水资源刚性约束制度研究框架与展望

实行水资源刚性约束制度是当前水资源管理制度领域的重大改革措施,也是推动相关国家战略实施、实现人水和谐共生的必然举措。梳理了水资源刚性约束制度的提出背景与历程,分析了水资源刚性约束制度的概念内涵,从指导思想、理论基础、技术支撑、战略目标、研究内容和关键问题等6个方面构建了水资源刚性约束制度研究框架,从理论研究、技术研究、实践研究等3个方面对未来研究进行了展望,以期为水资源刚性约束制度相关研究提供理论和实践参考。

粤港澳大湾区广东省域城市水资源禀赋及开发利用分析

水资源是基础性的战略资源,开展粤港澳大湾区城市水资源研究对于促进大湾区稳定发展具有重要意义。从水资源开发利用角度,分析大湾区城市水资源自然禀赋、利用状况,分析水资源开发潜力,在此基础上进一步分析水资源开发利用中存在的问题,并提出相关对策与建议。结果表明:从水资源禀赋来看,肇庆、惠州、江门等城市地表水、地下水和水资源总量相对较高,中山、珠海、深圳和东莞相对较低;肇庆、惠州、江门人均水资源量较高,深圳最低;在水资源利用方面,广州用水量最多,珠海最低,人均用水量地区差异明显。用水结构中,大湾区已进入后工业化阶段,服务业比重有较大提升;水资源开发潜力分析发现,深圳、东莞水资源开发潜力较低,惠州、江门和肇庆水资源开发潜力较大;从香港地区、澳门地区和北京等城市经验得出,要实现社会经济可持续发展,要积极采用行业先进的技术,改善用水效率,提高居民的节水意识和养成节水习惯,建设节水型社会,有条件的地方可考虑把外流域调水作为保障供水安全的手段之一。

国内外水资源价值与价格研究综述

针对学术界在水资源价值与价格方面的理论探索及其实践应用,以及目前水价面临的主要挑战,系统整理并归纳了水资源价值研究进展,水资源定价方法和水资源计价方式的种类、适用范围,以及与价值理论相对应的定价模型。研究结果表明:目前对于水资源多元价值的研究仍处于初级阶段,对水资源多元价值的认识不足;现有定价研究大多从单一角度出发,难以全面涵盖水资源社会价值、市场经济价值以及生态经济综合价值,且单一的计价方式不利于节水目标的实现。未来需要开展多维度评估价值、多角度制定价格以及多种计价方式研究,加强水价改革中市场机制的引入,应特别关注发展较慢的农业水价综合改革,以实现水资源的可持续利用。

广东省城市水资源禀赋及开发利用时空特征分析

水资源是基础性的战略资源,开展城市水资源禀赋及开发利用时空特征分析对于促进社会经济稳定发展具有重要意义。文章选取广东省21个城市的水资源禀赋与开发利用时空特征进行研究分析,结果表明:用水结构中,广东省大部分城市主要以农业用水为主,人均用水量地区差异明显。①从水资源禀赋来看,地表水、地下水和水资源总量均呈现“北部丰富,中部、东南部匮乏”的格局,人均水资源则呈现“东西两头和中部匮乏”的格局。②在水资源利用方面,呈现“中部多、东西部少”的格局,其中广州用水量最多。③在用水效率趋势方面,广东省人均综合用水量、万元地区生产总值用水量和万元工业增加值用水量都呈现了明显的减少趋势,用水效率不断提高。④水资源开发潜力方面,广东“北部高,东西部次之,中部低”,深圳和东莞水资源开发潜力较低,韶关、河源、梅州、阳江和清远水资源开发潜力较高。

河西地区水资源可持续利用研究

河西地区是甘肃省的关键农业生产区之一,随着人口增长、经济发展和气候变化,当地面临巨大的水资源压力。以水资源生态足迹法为手段,深入剖析河西地区水资源可持续利用现状。数据分析发现,2013—2022年,河西地区水资源可持续利用取得显著成果,农业用水效率和水资源利用效率明显提高。但是,水资源生态承载力不足,水资源供需关系不平衡,水资源压力指数波动大,仍面临较大的挑战。

