新疆水资源对气候变化的响应

由绿洲及其所在荒漠盆地平原与周边山地共同组成的新疆地域系统,是我国西北干旱区的主要构成部分。高山与盆地相间的地貌特点,形成了干旱区内独具一格的水循环系统,构成了没有水力联系的内陆河大小流域。水资源在流域水循环过程中形成和转化,以河流为纽带把山地、盆地平原、绿洲和荒漠系统联系起来。由于荒漠盆地平原系统很难产生径流,从山地进入荒漠盆地平原的河流就成为主要的水资源。它不仅是生态与环境的控制因素,同时还是社会经济发展的物质基础。20世纪80年代后期,新疆降水增加20%～30%,河川径流普遍增大,湖泊水位明显升高,湖水面积不断扩大,地下水位逐渐回升。对水资源变化、气温上升、降水显著增多诸因素进行综合分析,说明在全球气候背景下,区域气候和水文变化朝着有利于新疆社会经济发展方面演变,预测这种趋势将持续到21世纪前20年。     

自然资源合理开发与保护

我国石油勘探开发活动对湿地的影响,大体可分为直接和间接两类。直接影响主要由污染物排放、机械和人类活动对野生动植物的影响、油田设施占用地面、围湖或围海等构成。间接影响主要指影响湿地的水文条件及油气田开发带动其它资源的开发和当地经济的发展。为了减少油气田开发对湿地不利的影响,编制了《中国石油天然气总公司湿地保护行动计划》,建立了湿地保护的专门管理机构,并进而采取了一系列保护措施。参3X37 9801994西北干旱区内陆河流域水资源系统与生态环境问题/马金珠(兰州大学地质系).二//干旱区资源与环境/中国自然资源学会干旱半…     

中国西北干旱区的地下水资源及其特征

分析了中国西北干旱区自然地理环境、水资源形成和分布及其利用状况,重点讨论了该区地下水资源分布的地区差异与赋存特征。该区平原地下水资源是山区水资源(包括降水和雪冰融水)在平原区内的转化;山区水资源是内陆河流和平原地下水的惟一补给来源;盆地平原地下水和地表水构成一个统一的水资源系统、独立的水文单元和完整的水生态体系。充分了解干旱区降水-地表水-地下水资源链的特征,正确认识干旱区“三水”转化自然规律,合理利用“三水”,对该区域社会经济持续发展具有重要意义。     

土地利用/覆被变化的水文效应研究进展

随着社会的不断进步和人口的迅速膨胀,土地利用/覆被变化对水文过程产生了重大影响,其研究已经成为国际热点问题和前沿领域。论文首先分析了LUCC水文效应的研究方法,然后从土地利用/覆被变化的驱动力方面:造林与毁林、城市化过程与农业开发活动以及水土保持等,概述了LUCC水文效应的研究进展。综合分析表明:关于城市化过程的水文影响研究,一般认为,在城市化快速发展的驱动下,不透水面积大量增加,改变了水量平衡状况,造成入渗减少,洪峰流量增大,但不同地区城市化发展程度的不同使得水文效应的表现也不相同;水土保持水文效应的研究一般认为,水土保持通过植树造林、种草、修建梯田、淤地坝等措施,使得区域/流域下垫面覆盖状况发生了很大的改变,造成年径流和洪峰流量减少,而使入渗和枯季径流增加,但因地理位置和气象条件等方面的差异,不同地区水土保持产生的水文影响也有所差别;造林与毁林、农业开发活动对水文过程的影响则因研究尺度、区域位置、气象条件、研究对象等因素的影响出现了较大的差异。因此,需考虑多方面因素的影响,正确评价土地利用/覆被变化的水文效应,为水土资源的合理配置和可持续利用提供科学依据。     

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。     

干旱区城市水资源开发与环境保护

水资源是干旱区生态环境中最活跃的因子，城市是自然系统与人工系统耦合成的大系统，也是地下水高度集中开发的地区。地下水是干旱区城市的主要供水水源。文章从内蒙古自治区城市水资源供需现状出发，阐述了城市水资源开发带来的环境问题，重点探讨了城市地下水超采对周边地区环境的影响。最后提出了城市水资源开发与环境保护对策措施。     

