新疆塔里木盆地水资源评价及其开发利用

实现水资源的合理利用和优化配置一直是流域管理的首要目标,也是解决流域因水资源短缺(或矛盾)产生的生态问题的重要途径。塔里木盆地是我国的聚宝盆,储有相当足量的石油、天然气、金属和矿物盐,随着工农业经济的不断发展,区内水资源开发利用程度越来越高,水资源供需矛盾日益突出,不合理水资源开发利用引发的问题也愈来愈多。为查明区域水资源量及其运作规律,统筹规划、科学合理地调配盆地水资源量的使用,保证工农业生产的持续发展和当地生态环境的良性循环,采用均衡法评价区域水资源量,阐明区域水资源运动规律,结合当地水资源开发利用状况,提出区域水资源开发潜力,明确提出水资源合理开发利用和环境保护的对策。     

滇东岩溶断陷盆地水资源脆弱性评价

滇东岩溶断陷盆地区独特的"土在楼上,水在楼下"的岩溶地质地貌特征,导致水资源脆弱性问题逐步突出.当前水资源成为限制当地居民生活、区域经济发展和生态健康的重要因素之一.本研究以滇东断陷盆地中32区县为例,采用经典DPSIR模型为基础构建评价模型,选取水资源开发利用率、人均水资源量等具有代表性的18个指标构建水资源脆弱性评价指标体系,使用熵值法和层次分析法相互结合进行赋权,对滇东岩溶断陷盆地石漠化区的水资源脆弱性进行了评估.结果表明:滇东岩溶断陷盆大部分区县水资源脆弱性为中度及重度脆弱,其中马龙县、华宁县、罗平县为轻度脆弱.禄劝县、开远市、个旧市和泸西县等县为重度脆弱区,耕地石漠化面积比、人均水资源量、供蓄水比、生态需水满足率以及万元工业增加值用水量是驱动该区域水资源脆弱的关键因素.通过该区域水资源脆弱性评估,本研究有针对性地提出了滇东岩溶断陷盆水资源适应性管理对策,为有效缓解该区域水资源脆弱性提供科学依据.     

柴达木盆地那陵郭勒河流域水资源开发利用浅析

那陵郭勒河是柴达木盆地最大的内陆河流,随着流域中下游水资源的开发利用,水资源供需问题将日益突出。通过对那陵郭勒流域从水资源量、赋存条件及水化学特点等方面分析,讨论水资源现状是否满足近期用水规划以及水资源的开发利用对生态环境产生的影响。计算结果表明那陵郭勒流域水资源量为10.68×10^8m^3,流域生态需水量达9.06×10^8m^3,可供开发利用水资源仅有15%。近期的开发利用量在地下水的可承载范围之内,但若超出所能支配的水资源量,长期发展无疑会对会生态环境产生不良的影响。     

海河流域洪水资源利用评价研究

为给流域洪水资源利用合理性评价提供基本的阈值标准,有效协调洪水资源利用与河流生态环境保护和流域防洪安全的关系,建立了流域洪水资源利用评价的基本框架.指出洪水资源利用评价应解决洪水资源量计算、洪水资源利用水平分析、洪水资源可利用量评价和洪水资源利用潜力评估四个基本问题.在对洪水资源利用量、洪水资源可利用量、洪水资源利用潜力等基本概念进行系统阐述的基础上,建立了流域洪水资源利用的评价方法.根据所建立的基本概念和评估方法,对1980～2006年海河流域及4个二级区的洪水资源利用状况及合理性进行了全面评价.结果表明,1980～2006年海河流域平均年洪水资源可利用量和利用潜力分别为62.8亿m~3和5.35亿m~3.海河流域洪水资源利用总体而言处于比较不合理的状态,洪水资源利用量频繁超过洪水资源可利用量,洪水资源利用潜力不大.多数年份洪水资源利用量超过了河道内必要需水量允许的限度,少数丰水年份超过了流域洪水资源调控利用能力的范围.今后,海河流域洪水资源利用合理性的提高,需要逐步调整目前洪水资源利用主要集中于山区的空间格局,提高平原区洪水资源调控利用能力,有效保障洪水期河道内必要需水量.     

