南水北调对海河流域水生态环境影响分析

提出可定量分析研究流域水循环变化对水生态环境影响的关联分析方法 ,并对海河流域现状进行了关联分析和和评价。分析研究表明人类对水资源的过度开发利用已改变了海河流域的天然水循环并导致水生态环境全面退化。进一步对未来无南水北调和有南水北调的情况进行定量模拟计算 ,结果表明在无南水北调的情况下 ,未来海河流域将处于无法兼顾发展经济和保护生态环境的困境 ;在实施南水北调的情况下 ,水资源可支撑海河流域经济发展并影响和改善整个流域的水循环状态 ,从整体上遏制海河流域水生态环境恶化的趋势 。

绿洲生态稳定性预测

本文以宁夏绿洲为例,综合考虑水资源、土地资源、生物资源和环境因子四项影响绿洲生态稳定性的主要因素,建立了系统的绿洲生态稳定性评价指标体系,在此基础上,应用广义水资源合理配置模型以及依托配置模型构建的植被群落盖度与地下水埋深之间的关系,建立了绿洲生态稳定性预测模型,对受水资源约束条件下的绿洲生态演化过程进行了定量分析,预测未来不同水资源条件下的绿洲生态稳定性。预测结果表明,2010、2020年水平年50%黄河来水频率下,绿洲生态稳定性整体处于良好状态;75%黄河来水频率下,整体处于一般状态。绿洲生态稳定性变化趋势符合当地社会经济发展趋势,结果合理。

宁夏经济生态系统水资源合理配置研究

干旱地区经济发展与生态保护对水资源具有强烈的依赖作用,水资源的合理配置是缓解资源、经济与生态矛盾的根本途径。“宁夏经济生态系统水资源合理配置研究”项目正是基于干旱地区缺水的实际,针对其特有的水资源特点,提出了面向经济生态系统的水资源合理配置研究框架,开发建立了平原区分布式水循环模型、广义水资源合理配置模型等多个独创性模型,得出了对地区经济发展和水资源合理利用具有重要现实意义的战略结论。

基于生态保护的宁夏天然绿洲生态需水研究

以适宜的生态目标与生态建设规模为目标,以水资源合理利用为核心,利用遥感(RS)、地理信息系统(GIS)等技术,研究了宁夏绿洲的生态演变和生态需水问题。在分析宁夏绿洲的生态意义、生态现状及流域水资源状况后,探讨了生态演变和生态需水的相关理论,提出了宁夏绿洲生态演变研究的总思路、绿洲生态需水的概念、界定绿洲可持续发展规模,对宁夏生态需水计算提出现状思路和方法。

我国再生水利用管理的建议

从与再生水利用相关的法律法规和标准规范、利用规划、组织管理、激励机制、投融资机制、思想认识方面介绍了我国再生水开发利用管理的现状,分析了当前再生水利用管理中存在的突出问题,并从法律法规、管理协调、公众参与监督管理、风险评价、突发事件应急管理、水价调整、投融资机制、思想认识等方面提出了我国再生水利用管理的建议。

经济用水与生态用水的优化模拟耦合模型研究

水是自然-社会-经济复合体最为敏感的限制性因子之一。在干旱半干旱地区,水资源已成为区域社会经济发展和生态建设的“瓶颈”。现代水资源规划内涵是水资源的开发利用在支撑经济社会发展的过程中,应保持生态系统的良性循环。用多目标优化与模拟耦合技术,系统地研究了经济、社会、生态环境与水的关系,并以宁夏为例,探讨了区域经济与生态用水的合理配置。

黑河下游生态演化研究

通过1987、2000年LandsatTM影像(土地利用影像和植被影像)解译,对黑河流域植被结构的变化、植被的演替特征及整体变化特征进行分析,并计算研究区内景观类型的占补平衡,分析黑河下游绿洲化与荒漠化过程的动态演进过程,从而得出结论:黑河下游植被退化异常严重,植被表现为显著的逆行演替特征,景观扩张程度小于其退化程度,需要积极采取措施遏制这一趋势。

基于水分胁迫的植被生长模型的构建与应用

在广义水资源合理配置模型——WACM模型的基础上,根据植被生理原理构建了基于水分胁迫的植被生长模型,模型主要包括植被生长发育阶段模块、碳循环模块和水循环模块,适用于多种作物,是一个通用模型。使用文献资料对植被发育阶段的长短和植被干物质量、作物产量的变化范围进行验证,并且在徒骇马颊流域运用该模型模拟了水分胁迫条件下的多种植被的干物质量和作物产量,模拟结果比较理想。

