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。     

西北干旱区作物灌溉技术效率及影响因素

水资源短缺是制约西北干旱区可持续发展的硬约束,提高作物灌溉技术效率、压缩农业灌溉用水是缓解水资源供需矛盾的可能途径之一。基于2014年张掖市农户调研数据,采用DEA-Tobit模型,分析了黑河流域中段不同类型灌区作物灌溉技术效率及其影响因素。结果表明：（1）典型灌区主要作物灌溉技术效率均存在改进空间,节水潜力较大。在其他投入保持不变的情况下,如果典型灌区主要作物灌溉技术效率达到目前的最高水平,平原灌区生产同样产量的制种玉米和大田玉米,灌溉用水可分别减少34.47%和38.15%;北部荒漠灌区生产同样产量的棉花、制种西瓜和玉米套小麦,灌溉用水可分别减少48.42%、34.82%和22.99%;沿山灌区生产同样产量的小麦、马铃薯、大麦和大田玉米,灌溉用水可分别减少14.48%、30.75%、25.50%和35.96%。（2）不同灌区之间作物灌溉技术效率的变异系数与作物种植面积占比呈负向关系,同一灌区内部种植相同作物的农户生产管理水平存在明显差异。（3）农地细碎化程度和农户耕地面积扩大会降低作物灌溉技术效率,改善耕地质量能提高北部荒漠灌区作物灌溉技术效率,增加井水灌溉会提高平原灌区大田玉米和沿山灌区作物灌溉技术效率,灌溉次数与多数作物灌溉技术效率呈“倒U型”关系,而农户耕作需求及其对风险态度的影响需结合具体情况进行判断。合理确定种植规模、加快农地空间优化,因地制宜地改善耕地质量,完善水利设施、合理使用井灌、增强河水灌溉放水的灵活性,是提升黑河流域作物灌溉技术效率的主要途径。     

水资源短缺对北京农业的不利影响分析与对策

北京市农业水资源短缺状况十分严峻。针对水资源短缺对北京农业经济、农村生态环境和社会稳定产生的影响,进行了全面、深入的分析,认为北京市目前的用水政策会进一步加剧农业用水的紧张趋势。进而提出了诸如发展利用和推广节水农业技术、大力建设节水灌溉工程设施、调整种植结构、发展特色农业、适度发展污水灌溉、建设地下水应急备用水源、加速推广雨洪利用技术、实施人工增雨工程、加强农村水资源的宏观和微观管理等相应的对策和建议。     

干旱缺水地区缓解水危机的途径: 水资源需求管理的政策效应

水资源短缺是制约干旱区经济发展的瓶颈因素,缓解水资源供需矛盾必须引入水资源需求管理政策。基于市场机制的价格调整和基于行政管理的数量控制是水资源需求管理的两种重要手段。论文基于分布式水资源-经济模型,在用水需求零增长、用水结构升级调整的情景下,研究了水价调整和水量控制在抑制农业用水需求中的政策效应。结果表明,因现行灌溉水价过低,农户对水价上涨不敏感,水量控制比水价调整更加有效。如果要达到相同的节水效果,水价调整政策下农户收入损失比水量控制要更大。水价调整政策下农户收入损失由于成本上涨和作物结构转换导致,水量控制政策下农户收入损失主要是作物种植规模压缩所致,两种政策均需考虑一定的利益补偿。水价调整和水量控制都会导致种植结构转换,但对区域粮食安全影响不大,对经济作物的影响较大,水价上涨会减少用水量多的作物种植,水量控制会使作物种植结构由单方水效益低的作物转向单方水效益高的作物。     

集约化农区土地利用变化对水资源的影响——以河北省曲周县为例

根据曲周县统计资料和水利观测资料,分析了近30年来土地投入变化及其对粮食作物单产变化的贡献率,并对区域水资源平衡变化的情况进行了计算和分析。研究结果表明,作为集约化农区的曲周,30年来土地利用集约化程度不断提高,表现为土地的复种指数、化肥投入和灌溉率不断提高;播种作物面积单产的生产函数模拟表明,灌溉保障率的提高对作物播种面积单产的贡献率最大,达到了0.546;作物播种面积单产提高对水资源的高度依赖性,导致了对水资源的过度开采,使区域水资源失衡。这种趋势持续下去,将对区域的资源持续利用产生不利影响。要促进集约化农区水土资源的可持续利用,只有降低复种指数,减少耗水作物,特别是小麦的播种面积。     

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。     

通辽市污水排放现状调研及污灌的可行性分析

利用经过处理的污水进行农田灌溉,是缓解农业灌溉水资源短缺的重要战略之一。通过对通辽地区近年来污水排放情况,再生水灌溉现状以及用于再生水灌溉的水质进行调查和分析,提出了通辽市再生水灌溉农田的可行性,并进行了相关的经济效益和生态环境效益分析。     