美国全球水资源安全战略分析

由于相对实力下降,美国的霸权正面临“碎片化”与“议题化”转型。在众多涉及安全的议题中,水资源议题因为自身的敏感性,成为美国国家安全的重要组成部分。2022年美国相继发布《全球水安全行动计划》和第二个《美国全球水战略》文件,明确了未来一段时期美国在全球水资源领域的战略目标、原则、优先方向、实施路径以及项目规划。其在优先方向、重点地区以及实施路径等方面的新变化,不但会对中美在水资源领域的竞争产生重要影响,更可能干扰中国与周边国家在水资源领域的合作。中国需加强跟踪研判和科学谋划,不断调整和优化与周边国家开展水资源合作及治理的政策和路径,化解美国对华开展水资源竞争所带来的风险。

规划水资源论证与保护——以安徽霍邱经济开发区为例

规划水资源论证作为水资源管理的核心环节,对于保障城市、土地、人口与产业的协调发展,以及实现经济、社会、人口、资源和环境的和谐共生具有深远的意义。经济开发区规划水资源论证是在开发区利用水资源过程中贯彻落实《水法》的重要环节,也是保障开发区规划合理、科学的重要举措,需要高度重视,采取科学的方法实现具体论证,确保开发区水资源的合理规划与可持续利用。以安徽霍邱经济开发区为例,基于对该区域水资源的全面评估,分析规划对水资源需求的合理性和水源保障的可靠性。同时,从供水保障能力,水功能区纳污能力等角度出发,对水资源适应性进行详细探讨。提出旨在加强开发区水资源节约、保护和管理的对策建议。研究成果对于指导类似地区开展规划水资源论证具有重要的参考和借鉴价值。

基于系统动力学模型的郑州市水资源承载力动态模拟

水资源问题制约着缺水城市的可持续发展,近年来郑州市社会经济高速发展,其水资源有限的现状与用水需求快速增长之间的矛盾愈加凸显。为科学研究郑州市水资源承载力远期发展情况,根据郑州市经济社会现状的水资源供需和发展状况,采用多系统综合的系统动力学方法(System Dynamics,SD),结合水资源、生态、经济社会、水利工程四个子系统,构建郑州市水资源承载力研究的SD模型。将2010-2019年的历史数据与SD方法的模拟数据进行比较,平均误差均小于10%,具有较高的可信度,可用来预测郑州市未来的水资源承载力发展情况。在此基础上,通过设定现状延续、控污节流、开源控污和开源节流4种不同方案,对2020-2030年水资源承载力系数进行动态模拟预测。结果表明:2030年4种方案下的水资源承载力系数分别为1.24、1.18、1.00、0.89,现状延续和控污节流方案下的郑州市水资源承载力随着时间的推移呈现严重超载状态,无法承载郑州市经济社会的快速发展;开源控污方案在预测期内的水资源承载力超载状态会对经济社会发展产生较大阻力。故开源节流方案为最佳方案,水资源承载力系数小于1,在研究期内未出现超载状态,可有利缓解郑州市的缺水状况,促进经济社会的发展。结合4种方案的优点,提出有利于郑州市水资源可持续发展的建议与对策。

中国水资源短缺标准与分区评价

明确水资源短缺标准和区域缺水状态是水资源规划管理工作的基础,但现状没有形成共识和标准,影响水资源刚性约束和“四水四定”等制度政策的有效实施。研究分析了水资源短缺的概念内涵,选取年降水量和人均可利用水资源量指标,考虑外调水量和可利用过境水量等影响要素,建立了“双指标、四要素、三等级”的水资源短缺评价体系,通过计算现代生产力水平下不同区域供养一个人平均水资源需求量,并与区域实际人均可利用水资源量进行对比,提出不同分区水资源短缺和严重短缺的判断阈值,其中黄淮海流域为人均可利用水资源量600 m^(3)和400 m^(3),松辽流域为人均可利用水资源量800 m^(3)和500 m^(3),长江流域、珠江流域、东南和西南诸河区为人均可利用水资源量1500 m^(3)和1000 m^(3)。研究提出的水资源短缺判别标准显著低于1989年Falkenmark提出的人均水资源量1700 m^(3)标准,主要原因在于生产力水平和灌溉用水效率大幅提升。据此开展全国345个地市水资源短缺评价,结果表明,不短缺、短缺和严重短缺的地市占比分别为55%、23%和22%。

