水资源-能源-粮食-生态系统耦合协调及驱动力分析

为加深对我国水资源、能源、粮食、生态系统协同演变趋势的认识,构建水资源-能源-粮食-生态多维系统指标体系,运用耦合协调度模型对我国2005—2020年水资源-能源-粮食-生态系统耦合协调度进行评价,并采用多因素归因分析法进行驱动力分析。结果表明:我国水资源-能源-粮食-生态系统耦合协调度从2005年的0.55增长到2020年的0.84,各地区耦合协调度从勉强协调发展水平过渡到中级协调发展水平,各子系统对耦合协调度上升的驱动分别经历了由粮食子系统到生态子系统再到水资源子系统主导的过程;能源子系统的贡献率虽然比较小,但是未来可能是各地区提升水资源-能源-粮食-生态系统多维系统协调发展水平的突破口。

变化环境下我国流域水资源管理的若干思考

针对全球变化和高强度的人类活动背景下我国面临的复杂水问题和生态危机,剖析了我国的水问题特征,并面向流域水资源可持续性调控配置,分析了当前流域水资源管理中存在的问题,指出生态水文模拟与基于全过程全要素的水资源配置为变化环境下流域水资源可持续调控的关键支撑技术。

抚河流域农业干旱的影响机制研究

农业干旱是制约农业生产的主要自然因素,研究其影响机制是科学应对农业干旱的前提。以长江流域的抚河流域作为研究对象,基于二元水循环模型评估了农业干旱的演变规律,并采用多因素归因分析方法研究了气候变化和人类活动对农业干旱演变的贡献。结果表明:抚河流域农业干旱呈现减少趋势,在1980年出现突变现象。相对于1956~1980年,1981~2019年抚河流域农业干旱的月平均干旱历时和月平均干旱强度均减少,其中气候变化和人类活动均起到减缓的作用。具体地,气候变化和人类活动对灌区单元农业干旱历时变化的贡献率分别为-31.0%和-69.0%,对干旱强度变化的贡献率分别为-33.5%和-66.5%;气候变化和人类活动对其他单元农业干旱历时变化的贡献率分别为-74.3%和-25.7%,对干旱强度变化的贡献率分别为-60.1%和-39.9%。降水作为导致干旱发生的关键因素,其变化期年均值高于基准期年均值,因此使得气候变化在农业干旱演变过程中起到减缓的作用。相应地,在表征人类活动的各项指标中,水库库容增加能一定程度保证干旱发生时的农业用水量,同时社会经济取用水量和灌溉面积的增加能弥补作物关键生育期土壤水分的不足,保证作物的正常发育,这在一定程度上能达到缓解农业干旱的目的。

考虑湖泊范围的子流域划分和编码方法研究

现有子流域划分方法一般通过虚拟河网将湖泊划分为若干部分,每个部分分属不同的子流域,并未考虑湖泊范围的完整性和独立性,不利于湖泊水量平衡分析。为解决这一问题,提出一种考虑湖泊范围的子流域划分和编码方法,包括湖区子流域(湖泊子流域和湖滨带子流域)划分和非湖区子流域划分方法,以及根据栅格流向和河道汇流关系,确定子流域间的上下游拓扑关系并生成其拓扑关系表。黄河源区(唐乃亥以上区域)有鄂陵湖和扎陵湖两大湖泊,采用该方法对黄河源区进行子流域划分和编码,并基于流域分布式水文模型(WEP-L模型)进行模拟验证,结果表明该方法可实现研究区湖泊区域的自动识别、子流域划分及编码,水文模拟结果和湖泊水量平衡计算结果合理。

滹沱河天然年径流变异及开发利用对河流水环境的影响

以黄壁庄水文站实测和还原资料为基础,分析滹沱河水资源的变异及开发利用情况,并通过代表站枯季径流及下游河道水量变化揭示河流水环境演变过程。分析表明,天然径流量衰减及水资源开发利用过度,造成河道流量减少,对河流水环境影响巨大。

水资源定价方法与实践研究Ⅱ:海河流域水价探析

以水资源价值内涵分析为基础,对水资源定价理论与实践进行了研究,提出水资源供给价格应包括水资源费、供给成本和水环境补偿税;水资源需求价格通过产业用水经济价值确定;供给价格和需求价格共同作用决定水资源市场价格;在非市场化体系中通过影子价格评价水资源价值;依据水价构成及平衡关系,确定了水资源费的定量评价方法;利用投入产出分析技术构建简化的CGE模型,结合多种评价方法对水资源影子价格、水经济价值、水资源费、供给成本和水环境补偿税分别进行了定量评价,为水价形成机制提供了理论基础,为水资源定价标准提供了方法和实践支撑。研究成果可对实行最严格的水资源管理制度、完善水价定价机制、促进利用价格杠杆调控水资源分配提供参考。

基于可靠度分析的锚杆抗拔安全系数取值标准研究

现行规范中关于锚杆抗拔安全设计标准,通常是从锚杆杆体的抗拉强度、注浆体与杆体的黏结强度以及注浆体与周围岩土体的黏结强度这3方面来定义抗拔安全系数,并建议采用统一的取值标准。实际上由于力学机理、材料性质等方面的不同,这3种定义下的安全系数取值标准应有所不同。基于这一背景,应用可靠度分析理论,探讨锚杆抗拔在同一可靠度(失效概率)条件下,这3种定义的安全系数的差别,并为相关规程的修订工作中的锚杆抗拔安全系数取值标准的确定提供科学依据。

对黄土高原淤地坝建设战略定位的几点思考

淤地坝是黄土高原地区水土保持、淤地造田、改善交通、保护生态的重要工程设施。2019年9月,习近平总书记提出了黄河流域生态保护和高质量发展的战略。在这一重大战略的指引下,总结了淤地坝建设对黄河流域生态保护的重要作用,同时指出水毁灾害问题严重制约着淤地坝的发展。针对水毁灾害问题,分别提出了坝系溃决风险的评价方法和新型泄水、放水建筑物形式及技术,结合信息技术的预警,实现"中小洪水不垮坝,大洪水无人员伤亡"的淤地坝风险防控总体目标。探讨了淤地坝建设的市场驱动机制,展望了黄河流域新的水沙形势下淤地坝建设远景规划。

水资源定价方法与实践研究Ⅰ:水资源价值内涵浅析

针对我国水资源价值理论不健全、水资源定价体系不完善的问题,本文对价值的内涵进行辨析,并从政治经济学的角度分析了价值的经济特性,以经典价值论界定了水资源的全属性价值。评价水资源价值首先要基于特定的社会历史阶段,明确评价的主体和客体,从不同的角度来评价,水资源全属性价值包括使用价值、产权价值、劳动价值、补偿价值,水资源各种价值属性最终反映为市场价值,并通过价格来反映。由于水资源的公益性特性,经济社会用水价格通过政府定价实现,应当包括水资源费、生产成本和环境补偿费,用影子价格作为综合定价的基础。在水资源管理过程中,将水资源费作为水价调控的手段,利用价格杠杆和必要的行政手段实现水资源在生活、生产、生态中的合理分配。