基于GWAS模型的武安市水资源优化配置

为缓解河北武安市水资源供需不平衡的突出矛盾,立足水资源精细化管理的需求,构建了武安市GWAS(general water allocation and simulation)模型,并开展规划年(2025年与2030年)不同情景下武安市各乡镇水资源优化配置研究。结果表明:2025年和2030年,平水情景(P=50%)下模型优化配置水量基本可以满足各乡镇水量需求,枯水情景(P=75%)下各乡镇存在不同程度的缺水情况;全市普遍农业缺水,2025年平枯情景农业缺水率分别为6.45%和44.11%,2030年平枯情景农业缺水率分别为5.05%和42.47%;优化后的供水结构改善效果显著,地下水供水量占比在各规划年平枯情景下均有所下降。

中国城镇水资源利用效率测度及空间格局

构建基于方向距离函数的水资源系统混合网络DEA模型,测算中国城镇水资源利用整体效率、用水阶段效率和污水处理阶段效率,并通过Moran’s I指数研究其空间格局。结果表明,2008—2017年,中国城镇水资源利用整体效率偏低,不同地区间的水资源利用效率差异明显;用水阶段效率普遍高于污水处理阶段效率,二者均表现出上升趋势;城镇水资源利用整体效率存在较显著的空间相关性,空间集聚现象呈先下降后增强的趋势。

塔里木河流域水资源高效利用与农业种植结构调整——基于改进的偏差值

【目的/意义】水资源承载能力是影响农业种植结构的重要因素。塔里木河是中国最大的内陆河,其流域是中国重要的农业基地,优化农业种植结构有助于缓解流域内用水低效问题。【方法/过程】基于水资源利用结构偏差模型,测算地区与作物的水资源利用结构偏差值,从时空差异与作物差异角度分析塔里木河流域水资源利用效率,并以作物水资源利用结构偏差值作为农业种植结构调整的依据。【结果/结论】研究发现:2000—2020年,塔里木河流域水资源利用效率呈上升趋势,其中巴州与喀什地区水资源利用效率较高,阿克苏地区与克州水资源利用效率偏低;作物中用水效率较高的是水果与蔬菜,较低的为粮食与棉花。据此建议:根据“粮食基本自给”“稳定棉花生产”的要求,在全面推行节水灌溉的基础上稳定流域内棉花种植面积,整体调减粮食和油料的种植面积,调增水果、蔬菜、苜蓿、甜菜和薯类作物的种植面积,以此来提高塔里木河流域五地州的农业水资源利用效率。

水资源利用效率与经济高质量发展的耦合协调研究--基于黄河流域河南段供水区的实证分析

本研究利用黄河流域河南段14个供水区构建评价指标体系,运用耦合协调等模型对供水区2006—2021年水资源利用率与经济高质量发展的协调水平进行了测度分析。结果表明,2006—2021年黄河流域河南段供水区水资源利用率呈波动上升趋势,经济高质量发展水平逐步提升。二者间耦合协调度逐年提高,历经濒临失调、勉强协调、初级协调、中级协调、良好协调、优质协调六个阶段,到2021年,除安阳、濮阳等6市外河南省水资源利用效率与经济高质量发展都进入了优质协调阶段。但结合相对度来看,2019年以来水资源利用效率滞后于经济高质量发展水平,仍需优化产业结构,提升水资源利用效率。

天津市水资源开发利用潜力与管理建议

以天津市1956—2016年水资源量和2010—2021年供用水量数据为基础,结合地表水和地下水取用水量控制指标,从水量层面剖析水资源开发利用潜力。研究表明,2010—2021年,天津市供用水格局发生了很大的变化,其他水源供水占比波动上升,地下水供水占比波动下降;用水大户由农业用水转变为生态环境用水。从整体上看,天津市地表水已不具备开发利用潜力;浅层地下水仍有一定的开发利用空间。在此基础上,提出以下管理建议:在“节水优先”的基础上,继续用足用好引滦水和引江水,最大程度置换深层承压水取用量;科学利用浅层地下水、微咸水和海水淡化水;加强水利信息化建设,提高水资源管理能力。

