环境变化的径流效应研究进展及黄河水源涵养区研究展望

针对变化环境下黄河流域实测径流大幅度锐减,严重影响流域水资源与生态安全的问题,面向黄河生态保护和高质量发展的国家重大战略需求,梳理了变化环境下径流效应研究中亟待解决的关键科学问题与关键技术。以黄河水源涵养区为对象,以环境变化的径流效应和水资源预测为核心,细化了数据集构建、机理解析、模型研发、趋势预估4项具体研究内容与研究方案。预期研究成果将揭示黄河水源涵养区水文-生态过程的互馈耦合机理、创新变化环境下生态水文的模拟和预测技术,科学预测变化环境下流域水安全和生态环境风险趋势,有效支撑流域水资源可持续利用与生态环境保护决策。

高原高寒矿区生态修复中的煤炭资源保护技术

【目的】木里煤田地处青藏高原东部高寒地区,长期的煤炭开采对当地生态环境造成了一系列问题,其中主要问题之一是露天采区存在大量已扰动的煤炭资源,因此需研究生态修复与资源保护的协同,探索如何在矿区生态恢复过程中实现煤炭资源的科学、有效保护方法。【方法】以木里煤田聚乎更矿区为例,在分析露天采区煤炭资源破坏特征的基础上,从地质机理分析的角度出发,按照生态地质层构建方法,采用人工方式构建残留煤层顶板及上部保护层,并充分利用矿区地质环境条件,兼顾资源集约利用、经济性、与景观协调性的原则,因地制宜,分区分类施策,将煤炭资源保护有机融合于矿区生态修复过程中,建立了两种煤系矿产资源保护技术,分别为:人造冻土层煤层顶板生态地质层构建技术和“以水代填”煤炭资源保护技术,其中人造冻土层煤层顶板生态地质层构建技术可进一步分为边帮煤层保护技术、采坑底部煤层顶板模拟冻土层技术和自燃煤层治理保护技术。【结果和结论】通过探坑实地测量验证,治理完成18个月后,人工构建的煤炭资源保护层已逐步恢复并初步形成冻土层,热融季消融深度为1.8~2.3 m,形成了新的煤层保护层。“以水代填”兼顾了经济性的同时,实现了煤层保护与景观协调性的统一,取得了良好的应用效果。探索形成了高寒矿区煤炭资源保护与生态修复协同的新思路,为类似地区露天煤矿生态修复治理提供参考。

基于规则的花凉亭灌区水资源优化配置

花凉亭灌区位于安徽省安庆市,是安徽省重要的大型灌区;但由于工程老化、灌溉体系不完善等原因,导致灌区水资源未能得到充分利用、供水保障程度不高。结合灌区水资源情况和未来发展规划,确定灌区水源供水规则以及用水户用水规则,建立花凉亭灌区水资源配置模型。结果表明:通过对灌区水资源的合理配置,规划水平年90%保证率下灌区水资源可满足供需平衡,年均节水量4200万m3。

皖西大别山区水资源保护实践

皖西大别山区是安徽省的重要生态屏障和水源涵养地,加强大别山区水资源保护,事关江淮之间水资源安全保障。以皖西大别山区典型区域霍山县为研究对象,从水资源开发利用、水质、水生态、水环境以及水资源保护监测等方面评价霍山县水资源保护现状以及存在的问题,剖析霍山县水资源保护领域面临的形式与需求,探索研究出“生态一河、保护三库、修复多点”的霍山县水资源保护方略,针对性从“饮水水源地保护、水生态保护与修复、地下水开发利用与保护、水环境协同治理、水资源保护监测、水资源保护综合管理”六个方面提出水资源保护建议,以期为皖西大别山区水资源保护工作提供借鉴。

滨海地区水资源综合利用——以深圳市坝光片区为例

为探索滨海地区水资源综合利用,缓解水资源与经济发展、环境改善之间矛盾,以深圳市坝光片区为例,基于现阶段水利高质量发展新要求,分析区域水资源利用现状存在问题,针对区域水资源开发利用率低、用户缺乏供水水源、输配水设施不完善等三大问题,提出区域“雨洪优先、再生补充、海水试点、地下水应急备用”策略方案,形成“多水统筹、咸淡协同、创新节约、示范带动”水资源综合利用体系,构建“蓝绿交辉、集约节约、高效实用、安全韧性”的水资源供水网络,使水资源得到充分利用,解决区域市政杂用、河道景观用水等问题,满足人民群众对美丽生态环境的需要。研究成果有利于推动深圳市国家先行示范区建设,形成区域特色水资源综合利用体系,可为其他滨海区域城市水资源综合开发利用提供思路与和技术参考。

