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。     

西北干旱区水资源转化与开发利用模型

干旱地区的内陆河发源于山区,在山前平原地区受干旱气候、地质地貌结构和岩性的影响,地表水与地下水之间具有大数量转化的特点。根据水量平衡原理,通过对西北干旱区内陆河流域山前平原地区河水、地下水、泉水相互转化机制的研究和分析,建立了模拟与计算相结合,兼有预测性质的水资源转化与开发利用模型。模型概念明确,形式简单,所需资料容易获得。在新疆乌鲁木齐河流域实际应用结果表明,模拟的流域最大可能引水量和水资源净可利用量,都远比现状实际引水量和水资源净利用量小得多,水资源开发利用明显过度,每年超采地下水１．２×１０８ｍ３,与当地水文地质部门计算结果非常一致,效果较好。另外,模型预测结果还表明,对于处在完成地表水与地下水联合开发利用阶段的,类似乌鲁木齐河流域的内陆河流域来说,可用水资源的开发已达到极限,再采用传统的提高地表渠系利用率的方法,已不可能增加流域的可用水资源量。这不仅从理论上解决了,水利和水文地质部门长期以来有关地表水和地下水到底如何开发才算合理的争论;也证实了,这样做的结果不但在经济上得不偿失,而且将破坏流域已建有的地下水开采和供水系统,有可能造成更大的经济、社会和生态损失。     

干旱区水资源可持续有效利用探讨：以新疆为例

水资源是干旱荒漠区资源组合中最稀缺的资源。本资源是绿洲形成、发展的物质基础,水资源利用与经济发展之间存在互动关系。本文在阐述水资源与绿洲经济发展关系的基础上,分析了头绪水资源利用现代及存在的问题,最后提出水资源持续有效利用对策。     

基于SD模型的干旱区城市水资源承载力预测研究

利用系统动力学模型,对乌鲁木齐市１９９３－２０２０年间水资源承载力进行预测分析,为我国西北地区城市发展规划提供了参考意见和研究方法。     

干旱区水资源开发利用对生态环境影响的研究进展与展望

水资源是干旱区生态环境最主要的限制性因子和重要组成部分。干旱区人口和经济规模的膨胀,导致生 产、生活用水不断挤占生态环境用水,部分地区水资源开发利用甚至严重超过了最大极限,导致生态系统不断恶化 甚至难以恢复。干旱区水资源开发利用对生态环境影响的研究越来越受到重视。当前,国内外按照“发生的问题— 产生的机理—调控的标准—过程模拟—情景预测—响应对策”这一逻辑思路,围绕干旱区水资源开发利用对生态 环境的影响进行了大量研究,并取得了明显进展。但干旱区水资源开发利用对生态环境的影响机理研究相对薄弱, 仍难以精确刻画水资源开发利用与生态环境之间的定量关系,难以动态模拟和有效预测水资源开发利用对生态环 境的影响,面向干旱区生态环境的水资源开发利用对策研究在实践中仍面临着较多障碍。因此,未来应以机理研究 为基础,以过程模拟和情景预测为突破口,以综合集成的对策体系建设为落脚点,不断加强干旱区水资源开发利用 对生态环境影响的研究。     

中国西北干旱区水资源可持续利用对策研究

近50年来,随着水土资源开发利用规模的不断扩大,西北干旱区的工农业与经济得到了快速发展,但同时也引发了一系列的环境问题,如河流下游水量锐减,甚至断流,泉水资源衰减;地下水超采,地下水位持续下降;水质恶化;土地次生盐渍化,沙漠化严重等。文章在详细分析中国西北干旱区水资源的特征以及水资源不合理开发利用所引发的环境问题的基础上,认为实行流域水资源统一规划与管理,发展新绿洲,建立高效节水型农业是实现我国西北干旱区水资源可持续利用的根本途径。     

GIS支撑下的干旱区水资源及其利用的空间分异研究

干旱区水资源的空间分布不均衡是一种普遍情况。利用GIS的空间分析功能，可以方便的进行干旱区水资源分布和利用状况的空间分析与评价。本文用新方法对新疆水资源分布和利用状况的分析表明，新疆大部分流域水资源丰度较差，水资源总体比较紧张；水资源利用上，除天山北坡各流域已超采或高度开发，不宜进一步开发外，其它流域均有一定开发潜力．尤其是地下水开发潜力较大。     