江西省水资源利用与产业结构关系研究

随着国家水资源刚性约束制度提出,产业发展面临水资源红线硬约束。为提升水资源利用效率,促进水资源与产业协调发展,采用考虑非期望产出超效率SBM模型和全局ML指数测度了2011—2020年江西省水资源利用效率及其动态变化,利用泰尔指数等分析产业结构及布局变化,并借助灰色关联法评价了用水量和用水效率与三次产业发展的关系。研究发现:水资源利用与产业结构具有较强相关性,两者关系存在明显的区域分异特征。江西省用水效率与产业结构的关联度总体略高于用水量,第一产业与水资源利用关联度最高,二、三产业次之,各设区市亦存在区域分异;用水效率总体不断提高,产业向高级化方向发展,但存在区域不均衡不协调等问题。最后提出了采取差异化考核等建议。

北京市水足迹及农业用水结构变化特征

运用水足迹的理论和方法计算评价了1990—2005年北京市水足迹及水资源利用的可持续性,在此基础上进一步分析了北京市农业用水结构的变化特征。结果表明:(1)北京市水足迹从1990年的81.5亿m3上升至2005年的168.6亿m3,人均水足迹由750.1m3上升为1096.0m3;(2)北京市水资源匮乏度不断升高,1995年以来水资源自给率呈下降趋势,与之相对应的水资源依赖度越来越高;(3)农业部门用水量在本地用水量中的比例平均每年为55.1%,虚拟水净输入量在虚拟水净输入总量中的比例平均每年达到89.1%;(4)高耗水型作物产品生产用水比例升高加大了农业用水压力,动物产品生产用水量呈增加趋势,2001—2005年动物产品生产引入的虚拟水占到其虚拟水总量的81.3%。北京市水资源利用呈不可持续状态,通过农业系统内部结构的优化调整,实现农业部门水资源的高效利用是缓解北京市水资源紧缺问题的关键。

哈萨克斯坦水资源利用

哈萨克斯坦水资源总量丰富,但分布差异较大。在低地平原河网较密集,并从北向南逐步递减,东部山区降水丰富,河流分布也较多。常年大型河流多分布在边远地区,中部则多为季节性河流。在开发利用方面,该国引水量主要来自河流等地表水,农业用水占据了总用水量中的绝大部分,是影响全国用水变化的主要因素。由于水资源分布不均、气候变化和地表水过度开发、耕地面积增加、浪费等自然与人为因素,哈萨克斯坦存在着水资源供应相对紧张、局部水体面积缩小、污染状况严重以及与跨境水资源分配等亟待解决的问题。

水资源利用与经济增长脱钩机制、模型及应用研究

水资源是经济增长不可或缺资源,生态文明总体方案中要求区域发展不能超出水资源承载力的要求。随着经济社会的发展,水资源与经济增长的脱钩现象普遍存在。这种现象赋予了区域水资源承载力新的内涵。经济增长与水资源利用脱钩机制和模型的研究对于符合水资源承载力的区域发展有着重要的意义。首先机制研究中,经济增长与水资源利用的脱钩机制可以分为两条线,一条是产业内部生产过程的纵向线;另一条是宏观经济层面的产业间和区域间的横向线。前者的脱钩机制来自于各个环节效率的提升。后者脱钩机制来自于产业结构调整和高耗水生产环节向外疏解。纵向线脱钩效应分为关键用水部分、其他资源投入部分以及其他生产部分;横向线脱钩效应分为结构效应和外部效应。其次,在模型研究中,本文开发了蒸汽机概念模型并推导出脱钩效应内部三个子效应:真实节水效应、资源配置效应和结构调整与疏解效应。再次,在概念模型的基础上,通过改进基于投入产出的结构分解分析模型,开发出区域脱钩效应模型。最后,以北京市为例进行应用研究。根据测算,北京真实节水效应在2010-2012年到达瓶颈期。资源配置效应稳定在50%左右。结构调整和疏解效应在加入WTO和全球金融危机两个时间点为反向效应点,其他时段都有利于脱钩。近年来调结构、区域协同发展对于水资源利用与经济增长脱钩有着重大意义。