滇中引水工程元谋受水区骨干水利工程的突出作用

滇中引水工程元谋受水区是水资源时间和空间分布极不均匀的代表地区。因此结合滇中地区水资源分布现状,在滇中地区建设水利工程不仅能够有效的改善滇中地区水资源分布现状,而且还对于滇中地区的社会经济发展起到重要的帮助。通过滇中引水工程向元谋受水区供水过程不均衡,同时该区水资源分布不均和汛枯期降水差异大等方面来阐述滇中引水工程元谋受水区骨干水利工程的突出作用。

人民胜利渠灌区水资源节约集约利用评价研究

为科学分析灌区水资源节约集约利用现状与发展趋势,以人民胜利渠灌区为例,采用层次分析(AHP)法与熵值法组合权重相结合的TOPSIS评价方法,分农业用水、生活用水、生态用水、工业用水4个子系统,进行水资源节约集约利用综合评价,并对障碍因子进行识别。结果表明:人民胜利渠灌区水资源节约集约利用程度整体为“中等”等级,并呈现上升的发展趋势,原阳县、延津县、卫辉市和新乡县水资源节约集约利用贴近度相对较高,农业用水耗水率、节水灌溉设备普及率、人均粮食产量等农业用水评价指标为灌区水资源节约集约利用的主要障碍因子。

南水北调受水区生活用水影响因素与节水潜力

为持续推进水资源节约工作,保障南水北调受水区经济社会可持续发展,开展居民用水习惯问卷调查,分析南水北调东线和中线受水区各省(直辖市)居民家庭用水现状及差异特点,识别生活用水的主要影响因素,设计节水情景模拟家庭节水潜力。结果表明,受水区居民用水习惯呈现较明显的地域性差异,其中:天津市和河北省居民整体节水意识较高,河南省和山东省现状人均日用水量比北京市、安徽省和江苏省低12%;从用水行为上看,家庭洗浴日均用水量浮动范围达30%,是造成用水差异的主要环节。节水情景模拟结果显示,通过进一步提高居民节水意识、替换高等级节水器具、增强家庭内部废水循环利用等措施,受水区居民人均日用水量可下降12%~29%。根据受水区各省(直辖市)针对其生活用水特点,提出了进一步开展节水器具普及工作、完善节水管理体制机制、提升居民节水意识以及合理利用废水等节水建议,因地制宜持续推进节水工作。

大藤峡水利枢纽库区水资源保护规划布局与策略研究

针对大藤峡水利枢纽工程建成后库区水资源保护的要求,通过调查研究库区环境特征和生态环境功能定位,分析了水资源保护面临的水质污染风险和富营养化趋势等水环境水生态方面的挑战,给出了落实库区水生态保护措施、适时开展跟踪监测和后评价以及划定库区水生态空间全面融入国土空间管控体系等对策。遵循节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力的治水方针提出了水资源保护规划控制指标体系,根据统筹山水林田湖草系统治理应基于流域层面,强化流域综合整治,促进生态系统修复的思路,提出了“一带一圈”水资源保护规划总体布局,并提出了以峡谷水质保护和敏感目标水生态保护为主的“一带”保护策略和以面源控制、生态调度和流域监控管理为主的“一圈”保护策略。

中华人民共和国成立以来灌区农田水利政策变迁图景分析

基于间断均衡和政策范式理论构建了分析框架,选取中华人民共和国成立以来427份灌区农田水利政策文本作为研究对象,运用政策量化方法对政策文本内容进行挖掘,从政策主体、政策主题和政策工具三方面分析了我国灌区农田水利政策的变迁情况。结果表明,我国灌区农田水利政策不同阶段的治理理念造成政策主体、政策主题、政策工具均呈现出不同的特征和规律,决策层价值理念、焦点事件、中央和地方的有机互动共同驱动了灌区农田水利政策间断变迁的发生;提出应促进灌区农田水利政策场域开放,建立灌区综合治理的长效机制,发挥农田水利综合政策工具效果并提升对灌区焦点事件的响应机制。