甘肃境内渭河流域水资源变化趋势预报模型研究

对渭河流域甘肃境内的水资源量进行了分析计算,水资源总量为20.90亿m3.经分析水资源的变化情况,发现水资源量历年呈衰减趋势,主要原因是降水量的减少,其次其受人类活动的影响,流域下垫面条件的改善和水利工程建设也是水资源减少的重要因素.在分析水资源演变趋势的基础上,建立了渭河流域甘肃境内水资源预报模型,经分析验证,预报精度较高,可以为渭河流域水资源调度、保护、评价提供决策依据.     

淮河流域水资源承载能力的评价分析

流域水资源承载能力的有限性决定其开发极限存在的客观性，提出了流域水资源承载能力综合评价方法，利用模糊综合评判模型对淮河流域水资源承载能力进行了评价研究，从而为该流域资源合理利用提供了决策依据。     

黑河中游水土资源开发利用现状及水资源生态环境安全分析

黑河流域水资源产生于南部祁连山区,主要消耗于中游农业灌溉区。对黑河流域水文资料分析计算发现,流域出山水资源量多年变化比较稳定,最枯年和最丰年水资源量之比为 1:2,丰枯变化幅度与长江以南丰水河流相当。多年平均水资源量为32．31×10⁸ m³／a,近10年中游水资源开发利用量稳定在34×10⁸ m³／a以上,仅中游地区对水资源的开发利用率达120％左右。目前国际上公认的人均水资源量紧缺线为 1000～1700 m³／a,黑河流域水资源开发利用具有反复转化多次重复利用的特点,用这个指标无法全面评价黑河流域水资源的安全状况。     

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。     

粮食产量对气候变化驱动水资源变化的响应

水资源是支撑粮食生产的重要因素之一,气候变化驱动下的水资源变化及对粮食产量的影响是当前研究的国际前沿和热点问题。以汾河流域冬小麦和夏玉米2种主要粮食作物为研究对象,利用线性回归、人工神经网络、支持向量机、随机森林、径向基网络、极限学习机等6种机器学习算法构建粮食产量模拟模型,基于气候弹性系数法分析水资源量对气候变化响应关系,在流域尺度上研究粮食产量对气候变化驱动水资源变化的综合响应。结果表明:①机器学习算法能够较好地模拟汾河流域的冬小麦和夏玉米产量;②降水增加10%导致汾河流域水资源量增加19.4%,气温升高1℃导致水资源量减少4.3%;③当降水减少10%~30%时,冬小麦产量减少6.4%~19.3%,夏玉米产量减少4.0%~15.0%;④当气温升高0.5~3.0℃时,冬小麦产量预计增加1.8%~17.1%,夏玉米产量预计增加1.2%~7.9%;⑤汾河流域冬小麦产量对降水和气温变化的敏感性大于夏玉米。相关成果对于区域水资源管理和农业生产策略制定具有重要的科学意义和实用价值。     

人类活动对全球淡水循环影响与水行星边界评估研究进展

近几十年来,人类活动对淡水循环的影响已经超出了流域尺度。解决目前所面临的水资源问题,不应只着眼于流域过程,而应从更大的空间尺度——全球尺度对地球系统过程加以研究。文章总结了人类活动对全球淡水循环的影响途径,论述了水行星边界方法框架与研究进展,分析了淡水利用管理从流域尺度到全球尺度的实现方法。水行星边界方法以地球系统科学理论为指导,以保持地球系统稳定运行为目标,将淡水循环研究视野从流域尺度扩展至全球尺度,定量描述了全球淡水利用安全运行空间,成为评价全球水资源可持续性的重要方法。水资源管理既要考虑流域尺度的水资源、生态与经济社会发展关系,也要考虑全球尺度的水循环、地球系统稳定与全球可持续发展关系。水行星边界是对现有区域水资源承载能力评价方法的重要补充,为全球与区域淡水资源治理提供了重要的方法框架。根据我国自然资源管理新制度下水资源管理需要,针对水行星边界评估,建议加强全球淡水循环过程研究,完善全球水文模型与模拟预测平台;加强水行星边界与土地、生物、大气等其他行星边界的相互影响与作用研究;探索应用水行星边界框架完善资源环境承载能力评价和国土空间开发适宜性评价方法。     