山东禹城灌溉配水与调度的计算机辅助系统设计

山东禹城市水资源严重短缺，特别是黄河断流对工农业生产构成直接威胁。为缓解农业用水的供需矛盾，必须改进原有的灌溉用水管理模式，提高灌区管理水平。论文采用渠道概化模型和两级配水模型，讨论了充分来水条件下多种作物的灌溉用水管理模式，并提出灌溉配水与调度的计算机辅助系统的实现方案。这将会大大提高灌区的灌溉管理工作效率，并促进灌区的自动化管理水平。     

基于PSR与DCE综合模型的水资源短缺程度及变化趋势分析——以北京市为例

开展水资源的短缺程度及变化趋势研究是实施最严格水资源管理的基础支撑。以PSR和DCE综合模型为研究工具,构建了水资源短缺程度及变化趋势动态评价模型,并对北京市各行政区2003—2010年水资源短缺程度及变化趋势开展应用分析。研究结果表明,北京市的水资源短缺程度呈先加重再减缓又加重的波动变化,除市辖区、昌平区、密云县、延庆县的变化幅度较为明显,大多数行政区水资源短缺程度变化并不剧烈;房山区、顺义区、昌平区、怀柔区、平谷区、延庆县在2003—2010年水资源短缺程度变化速度综合情况为正值,即短缺程度呈现加重趋势;市辖区、通州区、大兴区、密云县在2003—2010年水资源短缺程度变化速度综合情况为负值,即水资源短缺程度呈现减轻趋势。     

基于PSR与DCE综合模型的水资源短缺程度及变化趋势分析——以北京市为例

开展水资源的短缺程度及变化趋势研究是实施最严格水资源管理的基础支撑。以PSR和DCE综合模型为研究工具,构建了水资源短缺程度及变化趋势动态评价模型,并对北京市各行政区2003—2010年水资源短缺程度及变化趋势开展应用分析。研究结果表明,北京市的水资源短缺程度呈先加重再减缓又加重的波动变化,除市辖区、昌平区、密云县、延庆县的变化幅度较为明显,大多数行政区水资源短缺程度变化并不剧烈;房山区、顺义区、昌平区、怀柔区、平谷区、延庆县在2003—2010年水资源短缺程度变化速度综合情况为正值,即短缺程度呈现加重趋势;市辖区、通州区、大兴区、密云县在2003—2010年水资源短缺程度变化速度综合情况为负值,即水资源短缺程度呈现减轻趋势。     

基于GIS的北京市妫水河流域水土流失的初步分析

基于ArcGIS空间分析平台和ERDAS空间建模平台,利用水土流失综合指数法,分别以坡度、植被覆盖度和土地利用类型为主要背景因子,分析了北京市妫水河流域水土流失的空间背景特征.结果表明,妫水河流域水土流失的空间背景特征是缓坡、低植被覆盖度和疏林灌草地,而这些特征正是妫水河流域山前洪冲积扇地区的主要特点,缓坡、低植被覆盖度(不考虑城市建成区)和疏林灌草地也主要集中在流域内山前洪冲积扇地区.并提出防治妫水河流域水土流失的有效措施.      

上海市臭氧污染的大气环流客观分型研究

利用T-mode主成分分析法(PCT)对上海2013—2017年3—10月925 hPa低层位势高度和全风速场进行大样本客观分型,总结了有利于和不利于促发上海地面臭氧污染的大气环流类型.发现有利于促发臭氧污染的环流形势都和副高有关,分别为副高控制(HC)和副高西北侧(HW),对应的臭氧超标率分别为68%和24.2%.前者的气象特点表现为辐射最强、温度最高有利于臭氧的光化学生成,臭氧浓度较弱副高形势平均偏高约50%;而后者以西向风为主,呈现明显的输送效应.相反不利于促发臭氧污染的环流类型都和低值系统相关,分别为低压北侧(LN)、低压东侧(LE)和低压西侧(LW),臭氧超标率均低于7%.其中LN影响下上海水平风速最大、扩散条件最好,不利于臭氧积聚;LE和LW影响下上海多云雨天气导致辐射降低,抑制了臭氧的光化学生成.     

银川市臭氧污染天气形势客观分型研究

采用T-mode主成分分析法（PCT）对银川2016—2020年4—9月850 hPa位势高度和全风速场进行客观天气分型,并利用后向轨迹聚类方法、潜在源贡献算法（PSCF）和浓度权重轨迹分析法（CWT）探讨臭氧易污染天气型的传输特征和潜在污染源区.结果表明,最有利于形成臭氧污染的天气类型为东高西低型,其次是低空均压场高空弱西北气流型,再次是低空均压场高空强西北气流和辐合场型,对应的臭氧超标率分别为37%、34%、27%和27%;不利于促发臭氧污染的天气类型有暖高底部型、西北气流控制型和高压后部型.东高西低型下,银川臭氧的主要输送路径为东南气流,潜在源区为四川北部、陕西西南部、甘肃东北部和宁夏东部;偏东气流和西北气流对低空均压场高空弱西北气流型下 臭氧浓度均有重要影响,此天气型下银川臭氧潜在源区主要分布在内蒙古西南部与宁夏西北部接壤地区及宁夏北部和东部;低空均压场高空强西北气流型下臭氧主要输送路径为北方气流,潜在源区为内蒙古中西部及宁夏中东部;东南偏东气流为辐合型天气型下银川臭氧的重要 输送路径.     

