城市水循环经济发展思路及体系构建

随着城市水循环经济性差、水资源供需失衡以及由此引发的水生态环境恶化等一系列问题的出现。迫切需要加强在城市水资源调控管理及水循环经济发展模式方面的探索与研究。在水资源紧缺、城市发展规模扩大的新形势下,运用可持续发展理论,从分析城市水循环经济的内涵入手,评述研究区水资源循环利用发展现状及存在的问题,提出解决思路并对城市水循环经济发展体系构建模式及保障途径进行探讨。     

特别选题:海河流域水环境演化机理与水污染防治基础 序

海河流域既在全国经济社会发展格局中占有十分重要的战略地位,也是我国水资源最为紧缺的地区,水资源供需矛盾异常突出,自然水循环受到社会水循环强烈干扰;湿地生态系统退化严重;水环境风险偏高。海河流域作为人类活动扰动强度较大和复杂的区域,流域水环境演化机理和水污染防治基础的研究具有重要的理论意义和应用价值。     

工业集中区水循环产业链接模式研究

工业集中区绿色水循环产业链接能提高区域水资源利用率、防治水环境污染、提高区域整体效益。本文介绍了工业集中区水循环产业链接节点与技术识别两个关键环节,提出了工业集中区水资源循环利用模式和工业集中区绿色水循环产业链接模式。为了更好地实现工业集中区水循环绿色发展,建议工业集中区建立区内分质供水系统、雨污分流的排水体制、人工湿地污水处理系统等。     

河湖水系连通的理论探讨

在全球气候变化和水资源形势日趋严峻的背景下,为了从根本上提高水资源统筹配置能力、改善河湖健康状况和增强抵御水旱灾害能力,河湖水系连通作为国家新时期的一个治水方略被提出。当前关于河湖水系连通的理论基础研究要落后于实践,尚在探索之中。论文尝试从河、湖与水系等水循环基本概念入手,探讨水系的结构、特征和连通性,揭示水系连通的水循环物理机制,并进一步分析河湖水系连通的战略思想,探明其中涉及的几个关键水循环基础问题,包括水量平衡、能量平衡、水资源可再生性、水循环尺度等问题,为河湖水系连通战略的实施和理论体系的建立奠定基础。     

基于供需构造的北京水循环动态失衡及修复机理

水资源短缺严重制约着北京21世纪世界城市宏伟目标的实现.在引入基于自然与人然良性互动基础上的成水构造、蓄水构造与用水构造等跨学科概念之后,提出区域水生态“供需构造链条说”.进一步,本研究对半个世纪来北京水循环数据分析发现,水资源总量随降水量而变化,相对多年平均量均减,北京水资源生态系统呈弱化态势;2001~2012年用水总量超过水资源总量,水生态系统失衡.循上述发现,对北京区域水生态系统供需数据进行回归分析、揭示北京气候变化与人然活动水文关联效应,指出水循环动态失衡机理的行为贡献因子.最后,基于用水增长有行为上改进空间的思想,提出北京水循环动态失衡在短期运用行为矫正机制,采用总量管理和水市场调节合理用水,长期上运用水环境动态均衡修复原理,启动北京和周边地区的地下水位复升工程的政策建议.     

基于健康水循环理论的大理市海东新区水资源配置研究

以健康水循环理论作为指导,对大理海东新区的水资源需求、水量平衡进行了分析,根据水资源供给与需求在旱季、雨季时间分布上的区别,分别给出了旱季、雨季大理海东新区水资源配置方案。     

基于循环耦合视角的区域水资源资产核算

为实现区域水资源平衡与社会经济高质量协同发展,提高水资源资产化管理水平,在系统分析多元水循环模式下水资源系统演变规律与水资源要素近远程耦合的基础上,提出水资源资产核算边界的多种分类方法;从循环耦合视角出发,利用水足迹分析方法,构建考虑实体水与虚拟水相结合的水资源资产核算模型,核算并分析中国各省（市、自治区）水资源资产情况。研究结果有助于厘清双循环新格局下水资源资产动态耦合的内在机理,拓展水资源核算的理论体系,为国家和区域开展水资源资产核算提供有益的科学参考。     

淮河中游北岸地区“四水”转化研究

针对近期强人类活动对区域水循环的影响,以淮河中游北岸典型区为研究对象,利用分布式水文模型研究该地区的"四水"(大气水、地表水、土壤水和地下水)转化定量关系。结果表明,研究区水循环受人类活动影响剧烈,产生了明显的自然-社会二元性特征,对"四水"间的相互转化产生重要影响;2003—2010年研究区地表水、土壤水和地下水存在正向补给趋势,增加了当地水资源可利用量;研究时段内研究区需要来自区域外的水汽补给来支持年均39.77×108m3的降水量。最后在定量分析的基础上给出了当地水资源管理与合理利用的若干建议。区域"四水"转化关系研究可为当地的水资源评价、规划和管理提供基础性的技术支持。     

