人工增雨（雪）的环境效应及评价方法

随着全球气候变暖,水资源短缺问题表现得日趋突出,实施人工增雨（雪）技术开发空中云水资源已引起人们的广泛关注,对人工增雨（雪）的环境效应及评价方法进行深入研究具有重要的理论意义与实践价值。从大气、土壤、水体等方面,对人工增雨（雪）所引起的环境效应进行阐述,并归纳总结了人工增雨（雪）的评价方法。包括物理学方法、天气学方法、统计分析方法和数值模拟方法等。旨在科学合理地开发空中云水资源,降低人工增雨（雪）的作业成本。     

基于PSR模型的乌鲁木齐人工增雨环境效应评价

随着全球气候变暖,干旱区水资源短缺问题表现得日趋突出,实施人工增雨技术开发空中云水资源已引起人们的广泛关注。基于PSR模型,从压力、状态、响应3个层面筛选出11项指标,构建乌鲁木齐人工增雨环境效应评价的指标体系,并建立了人工增雨环境效应评价的综合指数。运用AHP法确定各指标的权重,并对评价指标无量纲化处理,使人工增雨环境效应评价的结果具有可比性。在此模型指标的基础上对乌鲁木齐一次人工增雨作业的环境效应进行了初步量化。结果表明,增雨作业后环境效应综合指数为0.542,达到良好状态,与增雨前环境效应综合指数(0.316)相比有明显好转,这在一定程度上反映了此次人工增雨作业对改善区域生态环境起到积极作用。研究结果可增进对人工增雨环境效应的认识,为今后人工增雨作业的效益评估及资源可持续利用等提供科学依据。     

祁连山空中云水资源开发利用效益预测与评估

利用社会效益、经济效益和生态效益3 个方面25 项指标, 建立了空中云水资源开发利用综 合效益的评价体系。同时对祁连山区人工增雨对径流的影响作了预估, 在此基础上, 对祁连山云水 资源开发利用后山前走廊各流域水资源状况及社会经济状况进行了合理的预测。最后, 选用其中 11 项指标, 并运用层次分析法对祁连山空中云水资源开发利用效益进行了评价。结果表明: 祁连山 空中云水资源开发利用对山前走廊的社会、经济、生态等效益均显著增加, 祁连山区通过人工增雨, 降水增加10%时, 河西地区综合效益将提高5.3%, 降水增加20%时, 综合效益提高12.5%。     

义乌市人工增雨的经济价值估算

正确地评价人工增雨作业的经济价值可为管理部门今后开展人工增雨工作提供决策依据。在对2007年义乌市人工增雨经济价值的估算中,提出从水资源经济价值的角度,采用效益分摊系数法来测算人工增雨中增加的地表水资源的经济价值。通过估算结果,并由静态经济分析计算得出其经济价值费用比为562:1,净收益为8244×10⁴元。因此,在伏旱季节对义乌市进行人工增雨的效果良好。     

典型河套气旋影响下的人工增雨天气过程分析

利用Micaps实时资料、T639数值预报资料、MM5中尺度数值预报资料,对2012年3月4-6日期间辽宁地区发生的大范围雨雪天气的天气形势、云宏观和云微观物理量场进行了再分析,探讨并总结了人工增雨作业条件。结果表明:该次春季大范围雨雪天气是高空冷涡底部分裂的高空槽结合地面河套气旋共同影响的;水汽条件及水汽输送条件是判断降水强度及人工增雨潜力的重要条件;立体分析宏观及云微观物理量场是确定人工增雨作业时间和部位的必要条件。该研究结果为今后类似的河套气旋或河套倒槽的降水天气系统提供人工增雨经验。     

新疆玛纳斯河流域农业水资源可利用潜力分析

结合新疆玛纳斯河流域水文水资源、种植结构和节水技术发展等资料,从开源、节流两方面对流域近期(至2010年)、中远期(2010-2030年)农业水资源极限潜力、可挖掘潜力进行了估算。结果表明,就目前水资源的利用水平和开发趋势,玛纳斯河流域未来农业水资源的主要利用途径是开源与节流相结合,以节流为主。全流域尚有的农业灌溉水资源极限潜力为10.75×10⁸m³,近期农业水资源可挖掘潜力为2.13×10⁸m³,其中开源增水潜力0.40×10⁸m³,占18.8%,节流增水潜力1.73×10⁸m³,占81.2%;中远期农业水资源可挖掘潜力5.33×10⁸m³,其中开源增水潜力1.12×10⁸m³,占21.0%,节流增水潜力4.21×10⁸m³,占79.0%。该研究对区域制订节水灌溉规划及水资源系统优化配置具有重要参考价值。     