徒骇马颊河流域农业节水的水文生态效应分析

以半湿润地区徒骇马颊河流域为例,针对研究区的生态现状,对该区农业节水的生态效应进行了分析,为区域节水农业的可持续发展提供理论依据。

水资源用水总量控制与定额管理协调保障技术研究

目前我国水资源用水总量控制与定额管理缺少有效的协调保障技术,文中从分析影响用水总量控制与定额管理相协调关系的主要因素入手,构建了包括总量控制和定额管理相互协调的调控原则、调控模式、调控方法和促进两者协调的措施方法在内的总量控制与定额管理协调保障技术体系,为解决实际管理中存在的总量控制与定额管理不相协调问题提供技术支撑,使总量控制与定额管理有机结合、互相匹配。

干旱演变驱动机制理论框架及其关键问题

干旱演变驱动机制是科学认识干旱问题和制定有效防旱抗旱政策的理论基础。针对气象干旱、水文干旱和农业干旱3种干旱类型,分别分析了其形成过程,并阐述了其之间的关系;采用"驱动力-压力-状态-响应"模式构建了干旱演变驱动机制总体研究框架,并探讨了干旱演变驱动力系统构成、干旱演变驱动机制、变化环境下干旱演变规律及其响应等关键科学问题。

黄河置换水量的水权分配方法探讨

为了促进西部开发 ,在南水北调东线和中线工程开始发挥效益和西线工程尚未建成之前 ,可在东线和中线的受水区范围内置换出一部分引黄水量 ,重新分配给黄河上中游使用。黄河置换水量的分配是一个特殊的水的使用权的分配问题 ,也是一个多地区、多目标的决策问题。该文首先探讨了水权的基本理论和使用权的分配原则 ,即有效性、公平性、可持续性的原则 ,并依据这些原则 ,构建了水量分配的一整套指标体系。为解决这一多地区多目标的决策问题 ,研究提出了根据水权分配指标体系 ,应用层次分析和模糊决策理论相结合的模式进行了水权分配的方法。采用该方法对黄河置换水量进行了分配决策 ,获得了较为合理和满意的结果。

宁夏灌区节水潜力的研究

通过广义水资源配置模型和平原区水循环模型的有机耦合,分析了宁夏的真实节水潜力——耗水节约量,并建立了宁夏平原区取用水节水与耗水节水二者之间的定量化关系。结果表明,宁夏耗水节水潜力远远小于取用水节水潜力。在宁夏平原区,随着水利用系数的提高,农业取用水量和耗水量不断减少,且减少幅度越来越小。随着水的利用系数的提高,农业取用水节水量和耗水量不断提高,且取用水节水量和耗水节水量的增加幅度越来越小。随着取用水量的减少,耗水量也逐渐减少,但减少幅度越来越小。当取用水达到极值点时,取用水量等于耗水量。随着取用水节水量的提高,耗水节水量也逐渐增加,但增加幅度越来越小,最后趋近于零。

黄河流域农业需水价格弹性研究

以经济学理论为基础,从研究农业需水价格弹性入手,分析水价对农业需水量的影响,确定二者之间的定量关系。该文应用计量经济学的方法,通过对黄河流域不同灌区建立农业用水需求函数,得出水的需求价格弹性,并进一步研究得出了农业需水价格弹性函数。研究表明水价与需水量和需求价格弹性之间都有明显的相关关系。将以上研究成果在黄河流域农业需水分析中进行了定量的应用研究,结果显示水价调整对该流域的农业需水有明显的抑制作用。

基于二元水循环的水量-水质-水效联合调控模型开发与应用

为将我国最严格水资源管理制度的实践与二元水循环理论相结合,提高"三条红线"控制指标的科学性与合理性,本文以SWAT模型为基础,通过改进子流域划分方法、添加经济社会模块和人工用水模块,对其人工侧支循环模拟进行了系统的完善,开发了基于SWAT的水量-水质-水效联合调控模型SWAT_WAQER。以广西南流江流域为例,从国民经济用水量、河道径流与水质等方面对模型进行校验,并在此基础上划分了2030年"三条红线"控制指标。结果表明:该模型性能良好,能够用于不同节水情景下的国民经济用水量、污染物排放量、水功能区水质达标结果分析,可以作为科学制定"三条红线"控制指标的有力支撑工具。