西南岩溶区水资源安全与对策

特殊的环境地质结构,导致西南岩溶区水资源安全长期受到威胁,包括季节性的水资源短缺、频繁交替的洪灾与旱灾以及水污染。本文在分析西南岩溶区水资源安全影响因素的基础上,提出了西南岩溶区水资源安全评价的四个方面的内容水量安全评价、水质安全评价、水资源利用安全评价以及水灾害防治安全评价,并阐明了西南岩溶区水资源安全的主要保障措施,包括建立水资源安全预警系统、经济转型、保护性开发地下水源、优化水资源分配、加快生态环境建设等。     

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。     

1998～2007年中国农业用水分析

中国农业用水在未来将面临巨大的挑战。根据国际农业用水研究和政策领域近10年出现的范式变迁的核心内容,建立了基于"绿水"、"蓝水"的中国农业用水的新综合分析框架。并利用广义农业水资源量和广义农业水土资源匹配的概念和评估方法,分析了全国1998～2007年10年间4种主要粮食作物(水稻、小麦、玉米和大豆)的农业用水、耗水以及水分生产力变化趋势和现状。结果表明:中国广义农业水资源量中57%来源于耕地有效降水的"绿水",43%来源于耕地灌溉"蓝水"。主要粮食作物水分生产力水平已经接近或达到世界较高水平。未来继续提升水分生产力的任务将会更加艰巨。因此,为保证中国粮食安全,建议国家设立"粮食安全水资源红线"。同时,根据广义农业水资源量的分析计算,主要粮食作物用水安全红线应该划定在大约7800亿m3左右。     

Comprehensive assessment of water security for inland watersheds in the Hexi Corridor,Northwest China

Water security is related closely to ecological, environmental, economic, social, and political problems, and may possibly even affect national security. The problem is especially important in arid inland watersheds. In this paper, we assess the water resources security of three watersheds in the Hexi Corridor (Northwest China) using a multi-level, multi-target, analytical hierarchy process approach. We constructed an assessment system based on the current situation and future development of the region’s water resources in the context of the society, economy, and environment of these inland watersheds. The assessment used 21 indicators that describe the ratio of water supply to demand, the ecological environment, food security, drinking-water security, disaster control capacity, water resources management, and economic conditions. The level of the water resources security was highest in the Shulehe watershed, followed by the Heihe watershed and the Shiyanghe watershed. Strategies to promote water security for all three watersheds are discussed.     

基于可持续发展理念的陕西水资源评价方法研究

传统水资源评价方法分别从质、量两方面分别对水资源进行评价,割裂了水资源的内在联系,已不能满足经济发展对水资源评价提出的新要求。为此,必须从水资源与社会经济、环境协调发展角度出发,根据可持续发展原则,提出一套集评价指标体系、定量分析、分级标准的水资源评价方法。以陕西水资源评价为基础的实例研究,为陕西水资源与社会经济、环境的和谐发展提供了新模式。     