水资源约束地区种植结构优化研究——以华北地区为例

在水资源短缺地区,除了节水灌溉技术、节水栽培技术之外,调整种植结构也是农业节水的一项重要技术措施。论文综合考虑区域社会、经济、环境协调发展,构建了区域节水高效种植结构调整的多目标模糊优化模型,克服了以往模型研究中存在的只注重经济效益而忽视社会和生态效益的局限性。并应用该模型对水资源严重短缺的华北地区进行实证研究,通过对该区种植结构调整的定量分析运算,提出了该区2010年和2030年的节水高效种植结构优化调整方案,该方案重点压缩了高耗水作物种植比例,扩大了低耗水作物种植比例,种植业用水效率逐步提高。

昆明城市发展进程中的水资源演变分析

根据近年昆明市水资源量监测及其开发利用的有关资料,分析了昆明市发展过程中水资源及其开发利用变化的特征量。结果表明:昆明市水资源总量呈减少趋势,用水结构发生变化,生活用水缓慢增加,生产用水小幅减少,城市绿化等其他用水大幅度增长,供用水矛盾日益突出;GDP总量用水量增大,用水效率提高,但与发达地区相比,具有一定的节水潜力;同时,饮用水水源地水质也呈下降趋势,滇池及其入湖河流水质长期处于Ⅴ类或劣Ⅴ类;随着经济社会快速发展,滇池流域水资源将不能满足昆明市发展的需要。昆明仍是全国14个最缺水城市之一,城市用水将依赖于外流域远距离调水,但应充分考虑城市雨水资源利用,同时也应做好突发性水安全事故的应急预案。

干旱缺水区民勤县水资源持续高效利用措施研究

采用调查研究和统计分析方法,对民勤县石羊河流域重点治理工程及其效益得以显现的关键技术管理措施和效果进行调查研究。结果表明,指标层层细化、"三水"联合调度、轮次定额配水、推行差别水价政策、推广节水技术、调整农业种植结构、落实责任等措施,是实现水资源严格管理和高效利用的有效措施;责任制度落实、层层监督检查是水资源精细化管理的有效行政推动措施;乡(镇)水资源管理办公室是水源配置方案有效落实的重要组织保障措施;采用计量监控、监测设施设备是水资源管理的有效管控手段;依据水权和农产品动态趋势,适时调整农业种植结构,逐步形成以水定布局、节水高效的动态种植结构模式,是巩固水资源管理成果、推动水资源持续利用效益再上台阶的有效途径;以滴灌为主的高新高效技术推广和设施农牧业的高效发展是干旱缺水区缓减水资源供需矛盾、持续高效利用有限水资源和巩固流域生态修复成果、促进生态环境趋于良性循环的战略措施。

北京市用水结构演变及归因分析

用水结构的分析和预测是水资源管理和规划的前提和基础。以北京市为例,分析了1988-2016年北京市用水结构的演变特征,揭示了导致用水结构变化的驱动因素,讨论了未来北京市用水结构可能出现的变化及其对水资源供给的影响。结果表明,近30年来北京市总用水量先升后降,而后缓慢增加,农业用水和工业用水持续减少,而生活用水和环境用水则持续增加。农作物播种面积的减少和工业节水分别是导致农业用水和工业用水减少的主要原因,生活用水的增加主要是由于人口的增长和人们用水方式的变化,而环境用水的增加和园林绿化面积的增长关系密切。预计未来北京的农业用水仍将持续减少,而工业用水的变化取决于产业结构调整的力度。生活用水仍将缓慢增长,这将是未来北京市水资源安全供给面临的最大压力。