中国人口分布的水资源限制性与限制度研究

论文以人口分布的水资源限制性与限制度评价为核心,采用水资源承载指数和水资源限制度等模型,从全国、分省、分县等三个不同尺度,系统评价了2000 年和2010 年中国人口分布的水资源限制性与限制度,定量揭示了中国人口与水资源关系的地域格局与变化规律。结果表明:①1949-2010 年中国水资源承载力以水量盈余为主要特征,人水关系趋于紧张;从2000到2010 年,中国人口分布的水资源限制度由30.66 提升到35.25,中国人口分布的水资源限制度有所增强;②2000 年和2010 年,中国分省水资源承载力以水量盈余为主要特征,中国大部分省份人口分布的水资源限制度处于较低水平,但近10 a 水资源限制性大多有所增强;③2000 年和2010 年,中国约有3/4 左右的分县单元基本不受水资源限制,中国基于分县人口分布的水资源限制度整体较低,2010 年与2000 年相比,水资源限制性与限制度有所增强;④就空间分布来看,中国分省和分县水资源限制性与限制度整体呈现出北部强于南部、泛黄河流域强于长江流域的基本地理格局。     

水环境中微囊藻毒素研究进展

随着水体污染和富营养化进程的加剧,淡水水华暴发的频率和强度亦趋严重,笔者综述了有毒水华发生过程中释放的主要次级代谢物——微囊藻毒素的研究现状。该毒素是一类具有多种异构体的环状多肽物质。由于其毒性大、分布广、结构稳定,从而成为水环境中的潜在危害物质。对微囊藻毒素的产生、迁移及转化途径的研究已成为关注热点。微囊藻毒素作为安全性评价的风险因子,其分析方法主要有液相色谱和酶联免疫法等。为改善水源水质,逐步发展了包括物理、化学、生物等手段的控制方法。在总结国内外研究的基础上,根据我国实情,提出了微囊藻毒素在大型富营养化湖泊治理中的研究内容和方向。      

浅谈沈阳绿色生态城市建设

根据沈阳市的环境质量现状,利用生态学原理,阐述了创建生态城市是沈阳市经济环境持续发展的主要措施,并针对沈阳市的生态环境存在的问题,提出建议与措施。     

基于信访数据分析北京环境问题

分析了2006-2009年北京环境信访数据,结果显示：北京的环境信访主要集中在大气污染和噪声问题方面,两者分别占信访总量的60％和34％。大气污染包括工业废气、机动车尾气、锅炉烟尘、餐饮油烟、扬尘以及异味等。噪声问题主要是社会生活噪声、工业噪声、施工噪声以及交通噪声等。环境信访量的区域分布与污染源的数量以及人口密度相关。北京城市功能拓展区占全市环境信访的一半以上,发展新区和城市核心区比例分别为26％和13％,生态涵养区仅占4％。从区县分布来看,朝阳区和丰台区比例最高,分别占全市的20％和17％;远郊区县比例相对较低,延庆县不足1％。不同季节污染源排放强度及居民生活规律的差异造成北京环境信访量夏季高、冬季低,8月份信访量是2月份的5倍。奥运前,北京环境信访量不断攀升,其后有所回落,但近几年集中信访突出．     

基于MAPGIS分析多煤层开采对上覆含水层的影响

在采煤活动中没有对地下水采取科学、合理、有效的保护措施,导致中国各地区地下水资源受到了不同程度的影响和破坏。以山西峙峰山煤矿环境影响评价为例,在多煤层同时开采时,运用地下水非稳定流解析法预测煤矿开采对地下水水位的影响。根据采区划分,将井田周边进行网格化剖分,使用MAPGIS软件将网格节点进行坐标属性化,导出各节点的坐标值,计算各节点到各采区中心的距离,采用地下水非稳定流公式计算出水位降深值。通过MAPGIS软件属性连接功能将计算好的降深值附加到节点中,通过软件的数字地形分析功能绘制出不同开采年的降深等值线图。可用于评价煤矿不同开采时段周边地下水水位的下降情况,为地下水资源的保护提供科学依据。     

平顶山矿区土地塌陷影响与整治

煤炭开采过程中，开发利用了地下煤炭资源，但影响了地表土地资源的利用。如何治理受到破坏的土地，使得经济、社会、环境三效益统一是我们亟待解决的问题。     

基于可公度方法的云南地区地震趋势研究

在对云南地区地震活动历史数据统计基础上,应用三元、四元、五元可公度法,蝴蝶结构图分别预测云南地区未来数年地震趋势,理论计算结果表明:该研究区域2017年前后强震信号比较强烈,有可能发生较大震级的地震,空间趋势位于东经101.5°以东。该研究可为今后云南地区地震趋势研究提供参考。