Virtual Water Trade as a Strategy to Water Resource Management in Iran

Agriculture has historically played a central role in the economy, life and culture of the Iranian population. Nowadays, this sector is facing the reality that its natural fresh water resources become fully utilized. Considering the climate conditions and limitation of using new water resources and the necessity of increasing agricultural product as a result of population growth, there is a general doubt about Iran’s ability to maintain this level of production amid the mounting water challenges, among other obstacles. Therefore, the evaluation of virtual water and water footprint can provide new indicators for informing water policy decisions. So, in order to study the situation at the national level, we estimated virtual water consumption in term of virtual water theory as well water footprint in agriculture sector of Iran. Data from 2001-2008 were used to account for yearly. The results of this study show that Iran has water import dependency and also net water import is 12.7 billion m3 averages. So Iran country saved 12.7 billion m3 from their domestic water resource for utilization in other sectors. Finally, it should be concluded that virtual water trade as a policy measure to water resources management will be provided to a great extent in order to reach both significant water saving and environmental sustainability.

Water and Carbon Footprint as Effective Tools for Fighting Against Climate Change

With the ever increasing population,rapid growth of science and technology,increasing pollution and change in life style put enormous pressure on availability of water and energy for living being.Therefore the present study is done to identify the tools to fight against climate change with the following objectives:(1)to know the water and carbon footprint of the people from rural and urban areas;(2)to know the water lifting devices used

Virtual Water on the Southern High Plains of Texas: The Case of a Nonrenewable Blue Water Resource

This paper utilizes the virtual water concept to evaluate water usage of agricultural production in West Texas. This work evaluates the measure of virtual water, as it relates to informing water policy in a semi-arid, agriculture-intensive region, which relies upon a minimally renewable groundwater resource. The results suggest that production in the region reflects a collective effort to capture the highest value from the water resource, consistent with the virtual water philosophy, even in the absence of specific water policy toward that goal. Additionally, this work takes advantage of high resolution data to reinforce the need to calibrate virtual water calculations to account for regional differences.

Agricultural Water Foot Print and Virtual Water Budget in Iran Related to the Consumption of Crop Products by Conserving Irrigation Efficiency

In this study we estimate agricultural water footprint and its components from consumption perspective in arid and semi-arid region like Iran. This study is based on blue water consumption in irrigated land. Iran has imported net virtual water about 11.64 billion cubic meters (bcm) as international crop trade in 2005-2006. Therefore, Iran has depended on virtual water imports. By conserving about 60% irrigation efficiency, the total water requirement to produce imported crops in Iran is nearly 20.78 billion cubic meters. It is nearly 9 percent of renewable water resources and 12.65% agricultural appropriated water which has added to internal water resources. Agricultural virtual water budget is about 112.78 Gm3/yr. Agricultural water footprint is 110.2 Gm3/yr. About 12.83% of agricultural water footprint of Iran is related to external water resources on the country boundaries. It means external water footprint. Water dependency, water self-sufficiency and water scarcity indexes in agricultural sector of Iran, are estimated 10.1%, 89.9% and 70.8%, respectively.

Water Footprint in a Basket of Exportable Agricultural Products of San Juan Province

This paper calculates the water footprint(WF)and virtual water(VW)for a basket of exportable agricultural products of San Juan province.This basket includes:onion,white garlic and grapes for raisins.The VW of these three productions is calculated and the consumption is evaluated in relation to the theoretical water reservoir capacity of the province.It is compared with results of other jobs.The methodology used is based on the WF assessment manual and on Food and Agriculture Organization’s(FAO’s)CROPWAT 8.0 model to identify the crops’water requirements and on the CIMWAT 2.0 climate database.Finally,recommendations are made for a more efficient use of water for agricultural production.

