Necessity and feasibility for an ET-based modern water resources management strategy: A case study of soil water resources in the Yellow River Basin

The necessity and feasibility of an ET-based modern water resources management was analyzed to improve assessment of critical water resources scarcity in the region/basin. This analysis was based on the whole water cycle process and its analysis object is evapotranspiration (ET), a main consumption component in the water resources dynamic transformation process. A case study was undertaken by selecting soil water resources in the Yellow River Basin and employing the WEP-L distributed hydrological model with physics mechanisms. This paper discusses the amount and consumption efficiency of soil-water resources according to completely simulated results of water cycle elements throughout the basin. Results indicate that it is important for the ET-based modern water resources management strategy to alleviate water resources scarcity because it may not only avoid unused water wasting but also improve water use efficiency. Therefore, an ET-based modern water resources management scheme is a good complement to the traditional water resources demand management system.

黄河流域水资源超载地区和短缺地区的判定与动态管理

黄河流域水资源短缺,而能源富集,工业用水需求强劲,水资源开发利用率高达80%,如何协调生态保护和高质量发展的关系,实现对水资源超载地区、短缺地区的动态管理,至关重要。在分析水资源承载能力的概念定义和内涵发展的基础上,总结了水资源超载地区和短缺地区的定义和判定标准,对黄河流域九省(自治区)进行了综合研判,并从水资源刚性约束、水资源监测和管控策略等方面提出了水资源动态管理的关键措施,以期为黄河流域生态保护和高质量发展国家战略的水安全保障提供决策参考。

黄河流域城市群水资源利用与经济发展脱钩关系研究

黄河流域最大的矛盾是水资源短缺,如何科学揭示大尺度缺水型流域城市群水资源利用与经济发展之间的脱钩关系,是黄河生态保护和高质量发展的重大战略管理需求,也是水科学与经济学交叉学科的研究难点.本文发展了基于三维水资源生态足迹和Tapio弹性指数的耦合脱钩模型方法,辨识黄河流域城市群2010-2020年水资源生态足迹时空变化格局及其水资源可持续利用水平,从广度和深度多个维度定量揭示了黄河流域城市群水资源利用与经济发展的脱钩状态.结果表明:(1)2010-2020年黄河流域兰西城市群具有最大的水资源生态足迹广度和最小的水资源生态足迹深度,平均值分别为570.73×10^(4)hm^(2)和1.25;宁夏沿黄城市群则具有最小的水资源生态足迹广度和最大的水资源生态足迹深度,平均值分别为2.01×10^(4)hm^(2)和567.05.(2)黄河流域水资源可持续利用水平最强的是山东半岛城市群,相对较低的是宁夏沿黄城市群.(3)水资源生态足迹广度与GDP发生强脱钩和扩张性负脱钩的比例分别为49.68%和36.13%,水资源生态足迹深度与GDP发生强脱钩和扩张性负脱钩的比例分别为41.29%和34.03%,二者均未达到最佳脱钩状态.研究显示,为提升黄河流域水资源可持续利用水平,水资源生态足迹广度与GDP弱脱钩、水资源生态足迹深度与GDP强脱钩是最佳状态.

黄河流域九省(区)水资源利用与经济发展脱钩效应分析

为缓解黄河流域九省(区)水资源利用与经济发展之间的矛盾,明晰水资源利用与经济发展脱钩驱动因子,基于Tapio脱钩指数模型和Kaya-LMDI因素分解模型,分析了2001—2020年黄河流域九省(区)水资源利用与经济发展脱钩状态及其驱动因素。结果表明:1)黄河流域九省(区)总水足迹呈波动上升趋势,其中农业生产用水是水足迹的主体。2)九省(区)水资源利用与经济发展整体呈弱脱钩态势,脱钩状态较为良好;下游两省脱钩状态最好,其次为上游五省(区),中游两省脱钩状态最差。3)产业结构和技术水平为脱钩正向驱动因素,经济发展和人口规模则为脱钩负向驱动因素,各省(区)脱钩驱动因子存在明显的空间差异。

