川渝地区农业绿色高效用水科技攻关方向与对策建议

川渝地区农业种植面积大、从业人员多、产业份额大、战略意义强,但该地区长期面临严重的季节性干旱和工程性缺水,且农业绿色高效用水发展水平与经济发展、区域地位并不匹配,需提高农业节水抗旱减灾保产能力和水资源利用效率,推动川渝现代节水农业高质量发展。总结了川渝地区农业用水现状和高水效农业发展面临的问题,分析了该地区农业绿色高效用水的实际需求,在此基础上提出开展川渝农业绿色高效用水关键科技项目攻关、构建农业绿色高效用水专家智库、构建西南季节性干旱区农业绿色高效用水技术体系、建设特色水果产业节水科技创新中心、建立川渝农业绿色高效用水产业联盟等一系列对策建议。

面向新时期新需求的三峡水库运行方案研究

本文回顾三峡水库设计洪水、特征水位、运行方案变化调整过程,综述三峡水库运行调度关键技术研究进展和分析来水来沙变化情况。分别采用最可能洪水地区组成法和非一致性洪水频率分析两种途径,推求考虑上游水库群调蓄影响的三峡水库运行期设计洪水及特征水位。结果表明:近10年三峡入库泥沙量比初设成果减少了84.4%,宜昌站水文情势IHA-RVA综合指标为74%、发生了重度改变,三峡水库运行期1000年一遇7~15 d洪量减少了约81.5亿~142.8亿m^(3),初设确定汛限水位的主要制约因素(防洪、泥沙)发生了很大的变化。原单站设计洪水及确定的三峡水库175-155-145 m运行方案,已无法满足新时期水资源高效利用和生态环境保护的新需求。建议把三峡水库运行方案调整为175-160-155 m,主汛期水位在155~160 m区间动态控制运行,长江中下游梅雨结束后应考虑提前蓄水,8月底蓄至163 m左右,9月底蓄至165 m,10月底蓄满。该方案在保证大坝和下游防洪安全的前提下,汛期减少弃水并增加枯水期补水量,预计可增发10%左右的发电量;抬高运行水位也有利于库区航运和减少消落带;9月份尽量不蓄水或少蓄水,可减少蓄水期对下游河道及两湖生态环境的不利影响,具有巨大的经济、社会和生态环境等综合利用效益。当预测预报长江流域可能发生流域性大洪水时,尽快将库水位消落至汛限水位145 m,确保大坝和下游防洪安全。

乡村数字经济对农业灌溉用水效率的影响

文章基于2012-2021年省级面板数据,在测度乡村数字经济发展指数和结合灌溉水有效利用系数的基础上,构建Tobit模型分析乡村数字经济对农业灌溉用水效率的影响及其作用机制。

新疆灌区农业节水发展现状与对策建议

水是新疆可持续发展的生命线,也是新疆农业发展的瓶颈。农业是新疆用水大户,占经济社会总用水量的90%以上,南疆农业用水占比更高。新疆节水潜力重点在农业,农业节水是新疆经济社会可持续发展的根本出路。为提高新疆农业水资源利用效率,促进农业高质量发展,本文梳理回顾了新疆灌区农业节水发展历程,分析了农业节水发展现状及存在问题,结合新时期国家对新疆农业发展的新定位、新要求,提出了大力发展适水型现代农业、加大高效节水工程建设、持续推进降盐节水、加强数字化灌区建设、加强农业节水宣传培训、健全农业节水服务体系等对策建议,以期为新疆现代农业可持续发展和保障国家粮棉油安全提供有力支撑。