基于SWAT模型定量分析自然因素与人为因素对水文系统的影响——以漳卫南运河流域为例

“干旱”是由大尺度的气候变化所引起的水分亏缺现象,“水资源短缺”则是因人类长期对水资源不可持续利用引起的水资源亏缺现象。前者无法被水资源管理系统规避,后者则受水资源管理方针政策的影响。然而,通常一个地区由干旱与水资源短缺引起的水分亏缺经常同时发生而且难以区分。因此,论文提出了一种可以定量区分自然因素（干旱）和人为因素（水资源短缺）对水文系统影响的框架,并以漳卫南运河流域为研究对象,利用SWAT模型模拟结果（无人为影响情景下）和观测数据（自然因素和人为因素共同作用结果）,对研究区1976—1995年的日径流量序列进行了初步对比和差异性分析。结果表明：1）经率定和验证的SWAT模型能够有效模拟漳卫南运河流域的径流过程;2）无论是丰水年还是枯水年,水资源短缺现象均导致了夏季径流洪峰时期的消失;3）人为因素是引起漳卫南运河流域水文系统发生变化的主要原因,并且人为因素影响造成的径流损失量是自然因素造成径流损失量的4倍。论文提出的框架可以定量化分析自然因素和人为因素对水文系统的相对影响,有助于水资源管理者制定适应干旱与水资源短缺状况的管理政策。     

基于土壤系统结构的喀斯特流域水文干旱分析——以贵州省为例

干旱是全球性普遍发生的一种自然现象,而喀斯特流域水文干旱不能简单归因于“气候异常、降水量减少”。论文将利用面向对象分类技术,提取土壤类型、土壤相对覆盖度、土壤相对粗糙度、土壤相对湿度的遥感信息;从土壤系统结构与土壤系统功能的关系角度,分析土壤单因素单因子、单因素双因子耦合以及多因素耦合对流域水文干旱影响。研究表明:①土壤单因素单因子对流域水文干旱影响,即是土壤通道对降雨的土壤径流影响的体现;②土壤单因素双因子耦合对流域水文干旱影响,取决于其单因子对流域水文干旱影响的程度;③土壤多因素耦合对流域水文干旱影响,即是土壤通道耦合对降雨的土壤径流影响的综合体现。因此,通过论文的研究,从土壤系统结构的角度,揭示了流域水文干旱的驱动机制,为喀斯特地区水资源的利用提供了理论基础。     

基于SWAT模型定量分析自然因素与人为因素对水文系统的影响——以漳卫南运河流域为例

"干旱"是由大尺度的气候变化所引起的水分亏缺现象,"水资源短缺"则是因人类长期对水资源不可持续利用引起的水资源亏缺现象。前者无法被水资源管理系统规避,后者则受水资源管理方针政策的影响。然而,通常一个地区由干旱与水资源短缺引起的水分亏缺经常同时发生而且难以区分。因此,论文提出了一种可以定量区分自然因素(干旱)和人为因素(水资源短缺)对水文系统影响的框架,并以漳卫南运河流域为研究对象,利用SWAT模型模拟结果(无人为影响情景下)和观测数据(自然因素和人为因素共同作用结果),对研究区1976—1995年的日径流量序列进行了初步对比和差异性分析。结果表明:1)经率定和验证的SWAT模型能够有效模拟漳卫南运河流域的径流过程;2)无论是丰水年还是枯水年,水资源短缺现象均导致了夏季径流洪峰时期的消失;3)人为因素是引起漳卫南运河流域水文系统发生变化的主要原因,并且人为因素影响造成的径流损失量是自然因素造成径流损失量的4倍。论文提出的框架可以定量化分析自然因素和人为因素对水文系统的相对影响,有助于水资源管理者制定适应干旱与水资源短缺状况的管理政策。     

世界山地:21世纪脆弱的"水塔"