西北干旱区水资源开发的水文效应及其利用模式的变化

我国西北干旱区主要分布在新疆、青海和甘肃及内蒙西部。这里气候干旱,水资源对干旱区的经济发展有着决定性意义,在干旱区“没有灌溉就没有农业”。水资源不仅影响到农牧业发展,同时也影响到工矿资源开发和城市的发展。水资源既是宝贵的自然资源,也是干旱区自然环境综合体中最活跃的因素之一。水资源开发利用已引起一系列水文效应和生态环境的变化,尤其是干旱区水资源开发中水循环各要素变化是很强烈的,因此研究干旱区的水资源开发的水文效应不仅具有理论意义,也有重要的实践意义。     

华北地区水资源及水安全问题的思考与研究

结合中国科学院知识创新工程项目“华北地区水循环与水资源安全”的研究工作,论述华北地区紧迫的水安全问题与反思,展望国际水科学研究前沿与热点问题,介绍中国科学院在变化环境下的水循环、农业节水和水资源安全研究的阶段成果和近期研究行动计划,提出中国北方特别是华北地区的水文水资源科学研究与发展的几点建议。目的是研讨未来中国北方特别是华北地区水资源安全国家需求中的长远发展的前沿性问题。     

黄河流域水循环要素变化趋势分析

根据月降水、径流资料进行水循环要素分解,并应用Mann-Kendall方法分析了7个主要的水循环要素的变化趋势。分析表明:对于兰州控制断面而言,地表径流有明显的减少趋势,而其它水循环要素变化的趋势并不十分明显。但是,对于花园口控制断面而言,天然径流、地表径流和地下径流减少的趋势十分明显,而降水、蒸散发、壤中流和土壤水分通量也都呈减少趋势,但变化并不突出。进一步的研究表明了用水量的增加、降水减少以及径流系数减小与黄河流域水循环变化的关系。水循环是水资源科学评价与合理开发利用基本依据,黄河流域地处半干旱地区水循环具有垂向运动的特征,蒸发旺盛。因此,对黄河流域来说,应从其水循环的特征,考虑用水结构的调整。     

气候变化对秦皇岛地区降水量影响分析

以秦皇岛市为例,研究了气候变暖对地表降水量的影响.通过对51年来秦皇岛市气候、降水材料的分析得出结论:秦皇岛市近年来明显变暖,年平均气温上升约2℃,同时气候变干,降水量减少18.3%;气候变化会引起水循环的变化及水资源在时空上的重新分布以及水资源总量的改变,对流域内的水资源量影响十分显著.     

水资源负债刍议

随着经济社会的快速发展,自然资源消耗不断加剧,由此造成的环境损害、生态退化趋势日益严峻,人类社会对生态环境的欠账已成为不争的事实。如何界定和量化这种欠账,并将其纳入经济社会发展评价体系,值得研究。基于经济学、会计学、统计学资产负债表基本理论,论文针对具有可再生性、随机性和流动性特点的水资源,探讨了水资源负债是否存在、水资源资产与负债如何界定、以及水资源资产负债核算思路等。通过总结国内外以往与自然资源负债和水资源负债相关的研究成果,厘清水资产、水资源资产、负债、金融负债、环境负债等基本内涵,研究认为：1）广义的水资源负债是指人类经济活动会对水资源数量、水环境质量和水生态系统带来不利影响,包括水资源的过度消耗造成对水循环过程及水资源可再生能力的损害、向天然水体的过度排放造成水环境容量的降低、生态用水的过度挤占造成水生态系统服务功能的减少;2）狭义的水资源负债是指当经济体过度使用和消耗水资源时,形成的经济体和环境之间关于水资源的债权债务关系,是一种已经发生的并在涉水活动中形成的、针对水循环过程及其可再生能力损害需承担的补偿、恢复或修复的现时义务;3）水资源负债可以通过引入环境作为虚拟主体、明确水资源资产和经济体的水资源权益加以确认,将水资源权益作为判定水资源负债形成的临界点。研究结论使水资源资产负债表编制成为可能,也可供其他自然资源在相关资产负债表中核算负债项提供借鉴和参考。     

煤矿矿井水资源化与循环经济

运用循环经济原理，讨论了不同类型矿井水的处理、回用和存在的问题，对国内煤矿矿井水资源化进行了环境代价可行性分析。矿井水循环利用有利于解决我国矿区水污染与水资源短缺问题，具有广阔的应用前景。     