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。     

基于Aqua卫星总云量资料分析山区云水资源

采用NASA地球观测系统(EOS) "云与地球辐射能量系统(CERES)"2002-12至2007-12的CERES SSF Aqua MODIS Edition 1B/2B/2C云资料,选取新疆阿尔泰山、天山和昆仑山三大山区,通过分析总云量的多年平均空间分布、季节变化以及年变化特征,考察了新疆山区云水资源情况。结果表明,多年平均的阿尔泰山、天山和昆仑山总云量区域平均值为43.47%、44.91%和52.72%,其云水资源有较大开发潜力。其中昆仑山的云资源最丰富,但其自然转化为降水的效率较低,可以通过人工增水提高其转化率。三大山区总云量呈明显的季节变化和年变化,变化规律各有特点。     

增雨和氮添加对内蒙古草原土壤氮矿化潜力的影响

论文以内蒙古克氏针茅草原为研究对象,通过设置不同降雨强度的等量增雨和氮添加实验,研究温带草原土壤氮矿化潜力对不同增雨模式的响应以及氮添加对这种响应的影响。两个增雨处理分别是在6月和7月共增加60 mm降水和自然降雨。增雨方式是单次降雨强度分别为每次2、5、10、20、30 mm,对应的频率分别为每隔2、5、10、20和30 d一次。两个氮添加处理分别是10 g N·m^-1·a^-1和无氮添加。处理2 a后于8月采集各处理原状土样,在20 ℃和60%田间持水量下进行4周的室内培养实验,测定土壤无机氮含量,计算氮矿化潜力。结果表明：1）总体上,增雨对土壤无机氮含量和氮矿化潜力没有显著影响,但不同的增雨方式对土壤氮矿化潜力影响不同,高强度低频率的增雨有利于提高土壤氮矿化潜力;2）氮添加增加了土壤无机氮含量和氮矿化潜力,与对照相比分别提高了256%和29%;3）氮添加后,每次5 mm的低强度高频率的增雨方式显著提高了土壤氮矿化潜力。这说明,未来增雨模式的短期改变不会影响土壤供氮能力,而氮沉降则能够改变土壤供氮能力对降雨模式的响应。     

我国城市水资源的合理利用的案例分析

<正>目前我国大部分城市都存在水污染和水资源短缺的双重问题,应该受到社会的高度重视,采用有效的方法促进水资源的合理利用。图1为中国推进南水北调工程建设。我国南涝北旱,南水北调工程通过跨流域的水资源合理配置,大大缓解我国北方水资源严重短缺问题,促进南北方经济、资源、环境等的协调发展。南水北调工程能够很好地缓解我国城市水资源利用不合理的情况,完善水资源配置新格局,为水资源长久稳定的开发利用提供支持。并针对水资源开发利用率低的问题,提出相应对策:①积极鼓励将符合标准的中水用于城市杂用、景观用水、     

开都河灌区灌溉引水对博斯腾湖面积影响的定量分析

开都河是注入博斯腾湖的最大河流,1958～2002年间平均入湖水量达23.62×10⁸m³,占博斯腾湖总补给量的80%以上。1958年以来开都河灌区灌溉引水量维持在8.17×10⁸m³～13.18×10⁸m³之间,其中20世纪60年代灌溉引水量平均为10.14×10⁸m³/a,占开都河径流量的31.1%;70年代引水量上升到12.15×10⁸m³/a,为开都河径流量的36.5%;80年代引水量下降到11.29×10⁸m³/a,但引水量仍占开都河径流量的36.5%;90年代灌溉引水量进一步降至9.85×10⁸m³/a,仅占径流量的27.1%。通过水量平衡分析和相关回归计算,得出开都河灌区灌溉引水对博斯腾湖面积影响的数值:20世纪60年代平均值为62.4km²;70年代平均值为80.8km²;80年代、90年代分别为90.4km²、76.7km²,2000年以来平均仅为41.3km²。由此可见,45年来开都河灌区灌溉引水对博斯腾湖面积的影响经历了弱→强→弱的变化过程。     

黄土高原国土整治中几个问题的探讨

本文讨论了四个问题。第一,黄土高原的面积为 39.1×10⁴km²,不是 56×10⁴或43×10⁴km²,其中黄河中游黄土高原的面积是 31.9×10⁴km²。第二,应将黄土高原的治理和开发紧密结合,在治理中搞开发,以开发促治理。片面地强调二者中之一,都是不正确的。第三,首先要努力防止水的流失以减少土的流失,保水的方法又主要是改土,提高土的蓄水能力。第四,1971年至1983年黄河泥沙较前减少了36％,其中水土保持的减沙量占48％,由此证明“水土保持是治黄基础”的观点是正确的。     

黄河流域可供水量究竟有多少?