中国燃煤发电水足迹时空特征研究

中国燃煤发电行业需要消耗大量水资源。基于生命周期方法,建立了中国燃煤发电水足迹评估模型。该模型包括煤炭开采、煤炭加工、煤炭运输、燃煤发电和电力输送五个阶段,水足迹不仅考虑了直接水足迹,还有间接水足迹。基于该模型,定量分析了2000—2020年中国燃煤发电整个生命周期的用水量和废水排放对环境的影响,中国各省份燃煤发电的水足迹以及跨省煤电运输所产生的虚拟水的时空变化特征。结果显示:从时间上看,2000—2020年,中国燃煤发电总水足迹逐年上升,从160亿立方米增加到661亿立方米。单位水足迹处于先上升后下降的趋势,2015年达到最大值15.6 m3/MW·h。期间,灰水足迹占比较大,为76%~83%。整个生命周期中,间接水足迹占总水足迹的36%~45%。从空间上看,2020年,内蒙古、安徽、宁夏、陕西和新疆是主要虚拟水输出省份,而内蒙古、山西、山东和新疆是2000—2020年水足迹增长最多的省份。研究结果以期为我国煤炭和水资源高效利用以及水环境管理提供重要借鉴。

省际粮食贸易隐含污染与环境比较优势研究

为协调粮食生产、贸易与面源污染的矛盾,实现绿色农业发展、区域间利益共赢,在测算省际粮食贸易量的基础上,运用灰水足迹方法计算各省隐含氮污染和污染强度,构建了粮食贸易隐含氮污染网络,解析了省际粮食生产隐含氮污染的环境比较优势。结果表明:中国省际粮食贸易网络格局由“条块式”转向“团块式”,贸易集中化趋势明显;省际粮食贸易隐含污染和污染强度呈下降趋势,但地区差异明显加剧了环境不公平;环境比较优势网络表现出“两头小,中间大”的橄榄形分布,环境比较优势最小的地区集中在华北地区,最大为黑龙江。

以“四个统筹”为核心的农业水管理策略研究

近年来,我国粮食生产重心不断向以东北、黄淮海等为代表的北方地区转移,粮食生产呈现出与水资源分布错位的格局。粮食生产用水特征分析显示,北方地区的粮食生产水足迹低,但粮食水足迹占比大,与区域水资源可利用量的空间分布相悖,大规模粮食生产导致北方地区水资源压力不断增加。面对保障粮食安全面临的水资源禀赋不足、水土资源空间分布不均、国际突发事件影响等挑战,提出统筹蓝水与绿水利用,统筹实体水和虚拟水耦合调控,统筹国内和国际粮食虚拟水贸易,统筹农艺、工程、生物和管理节水措施等“四个统筹”,构建农业高效用水新理论与新方法,提升农业新质生产力在农业节水方面的效能,实现粮食生产和消费全过程用水安全。

基于水足迹理论的西北5省(区)水资源评价

基于水足迹理论,对西北甘肃、青海、陕西、宁夏和新疆5省(区)2000-2019年水足迹进行分析和比较,利用水足迹人口密度、水足迹经济效益以及水资源压力指数对水资源现状进行评价,为区域水资源可持续利用提供理论依据。结果显示,研究时段内陕西、甘肃、宁夏和新疆人均水足迹和人均虚拟水足迹均呈现波动增长趋势,青海呈现下降趋势;2019年甘肃、青海、陕西、宁夏、新疆虚拟水足迹作为水足迹的主要贡献者,占比分别为89.48%、86.00%、81.75%、80.88%、75.68%,其中农产品虚拟水占虚拟水足迹最高的是甘肃(71.47%),其次是陕西(65.40%)、新疆(54.30%)、青海(49.93%)、宁夏(49.92%);西北5省(区)水足迹人口密度除青海略有增加以外,陕西、甘肃、宁夏、新疆均表现为波动下降;水足迹经济效益逐年升高,至2019年最高的是陕西(125.88元/m^(3)),其次是宁夏(70.26元/m^(3))、青海(56.11元/m^(3))、甘肃(39.03元/m^(3))、新疆(43.40元/m^(3))。除2019年的宁夏外,其余时段及省(区)的水资源压力指数均小于1;研究时段内新疆、甘肃、宁夏水资源压力指数波动升高,增幅分别为93.58%、71.33%、27.12%;陕西、青海波动下降,降幅分别为5.46%、3.14%。研究表明,西北5省(区)水资源压力总体不高,水足迹经济效益逐年增加,但人均水资源拥有量的不均衡以及居高不下的人均水足迹,说明西北5省(区)水资源的可持续利用能力较弱。