流域国土空间水资源承载力评价及保护方法研究

量化测度水资源承载力并制定相应的水资源保护措施,对于区域国土空间可持续发展极为重要。运用DPSIR框架,评价了梁子湖流域的水资源承载力,并对评价结果进行空间落位。基于评价结果,使用FLUS模型模拟未来发展趋势,划定了区域国土空间功能优势区,并综合评价模拟结果,确定了梁子湖流域的水环境保护格局。从量化测度和情景模拟两个方面构建了一套切实可行的流域国土空间水资源保护规划技术路径,可为区域水资源保护目标导向下国土空间规划与生态保护提供参考。

基于水资源生态足迹的沿海11个省级行政区水资源可持续利用分析

基于水资源生态足迹模型,对中国沿海11个省级行政区2005—2020年水资源生态足迹、水资源生态承载力及水资源可持续利用进行分析。结果表明:①水资源生态足迹与水环境生态足迹变化趋势相似,总体呈“W”型变化轨迹,水环境生态足迹占比为3类水资源生态足迹账户中最高,表明水环境生态足迹是水资源生态足迹的主要产源;②4类淡水生态足迹中,农业用水生态足迹占总淡水生态足迹的比重最高,农业用水生态足迹远高于工业、生活和生态用水生态足迹(除上海外),表明农业用水生态足迹是淡水生态足迹的主要贡献类型;③受自然因素和社会因素的影响,水资源生态承载力波动明显,呈南高北低的分布格局;④水资源整体上处于生态赤字状态,仅广西在研究期内一直为水资源生态盈余,水资源负载指数呈增长趋势且整体在II级以上,表明水资源利用程度高,潜力小,开发利用较困难,万元GDP水资源生态足迹呈下降趋势,水资源利用效率不断提升,水资源可持续利用具有一定潜力。

“四水四定”最严格水资源管理管控指标研究

“四水四定”最严格水资源管理管控指标是水资源刚性约束制度的重要组成部分,是贯彻落实《节约用水条例》的重要抓手,“四水四定”的研究有助于推动用水方式由粗放向集约节约转变。通过分析“四水四定”的水是什么水、四定是什么的内涵,提出水资源的管控指标、经济社会发展保障及涉水均衡协调指标等;按照“城、地、人、产”用户维度和发展—水流—生态维度,构建了“四水四定”管控指标体系。文章以江苏沛县为例,从管控指标库的构建,以及考虑代表性、独立性、可比性和实用性四个方面的特征,建立了沛县的“四水四定”水资源刚性约束指标及目标,为各地正在开展的建立刚性约束制度和“四水四定”建设方案提供参考。

长江水资源调配推演器构建与推演分析

长江水资源调配推演器(CJGWAS)由中国长江三峡集团有限公司、中国水利水电科学研究院联合研发,实现长江流域水库工程“点”、河流及调水工程“线”、地市单元“面”、流域综合“体”的“点—线—面—体”一体化水资源科学模拟与开发利用分析。推演器融合水文模型、配置模型、水库调配模型、需水预测等算法,可对长江流域历史、现状进行复盘,并对未来状况进行推演。研究成果可为长江流域水网规划、重大引调水工程评估、断面生态流量及发电冲击预判等提供支撑。

对地表水资源与地下水资源重复量的认识与水资源开发利用理念探讨

地表水资源与地下水资源重复量是水循环过程中的客观存在。由于含水层过滤和调节作用,地下水水质清澈,数量稳定,成为淡水资源中最可贵的部分,是大自然对人类的恩赐。正确认识和科学评价地表水资源与地下水资源重复量不仅是水资源总量计算的关键,而且也是科学规划利用水资源的重要基础。

实施水资源刚性约束制度的智慧化管理需求探讨

建立水资源刚性约束制度是提升水资源节约集约利用水平的重要举措,实施水资源刚性约束制度需要加强数字赋能。从水资源刚性约束对象与内容、水资源刚性约束指标及目标、水资源刚性约束措施等方面,分析了实施水资源刚性约束制度的智慧化管理业务需求,提出建立由实体水资源、数字水资源、市场水资源构成的实施水资源刚性约束制度的智慧化管理体系,分析了智慧化管理体系赋能水资源刚性约束制度实施的路径。