黄河三角洲生态需水量计算及补水方案分析

黄河三角洲河-海-陆交互形成了独特的地理环境,但其水资源不足,供需矛盾突出,土地盐渍化形势严峻,盐碱地分布广且数量多,严重影响了当地的生态环境。选取黄河三角洲四个生态区域:黄河现行流路(自然保护区)生态区域、刁口河流路生态区域、黄河以北(除刁口河流路区域)生态区域和黄河以南生态区域,根据《河湖生态需水评估导则》及水量平衡方法计算得出四个区域的生态需水量。根据因地制宜、可持续发展原则,部署了具有针对性的区域生态补水方案,并提出后期监测评估工作和补水保障措施,可为改善黄河三角洲地区水资源、水环境,缓解湿地退化,避免生态系统破坏等起到重要的支撑作用,同时也为其他类似区域依靠水网工程改善生态环境提供了参考。

黄河流域抽水蓄能开发研究与思考

抽水蓄能作为新能源大范围开发的稳定器与助推剂,是促进黄河流域节水减排的关键,其大规模发展势在必行,但黄河流域水资源短缺,如何在碳排放与水资源双重约束下,实现能源结构绿色低碳转型,对黄河流域生态保护与高质量发展具有重要意义。依据《抽水蓄能中长期发展规划(2021—2035年)》,系统梳理了黄河流域八省(区)(不包括四川)抽水蓄能已建、在建及拟开发项目规模,初步估算了抽水蓄能大规模开发对地表水资源指标的占用情况,从调节库容占用和综合利用效益发挥两个方面分析了抽水蓄能运行对既有水利工程的影响。结果表明:黄河流域已建、在建、规划、储备抽水蓄能站点共计100座,总装机规模126050 MW,累计耗水约2.521亿m^(3);依托已建水利工程加装可逆式机组对梯级水电功能进行再造时,应充分评估对原有水利枢纽综合利用任务与工程安全的影响。

数字经济对水资源利用效率的影响——以黄河流域73个地级市为例

为探究黄河流域数字经济与水资源利用效率之间的内在关联,基于2011—2019年黄河流域73个地级市数据,利用超效率SBM模型测算各城市水资源利用效率。运用个体固定效应和中介效应模型,实证分析数字经济对黄河流域水资源利用效率的影响及作用机制。研究表明:数字经济发展能够显著提升黄河流域水资源利用效率,整体上呈现倒“U”型非线性影响关系;绿色技术创新在数字经济提升黄河流域水资源利用效率过程中发挥中介作用。据此,建议应适度发展数字经济,推动数字化和绿色化协同发展。

基于文献计量的黄河流域水资源利用研究进展

本文以中国知网中的 420 篇相关文献为研究对象,对黄河流域水资源利用研究进行系统评述。 运用文 献计量学方法,梳理了文献的发文量、作者、研究机构、发文期刊及学科,并通过关键词共现和叠加分析,重点探讨 了该领域的研究热点。 结果表明,水资源现状、水资源配置、水权生态补偿机制建设、水资源利用水平及其评估为 四大研究热点;在黄河流域生态保护和高质量发展政策的引导下,水资源节约集约利用的法治化视角探索、水资源 利用效率评价指标体系的扩展研究、数字技术与水资源利用水平的结合研究等可能成为未来研究的重点方向。

新疆白杨河流域水资源管理利用“四水四定”实施策略

新疆白杨河流域是一个水资源极度短缺的区域,水资源问题已成为经济社会可持续发展和维持良好生态环境的制约和短板。本文在“四水四定”的原则下,对白杨河流域灌区基本情况、水资源管理现状措施进行了分析,流域水资源管理还存在规划与政策机制力度不够、管控指标不够明确、绩效评价和监测体系不够完备、管理体制不协调等问题。针对这些问题,提出了建立严格的管控指标、建立权威统一的监测计量系统、完善相关管理制度、加强顶层设计和工作协同机制、推进数字孪生流域建设等措施,有助于提高水资源管理利用效率,为推进流域落实“四水四定”提供支撑。

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.