区域水安全评价指标体系构建与应用

水安全是耦合资源利用、环境保护、防灾等多维视角的复合概念。为提高水安全评价的系统完备性,避免各维度间概念重合,提升问题诊断的精确性,基于对水安全定义、内涵及评价维度的总结述评,构建了由数量充足性、水质符合性、可持续性、成本可承受性和防洪安全保证性5个评价维度构成的区域水安全评价指标体系,并结合专家群决策进行指标权重量化与数据标准化。该评价体系体现了资源安全中关于数量保障与可持续性保障的概念内涵,相比单纯利用资源禀赋指标评价水资源数量安全,更能科学辨析区域真实缺水原因;补充前人研究较少涉及的成本可承受性,保证了水安全内涵的系统完备性。以中国各省为例,结合聚类分析开展水安全评价的实例应用,评价结果较好地诊断了中国各区域主要水安全问题,符合中国现状,说明该评价体系具备较好的科学性与实用性。     

海河流域大型水库饮用水水源地水环境安全评价及应用

对水库型水源地水环境安全评价的理论和方法进行研究,构建了基于驱动力-压力-状态-影响-风险模型(DPSIR)的水库型水源地水环境安全评价指标体系,综合评价指标体系包括了降水、污染物入库量、水质状态指标、水质达标率以及水华爆发影响因子5个方案,11项指标。将该指标体系应用于岳城水库水环境安全评价,其结论主要有:(1)该模型的驱动力是降水带入面源污染,压力是流域输入水库的污染负荷,状态指标是TN、TP以及COD_Mn等水质参数,影响指标是水库水质达标率,风险指标则是氮磷比、水温等;(2)岳城水库4、5、6和9月处于较安全状态,但由于受地表径流污染负荷影响,在7、8月处于预警状态。将评价结果与实际水环境安全状况进行比较,吻合程度好,因此该模型可应用于海河流域大型水库饮用水水源地水环境安全评价。     

汉石桥湿地引水工程的可行性及对地下水的影响研究

以汉石桥湿地引水工程为例,结合北京市人民政府关于实行最严格水资源管理制度的意见,从水资源承载能力出发,收集和调查项目区的水资源状况和供水现状,分析项目需水合理性,供水方案的可行性和可靠性,本地区水资源条件对项目用水的保障程度等,以及项目用水对区域水资源和其他用户的影响情况。     

中国煤炭资源保障程度和绿色勘查开发途径

文中进一步厘定了煤炭资源/储量的概念,全面分析了我国煤炭资源勘查开发现状,深入阐述了我国煤炭资源保障程度,认为煤炭资源总体丰富,可采、预可采储量不足,服务年限少,区域煤炭资源保障不平衡,优质炼焦用煤稀缺,中东部地区煤炭资源压覆严重,中西部煤炭开发的生态环境问题突出。在分析煤炭资源保障程度基础上,根据煤炭安全高效绿色勘查开发的基本要求,提出了煤炭资源绿色勘查技术、煤矿高精度高效安全开采地质探测技术、煤矿水害探测与防治技术、煤矿绿色充填开采关键技术、采煤沉陷综合治理与生态环境恢复再造技术、煤矿瓦斯井上井下联合抽采技术、废弃矿山资源综合利用和环境恢复技术研究、煤矿高矿化度矿井水及固废处理技术、洁净煤技术的基础地质研究、煤系多能源矿产综合勘查开发和利用技术、煤炭地下气化与煤层气联合协调勘查开发技术、煤源雾霾研究和二氧化碳地质封存技术十二项煤炭绿色勘查开发的技术途径。     

Risk assessment of the city water resources system based on Pansystems Observation-Control Model of Periphery

Study on risk assessment of water resources system is the key to ensure the water resources security and its sustainable utilization. Under the principles of sustainable utilization of water resources, with the thinking of the risk, the Pansystems Observation-Control Model of Periphery is applied to risk assessment of water resources system, and the model is based on the periphery theory and pansystems theory, with the observation-control risk analysis technology as the technical core. According to the synchronized analysis of the risk and gain of the five sustainable utilization schemes of water resources of Kiamusze in Heilongjiang, the best one for Kiamusze was confirmed and also opens a new way to research in the field of risk assessment of water resources system.