山地作为"天然水塔"在周围低地的生存和发展中扮演者重要的角色.对于世界上的很多干旱和半干早地区更是如此,因为那里的山区来水可以占到径流总量的50%～90%.然而在这些水资源日益紧缺(特别是农业用水紧缺)的地区,利用我们现有的山区水文方面的知识来进行可持续的水资源管理与脆弱性评价仍面临着很大的困难.IPCC报告中指出,如果大气中的CO2增加1倍,那么全球增温幅度最大的地区将会包括从北极和亚北极的低海拔地区到热带亚热带的高山区的广大区域.计划中的GCOS气候站点并未达到这样的高度,尽管这里温度变化较大,拥有许多生态系统敏感而脆弱的高峰.全球范围内,山区居民超过了7亿,其中有6.25亿是在发展中国家.而这6.25亿人中约有一半人,当食物供给没有保障时是非常脆弱的,其后果可能会是向外移民或者对山地生态系统进行过度开发.而这些生态系统的过度开发最终会对自然环境,特别是水资源,产生负面的效应.迫切需要开展一些新的研究项目,建立高山观测站点,以深入了解各种正在发生的自然过程和人文过程及其对相邻低地所产生的影响.     

日本污水处理与再生利用现状分析

对日本水资源赋存状况、供水用水状况和污水处理与再生利用状况进行了系统梳理和分析。日本水资源总体较为充沛,但关东沿海、北九州和东海等地区严重缺水。近年来(2014—2018年)日本年人均综合用水量稳定在630 m³左右,约是中国的1.5倍;2018年,全国年污水处理总量约为146.4亿m³,平均污水处理成本为143.3日元/m³。日本的再生水利用总量约为2亿m³/a,再生水利用率约为1.5%。大型城市如东京等城市集中式再生水利用率为3.2%,显著高于全国平均水平。日本的再生水利用途径广泛,再生水分类统计工作细致且全面,针对冲厕、景观环境、融雪等9种用途进行分别统计可知：再生水的主要用途为补充地表水用水、观赏性景观环境用水和融雪用水,约占再生水利用总量的78.0%。日本在污水处理与再生利用信息统计、收集、分类等方面的经验和方法可为我国再生水利用规范化管理和发展提供重要参考。     

西北干旱区水资源开发利用潜力分析

通过对西北干旱区农业、工业和城镇生活节水途径的分析,定量计算了2020水平年的节水潜力;根据工业和城镇用水情况,定量描述了远景污水处理回用水量;以水资源可利用量作为潜在能力,从水利工程对水资源实际调控角度,进行地表水和地下水可供水量预测,给出了定量分析结果。认识到:要在整体上维持西北干旱区生态环境现状并使局部区域有所改善,南水北调西线工程远景向黄河中上游补水,并通过换水支持河西走廊的经济发展和生态建设是必要的。     

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。     

天津生态城水系统构建与海绵建设技术研究及实践

围绕天津生态城高标准水系统建设目标,分析不同发展阶段的水环境问题与技术需求,全方位开展水系统及海绵城市规划、建设与管理技术研究,创新形成了统筹所有涉水设施的生态城市新型水系统规划模式、耦合大水系构建与全过程灰绿蓝结合的海绵城市规划策略,研发了非常规水多源多功能净化处理技术、景观水体水质保持与生态修复技术、盐碱区域生物滞留设施雨水径流污染控制技术、盐碱影响下的雨水调蓄与利用技术、基于盐渍土改良和耐盐植物群落构建的景观生态改善技术,建立了融合水动力-水质耦合模型、多水源补水优化调度模型和内涝模型的天津生态城水系统智能化管理平台。该技术成果在天津生态城水系统和海绵城市规划、建设与管理中得到应用,实现非常规水利用率超50%、水体水质达GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类,年径流总量控制率>80%,径流污染削减率>65%(以SS计),年雨水资源化利用总量达30余万m3,优化了水资源结构并提高了水资源利用效率,全面改善了天津生态城水环境质量,提升了涉水设施动态联动联控的协同管理水平,为同类型地区水系统和海绵城市高标准建设提供了参考和借鉴。     

长白山区地下水资源评价与合理利用

美丽富饶的长白山是一座巨大的自然资源宝库,是自然环境和生态系统都比较完整的自然综合体,1980年加入了国际生物圈保护网,被列为世界自然保留地,但至今长白山区还是一个半开发区,合理开发利用长白山区地下水资源,对长白山区经济建设和自然资源保护,将产生重要作用和影响。     

