天山北坡经济带“三生空间”发展格局 与智能水网体系建设

天山北坡经济带是新疆生产力集中度较高,现代工业、农业、交通信息、教育科技等较为发达的区域,是国家丝绸之路经济带建设的核心区,对新疆经济社会发展具有重要的带动和辐射作用,国内生产总值均占全疆 53%以上,工业增加值占全疆 67%,城镇化率 68.9%,远高于全疆 42.1%的平均水平,然而水资源却仅占11%。为破解资源性缺水困境而实施的“两河调水”工程正在陆续建成发挥效益,如何优化配置原水与客水、高水与低水、地表水与地下水等各种水源,统筹协调区域、城乡、兵地、产业、经济社会与生态环境等各种需求,已成为亟待研究决策的重大现实问题。通过分析天北带水资源可利用量、生态环境需水量、水资源开发利用现状及存在问题,结合调水工程新增水量,提出了水资源优化配置的原则、贯彻新时期“十六字”治水思路和“五大”发展理念的实践路径与综合调控措施,主要学术观点和结论为：（1）结合“两河调水”工程,在天山北坡建设东西连通的输水大通道,将由南向北流的逐条河流交叉连接起来,形成一个南北交汇,东西贯通,覆盖整个区域的“大水网”,实现全域水源优化配置。（2）按照“以水定地,以水定产,以水定城,适水发展”的原则,强化国土空间管控,按照“生产空间集约高效,生活空间宜居适度,生态空间自然和谐”为原则,优化“三生空间”发展格局。（3）打破旱区弱水资源承载力、高生态胁迫压力、低经济发展能力的桎梏,从水资源—经济社会—生态环境三个维度,科学把控“大水网”建设和水利发展定位,合理配置“三生用水”,耦合协调“三生关系”,实现生态保护和高质量发展。（4）面向未来和新基建工程的喷涌发展,建设水物理网、水信息网、水管理网“三网合一”的智能水网势在必行,代表智慧水利的发展方向,也是当代水利科技前沿。     

河湖水系连通的关键科学问题与研究方向

水资源时空分布不均,与经济社会格局不匹配,严重制约了中国的可持续发展.中国水情复杂,河湖水系正面临洪涝频繁、供水不足、河湖萎缩、水生态退化、水环境污染等诸多问题.面向国家发展新战略要求和现代化目标,有效解决复杂水问题,是新形势下生态文明建设和水资源可持续利用的重大需求.积极推进河湖水系连通,着力提高水资源统筹配置能力、...     

吉林省西部河湖水系连通若干关键问题探讨

吉林省西部河湖水系连通工程是中国最大的面向湿地恢复与保护的生态水利工程,是新时期践行中国河湖水系连通战略和水生态文明建设的重大举措,同时也是积极履行《国际湿地公约》的战略需求。针对该项工程多湿地连通、多水源和多工程供水、水系连通和水资源调度复杂性等特点,从工程实践需求出发,重点阐述亟需解决的河湖水系连通优化网络构建、湿地多水源生态补水技术、湿地供水优先次序评价和基于河湖水系连通的水资源配置与调度四大关键问题研究的内涵和框架,为保障吉林西部河湖水系连通工程水资源调度与运行管理提供支撑,确保工程综合效益最大化。     

南水北调从科学研究到工程实践的几个关键问题

中国水资源呈现北缺南丰的空间分布格局,跨流域调水是缓解水资源分布不均的有效方案。南水北调工程是重大跨流域调水工程,对缓解黄淮海平原水资源短缺、改善河湖生态环境、优化水资源分配具有重要作用。从方案构想初步提出到一期工程建设完工,南水北调工程规划建设历时70余年,水资源优化配置、生态环境影响、工程建设管理机制等关键问题被深入研究,一系列关键成果应用于南水北调工程前期论证,助力南水北调工程高质量规划建设。2014年南水北调一期工程正式通水,标志着工程由宏伟构想变成伟大工程,从科学研究进入工程实践阶段,通水9年来,工程综合效益不断彰显。本文系统梳理了南水北调工程几个重点领域的系列科研成果,全面总结了优化水资源分配格局、提升饮水安全保障水平、推进生态环境保护与修复方面南水北调工程的实践成效,并对后续工程建设运行提出思考与展望。     