黄河流域分布式水文模型开发和验证

研究目的是开发和验证大流域分布式水文模型,为黄河流域水资源评价和演化规律分析服务。在综合了分布式水文模型和陆面过程模型各自优点的基础上,开发出模拟对象为“天然-人工”二元水循环系统的WEP-L模型。该模型以“子流域内等高带”为计算单元,并用“马赛克”法考虑计算单元内土地覆被的多样性,避免了采用过粗网格单元产生的模拟失真问题。针对各水循环要素过程时间尺度不同的特点,计算时采用了1h至1d的“变时间步长”,既合理表述了水循环动力学机制又提高了计算效率。将全黄河流域划分为具有空间拓扑关系的8485个子流域和38720个等高带,采用45年(1956～2000年)水文气象系列数据及相应下垫面条件进行了模拟计算,并根据黄河流域主要水文站逐月和逐日径流系列进行了模型校验。验证结果表明,所构建的模型具有较高模拟精度,可应用于黄河流域二元水循环过程模拟和水资源演变规律分析。     

循环水处理剂在实际生产中的应用研究

近几年,由于社会经济的发展与工业的进步,对能源的需求量逐渐增加,尤其是对水资源的需求量越来越高,无论生活还是生产都与水资源有着直接的关系,这就要求提高节水的意识,在实际的工业生产中对水资源进行循环利用。本文主要对循环水处理剂进行研究,并分析水循环处理剂在实际生产过程中的应用。     

唐山市矿井疏干水的资源化利用

唐山市矿井疏干水量约1.5×108m3,大部分作为废水外排,不仅加剧了水资源的紧张局面,而且也污染了水环境.本文介绍了唐山市矿井水资源的状况,提出综合利用矿井水资源的必要性,对矿井疏干水补给来源、涌水量、水质特征和开发利用现状进行分析,估算了矿井疏干水可利用量和利用效益,提出了实现矿井疏干水资源化利用的有效措施.矿井水循环利用有利于解决中国矿区水污染与水资源短缺问题,具有广阔的应用前景.     

水资源安全的度量:水资源承载力的研究与挑战

水资源承载力是对水资源安全的一个基本度量,研究水资源承载力对于认识和建设水资源安全保障体系具有重要意义。基于水资源承载力的定义和水资源承载力系统关系,论文给出了水资源承载力的度量与计算方法,包括可利用水资源量、水资源需求量的计算,流域水资源承载力平衡指数、水资源承载力分量的测度等。西北干旱区是我国水资源极为短缺的地区,因此,论文就西北干旱区水资源承载力综合研究的一些关键问题,如变化环境下的流域水循环模拟研究、生态需水研究等进行了重点讨论,并认为水资源承载力的进一步研究应加强水文基础与水资源、社会经济学科的综合研究,促进RS、GIS等信息技术和现有模型方法的结合,并重视区域差异研究。     

基于SWAT-WEAP联合模型的西辽河支流水资源脆弱性研究

气候变化与人类活动对水循环及水资源安全的影响是近代水科学面临的主要科学问题。以西辽河支流老哈河流域为研究区,探索了一种水文模型耦合方法(SWAT-WEAP),以水短缺量为指标,同等考虑水资源供给端与需求端,对气候变化与不同人类利用情景下水资源系统脆弱性进行定量分析,结果表明:①暖干化气候情景比暖湿化气候情景明显加剧了老哈河流域水资源系统的脆弱性,降水减少10%导致的水短缺量比降水导致10%所缓解的短缺量要多31.17%;②气候变化对流域农业灌溉用水影响最大,对城乡生活用水和工业用水影响相对很小;③老哈河流域水资源系统脆弱性的主要驱动力之一源自农业不合理灌溉,发展畜牧业、 改变种植结构与高效节水灌溉是缓解水短缺、 降低水资源系统脆弱性最为有效的措施,也是应对气候变化最为有效的方式;④基于供水端的措施(如水库)在暖干化气候时由于水资源供给来源受限,其缓解作用有所减弱。     

中国东北区水资源量天然可再生能力分异及其对土地利用变化的响应

从水循环的角度对水资源的可再生能力进行表征 ,并在GIS技术支持下 ,对中国东北区天然水资源量可再生能力时空分异进行了系统剖析 ;并结合东北区 1986～2000年间的土地利用变化 ,揭示了东北区天然水资源可再生能力分异对土地利用变化的响应 .1956～2001年间 ,东北区多年平均水资源量为 1991.52亿m³,具有显著的时空变化特征 ;且水资源变化具有33a、11a和 4a周期 .1980～2001年间 ,东北区水资源可再生能力呈现出下降趋势 ,下降幅度和年际间的变化强度具有显著的空间分异特征 .水资源可再生能力与土地利用的耦合变化表明 ,需在分布式生态 水文机理剖析的基础上 ,对中国东北区的土地利用格局进行科学调整 ,以使得在人类活动剧烈干扰的环境背景下 ,水资源的可再生能力仍能维持在一个较高的水平上 .