三峡库区生态系统服务功能重要性评价

在RS与GIS技术支持下,选择研究区比较重要的生物多样性保护、土壤保持、水源涵养和营养物质保持四个生态系统服务功能,建立生态系统服务功能重要性评价模型与方法,对三峡库区重庆段生态系统服务功能进行综合研究,定量揭示了研究区生态系统服务功能重要性程度及其空间分布规律。结果表明:(1)生物多样性保护高度重要以上地区的面积比达到了15%以上;极重要地区主要呈斑块状分布在东北部、中部和东南部。(2)土壤保持极重要区占据绝对优势地位,面积比为68.80%;土壤保持极重要区主要分布在万州及其东北部地区。(3)水源涵养一般重要区面积最大,其次为极重要地区;极重要区沿江河呈带状分布,高度重要区主要分布在极重要区两侧沿江河呈环带状分布。(4)营养物质保持一般重要区面积最大;其次是极重要区;极重要区基本呈条带形分布在植被覆盖较好的山脉及江河两侧。(5)生态系统服务功能极重要和高度重要区的面积占到了研究区总面积的近50%;极重要区基本沿主要江河两侧第一层分水岭和西部平行岭谷区的山脊呈条带形分布;高度重要区基本分布在极重要区两侧层环带形分布,少部分零散分布。

黄前库区森林土壤蓄水能力研究

对黄前库区森林主要类型刺槐林和油松林土壤涵蓄降水作用的研究结果表明:森林土壤的渗透性能以刺槐林地最好,阳坡油松林次之,阴坡油松林最差;森林土壤恢复持水,即连续涵蓄降水的能力较强,2h恢复的持水量可相当于20.5～33.2mm的降水;3种森林类型的地表径流量和土壤侵蚀量均表现为阳坡油松林最大,阴坡油松林次之,阳坡刺槐林最小;降雨量越大,地下径流出现的时间越早,高峰期出现的时间越晚;同样降雨量情况下,3种森林类型地下径流和高峰期出现时间均表现为阴坡油松林最晚,阳坡刺槐林次之,阳坡油松林最早。

中国农村水利现代化指标体系构建

该文基于二次现代化理论,通过分析中国经济、世界经济现代化的历史进程,中国农村水利现代化的内涵、规律和特征,提出农村水利一次、二次现代化的评价指标体系。农村水利一次现代化评价指标以基础设施为主,包括了旱涝保收面积、工程配套维护水平、农村饮水保障程度、减灾实际达标水平4个指标。农村水利二次现代化评价指标以质量效益和良治为主,共17个指标。以定量分析为主,对中国各省农村水利一次、二次现代化的水平开展实证研究。结果表明:中国农村水利一次现代化水平随经济一次现代化水平增长而增长,但增长速度落后于经济现代化发展,如广东、天津、北京、上海经济一次现代化指数分别为84.0、94.0、95.0、97.0,农村水利一次现代化指数分别为74.4、85.0、88.0、96.5。经济发达省市农村水利二次现代化落后于国家经济二次现代化,如北京、上海、天津农村水利二次现代化指数分别为47.5、51.3、45.2,经济二次现代化指数分别为78.0、69.0、57.0。除经济发达省市北京、上海、天津外,其余省份农村水利二次现代化指数比经济二次现代化指数要高一些,路径有所偏离,发展趋势出现了差异。主要原因可能是:经济高速发展,导致水资源的过分消耗和环境污染,以致破坏了资源环境的可持续发展,整个发展趋势尚未有效遏制。中国农村水利二次现代化道路的偏离,提醒人们要及时转变观念、实行与新型工业化相应的水利现代化道路,把提高水资源的利用效率、发挥效益,进行制度创新放在首位。

山区水土流失防治与土地资源持续利用关系探讨

山区水土流失与土地利用的关系非常密切。不仅因为水土流失的发生和发展从根本上是人类不合理开发利用土地资源的行为所致,而且,水土流失的日益严重又直接影响和制约着土地资源的可持续利用,进而危及山区经济社会的可持续发展。本文提出了水土流失山区土地资源可持续利用的特定内涵,水土流失防治必须以土地资源合理利用为前提。针对以往土地利用规划与水土保持规划各自为政的弊端和教训,应当着眼于土地合理利用与水土保持措施的有机结合,把土地利用规划与水土保持规划“合二为一”,以实现水土流失山区土地资源可持续利用和山区人地关系的协调发展。

库区主要经济林水源涵养功能分析

以刺槐林和灌丛草地为对照,研究了黄前库区流域主要经济林类型柿树林和板栗林对降水的截留和分配作用,研究结果表明:4种植被类型的涵养水源,保持水土功能总体比较为刺槐林>柿树林>板栗林>灌丛草地,即经济林的涵养水源,保持水土作用介于森林和灌丛草地之间。