南水北调中线工程水源区环境规制对经济高质量发展的影响

为研究南水北调中线工程水源区环境规制通过水资源利用对区域发展质效的影响,基于2005—2022年南水北调中线工程水源区12个城市的面板数据,构建基准回归模型、中介效应模型和门槛效应模型,实证分析了环境规制、水资源利用效率和经济高质量发展之间的关系。结果表明:环境规制对经济高质量发展具有正向促进效应,该促进效应在不同区域间存在异质性,环境规制的促进作用在用水量小的地区更加显著,而在用水量大的地区,丰富的水资源限制了环境规制对经济高质量发展的促进作用;在环境规制影响区域,水资源利用效率在经济高质量发展过程中发挥出显著的中介作用,水资源利用效率中介效应占环境规制总促进效应的比例为13.5%;水资源利用效率在环境规制对经济高质量发展影响中具有门槛效应,当水资源利用效率超过4.3后,环境规制对经济高质量发展的促进效应显著增强。

山东省高水效农业发展对策研究

高水效农业是一种精准、高效、科学的新型农业用水体系,发展高水效农业,对缓解农业用水紧缺、保障粮食安全意义重大。本文基于山东省农业节水现状,深入探讨高水效农业概念,指出山东省发展高水效农业存在的主要问题,并提出对策措施,可为新时期更高效率、更高标准的节水农业发展提供参考。

守住生命之源:高标准农田建设与农业用水效率

高标准农田建设有助于推动“粮田”变“良田”,在保障国家粮食安全和推动农业高质量发展中发挥着重要作用。以高标准农田建设政策为准自然实验,探究高标准农田建设对农业用水效率的影响效应及作用机理。研究结果发现:高标准农田建设对农业用水效率具有显著提升作用,且具有长期提升效应,这一结论通过一系列稳健性检验后依然成立。异质性分析表明,在强水资源禀赋、高农业依赖程度的地区及粮食主产区,高标准农田建设的农业用水效率提升效应相对更强。机理分析发现,高标准农田建设通过高效节水灌溉、农业种植结构调整等渠道提升农业用水效率。此外,高标准农田建设的农业节水效应也将带来显著的农村节能效应与农民增收效应。本文研究结论为中国提升农业用水效率提供一定借鉴与证据。

杭州市水资源高质量保障的对策及建议

国内先进城市用水效率指标对比表明,杭州市用水效率指标在浙江省乃至南方地区均处于领先水平。通过系统调研杭州市水资源基本情况和供水格局,分析杭州市水资源利用效率,发现杭州市水资源保障存在现状水库城镇供水能力无法满足城镇优质用水需求、极端天气下乡村供水保证率不足、分质供水有待加强等问题,据此提出优化水资源配置格局的思路,包括实施扩大千岛湖引水、分水江配水、域外供水、水源分质供水等工程,可为提升杭州市水资源保障水平提供借鉴。

中原城市群水资源利用效率与高质量发展耦合的域内时空格局研究

探索中原城市群水资源利用效率和高质量发展耦合协调度的域内时空格局.基于耦合协调度评价模型、时空格局呈现,测算出中原城市群2006—2021年水资源利用效率和经济社会高质量发展情况,构建耦合协调度模型对中原城市群的水资源环境和社会发展协调关系进行研究.结果表明:(1)中原城市群的水资源利用效率、经济社会发展的综合发展指数为0.307 8和0.184 5,发展不平衡问题显著.(2)时间演变特征上,2006—2021年间中原城市群水资源利用效率与经济社会高质量发展耦合协调度均值在0.418~0.508之间上下浮动,整体的耦合协调度水平仍偏低.(3)空间分布特征上,中原城市群五大区域的耦合协调度水平出现南高北低、东高西低,东部发展水平高于中部,中部发展水平高于西部.(4)建议以水资源约束为引导着力提升经济和产业发展质量、强化域内城市间经济发展和水资源利用效率的联动效应、建立优化水资源集约利用公共政策引导经济社会高质量发展.