石油开发利用的水资源稀缺性评价研究

石油是关系到国家安全的重要战略资源,但现阶段其开发利用受到了水资源的约束。已有研究通过水足迹和虚拟水等指标对石油开发利用的水资源使用情况进行了测算,但不能够全面地反映其面临的水资源脆弱性。本研究基于投入产出分析方法,考虑区域水资源压力,构建了稀缺水足迹评估模型和虚拟稀缺水贸易测算模型,从石油开发利用对稀缺水资源的消耗和对虚拟稀缺水贸易的驱动两个角度进行了综合评价。结果表明,将区域水资源压力纳入水资源使用评估,可以更好地反映中国区域石油开发利用面临的水资源约束。对于宁夏回族自治区等区域,虽然在石油开发利用中使用的水资源量不多,但却面临着严重的水资源稀缺性问题,尤其是石油、炼焦产品和核燃料加工品面临着较大的水资源短缺压力。为了有效缓解上述区域在石油开发利用中面临的水资源脆弱性,有必要从区域和部门层面对关键虚拟稀缺水流动进行识别和管理。从区域层面结果来看,需要重点关注新疆维吾尔自治区、黑龙江省等虚拟稀缺水净流出区域对浙江省、辽宁省等虚拟稀缺水净流入区域在石油开发利用中的虚拟稀缺水转移。从部门层面结果来看,需要重点关注能源类行业和农业对石油、炼焦产品和核燃料加工品的虚拟稀缺水的转移。为了有效缓解石油开发利用中面临的水资源压力,本研究呼吁构建高效协同的水资源管理机制,将水资源稀缺性作为核心考量因素纳入区域石油开发利用战略规划中。同时,加强能源部门与水资源管理部门的跨部门合作,科学规划开采布局与规模,确保石油开发活动不损害水资源安全。此外,通过虚拟稀缺水的区域调配、推广节水和水资源循环利用工艺技术等方式,推动中国石油资源的可持续开发利用。

Integrated Water Management for Aflaj System in Oman——Different Approach

The study addressed the question about modernization of Aflaj＇s administration, and pointed out the pros and cons of both traditional and modern methods. The traditional management seems powerless and is not eligible to follow the social and economic development, however this development even begins to reflect negatively on the administration of Aflaj. The traditional management system of Falaj by rural communities is still an independent management of the state. However, regardless the efficiency of the traditional management system in the past, this traditional management can not take in consideration waters development projects in their region, considering that the concept of local administration is differing with the concept of integrated water management. Therefore, the questions revolve around the future of traditional administration and the role of modern administration of the Aflaj water system to maximize the use of water. Hence, the need for the use of modern methods of the management of Falaj has become a leading supplier key demand to keep up with challenges. This method begins in the basic data onto the role and importance of water in the area of Falaj and pass through the definition of the region Falaj, wondering about an administrative boundary and the importance of the basin of Falaj and how is developing the database, like data network density of rainwater. The importance here is to choose the appropriate and required methods of the development and optimization of Falaj system management, as well as the scientific levels required by specialists, technicians and observers to Falaj administration. Otherwise, it is difficult, in the 21st century, to defme the priorities of geographical surroundings and study the future of Aflaj.

湖北省水足迹特征及变化驱动力

水足迹评价对区域水资源合理开发具有指导意义,基于投入产出法核算湖北省2007-2017年水足迹,并联合结构分解模型分析水足迹变化的驱动因素。结果表明,2007-2017年湖北省虚拟水含量下降显著,用水效率提升,而水足迹总量呈先上升后下降的趋势,净增长19.9%,主要增长部门是建筑业和服务业;技术水平和经济规模分别是抑制和促进水足迹增长的主要因素,但其对水足迹变化的影响逐渐减弱,均表现削减作用。2007-2017年部门联系由正向驱动变为负向驱动,对水足迹的抑制作用得以显现,可见优化产业生产流程有助于区域开展节水;驱动因素对不同部门的影响表现出异质性,产业结构的调整抑制了农业等高耗水部门水足迹增长,而促进了建筑业、服务业水足迹增长。未来服务业等生产高附加值产品的部门产业规模和居民需求呈增长趋势,应及时将节水技术发展转向此类部门。