水风光协同运行背景下黄河上游水资源综合利用多目标竞争关系分析

随着水电补偿调节风光负担的加重,黄河上游地区水资源竞争关系日益复杂。通过建立水风光中长期协同运行模型,对典型年和不同风光出力进行组合,分析不同风光比例下各组目标之间的竞争关系及成因,尤其是防凌、灌溉等特殊时期,结果表明:凌汛初期较大的出库流量导致后续可用水量减小;水电需要补偿调节不稳定的风光出力从而导致出库流量无法满足灌溉期的流量需求;典型年竞争关系随来水的降低而复杂,不同风光比例下的竞争关系随风光占比的增加而复杂。研究成果可供水资源多目标综合利用研究参考。

黄河流域水资源利用水平及提升途径

基于对黄河流域水资源利用现状和问题的梳理分析,讨论水资源利用率的相关概念,采用“净水资源利用率”指标表征黄河流域水资源开发利用程度;采用Super-SBM模型度量黄河流域水资源利用效率,结合Tapio脱钩理论构建适配模型探究水资源利用与经济发展间的解耦状态,分析水资源利用水平与经济发展之间的关系,探讨黄河流域水资源利用水平的制约因素和提升途径。结果表明:(1)2020年黄河流域水资源利用率为65%,净水资源利用率为58%,虽然实际水资源利用强度并未有想象得高,但是流域水资源开发利用依然处于过度状态;(2)黄河流域水资源利用整体水平在研究期间呈现上升趋势,九省区总体呈现出“下游高于中游高于上游”的空间格局,不同的发展模式和自身特征导致了不同地区水资源利用水平的差异;(3)水资源利用水平影响因素主要分为产业结构、科技水平、政策规制、经济发展、水利设施建设。最后针对影响因素提出了对应提升途径。

深入贯彻实施黄河保护法 沿着法治轨道推进黄河保护治理

出台黄河保护法,在中华民族治水史上具有里程碑意义。水利部黄河水利委员会须全面梳理法律法规赋予的职责,依法开展水行政监督管理;以强化规划引领指导约束作用、推进水资源节约集约利用、构建抵御洪水灾害的稳固防线、推进山水林田湖草沙一体化保护和系统治理、大力保护传承弘扬黄河文化为着力点,沿着法治轨道推进黄河保护治理;从健全黄河水法规体系、完善协作协同机制、加强治理监督管理能力建设等方面强化基础支撑,确保黄河保护法得到有效实施。

流域水资源节约集约利用机制的完善——以《黄河保护法》为视角

流域水资源节约集约利用机制对水资源的有效利用具有重要作用。黄河流域在水资源节约集约利用方面面临水资源刚性约束不够、配置不合理、节水产业发展不完善、非常规水源利用不足等问题。为此,《黄河保护法》以专章的形式规定了加强黄河水资源节约集约利用的具体内容,包括优化水资源配置、强化水资源刚性约束、推动重点领域节水工作、重视非常规水源利用等。建议进一步健全工作机制,加强政策激励,优化监督评估机制,以期更好地发挥流域水资源节约集约利用机制的作用。

2011—2021年黄河中游城市群高质量发展与水资源保护利用耦合关系

[目的]探讨黄河中游城市群高质量发展与水资源保护利用的时空协调关系,为该区域水资源的可持续利用与水生态有效保护提供决策支持和科学依据。[方法]基于黄河中游19个城市2011—2021年高质量发展与水资源保护利用两系统的面板数据,运用组合赋权、耦合协调度模型、地理探测器模型等方法,分析该区域高质量发展与水资源保护利用的耦合协调度及其时空特征。[结果]黄河中游城市群的高质量发展和水资源保护利用水平不断提高,区域间差距逐渐缩小。两个系统的耦合协调度呈现上升趋势,一些地区已从濒临失调转变为初级协调阶段。此外,区域间的耦合协调度呈现正的空间自相关,由西安和郑州市两个中心城市向外呈放射状递减。对外贸易依存度、第三产业产值所占比例对两系统协调度影响较大,且交互因子之间呈非线性加强或双加强关系。[结论]为提升黄河中游城市群高质量发展与水资源保护利用的空间依赖度,应加强区域间合作,优化水资源利用结构,提高水资源管理能力,增加科技投入,提高区域创新能力,积极推动区域协同发展。