广义水资源高效利用理论与实践

提出了广义水资源高效利用的概念内涵,指出广义水资源高效利用应以区域水资源-经济-生态复合大系统为研究对象,以水循环模拟为基础,广义水资源合理配置为手段,围绕广义水资源在经济和生态系统的服务功能与过程、在遵循有效性、公平性和可持续性原则的基础上,对广义水资源利用模式进行科学调控,实现广义水资源高效利用的目的。在广义水资源理论分析基础上,构建了广义水资源利用效率和效益的核算指标体系,提出了广义水资源高效利用调控框架。选择宁夏平原区作为研究案例,进行了现状广义水资源高效利用分析,模拟分析了区域渠系衬砌的广义水资源利用效率和效益变化,构建了广义水资源高效利用综合方案集,通过多方案的优化调控,选择了宁夏平原区广义水资源高效利用方案。

广义水资源合理配置研究(Ⅰ)——理论

本文探讨了广义水资源合理配置的理论内涵、配置系统、配置目标及协调与冲突、研究框架、调控机制、全口径供需平衡分析方法和后效性评价体系。广义水资源含义是指把狭义的径流性水资源拓展为包括土壤水和降水,合理配置是以此广义水资源为配置水源,以自然-人工复合系统为配置对象,以宏观经济分析为总控,以水循环模拟为基础,通过水量水质统一配置,实现水资源在经济社会和生态系统中高效配置,维持经济社会的健康发展,保障生态与环境的稳定,以水资源的可持续利用保障经济社会的可持续发展。

相对丰水地区水资源合理配置研究——以四川绵阳市为例

我国水资源合理配置研究主要集中于水资源匮乏的北方地区,相对丰水地区的水资源合理配置研究较少,随着社会经济的发展,丰水地区的水质污染日趋严重,造成丰水地区水质型缺水及生态环境恶化等问题。本文根据水资源合理配置的目的和基本原则,建立相对丰水地区水资源合理配置模型,该模型不仅进行河道外水量配置,同时还要保证航运和良好的河道生态环境。首先进行研究区不同河道的水功能区划,制定水质标准,然后预测生活和工业污染物排放量和入河量,进行纳污能力计算,确定河道最小需求流量,将其引入到水资源合理配置模型中,并以全国节水型试点城市———四川省绵阳市为例进行了应用研究。结果表明2010年涪江江油城区段、绵阳城区段、安昌河和芙蓉溪河段最小需求流量分别为30·5m3/s、52·5m3/s、5·10m3/s和2·34m3/s、通过加强节水、水利工程的建设和合理配置河道内和河道外需水,2010年绵阳市缺水问题基本可以解决,但芙蓉溪河段满足不了河道最小流量需求,本文通过水资源合理配置模型分析,提出了相应的生态工程措施和补水方案,保证河道内需水和良好的水环境需求。

流域水资源实时调度研究——以黑河流域为例

系统地总结了流域水资源实时调度的研究现状和调度的基本理论依据。流域水资源实时调度以显式考虑人类活动影响的二元动态水资源演化模式为其理论基础,提出了“宏观总控、长短嵌套、实时决策、滚动修正”的流域水资源实时调度的模式。并以黑河流域为例,进行了应用研究,初步应用表明,该模式能满足流域水资源实时调度管理的需要,可为我国北方干旱半干旱地区流域水资源实时调度提供借鉴。

华北典型地下水大深埋区潜水层垂向补给特征及其给水度

针对华北平原地下水大埋深区面积大,而其地下水垂向补给特征及含水层给水度认识不足的问题,以河北栾城试验站附近某研究区为典型区,基于大田试验的水循环模拟,量化了地下水补给及潜水层给水度大小,并探讨了地下水垂向补给特点等关键问题。研究表明:研究区在两个丰水年2012年及2013年地下水潜在补给量约为236.6mm和223.5mm,当年实际补给量约为144.1mm和129.8mm,日补给量在0.37~0.40mm及0.33~0.38mm之间;经过厚包气带的迟滞和调节作用,地下水补给过程较为平稳,年际年内差异较小;研究区当前地下水埋深条件下潜水含水层给水度约为0.03。