矿井工业级硫酸钾制备中高浓度盐水的资源化利用

硫酸钾是全球工业领域的重要原料,但其生产过程中产生的高浓度盐水如何有效利用一直是个难题。基于此,提出了一种新的方法,利用矿井产生的高浓度盐水制备硫酸钾。在特定设备和精确参数控制下,实现了高效、环保的硫酸钾制备。实验结果表明,硫酸钾的产量和质量均得到显著提升,处理效率提高了约30%,同时,CO_(2)排放量减少了约40%。新的硫酸钾制备方法具有显著优势和广阔的应用前景,对硫酸钾生产技术的发展有积极影响,对环境保护和资源循环利用具有重要意义。

多源低碳能源梯级利用在孙庄采矿公司的应用与研究

邯郸市孙庄采矿公司通过设置现有太阳能系统、煤矿压风机余热回收系统和空气源热泵系统、综合自动化控制平台的优先投入使用级别,实现耦合串联多源低碳能源梯级利用,完成3套系统的高效配合,满足全矿冬季供暖和澡堂恒温供水需求。本文从设备组成、工作原理、技术创新等方面进行详细阐述,设计了一套集冬季供暖、热能利用和洗浴供水平衡的新型综合循环系统,实现了低碳能源高效利用,拓宽了余热资源利用渠道,替代了原有洗浴系统燃气锅炉和电锅炉,减少了天然气和电力能源消耗,降低了碳排放量,对“双碳”目标实现具有重要意义。

农业耗水研究浅析与展望

农业耗水作为水利工程与农业工程等学科的重要研究领域,通过各种土地利用模式及气候变化下,研究农业耗水机制及其调控机制,最大限度地降低作物耗水,减少从水源取水到输配水、供水与用水过程中的水量损失,提高单位耗水量的社会服务产品产量与产值,正受到国内外水利工程科学各分支学科的高度重视。揭示变化环境下不同尺度耗水机理,提出应对气候变化农业用水资源日趋紧张下的农业耗水管控策略,提高农业水资源利用效率,具有重大理论意义与实践需求。

黄河流域生态脆弱区农业水资源利用效率实证研究

农业水资源的高效利用关系到黄河流域生态脆弱区水资源的安全.利用Malmquist生产率指数模型和数据包络分析模型(BCC模型),建立了黄河流域生态脆弱区全要素生产率和农业水资源利用效率的计算模型,把研究区域2013—2021年的面板数据代入计算模型中,分析农业水资源利用效率和农业用水全要素生产率.研究得出黄河流域生态脆弱区农业水资源利用效率呈波动下降趋势,青海、内蒙古、陕西三省(自治区)农业水资源利用率达到有效水平,四川与青海两省的农业水资源利用率出现下滑现象,宁夏回族自治区则实现了农业水资源利用效率的提升.农业水资源利用全要素生产率指数与技术进步指数的变化趋势接近.所得结果为黄河流域生态脆弱区农业水资源高效利用政策的制定提供参考依据.

再论水库汛期水位动态控制的必要性和可行性

汛限水位是水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位,在防洪中具有法定地位,是协调水库防洪与兴利的关键参数,直接影响水库效益发挥。近年水利和应急管理部门落实强监管措施的过程中,出现了强制要求水库汛期不超汛限水位的情况,导致相当多的水库汛期过度弃水、汛后无水可蓄。我国许多省份发生干旱时出现无水可供的困局,2022年长江流域历史性特大干旱情况尤甚。本文通过回顾汛限水位动态控制试点工作,论述汛限水位设置依据和实际监管中存在的问题,阐述开展汛期水位动态控制的必要性和可行性;归纳总结梯级水库运行期设计洪水、分期汛限水位和汛期水位动态控制的理论及方法;提出需要继续深入研究的科学问题和关键技术;最后建议加强水利工程基础措施建设,修改完善现有的法律法规和设计洪水计算等规范,建立符合新阶段水利高质量发展的运行机制,统筹协调防汛抗旱和洪水资源高效利用,实现水库汛期水位动态控制。