农业生产的灰水足迹研究综述

农业生产是用水和水压力的主要原因,灰水足迹的提出为农业生产水污染领域的研究提供了新的研究思路。中外学者们在农业生产灰水足迹领域取得了丰富的研究成果,但尚处于不断更新与发展的阶段,且缺乏核算方法、空间分布格局和影响因素等方面的系统研究。首先梳理农业灰水足迹核算模型发展历程,然后从主要农作物种类、灰水足迹核算尺度、核算容许限制选择等角度分析中外灰水足迹空间分布格局研究现状,最后总结农药化肥的施加、经济与资本深化程度、城乡结构、技术和产业结构、人口与社会福利等因素对农业灰水足迹总量变化的影响,提出灰水足迹评估不足与未来研究突破点。为后续科学核算农业生产灰水足迹提供新的研究思路,同时为区域农业可持续发展提供理论支持。

基于水足迹理论的太湖流域水资源评价研究

为了解近10年太湖流域水资源开发利用状况,以太湖流域工农业生产、人口、农产品、动物产品等为研究数据,计算太湖流域水足迹及各项指标,对太湖流域水资源可持续利用状况作出分析与评价。结果表明:太湖流域近10年平均水足迹为511.6×10^(8)m^(3),低于全国平均水平,水资源自给率为63.9%,人均水足迹为889.7 m^(3),且逐年呈下降趋势,水资源匮乏度及水资源压力分别高达228.0%、273.9%,整个水资源系统处于严重超载状态。水足迹强度为100.1 m^(3)/万元,且呈逐渐下降趋势,表明太湖流域水资源的利用效率在逐年提高。为促进太湖流域水资源可持续利用,应采取以流域生态修复和水资源优化配置为基础的区域水生态安全保障策略,逐步提高水资源有效利用率。

基于MRIO与GTWR的中国水资源流动格局驱动因素分析

本文基于水足迹视角,利用多区域投入产出模型(MRIO)分析2002—2017年中国省际各产业水资源流动格局,运用时空地理加权回归模型(GTWR),综合考虑了自然、社会经济和科技共20个指标,分别探讨影响中国省际流入与流出虚拟水的驱动因素。结果表明:(1)在研究期间,各产业流入与流出虚拟水占比有所变化,农业始终占据较大的比重,工业呈不断下降的趋势,服务业的占比逐渐增加,到2017年仅次于农业;(2)在流动格局中,东部绝大部分地区各产业流入虚拟水高于流出虚拟水,中部和西部绝大部分地区各产业流出虚拟水高于流入虚拟水;(3)流入虚拟水时空变化的驱动因素中,产业影响力、人口总数和水资源承载力等因素的增长对流入虚拟水的增加具有显著的促进作用,而耕地灌溉面积比例和R&D经费投资总额的增长会抑制流入虚拟水的增加;(4)人口总数、交通密度和单位GDP耗水等因素的增长会促进流出虚拟水的增加,而单位GDP耗能、产业影响力和R&D经费投资总额等因素的增长则会对流出虚拟水的增加起阻碍作用。

水足迹视角下江苏省泰州市水资源利用评价

在经济快速发展和城镇化率不断提高的同时,城市水资源污染及短缺的现象也日趋严重,因此研究城市水资源利用与经济增长之间的关系显得至关重要。基于水足迹计算模型分析了江苏省泰州市2013~2020年水资源真实占用量及水足迹结构,并结合水资源利用评价指标和经济脱钩理论研究了水资源生态安全状况及水资源利用与经济增长之间的关系。结果显示:①泰州市农业虚拟水量(即农业水足迹)中,粮食作物虚拟水含量大、经济作物虚拟水含量较小,所选取的10种农作物虚拟水含量变化趋势不一;畜牧产品中猪肉、禽肉、禽蛋及淡水产品虚拟水含量高,牛羊肉、奶制品虚拟水含量低。②泰州市水足迹总体呈现下降趋势;人均水足迹明显高于全国水平;水足迹构成差异明显,农业水足迹最多,生活、工业、生态和贸易水足迹依次减小。③从评价指标得出,泰州市水资源匮乏指数、压力指数偏高,面临较为严峻的水资源短缺危机,水资源利用处于弱可持续发展的状态。④水资源利用与经济增长的状态在2013~2015为相对脱钩优质协调发展,2016~2018为强脱钩优质协调发展,2019年为未脱钩不协调发展,2020年为强脱钩优质协调发展。研究成果可以为泰州市水资源利用与发展提供参考。