澜沧江—湄公河水资源合作中的水权确权考量

国际河流水资源的“权利”问题研究对于维护国家安全和地区安全、人民生计乃至全球水资源的可持续发展迫在眉睫。现代国际水权是扣除了流域生态需水和流域人口最低需水的水量,每个国家的国际水权水量份额就是水量总量乘以各自流域国家产水贡献率。水资源合作是澜湄合作的旗舰领域。如何推动澜湄水资源合作走深、走实、走远,妥善应对各种风险挑战,为区域可持续发展与共同繁荣提供有力的水安全保障,是澜湄六国面临的共同课题。倡导国际水权确权可以突出澜湄水资源合作的专业色彩、体现水合作对当地水人权的关怀、并能有效反驳“中国水威胁”论调。     

地缘合作中的陆疆跨境生态安全及调控

新世纪以来,随着经济全球化和区域地缘政治经济合作的加强,世界各国的持续发展不仅日益高度依存,相互间对资源与环境的竞争也日益加剧,使跨境资源和环境因素的影响渗入到国家安全、国际经济和贸易等各个层面。在此背景下,毗邻国家间围绕国际河流开发的地缘合作发展最为迅速,导致陆疆跨境生态安全问题突出,广受关注。本文从跨境水资源利用、沿边境土地变化特征、生物跨境入侵等方面系统分析了中国地缘合作中的主要陆疆跨境生态安全问题及其研究进展,总结了基于水、陆生态系统跨境生态安全科学调控的主要机制与成效。结果表明:陆疆跨境生态问题呈现出以跨境水问题为核心,土地等自然资源利用、动植物保护与生物入侵防控、灾害监测与预防等多方面多层次发展的态势,跨境问题与全球变化相互交织,在某些区域呈现加剧的趋势。创新安全理念,进行深度地缘合作已成为应对跨境生态安全问题主流思维。本文结合"推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动",从"一带一路"沿途跨境水安全、入境河流水安全污染、流域环境风险以及大型工程的交互影响等方面展望了未来需要重点加强研究和调控的陆疆跨境生态安全问题。     

中国国际河流水文地理研究进展

中国发育了亚洲主要的国际河流,丰富的跨境水资源在区域“水—能源—粮食—生态”安全维持中发挥着重要作用。近几十年来,受全球气候变化特别是大规模水利水电工程建设驱动,国际河流区水文及生态过程变化与跨境影响等问题备受关注。国内对这些问题的研究,重点聚焦于水文及生态过程变化规律与变化归因、跨境影响与安全风险调控,探讨跨境流域“水—能源—粮食—生态”纽带关系,构建适应全球变化的跨境水资源协调机制等方面,取得了突出的研发成效。面对全球变化影响下日益突出的跨境水安全与生态安全风险问题,国际河流的水文地理研究,更需要借助空天地一体化精准监测技术、现代空间地理信息技术和智能技术等,通过提供可量化、可参与、可公开的研发成果,更好地为国家对国际河流的合理利用与地缘合作、健康维持与风险管控、跨境水外交与环境外交等提供科学依据和决策支持。     

基于虚拟水理论的“一带一路”沿线国家水资源承载力分析（英文）

"一带一路"沿线国家大多面临水资源短缺情况,水资源能否支撑其经济社会发展关系到"一带一路"倡议的顺利实施。本文构建水资源承载力评价指标体系,对各评价指标进行分级和权重分配,并对沿线65个国家的水资源承载指标进行了计算,同时结合虚拟水理论,分析中国重点大宗类农产品国际贸易的净进口虚拟水含量。对沿线一半以上的国家来说,他们的水资源将无法支撑他们的经济发展,而经济发展是实现该倡议目标所必需的。中国作为水资源承载力不足的国家,在虚拟水贸易中属于虚拟水净进口国家,虚拟水贸易有利于中国提高水资源支撑能力,对未来保障中国水资源安全、食物安全都有积极意义。     