中国农业绿色水资源利用效率及时空分异研究

为全面客观了解我国农业绿色水资源利用效率的时空分异特征,推动水生态文明建设和农业绿色用水,运用包含非期望产出的SE-SBM模型,以农业面源污染作为非期望产出,测算了2002—2020年中国31个省级行政区的农业绿色水资源利用效率,并采用ML指数、泰尔指数、“效率-生产率”方阵分析了水资源效率的时空分异特征。结果表明:26个省级行政区的农业绿色水资源利用效率呈平稳波动状态,且大小顺序为东部地区、东北地区、中部地区、西部地区,跨期动态发展各具优劣势;ML指数先减小后增大,73.68%的研究期内EC与TC呈“此消彼长”状态;水资源效率总体差距的62.11%来自主要由西部地区构成的区域内差距,但区域间差距也不可忽视。

黄土高原旱作麦田深层土壤水利用与小麦产量及产量稳定性的关系

黄土高原是我国重要旱作农业区,冬小麦是该地区重要的粮食作物之一,如何进一步提高旱作小麦产量并降低由干旱缺水引起的产量波动是该区域未来小麦生产亟待解决的重要问题。由于黄土高原地区冬小麦生育期和降水季节不匹配,土壤水的利用对该区域小麦生产至关重要。基于黄土高原地区以往研究数据,分析表明当前冬小麦产量水平下土壤水利用并不充分;进一步分析表明,1~2 m深层土壤水残留量和产量高度相关,即在冬小麦收获期,当1~2 m深层土壤中有效水残留量为100~130 mm时,冬小麦产量为2640~4920 kg·hm^(-2),而当残留量减少至30~70 mm时,其产量可显著提高至5250~6576 kg·hm^(-2);此外,加强深层土壤水利用亦可显著提高高产概率。统计结果表明,在可用水量为666~766 mm(播前0~2 m土层储水量与生育期降水量之和)条件下,收获时如果1~2 m深层土壤水残留量从270~210 mm降低至150~90 mm时,小麦产量高于4000 kg·hm^(-2)和5000 kg·hm^(-2)的概率可分别从6%提高至92%、1%提高至66%;在可用水量大于766 mm条件下,小麦产量高于5000 kg·hm^(-2)和6000 kg·hm^(-2)的概率可分别从14%提高至99%、1%提高至41%。进一步讨论了如何通过品种和农艺措施的选用来提高小麦对深层土壤水的利用,基于实际研究案例印证了在该区域可通过优化农艺措施增加深层水利用从而提高产量和水分利用效率的可行性。

粮食主产区粮食生产与农业水资源压力脱钩关系研究

我国粮食生产与水资源短缺之间的矛盾日益突出,探讨粮食主产区粮食生产与农业水资源压力的关系尤为重要。本研究首先分析粮食主产区2004—2018年农业水资源压力的时空变化,运用Tapio脱钩模型对粮食生产与农业水资源压力的脱钩状态进行解析,其次结合“粮食生产水资源投入”这一指标与全局参比的超效率SBM-DEA模型测算了粮食主产区的粮食生产水资源利用效率,进一步分析了粮食生产水资源利用效率对农业水资源压力的影响。结果表明:粮食主产区农业水资源压力存在时空异质性,总体上北方粮食主产区的农业水资源压力大于南方,尤其是河北、河南、山东,其压力值始终大于1.5;2004—2018年,粮食主产区粮食生产与农业水资源压力的脱钩状态具有阶段性特征,前期以扩张负脱钩为主,中期北方与南方粮食主产区分别以绝对脱钩和扩张负脱钩为主,后期强负脱钩类型的省份范围扩大;粮食主产区粮食生产水资源利用效率整体均值为0.719,仍有一定提升空间,且提高粮食生产水资源利用效率对缓解农业水资源压力具有显著作用。研究结果为理解粮食生产与农业水资源压力的关系变动提供了新的视角,强调了未来在促进粮食稳定生产的同时,应注重通过提高粮食生产水资源利用效率、优化粮食种植布局、提升农业基础设施水平等途径缓解农业水资源压力。

