分析方法,估算了张掖市各部门产品中的虚拟水含量; 基于对各产品转化和流动的跟踪,系统研究了本地实体水资源与外地流入虚拟水资源在张掖市社会经济系统各环节中的流动与转化过程。结果表明,种植业部门的实体水转化与虚拟水流动构成了张掖市社会经济系统水循环的主体,外地流入的虚拟水量较少,且主要集中于水资源稀疏型产品; 经济生产对种植业产品较低的消耗水平导致了大量虚拟水的流出。认为增强种植业产品在社会经济系统中的循环强度是张掖市降低水资源流失以及提高水资源利用效率的有效手段。     

“气候变化与全球变暖对山地、寒地和其他地区水文水资源的影响”1993拉萨国际学术讨论会圆满结束

“气候变化与全球变暖对山地、寒地和其他地区水文水资源的影响”１９９３拉萨国际学术讨论会圆满结束１９９３年７月２５日至７月３１日，“气候变化与全球变暖对山地、寒地和其他地区水文水资源的影响”国际学术讨论会在拉萨市举行。来自中国、加拿大、爱尔兰、日本、美...     

河西走廊中段临泽绿洲水资源供需平衡及承载力分析

水资源管理制度改革及种植业结构调整是提高西北干旱区绿洲水资源承载力的有效途径。结合2000-2015年临泽绿洲地表水与地下水资源利用、种植业分布格局、水利设施建设等资料,采用水资源承载力平衡指数（IWSD）和地下水开采潜力指数分析了临泽绿洲水资源供需平衡的年际变化,并利用适宜灌溉规模对绿洲水资源最大承载力进行了研究。分析得出：2000-2015年期间,在P=50%来水情况下仅蓼泉和板桥灌区能维持水资源供需平衡且地下水开采不超过最大允许开采量;受水资源管理改革、种植业结构调整等因素影响,绿洲单位面积耗水量下降0.35×10⁴ m³·hm^-2;优先保证绿洲内部生活、工业及生态用水,2020年规划下可承载灌溉面积为（3.51～3.91）×10⁴ hm²。适当缩减绿洲边缘灌溉面积,协调各灌区井渠灌溉是实现绿洲“水-生态-经济”可持续发展的有效途径。