摘要:黄河是我国水资源最紧张的河流之一,但关于黄河流域可供水量,几个很权威的文献却差别很大,高的达到692×10⁸m³,低的低到580×10⁸m³。而20世纪90年代又出现了黄河流域天然径流大为减少的情况,平水年份下河川天然径流量比多年平均减少110×10⁸m³。所以,黄河流域的可供水量究竟有多少是急迫需要弄清的问题,因为它关系到黄河流域的水资源可持续利用战略决策。论文的研究结论是:在2010年水平年,在平水年条件下,黄河流域的可供水量只有550×10⁸～560×10⁸m³,其中地表水390×10⁸～400×10⁸m³,地下水160×10⁸m³。所以,黄河流域的可供水量比原来估算的最低数580×10⁸m³还低20×10⁸～30×10⁸m³,而比原来估计的最高数692×10⁸m³要低20%,差140×10⁸m³。这就给黄河流域的水资源供需平衡对策提出了更严峻的问题。     

西北地区水资源数量、质量及其分布规律

运用40年降雨、蒸发、径流的同步资料,计算了西北地区的降水总量为7981.9×10⁸m³,地表水资源总量为2164.8×10⁸m³;地下水资源量为1034.6×10⁸m³,扣除重复量后的水资源总量为2304.4×10⁸m³。分析了水资源的地区分布及年内、年际变化规律,评价了西北地区水资源质量,并总结了西北内陆河区径流主要形成于山区,散失于山前平原盆地等水资源六大特点。     

低空分层降水和云水同步釆集系统的开发和应用

笔者自行开发并研制了低空(＜1 km)分层降水和云水采集系统,该系统成功地应用于福建省厦门市和贵州省贵阳市酸性降水来源和成因的研究中,取得了显著的成果,为探讨酸性降水来源和成因提供了有效的技术手段和支持。该系统可以在一定程度上代替航空测量,目前国内外的类似研究中没有使用该系统进行样品采集的先例,因此该系统的开发填补了国内外相关研究领域的空白。      

黄土高原地区森林植被生态需水研究

水土流失是黄土高原面临的主要生态问题,而退耕还林还草、恢复植被是治理水土流失、改善生态环境的必然选择.但黄土高原位于干旱半干旱地区,水资源匮乏是影响该地区植被生态建设的根本因子.因此,植被生态需水研究对于该地区的生态环境建设具有极其重要的意义.本文根据最新遥感图像资料,在GIS支持下,计算了黄土高原地区现有林地生长季的最小生态需水量和适宜生态需水量,其结果分别为262.49×10⁸ m³和421.34×10⁸ m³.除去降雨对林地耗水的补给外,以最小生态需水量为标准,则黄土高原地区在生长季发生水分亏缺的林地面积为7 639.09 km²,占现有林地总面积的9.1%,亏缺水量为4.77×10⁸ m³;以适宜生态需水量为标准,则有57.7%的现有林地在生长季中发生水分亏缺,亏缺水量为58.55×10⁸ m³.     

中国地下水资源的区域特征与初步评价

我国疆域辽阔,陆地总面积960万平方公里（960×10⁴km²）各地区的自然条件与水文地质条件互不相同,如南方与北方就存在显著差异。为了查明各地区域水文地质条件与地下水分布情况,在地质矿产部统一领导下,从五十年代开始,就有计划地在全国范围内开展了区域水文地质普查,到目前为止,全国除青藏高原与部分高山、沙漠等困难地区外,2/3以上的地区,都已完成区域性调查。     

现代黄河三角洲上部冲积平原降水入渗补给量研究

大气降水是黄河三角洲地区浅层地下水的主要补给来源。确定降水入渗补给量是地下水资源可持续利用的基础。论文选择现代黄河三角洲上部冲积平原的典型地貌单元安装自记水位计,获得了2004年30 min一次的浅层地下水水位动态数据。结合日降水量资料,应用地下水位动态法,在Matlab中编程计算了2004年次降水入渗补给系数和年平均降水入渗补给系数,探讨了该系数时空变化的特点和主要影响因素,估算了降水补给浅层地下水的水量。主要结论如下:①研究区域内浅层地下水埋深主要在2 m以内变动,属于浅埋类型。②降雨特征决定了该区域次降水入渗补给系数的大小,地表渗透性决定该区域次降水入渗补给系数的时空变异。次降水入渗补给系数随着雨前地下水埋深的增加显示出增大的趋势。③研究区域平均年降水入渗补给系数为0.186。2004年降水补给浅层地下水总量为7.4×108m3,占当年黄河径流量的3.7%。     

黄河下游影响带地下水资源评价及合理开发利用

论文研究黄河下游影响带(河南段)地下水资源评价及合理开发利用问题。在概要介绍河南省黄河影响带水文地质条件基础上,运用FEFLOW建立研究区三维地下水流模型,计算出地下水多年平均补给资源28.35×10⁸m³/a和可开采资源量19.43×10⁸m³/a。重点阐述新增9个水源地的开采条件,并通过地下水模型预测新增133×10⁴m³/d开采量条件下,浅层地下水位最大降深小于20m,开采5～10年后地下水趋于稳定,新增开采量的62.58%来自黄河水的补给。研究表明,黄河对研究区地下水具有重要的补给作用,新增地下水开采量是有保证的。同时阐述了研究区地下水可持续开发利用的对策。