民勤盆地沙漠化、贫困化与水资源开发利用

以3S技术与PR A工具,通过对民勤盆地水资源状况的变化与沙漠化、贫困化发生发展规律对比研究,表明自然条件恶劣、基础设施弱是沙漠化、贫困化产生的内在因素,而人类活动则是强大的驱动力。石羊河流域武威盆地不合理的水资源利用造成进入民勤盆地水量日益减少,从20世纪50-70年代的4×108～6×108m 3下降到目前的0.5×108m 3,民勤盆地内大规模开采地下水导致水位下降达30m,同时造成地下水水质恶化、植被退化与沙漠化。沙漠化导致了贫困,贫困反过来加剧沙漠化,两者不断恶性循环。为此,要加强流域内水资源管理,严禁超采地下水;以“退耕还林,种草养畜”为出发点促进流域产业结构调整和节水;加大资金投入和科技扶贫,实现可持续发展。     

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。     

茅洲河流域地表水与地下水交互关系模拟和污染联合防治

在茅洲河流域地表水与地下水补排关系定性分析的基础上,建立SWAT和SWAT-LUD模型对流域水的循环转化过程进行数值模拟,定量计算地表水与地下水的交互量并估算污染贡献量。结果显示:2017年地下水排泄补给河水水量为1.6×108 m3,携带的NH₃-N、TP和COD总量分别为0.9×104,0.2×104,1.7×104 t,约占河流总污染指标的3%;地表水侧向补给地下水水量为1.0×106 m3,携带的NH₃-N、TP、COD量分别为11,1.1,510 t,约占地下水补给地表水污染指标总量的2%;洪水泛滥区河水入渗补给地下水水量为6.7×106 m3。基于以上研究,建议采取河道底泥清淤、建设交互带渗透式反应墙、河口建闸、交互带水污染预警与监测等工程措施对茅洲河流域地表水与地下水污染进行联合防治。     

新疆玛纳斯河流域水资源及水文循环二元分化研究

根据已有的分布式水文循环模型及水文监测资料统计分析得出,玛纳斯河流域绿洲引用水对2000m以上的山地暂无影响,但人工绿洲却在平原区水资源再生循环竞争中居于优势地位,人工补给已占总补给量的73.5%,人工开采已占总排泄量的41.78%,平原区水循环发生了以人工水循环为主导的二元分化。人工绿洲、天然绿洲、过渡带和荒漠间生态统一性出现无序化趋势,人工绿洲水分垂向循环加强,蒸发下渗量加大,而天然绿洲及过渡带水平方向径流通量减少,可利用生态水量大幅减少,造成绿洲-荒漠生态呈现出对抗趋势。     

中国2000年污水总量预测

目前我国可利用水资源约1.1亿米~3,人均占有水资源2700米~3,低于世界多数国家。据初步预测,2000年全国总取水量约为6300亿米~3,年均增长率约1.5％,供需矛盾日益突出。由于我国生产工艺、技术落后,排污系数高;治理费用不足,污水处理率低,约有83.4％的污水未经处理直接排入水体,致使许多江河、湖泊、地下水、近海海域受到不同程度的污染,且污染程度逐年加重;再加上我国经济、人口的迅速增长,管理方式落后,法制不健全,使我国的污水总量日益增长。据初步预测,当2000年工农业总产值翻两番时,全国污水总量达800亿米~3,约为1980年的2.8倍,年平均递增5.3％;工业废水排放量约600亿米~3;城市生活污水排放量约200亿米~3。在工业废水量预测中采用了产值系数法,工业行业统计法及系统动力学等方法、模型。在城市生活污水量预测中采用了人均系数法(全国平均法和南、北方分别统计法)及系统动力学等方法、模型。应用不同方法、模型得出的预测结果相互验证,对照分析,最后用系统分析的方法给出预测结果。中国2000年污水总量的预测成果为决策者制定全国范围内的宏观决策与控制对策提供了科学依据。