“以水定产”驱动的黄河流域可持续水管理策略研究

水资源短缺是长期以来制约黄河流域经济发展的关键因素,实施“以水定产”是黄河流域可持续水管理的核心策略,对推动流域内的经济社会与环境协同发展、实现黄河流域生态保护和高质量发展战略至关重要。本文剖析了“以水定产”的基本概念及其内涵的演变过程,辨析了“以水定产”“水管理”两者的逻辑关系,基于复合生态系统理论提出了“以水定产”促进可持续水管理的概念框架及实施路径;从黄河流域水治理战略演变、流域水管理制度变迁两个层面梳理了黄河流域水管理体系的发展历程及现状;进而分析了黄河流域实施“以水定产”在管理体制统筹协同、人水和谐效益优化、基础数据支撑能力等方面存在的主要挑战。研究提出了“以水定产”驱动的黄河流域可持续水管理策略建议:完善流域水管理部门和行政单元协调机制,协同推进“四水四定”;激励多元主体参与流域治理,创新流域治理网络体系构建;推动流域内管理部门共建共享数据资源,实现流域精细化、可持续水管理。

黄河三角洲滨海盐碱地可持续利用的水土资源约束与均衡配置策略

基于现有耕地优势并开发利用好各类后备耕地资源,对确保国家粮食与生态安全意义重大。黄河三角洲(黄三角)盐碱地后备耕地资源丰富,农业开发利用潜力巨大,但因水资源短缺、水土资源配置不平衡而制约了高效可持续利用。本文梳理了黄三角滨海盐碱地治理利用与种植业发展现状,详细分析了地区水土资源条件,从水资源供应、地下水位调控、治理利用体系、科技创新及运行管理等方面明晰了发展挑战。提出的水土资源高效可持续利用与均衡配置策略为:适度增加引黄配额并实施滨海入海河道水系联通工程以优化调配区域水资源,启动高标准灌排体系完善与配套建设工程以促进耕地提质增效,加快盐碱地治理利用关键技术集成示范推广以发挥科技支撑作用。相关成果可为我国滨海盐碱地综合治理与高效利用、农业可持续发展等研究提供启发和参考。

黄河流域水文水资源数据集成管理系统研究与应用

随着黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的深入实施,依托相关行业网站、政府网站公开的水文水资源数据,建立黄河流域水文水资源数据集成管理系统显得尤为重要。本文提出了系统建设的目标、架构,研究了系统建设的数据自动化采集、数据清洗等关键技术,阐述了系统建设的功能模块及内容,以期为实现黄河流域治理与规划发展提供基础数据支撑,为其他类似数据集成管理系统建设提供参考。

金沙江流域石鼓断面上游水汽含量与降水量特征

在流域尺度上研究水文循环过程中的水汽含量和降水量,为流域综合治理和水资源开发利用提供依据。基于ASTER GDEM V2地形数据、ERA-Interim逐月再分析资料及降水资料,研究金沙江流域石鼓断面上游上空水汽含量和降水量的时空分布特征,并讨论两者的相关性。研究表明:研究区上空水汽含量由南向北、由东向西呈递减趋势,西南部呈斜倒“U”型,东南部呈正“U”型;多年平均降水量自西北向东南逐渐增加;年平均水汽含量和降水量呈现上升趋势,四季水汽含量和降水量从大到小均依次为“夏、秋、春、冬”,多年平均月水汽含量和降水量为单峰型分布;年平均水汽含量同降水量之间为弱相关关系,各季节相关性差异显著,逐月相关性更具有指导意义。

黄河流域工业水资源利用效率测度与时空分异

工业水资源利用效率是影响工业用水的核心问题,测度并分析其时空特征可为黄河流域生态保护和高质量发展提供评价依据。将工业用水及水污染排放纳入测度体系,建立非期望产出MinDS窗口模型测算黄河流域工业水资源利用效率,采用核密度估计与变异系数法分析其时空变化,结果表明:2010—2019年黄河流域9省区整体工业水资源利用效率呈现波动性上升的“N”型趋势,总体效率水平有所提高。空间上高效率中心长期位于中下游地区,表现出东高西低的分布态势,效率空间格局非均衡性逐年减弱,分化程度降低。山东、陕西省工业水资源利用效率在流域内处于较高水平,其年平均效率值均超过0.9,2019年流域内中高效率省份占比由2010的44%增加至78%,除青海、甘肃外,均达到中高效率水平。