碳排放和水污染约束条件下云南农业水资源利用效率研究

【目的】以云南16个州(市)2010—2019年碳排放和水污染约束下的农业水资源利用效率为研究对象,探究其时空变化特征,基于此提出提高农业水资源利用效率的建议。【方法】采用Super-SBM模型测度云南农业水资源利用效率,结合核密度法和Malmquist指数分析云南农业水资源利用效率。【结果】云南农业水资源利用效率低,存在巨大的提升潜力;各地区农业水资源利用效率差异显著,呈以“滇中-滇南T字带”为中心向四周辐射降低的空间分布;10年间农业水资源利用效率呈较明显的上升趋势,不同地区上升趋势各异,中高水平区增幅和增速较大,低水平区增幅和增速较小;云南农业水资源利用效率存在两极分化现象,中高效率区范围增大,低效率区范围减小甚至消失,呈“强者更强,弱者增强”的态势;全省呈现滇中-滇南-滇西“三足鼎立”的高农业水资源利用效率空间格局,聚集区的聚集程度和范围持续增强,聚集程度和范围由大到小为滇中-滇西-滇南。【结论】云南农业水资源利用效率总体水平低,在时间变化和空间分布上存在较大差异,技术进步是提高云南农业水资源利用效率的根本之计,应对不同州(市)采取差异化的提升措施。

黄河流域农业水资源绿色效率动态演化及驱动机理

遵循绿色发展理念,构建包含非期望产出的投入产出指标体系,基于EBM模型,测度2000—2020年黄河流域农业水资源绿色效率,分析其时空演化特征,采用Tobit模型,探究其驱动机理。研究表明:黄河流域农业水资源绿色效率低于全国平均水平且低于长江流域,但效率差距呈收敛态势;黄河流域农业水资源绿色效率历年均值下游最高、上游最低;研究期内,青海、甘肃、宁夏、陕西、河南、山东的农业水资源绿色效率显著提高,山西持续低下,但四川、内蒙古均存在不同程度的退化;人均水资源量、节水农业发展水平、水库总库容量、经济发展水平对农业水资源绿色效率呈现显著正向影响,固定资产投资力度呈现显著负向影响,其中经济发展水平对效率的影响程度最高。

半干旱雨养农业区春小麦水分利用效率变化及其年型划分

如何利用有限的水分获得更多的作物产量是干旱半干旱农业发展的目标和挑战。以半干旱雨养农业区春小麦为突破口,研究了其在不同气候年型下对不同来源的水分利用效率,以选择适宜种植春小麦的气候年型,旨在为半干旱雨养农业区农民种植决策提供依据。以半干旱雨养农业区的典型代表区域定西市安定区为例,采用定西地面气象观测站与定西农业气象试验站1987—2011年的观测资料,分析了当地春小麦对不同来源水分的利用效率及其影响因素。结果表明,定西市安定区1987—2011年25 a间春小麦主要生育期气候存在暖干化趋势,但春小麦降水利用效率和播前土壤水分利用效率均未出现明显的变化。播前土壤水分是影响生育期降水利用效率的主要因素,但生育期大气干湿状况对降水利用效率也有影响。同时,大气干湿状况影响播前土壤水分利用效率,而播前土壤水分的高低对大气干湿状况与播前土壤水分利用效率的关系亦有影响。根据播前土壤水分、主要生育期大气干湿状况、春小麦历年产量,可将半干旱雨养农业区(定西市安定区)春小麦生长的气候年型划分为5个,分别为高产年份、中高产年份、中产年份、中等偏低产量年份、低产水平年份。不同气候年型下,降水利用效率和播前土壤水分利用效率不相同。水分限制情形下,在春小麦达到最大水分利用效率之前,越是适宜的环境,越有利于提高春小麦水分利用效率。在相对适宜的气候条件下,春小麦对播前50 cm土壤水分的利用效率要高于对主要生育期降水的利用效率。因此,选择播前土壤水分高、大气湿润的气候年型种植春小麦能够保证获得较高产量。