基于MRIO的中国省区和产业灰水足迹测算及转移分析

水资源短缺与水资源污染已经严重影响到人类的生存与中国的可持续发展,分析各地区与各产业水资源污染情况是解决中国环境可持续发展的关键。论文在对传统灰水足迹研究的基础上,利用2002、2007和2012年多区域投入产出表,计算中国30个省份(因数据所限,未分析西藏、香港、澳门和台湾地区)和17个产业2002—2012年中间消费和最终消费灰水足迹,以及合并后的8大区域和17个产业的总灰水足迹转移。结果表明：① 山东、河南和河北等经济规模较大的地区灰水足迹一直处于相对较高的状态,青海、宁夏和海南等经济规模较小的地区灰水足迹一直处于相对较少的状态。② 农业是灰水足迹产生的最大部门,商业及运输业等4个产业部门灰水足迹较大,但其总和却远小于农业灰水足迹;其他制造业等5个产业部门灰水足迹一直相对较少。③ 灰水足迹净输入区域为京津区域、北部沿海区域、东部沿海区域和南部沿海区域;灰水足迹转移量最大的2条路径之和呈现先增加后减少的趋势,识别出的主要灰水足迹流出—流入关系区域为中部区域—东部沿海区域。④ 农业和采选业为灰水足迹净输出部门,大部分轻工业及第三产业为灰水足迹净输入部门;识别出的主要灰水足迹流出—流入关系部门包括农业—食品制造及烟草加工业、农业—纺织服务业、农业—化学工业。各地区和产业产生的灰水足迹以及区域和产业识别出的灰水足迹路径可为减少灰水产生提供理论依据,同时为地区和产业水资源合理利用提供理论支持。     

需水供水联合管理面临的新的机遇与挑战

在未来10年以及更长的一段时间,全球和中国的水资源管理面临着紧迫的挑战,这些挑战包括水管控、水与食物、水与自然、水与能源、水与健康以及与气候变化相适应的与水相关的跨国合作,所有这些都与区域和全球尺度水安全相关。为了应对这些挑战,无论在中国还是世界范围,水资源管理战略必须解决需水管理(WDM)和供水管理(WSM)这两个重要问题,以及需水管理和供水管理的联合管理问题。本文将站在一个全球高度上研讨这一紧迫问题。通过分析,建议如下:在地方一级进行关于供水和需水管理的知识转让和经验交流和实践;在国家一级制定完善促进供需水管理的指导方针,最终发展到流域和区域级别。由于大陆或次大陆存在很大的差异,具体的区域指导报告是必要的,其中包括:专门针对现有可利用水资源和水需求的评估(通过使用水文方法进行水资源的评估以及需水调查和预测);关于组织、机构、税收、培训和教育的供需水的联合管理,在全球范围起草一个联合国公约草案。并在联合国会议上强调跨国界流域管理和/或竞争用水情况下的管理和/或水匮乏的供水需水联合管理的重要性。参照上述列举的目标,这些目标可能侧重于4个方面:在地方和国家一级(短期)供水管理;在地方和国家一级(短期)需水管理;在国家一级(中期和长期)供水管理和需水管理联合管理:在国际/区域一级(中期和长期)供水管理和需水管理联合管理。     

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。     

青藏高原地区城乡虚拟水贸易格局与影响因素

青藏高原是亚洲水塔,其水资源与水生态环境保护意义重大。从虚拟水视角,研究青藏高原与外部的水资源贸易关系和影响因素,有助于理解该地区的水资源问题、制定虚拟水贸易策略、优化区域城乡水资源配置、保障亚洲水塔功能。依托2012年中国区域间投入产出表成果,本文测算了青藏高原与中国其他区域之间的虚拟水贸易关系,建立了中国区域城镇与农村地区的虚拟水贸易网络,采用对数平均迪氏指数模型分析了青藏高原对其他区域虚拟水贸易不平衡的影响因素。结果表明,青藏高原向中国其他区域净输出虚拟水2.25亿m³,其中向西南、华北、华中、华东、华南等5个区域净输出虚拟水,从西北和东北2个区域净输入虚拟水。城乡之间虚拟水贸易联系非常紧密,农村地区生产水足迹较高,而城镇地区由于人口密度较高、消费水平较高,是虚拟水最终消费的热点区域,青藏高原农村地区的虚拟水贸易量大于城镇地区的虚拟水贸易量。青藏高原贸易输出结构以农产品为主导,虚拟水净输出12.7亿m³;青藏高原与其他区域贸易存在逆差,贸易量因素导致虚拟水净输入8.6亿m³;用水效率在青藏高原与不同区域虚拟水贸易中的正负效应不一,总体带来青藏高原虚拟水净输入1.8亿m³。未来,应重点通过灌溉节水减少农业水足迹,引导城镇居民向低水足迹生活方式转变,鼓励内地为青藏高原提供物质与技术支援,实行水资源生态补偿政策,以保护青藏高原水资源,促进区域水资源可持续利用。     