基于虚拟水视角的四川省农业水资源压力时空演化

【目的】探明四川省作物虚拟水流动对农业水资源压力产生的间接影响及其时空演化格局。【方法】以四川省内种植的16种作物为研究对象,基于AquaCrop模型模拟2000—2018年四川省各市(州)作物生产水足迹,基于每年作物产品供需平衡和最优运输成本法量化省际间作物贸易格局,分析各市(州)主要作物虚拟水流动平衡格局,解析作物虚拟水流动对四川省农业水资源压力的影响。【结果】2000—2018年,四川省多年平均作物生产水足迹为284亿m^(3)/a,各市(州)作物生产总水足迹呈波动上升趋势,其中乐山市作物生产总水足迹变化幅度最大。四川省为作物虚拟水净输入地区,虚拟水净输入量整体呈上升趋势,西部作物虚拟水净输入量高于东部。作物虚拟水流动缓解了各市(州)农业水资源压力,因虚拟水输出导致水资源压力小幅度增加的地区由2000年的4个市(德阳市、资阳市、遂宁市和绵阳市)减少至2018年的1个市(资阳市)。【结论】根据各市(州)水资源分布现状与作物耗水规律进行种植结构调整、田间管理优化和虚拟水贸易调控,综合考虑实体水配置和虚拟水贸易可有效缓解四川省农业水资源压力。

中国隐含能源和虚拟水贸易核算及联系强度研究

根据2012年和2017年区域间投入产出表测算出中国各省各部门隐含能源和虚拟水消耗量、进出口量及能源—水资源联系强度。研究结果表明:1)2012年及2017年隐含能源调出量较多的是山东、辽宁等省级行政区,2012年及2017年隐含能源调入量较多的是广东、江苏等省级行政区;2012年及2017年虚拟水调出量较多的是江苏、安徽等省级行政区,2012年及2017年虚拟水调入量较多的是广东、江苏等省级行政区;2)2012年及2017年隐含能源净进口量较多是辽宁、广西等省级行政区,2012年及2017年虚拟水净进口量较多的是上海、吉林等省级行政区;3)从调出量的角度来看,2012年和2017年均有83.33%的省级行政区联系强度最大的部门为工业部门,但是2012年仅有13.33%的省级行政区联系强度最大的部门为服务业部门;4)从调入量的角度来看,2012年各省级行政区联系强度最大的部门均为“S25电力、热力的生产和供应”;2017年93.33%的省级行政区联系强度最大的部门为“S25电力、热力的生产和供应”。

甘肃省2000年水资源足迹的初步估算

水资源足迹是真实反映人类对水资源消费利用的新概念,能深刻揭示社会经济系统对水资源的真实消费,水资源足迹核算为水资源科学管理提供了一个新视角。文章提出了水资源足迹的概念和计算方法,以甘肃省为例,运用产品虚拟水研究方法核算并分析了2000年的虚拟水消费和水资源足迹。结果表明,2000年甘肃省全社会的水资源足迹为221 231×108m3,人均水足迹为865 24m3 人·年和2371L 人·天,大大高于统计的水资源利用量;虚拟水计算基础上的水资源足迹衡量不仅深刻刻画了人类对水资源的真实占用情况,同时对我国干旱区水资源管理具有重要的战略启示:提高水资源利用效率、改善人类消费结构及消费模式和虚拟水进口。

中国区域水足迹的估算

水足迹和虚拟水是目前国际水资源领域研究的热点问题。本文借助水足迹和虚拟水的概念,计算了我国及各区域主要农产品的虚拟水含量,通过分析区域的农产品生产和消费关系,计算了我国国际和国内区域间的虚拟水流量,以及相应的水足迹和水的自给率,并进行了相关分析。计算结果表明中国是一个水资源高度自给的国家,但区域间差别较大。绿色水在我国国内总用水中占具了较大份额,对于我国农业生产意义重大。北方地区通过农产品贸易1999年向南方地区输出的虚拟水达到520×108m3,对于保障我国的粮食安全发挥了不可替代的作用。本文同时认为,人的消费模式,特别是膳食结构对水资源消耗的影响非常显著,我国人均水足迹的计算结果与这一结论基本吻合,因此倡导节约的消费方式,研究并推荐符合中国国情的膳食结构,将有助于全面节水型社会的建设。