干旱区内陆河流域地下水调蓄系统与水资源开发利用模式

对于解决干旱区内陆河流水资源的调蓄问题,人们已习惯采用"高坝大库"的工程技术方案。通过分析国内外地下水库的建设经验,结合干旱区内陆河流地貌单元、储水构造特征以及水资源转化特点,提出了建设山间凹陷、山前凹陷和深覆盖河谷型等三种地下水库的具体设想及相应的适宜地段,并以此为基础,提出了一种以地下水库调蓄为主,地下水与地表水统一调度的流域水资源开发利用的新模式,以期使水资源的开发利用更加合理、科学、经济。这种新模式是实现干旱区内陆河流域水资源高效利用、合理配置的有益尝试,充分体现了因地制宜、人与自然和谐的治水新理念。     

干旱区水资源可持续有效利用探讨─—以新疆为例

水资源是干旱荒漠区资源组合中最稀缺的资源。水资源是绿洲形成、发展的物质基础,水资源利用与经济发展之间存在互动关系。本文在阐述水资源与绿洲经济发展关系的基础上,分析了新疆水资源利用现状及存在的问题,最后提出水资源持续有效利用对策。     

生态用水的概念界定及其在西北干旱区实施的策略

通过对生态用水的概念进行了界定，并结合西北干旱区的实际提出了以下几点实施生态用水的策略：（1）把生态用水放在西北干旱区经济建设和区域可持续发展的战略高度优先考虑；（2）对天然植被，特别是在干草原和干旱的荒漠草原区域，通过人工降水补充其用水；（3）对人工植被，以引水灌溉为主；（4）对于绿洲，结合生产用水进行合理再分配；（5）充分发挥西北干旱区的廓道效应优势；（6）改变传统的灌溉方式，大力开展节水灌溉；（7）协调好生态用水和生产用水、生活用水之间的关系。     

水资源全成本定价问题

随着经济的发展,人们对水资源的需求越来越多,水资源的天然供给与人类需求的矛盾越来越突出。在我国一些地区水资源不足已成为制约经济发展的一个主要瓶颈。但是一方面是水资源的不足,一方面又存在水资源的大量浪费,因此,合理配置水资源的使用已成为当务之急。配置资源的方式有2种,一种是计划手段,一种是经济手段,水资源的合理配置应将2种方法结合使用。文章依据马克思的劳动价值论,对水资源全成本定价方法进行了探讨。     

西北干旱区水资源约束下城市化过程及生态效应研究的理论探讨

城市化是西北干旱区实现小康目标的必由之路,然而最大的自然障碍因素是水资源严重短缺。现实的城市化与水资源及生态环境保护之间存在着各种矛盾与胁迫。从城市化过程及其生态效应研究的重要性出发,透过对国内外研究进展的分析与评述,把水资源作为西北干旱区先决约束条件。提出了水资源约束下西北干旱区城市化过程及其生态效应的研究思路,包括选择水资源变化过程与城市化过程之间相互胁迫的驱动因子,揭示水资源变化对城市化过程的胁迫机制与规律;分析城市化过程引起的与水相关的生态效应;建立城市化过程及其生态效应预警指标体系。对不同强度水资源约束下城市化过程进行动态预警和情景分析;选择最节水的城市化发展模式和建设节水型城镇体系等。进而为加快西北干旱区城市化发展进程、改善干旱区生态环境、实现小康目标提供科学的决策依据。     

干旱区绿洲节水效益对多部门经济结构调整影响的实证研究

运用节水技术经济方法评价分析了边际节水费用和边际节水效益,以此制定出理想状态下适合节水的可接受水价,重点阐释了产业结构调整对节水的重要意义。以新疆乌鲁木齐市为例,对干旱区绿洲的水价调整、产业结构调整等进行了模拟评估和综合评价,提出了节水发展模式的选择建议:应加大产业结构调整,特别是农业结构的调整和工业结构的调整;努力提高高耗水产业的清洁生产水平;同时借助价格杠杆,调整水资源分配和节水利用。     

基于水资源承载能力的达茂旗牧区用水方案优化

根据干旱草原区水资源承载系统具有数据多元性和动态性的特点,建立基于GIS的水资源承载能力模型,分别从时间和空间尺度上评价现状水资源承载能力及其影响因素,评价结果表明2008-2012年达茂旗全旗的水资源承载能力为一般水平,水资源承载能力较强水平的区域占全旗总面积的37.23%;降水的减少直接导致了生产、生态用水的下降。灵敏度分析结果表明水资源自身承载能力受水资源可利用比例影响最大,社会系统主要受人口密度、城镇化率影响,经济系统中,农业GDP比重影响很大。基于现状评价结果预设3种牧区用水方案优化模式,水资源承载能力预测结果表明水资源开发利用率控制效果并非越严格越好,节水型社会稳步建设方案是规划水平年牧区用水方案的适宜模式。     