黄河流域人地耦合与可持续人居环境

黄河流域是中国人地矛盾最为紧张的区域之一,承担着生态安全建设和经济社会发展的重任。自古以来人类和黄河始终处于共同进化的过程中,近年来伴随经济发展而来的生态保护压力也日益增加,流域水资源脆弱性和风险更甚,为化解人地矛盾,需探究城镇聚落和河流的动态耦合机制。在“黄河流域生态保护和高质量发展”上升为重大国家战略之际,从城乡规划、自然地理、环境考古、生态学、水文水资源、土地资源管理等多领域视角,聚焦黄河流域人地关系的空间分异和演化规律,以及资源和生态保护的困境与机遇。建成环境与自然环境的平衡是可持续发展的基础,应将黄河流域视为自然及人文环境相互影响与依存的“生命共同体”,并从系统性和交叉性、地方性和适应性等方面探讨可持续发展策略。     

1958-2006年玛纳斯河流域水系结构时空演变及驱动机制分析

为了研究玛纳斯河流域水系结构演变状况,利用其1958、1976、1987、2006年4期遥感影像图,在ArcInfo支持下进行目视解译,根据解译结果,定量分析了水系长度、密度、分枝比、长度比和分维等参数的变化特征,并探讨其主要驱动因素.研究表明:1958-2006年玛纳斯河流域水系变化满足Horton定律,水网数目及河道平均长度随水网级别呈几何级数变化,并且水网密度、水系长度比、分枝比等参数持续增大;流域内绿洲地区水网密度高于南部源流山区与北部荒漠区,这种区域差异是由不同生态经济单元的自然生态环境类型、社会经济发展状况,综合发展需求及生态修复重建等方面共同决定的;玛纳斯河流域水资源量近50年来不断增加,人口数量持续攀升,耕地与绿洲面积不断扩大等因素是玛纳斯河流域水网结构演变的主要驱动力.然而耕地不能无限扩大,绿洲也不能过度扩张,要以水资源的承载能力为限,因此确定合理的绿洲面积,优化水系结构,提高水资源利用效率将成为今后研究的重点.     

中国西北“水三线”空间格局与水资源配置方略

水是西北地区可持续发展的生命线,中国西北地区占国土总面积35.9%,水资源约占全国水资源总量的5.7%。从水文气象、生态景观与社会经济的演变角度,面向水资源优化配置、生态环境与社会经济协调发展,探索提出西北“水三线”的划分格局,即“胡焕庸线”“阳关线”和“奇策线”。“水三线”是西北水资源合理开发利用的优化配置线、西北生态文明与环境保护的特征分区线、“一带一路”建设的战略制导线和边疆长治久安、社会稳定的国家安全线。针对西北地区水资源开发利用存在的问题、面临的挑战以及西北稳定发展的地理与历史之忧,本文通过对西北调水方案的初步分析,提出了西北“水三线”建设的空间格局与水资源配置方略,即通过建设南水北调大西线这一重大的基础工程,跨越“胡焕庸线”,促进中国东西部地区间适度均衡发展;跨越“阳关线”,促进河西走廊社会经济发展;跨越“奇策线”,增强新疆水资源及环境承载能力,建设和谐美丽、长治久安的西北边疆,形成以西北“水三线”建设为构架的水资源梯度配置格局,支撑西北地区经济社会稳定发展、生态文明建设,促进国土资源、人口分布、产业经济的空间均衡、优化布局、协调发展,为“一带一路”建设提供水资源保障。     