新疆空中水资源和地表水资源变化特征研究

大气降水是新疆一切水资源的根本来源,空中水资源是大气降水的物质基础,大气降水在当地形成地表水资源。水资源短缺是制约新疆经济社会高质量发展和生态安全保障的最关键自然因素。本文分析新疆空中水资源和地表水资源的变化特征,对新疆水资源系统规划和高效利用具有重要的科学意义。结果显示:1961—2022年新疆年降水资源量为2717.12×10^(8)m^(3),水汽输入量为21115×10^(8)m^(3),水汽净收支量为347.5×10^(8)m^(3),水汽降水效率为12.5%;2001—2021年新疆平均水资源总量为912.3×10^(8)m^(3),其中地表水资源量为864.1×10^(8)m^(3),产水系数为0.32。从变化趋势来看,1961—2022年新疆年降水量明显增加,新疆上空水汽总输入量和总输出量微弱减少,水汽净收支量微弱增加,水汽降水效率明显增加;2001—2021年新疆地表水资源处于丰水阶段,但产水系数有微弱的波动减小趋势。新疆水资源问题依然突出,在不同水资源精细化特征、不同相态水体转化关系等方面研究不足,未来需要加强研究以应对气候变化可能带来的新疆水资源安全风险。

黄河流域农业水资源生态韧性与用水效率耦合协调及驱动因素研究

韧性与效率是可持续发展的两个核心要素,统筹农业水资源生态韧性和用水效率协调发展,对于推动黄河流域生态治理和农业高质量发展具有重要现实意义。利用熵权-Topsis法、超效率SBM模型对黄河流域农业水资源生态韧性与用水效率进行测度,构建耦合协调度模型分析两者间的协调发展水平,借助核密度估计、ArcGIS图示法、Dagum基尼系数和空间自相关考察耦合协调度的时空演变格局及空间集聚效应,并运用地理探测器模型识别其驱动因素。结果表明:①时空演化上:2007-2021年全流域耦合协调度均值呈现先降后升的“U”形演化趋势,良好协调区呈现由点到片、由北至西南、由外围向内部蔓延的空间格局。②区域差异上:中游区域内差异扩大,上游和下游区域内差异缩小但两者区域间差异最大。③空间集聚上:偏向于随机分布且空间集聚较弱,未形成连片效应。④驱动因素上:自然灾害、研发投入与产业发展是协调发展度的主要影响因子。针对协调演化发展现状,提出“中心带动边缘”、“技术协同管理”、“政府结合市场”的一体化、系列化、多元化发展策略。

新时期长江流域水资源保护规划及管理工作的思考

组织编制并实施水资源保护规划是国家赋予水行政主管部门的法定职责,也是水利部门履行水资源管理和生态环境保护责任的重要工作。长江流域水资源保护规划经历了从起步、探索、实践与发展到形成完善体系的过程,推进了流域水资源保护与管理科学有序发展。随着国家机构改革部门职能调整和《中华人民共和国长江保护法》出台,为更好地推进和落实新时期长江流域水资源保护规划和管理工作,系统梳理长江流域水资源保护规划发展历程与成效,分析当前流域水资源保护面临的形势与挑战,厘清流域水资源保护工作定位和思路,并据此提出新时期流域水资源保护规划及管理的工作建议,对凝聚流域水资源保护规划共识、建立流域水资源保护规划体系、推进水资源保护高质量发展、助力实现治江现代化具有重要的指导意义。

我国地下水资源面临的问题及对策思考

随着我国经济与社会的高速发展,地下水资源的需求量越来越大,可能引发地下水资源超采和污染等问题,需要制定和执行更加科学合理的水资源安全管理保护措施。文章通过系统分析地下水资源现状和安全保障面临的问题,提出了对我国地下水资源安全保障对策的思考:今后应深化推进地下水资源调查监测,进一步准确评估我国地下水资源现状,细化地下水超采区、战略储备区及保护区;不断提升生态修复技术,完善基于大数据融合的水资源保障智慧化监管平台,保障水资源安全。

《水资源优化配置理论及应用案例》指导下计算机技术在水资源优化配置中的应用

水资源是人类生存发展的重要资源,对人类生命健康、生产生活都具有重要作用。随着人类对水资源开发的不断深入,如何更好地分配、利用水资源已成为社会发展的主题,于是人们将计算机技术引入水资源的监测与优化配置过程中,利用算法构建水资源优化配置模型与系统。《水资源优化配置理论及应用案例》系统阐述构建水资源优化配置模型以及求解的具体方法,为相关从业人员与科研人员提供参考。该书前言部分简单介绍水资源优化配置这一课题研究的背景、现状、意义和研究内容。