西藏牧区生态水利研究进展

西藏是我国五大牧区之一,水草资源丰富,生态脆弱、草地沙退化严重。本文介绍了西藏牧区水资源、草资源概况,归纳总结了近年来广大学者对西藏草原生态系统与牧区水利的研究进展,对牧区生态水利发展面临的问题进行了分析,从科学研究的角度对西藏生态水利科研工作提出建议,旨在为区域牧区生态水利建设提供理论支撑。

资源环境承载力定量分析——以秦巴山水源涵养区为例

在全国范围生态文明建设的时代背景下,开展生态型地区的可持续发展研究是一项重要课题。生态型地区资源环境承载力作为区域经济发展的一部分,对其客观准确的评估具有十分重要的实践意义。在区域调研资料的基础上,依据当地发展特点,在ESI模型和状态空间法的基础上,构建了区域资源环境承载力评价指标体系,并以秦巴山水源涵养区为例,对区域的生态现状承载情况及资源开发利用与污染排放情况进行综合评价,并从资源能源消耗和污染排放的角度定量分析人类活动影响下的区域环境健康状况;采用2010年的区域统计相关数据分析了其空间序列的资源环境承载分布情况,探讨了区域生态承载力与社会经济压力之间的关系。研究发现:该区生态环境十分脆弱,生态承载力指数最低的县市只有0.135;生态承载力的空间分布差异明显,中南部生态承载力指数较高,最大值为0.795;水源涵养能力和固碳吐氧能力是生态承载力空间分布差异的主控因子。研究区社会经济压力指数较高,最高地区达到0.517,表明社会经济发展对环境压力大;资源能源消耗与环境污染相互关系分析表明,区域发展在一定程度上依赖资源能源消耗;社会经济压力指数的主控因子是单位面积工业三废排放量、人口密度、能耗指数和单位面积生活污水排放量。研究区资源环境承载力中南部较大,少数"超载"区域指数值高达6.790,承载力分布特点总体中部好于周边;区域资源环境承载力的最大影响因子是年平均气温、植被覆盖度和单位面积生活污水排放量。脱钩指数分析显示生态或社会经济发展单方面对资源环境承载力的影响较小,为"相对脱钩";发展压力受植被覆盖度和生活污水排放量等影响大,但是总体仍处发展稳定阶段,需要分区域制定发展对策。

南水北调东中线受水区水资源与社会经济和谐度评价

南水北调工程是解决我国北方水资源严重短缺的特大型调水工程,合理评价其受水区水资源与社会经济和谐状况,有助于该工程水资源优化配置和合理调度,充分发挥该工程的效益,促进受水区和谐社会的建设。本文在界定水资源与社会经济和谐内涵基础上,构建水资源与社会经济和谐评价指标体系及模型,并对南水北调东中线受水区典型城市进行了评价,本文在参考前人研究成果的基础上,界定水资源与社会经济和谐内涵,以水资源作为投入,社会经济作为产出,结合南水北调东中线受水区典型城市实际,选择供水量、人均GDP等指标,构建水资源与社会经济和谐度评价指标体系,运用数据包络分析方法,以东线受水区济南、天津等8个城市及中线受水区石家庄、北京等8个城市共16个城市为决策评价单元,构建水资源与社会经济和谐度评价模型,考虑投入产出滞后性,根据收集整理的数据对南水北调东中线受水区典型城市进行了评价,结果表明南水北调东中线受水区典型城市水资源与社会经济和谐度差异较大。建议天津、济南、北京、石家庄、徐州等和谐程度低且投入相对冗余、产出相对不足的城市应更加积极采取相应对策措施,尽快促进水资源与社会经济和谐发展。

祁连山保护区森林生态系统现状与保护对策

在祁连山保护区森林资源清查基础上,采用生态系统理论和方法,分析了祁连山水源涵养林生态系统存在的问题,提出了创新保护机制、减轻系统压力、科学封山育林、人工造林、按照德国近自然林业理论进行经营、加强科学研究等保护对策,强调保护必须与科学经营相结合,对林草地实行“轮封、轮育、轮牧”,严禁死封硬管。

十三种农村水资源保护措施适宜性评价

依据"源头—过程—末端"防控体系对13种常见的农村水资源保护措施进行分类,在此基础上,建立AHP评价模型,根据影响水资源保护措施适宜性的13个指标对各项措施进行适宜性评价.结果表明:污染物去除率、出水水质、建设成本及运行维护这4个因素具有较高权重值,应在实际运用中优先考虑.源头控制措施中保护性耕作与"一池三改"技术可以作为首选措施;在过程控制措施中,土地处理技术措施具有较好的适宜性;在选取末端处理措施的时候,必须优先考虑温度及建设成本的影响.