黑河流域水资源合理开发利用的研究

黑河流域是我国干旱区一个较大的内陆河流域,集水面积约13万平方公里,主流长821公里,发源于祁连山,穿越河西走廊,流泄于内蒙古西部高原。本文对黑河流域水资源、土地资源、草场资源的数显和质量进行评价。同时分析了流域水资源潜力及开发利用引起的环境变化。指出目前水资源开发已影响到中游绿洲建设规模和下游绿的安全。研究认为现阶段水资源开发利用应使经济发展和保护环境两者之间的关系相协调。实行以流域为整体的开发,采取有效的工程措施,加强中、下游水资源利用的宏观控制与管理,实行分区定量分配和综合治理,从而提高流域水资源利用的经济、环境和社会效益。     

中国粮食生产的区域格局变化及东北商品粮基地的响应

依据近10年的统计数据和实地调研资料,运用区域差异分析方法,对中国粮食生产的区域格局变化特征及其规律进行探讨,研究表明:中国粮食产量总体呈增长态势,年均增长率为3.43%;粮食生产重心进一步由南方向北方和由东部向中部推移,北方和中部地区成为新的增长中心;粮食生产地域变化的差异明显,南北绝对差异和相对差异变化较大,八大产区和省区间变化较小。农业生产条件、技术、宏观经济环境和土地利用方式变化是粮食生产地域格局变化的主要原因。东北作为国家粮食安全战略性基地,应对全国粮食生产的地域变化趋势,必须加强商品粮基地建设。通过农业生态环境建设、农业结构调整、商品粮基地空间布局优化等举措,促进粮食生产,保障国家粮食安全。     

基于自然地理分区的1990-2010年中国粮食生产格局变化

1978年以来,在全球变化与工业化、城市化背景下,中国粮食生产格局发生了明显变化,这一变化不仅影响到国家尺度上的粮食供销格局,也影响农业资源的利用效率、农业生产的受灾风险,甚至区域生态安全。以往的研究大多在南北地区、三大地带、八大粮食产区等分区基础上考察这一变化,难以充分反映这一变化的自然地理特点。利用1990-2010年县域粮食产量数据和粮食生产集中度指标,通过考察不同雨量带、温度带和地貌类型区集中度指数的变化来揭示格局变化的自然地理特点。研究发现:1990-2010年间,中国各区粮食产量均有不同程度的增长,但由于增长幅度不同,中国粮食生产中心由800 mm以上雨量带向400~800 mm雨量带偏移,由亚热带向中温带和暖温带转移,并逐渐向平原地区集中。结果表明,中国粮食生产格局变化不利于水热资源的高效利用,但却有利于发展机械耕作,从而提高劳动生产率。应对格局变化,中国粮食生产应进一步提高水资源保障能力和防灾减灾能力。     

粮食贸易与水资源安全

粮食生产要消耗大量的水资源,一个国家的水资源与其粮食生产能力密切相关。20世纪90年代虚拟水概念和虚拟水战略的提出为保证粮食安全和水资源安全提供了新的思路。粮食贸易中携带有大量的虚拟水,在满足粮食需求的同时,可以缓解当地水资源紧缺,促进农业生产结构的调整与优化,实现水资源的高效配置。我国作为农业生产大国,应加强虚拟水研究,通过虚拟水贸易减轻水资源压力。应采取调整进出口粮食比例,减少耗水密集型产品出口,调整粮食生产区域布局,加强国内各地区之间的虚拟水贸易等措施,实现粮食安全和水资源安全。     

城镇化与地方性中的水资源：可持续视角的水环境保护利用与水空间规划设计

近年来,由于水资源不合理利用引发的水资源污染、短缺以及自然灾害的加剧,制约着城镇、区域和国家的社会经济发展,对生态环境安全及人类的可持续发展造成威胁。如何保证在环境演变、城镇发展的过程中,水资源得到可持续开发利用,水文化的地方性得以保持和丰富,成为当下生态环境保护、城市规划设计的一大挑战。2018年9月25-29日在北京召开的中德双边研讨会聚焦环境变化,以“可持续视角的水环境保护利用与水空间规划设计”为主题,在规划、地理、景观、建筑、旅游、生态、水利、历史等多学科领域,就中德双方在不同的城镇化发展阶段面临的水资源保护与可持续开发问题及其相关经验和解决对策。中德两国的29位专家学者,就城镇化过程中水环境保护与利用的挑战、水资源的可持续利用、水空间的规划设计策略等三个主题展开交流与讨论,并就双边学术研究、人才培养和成果交流方面的合作渠道和模式进行探讨。