干旱半干旱区水资源承载力评价及空间规划指引——以宁夏西海固地区为例

以宁夏西海固地区为例,在区域尺度水资源超载状态分析基础上,构建了栅格尺度水资源承载力评价指标体系和计算方法,阐释了水资源承载力空间格局、特征及其与人口经济要素的空间关系,并提出空间规划与发展路径指引。干旱半干旱区栅格尺度的水资源承载力评估指标体系包括5项一级指标和12项二级指标,案例实证研究与校验表明：指标体系与评估模型具有可操作性,可为空间规划与管制提供更有效的决策支撑;西海固地区栅格尺度的水资源承载力划分为强、较强、中等、较弱以及弱5个等级,强和较强等级区主要位于清水河河谷平原,是黄河扬水灌区与地下水资源富集区的叠加区域,较弱和弱等级区集中分布于黄土丘陵区、六盘山及其余脉山地区。在水资源承载力空间差异分析的基础上,因地制宜地制定空间开发指引,建立“节流为主、开源为辅”的水资源保障体系,有助于构建与区域水资源条件相适应的人口产业布局模式。     

中国西部干旱区生态环境演变过程

根据湖沼沉积、黄土沉积和冰积等地质记录，运用地理信息系统、遥感、生态景观学等方法．从万年、千年和百年及百年以下四个时间尺度对中国西部干旱区生态环境演变过程进行研究。结果表明，全新世以来，中国西部干旱区的气候变化经历了多次的相对暖干和相对冷湿交替变化，变化历程较为复杂。早全新世、中全新世、晚全新世气候特点因地因时而异，但总体特征以干旱化为主，280～350a来，降水量有明显的减少趋势，并表现出显著的周期性。但在近半个世纪以来，中国天山地区的气候变化特征表现为气温升高，降水量增加。总的来说，从20世纪80年代以来，新疆的气候趋于好转，植被覆盖状况改善明显，山地森林、草甸、人工绿洲的面积均呈增加趋势。研究结果还表明，在一定尺度的气候背景条件下，地表的植被覆盖对调节绿洲区域气候有着积极的作用，可增加局部地区的降水。     

干旱区防护林营造方式对沙漠化土地恢复能力的影响研究

通过对防护林体系营造方式对沙漠化土地的恢复和重建能力的研究,发现固氮灌木树种对沙漠化土地肥力恢复的作用十分显著。采用工程措施与生物措施相结合的组合造林技术是恢复沙漠化土地肥力最有效的方法。在沙漠化土地上营造乔、灌混交防沙阻沙林带,可以明显地提高土壤的有机质和氮素水平。建立农田防护林网可以有效地改善土壤水环境和物理性质,并能增加土壤微生物,使土壤微生物的种群数量较荒漠化土地有较大幅度提高。土壤微生物的数量分布与种植植物的种类和人为经营强度有关。草田轮作是干旱区改土培肥的好形式,新开发荒漠地以第一年农作物+第二年牧草+第三年农作物的轮作制度较好。     

干旱区沙漠化土地逆转植被的时空格局及其机制研究

在无灌溉条件下, 干旱区沙漠化土地实现逆转和植被的恢复的降水量要在160mm左右, 而方法是沙漠化土地逆转成败的关键之一。明沙嘴采取的从沙源上风向边缘开始的人工辅助措施加封育的治沙实践证明, 减少人为干预, 主要利用自然力的作用, 能达到流沙固定, 植被增加, 沙漠化土地逆转的目的。人工辅助措施加封育后植被群落在经历约20a的由简单到复杂演变的同时, 种的个数、类型、密度、空间格局等方面都发生了一系列的变化。     

干旱区盐渍化土地梨园覆草效应研究

在河西走廊中部沙区,分别于1997年5月、1998年5月和7月,给梨园树行覆宽1 m,厚15~20 cm麦草。观测土壤含盐量、湿度、温度、有机质、树下杂草和梨树根系在土壤中的分布、1 a生枝的生长量。树行内覆草降低了0~30 cm土层的K⁺ + Na⁺、Ca²⁺和SO₄^2-的含量。当土壤含水量较小时,0~10 cm覆草土壤含盐量随气温的变化趋势与未覆草土壤相似,但变化幅度小;土壤含水量较大时,覆草土壤含盐量与气温呈负相关。随着覆草时间的延长,单位时间内土壤有机质增长率相对减小。0~60 cm覆草土层根系的分布量为未覆草的2.67倍,覆草有利于梨树地上部分的生长。覆草初期,树行内的1 a生杂草增加;随着覆草时间的延长,1 a生杂草减少;梨树行覆草18个月后,1 a生杂草和多年生杂草数量分别为未覆草的8.6%和77.8%。在河西走廊,果园覆草可选在5月至8月初。