基于植被生态需水的区域水资源结构调整——以泾河流域为例

通过确定泾河流域各类植被生态需水定额,再利用面积定额法计算生态需水量,对植被需水量、需水结构和单位面积需水量进行分析。结论如下:林地适宜生态需水量为341 773.23×104m3,草地需水569 705.99万m3,农作物需水740 543.20万m3。其中农作物以小麦、玉米、各种谷物、蔬菜瓜果类需水最多。作物需水占植被总需水量的近一半,但作物生态效益远远小于林地和草地,其中还有一部分耕地为坡耕地。泾河流域不同的林、草、农作物比例和农作物种植结构,使得各县植被单位面积需水量和农作物单位面积需水量差异很大。前者的最大值在泾阳县,为5 339 m3/hm2,最小值在环县,为2 082 m3/hm2,平均值为3 081m3/hm2;后者的最大值在泾阳县,为5 682 m3/hm2,最小值在定边县,为4 022 m3/hm2,平均值为4 583m3/hm2。基于以上计算与分析,提出泾河流域水资源调整的对策为:以系统论为指导,实现生态环境与经济的协调发展;通过调整农作物、林地、草地种植结构和调整农作物内部结构是实现水资源合理配置重要一环,退耕还林还草,尤其是增加草地种植比例,提高林地、草地的覆盖度,是改善泾河流域生态环境的根本出路;多角度实施农业节水;树立流域系统协调发展观念,完善流域综合管理机制;进一步完善与解决相关科学问题。

产业结构调整与水资源可持续利用的耦合性分析

分析区域产业结构调整与水资源可持续利用的耦合作用机制。以河北省为例,运用关联度分析方法探索其产业结构构成变化与其水资源可持续利用发展水平的相关关系。结果表明,从全面观点看,产业结构调整与水资源可持续利用诸因素间存在耦合关系。

农作物面积变化对新疆水资源结构偏差的影响

农业是新疆的支柱产业,棉花、小麦、玉米作为新疆的主要农作物,既是促进农业节水的重要切入点,又是农业生产与农民增收的重要经济纽带,其种植结构合理与否关系到新疆水资源利用效率的高低。通过对新疆各地区水资源利用结构偏差值的计算,分析新疆各地区的农业用水效率,并计算棉花、玉米、小麦种植面积变化对新疆各地区水资源利用结构偏差的影响,在此基础上,深入分析当前新疆农业种植结构与农业节水效率之间的关系,为今后优化配置新疆水资源提供一定依据。

景观结构调整和干旱半干旱区水资源的可持续利用

分析了干旱半干旱区存在的一些生态问题 ,论述了与干旱半干旱区水资源可持续利用有关的景观生态学理论 ,其中包括景观连通性、自然干扰、河流廊道和斑块水文功能 .在此基础上 ,提出了一些景观结构调整措施 :1)调整水源涵养斑块和耗水斑块面积组成比例和空间分布 ;2 )营建防风林带 ;3)保护和恢复河流廊道 ;4 )保留景观内水体斑块 ;5 )拆除某些水利设施等 .这种景观尺度上的结构调整因其更大的宏观性和整体性优势 ,将起到农业作物结构调整所不能起到的一些作用 ,这对改善半干旱区水资源状况和实现半干旱区水资源可持续利用具有重要意义 .

新疆水资源及其产业间用水结构特征研究

水资源短缺是制约新疆经济社会发展的第一要素。新疆水资源问题主要表现为资源性缺水与结构性缺水并存,产业用水结构不合理与低效利用同时存在,过度开发与生态环境需水严重不足,已成为当前制约新疆可持续发展的首要问题。该文认为,解决问题的根本出路在于进行产业结构调整,通过控制农业种植规模发展节水高效现代农业,构建节水型工农业生产体系,在加快工业化、城市化进程中实现水资源利用的战略转移,实现产业用水结构合理化。

我国省际水资源利用效率增长能力空间差异分析

采用偏离-份额方法对我国1999~2006年间各省市水资源利用效率增长能力进行了定量分析。结果表明,我国省际水资源利用效率增长能力差异明显,大陆31个省市区水资源利用效率增长变化可划分为6种类型。经济发展水平、产业结构和区位条件差异是各省市区水资源利用效率增长能力差异的驱动因素。