基于用水总量控制的水资源承载能力分析研究——以赣江袁河流域为例

通过界定水资源承载能力的概念和内涵，提出基于总量控制条件下人口 经济 水资源三者系统协调耦合的水资源承载能力分析计算方法，分别采用产业结构调整和水资源优化配置模型等措施，以赣江袁河流域水资源承载能力分析计算进行例证。研究结果表明：在用水总量控制、保障社会发展水平和人均GDP水平条件下，（1）优化后行业用水定额下降，流域需水总量减少，水资源利用效率提高，目标年2015年和2030年流域需水量调整后较调整前分别减少036亿m3、090亿m3，较调整前下降了23%和53%；（2）对于不同目标年，优化后用水区域可承载GDP和承载人口有所增加，2015年和2030年全流域可承载GDP分别增加2649亿元和15191亿元，全流域可承载人口分别增加773万人和1874万人     

山东省水资源利用研究

山东省水资源可利用形势严峻,2002-2008年水资源总量已不能满足全省总的供水需求量。预测2020年山东省的水用水需求量为256亿m3,已经超过了全省水资源总量的数值,处于弱不可持续状态。     

基于粮食安全的河南省农业用水分析及其保障对策

对河南省1995-2010年粮食产量和农业用水现状进行分析,预测未来粮食产量以及农业用水的供需态势,提出河南省粮食安全的农业用水保障对策。结果表明,河南省近几年粮食产量的增加仍然依靠农业用水量的增长而获得,未来如果不采取节水措施,农业用水难以满足6500万t粮食产量的需求,在本文假设的两种情景下,届时缺口分别为23.9亿m3和44.7亿m3,保障程度分别为84.0和79.1%。同时,随外调粮食输出的水量约38.3亿m3,粮食外调加剧了河南省水资源的紧缺程度。为此提出以下建议:提高农业用水效率、设定农业用水红线、给予农业水资源适当的补偿、加强农田水利建设等。按照本文的初步估算,建议的农业用水红线为125亿m3。     

石家庄市主要农作物灌溉节水潜力研究

利用田间作物灌溉试验数据，对作物单产产量与需水量的关系进行了模拟，并据此以县域为单元，计算了1984～2001年石家庄市主要农作物冬小麦、夏玉米和棉花获得逐年实际产量的理论总需水量、理论灌溉总需水量、实际灌溉用水量，测算了3种作物灌溉节水的空间。结果表明，1984～2001a。按照节水高效试验所得的产量需水模式。获得石家庄市3种主要作物产量的理论需水总量为23-29亿m^3／a，理论灌溉需水总量为8．8-13．8亿m^3／a，实际灌溉用水量平均约为17亿m^3／a，农业年均超采地下水5．67亿m^3／a。按照目前的种植结构和产量水平，石家庄市今后作物灌溉节水的理论上限为9亿m^3／a。即使加大节水投入，实现最大节水潜力的一半。仍不能弥补目前地下水的超采量。在2010年实现南水北调，部分城市用水归还农业用水，且实现最大节水潜力的一半的情况下，水资源方能勉强维持平衡。因此，石家庄市今后应一方面加大农业节水投入和管理。另一方面，也应根据水资源承载力适当减少高耗水的冬小麦播种面积，同时全面建设节水型社会，方能实现可持续发展。     

我国能源资源的储量与分布

我国有丰富的能源资源。能源生产居世界第4位,消费居第3位。水能、太阳能和煤炭资源分别居世界第1、2、3位,石油资源居世界第8位。煤炭我国煤炭总储量为14380亿吨。1985年底探明储量为7822亿吨,而且煤种齐全,分布面广。在探明储量中,炼焦煤占31.6％,无烟煤占14％,其他占54.4％。如到本世纪末,煤年开采量达12亿吨左右,按目前回采率50％计算,探明的可采出储量为3250亿吨,按12亿吨年产水平,至少可开采260年以上。     

洞庭湖最小生态需水量研究

从湿地水文的角度对典型通江湖泊--洞庭湖3个时期的最小生态需水量进行了研究。结果表明：（1）1974和1988年的最小生态水位均为24 m，而1998年为246 m；（2）1974、1988和1998年的最小生态蓄水量分别为2106×108、1804×108和1880×108 m3；（3）1974～1987、1988～1997和1998～2007年的最小出湖生态需水量的平均值分别为3 396、3 379和4 717 m3/s，最小入湖生态需水量的平均值分别为2 657、2 704和3 745 m3/s。可见，随着洞庭湖的演变，1974年最小生态水位比1998年大幅减少，最小生态蓄水量明显增加，出、入湖最小生态需水量不均衡增加。最后，对洞庭湖最小生态需水量的变化原因进行了分析，并提出了生态恢复对策     

基于水足迹理论的安徽省水资源评价

以安徽省2011年统计年鉴数据为依据,基于水足迹理论,计算了该省2010年水足迹,并对水资源可持续性进行了评价。研究结果表明:(1)2010年安徽省总的水足迹为728.98亿m3,人均水足迹为1 067.79m3/人,人均水资源可利用量为631.44m3/人,水资源的消耗已明显超出其水资源可利用量,处于不可持续利用状态;(2)安徽省水足迹主要来自于农业生产,占全省水足迹总量的99.49%;(3)此外,安徽省万元GDP水足迹值相对较高,反映了水资源利用效率不高的现实状况。因此,可以通过优化农业生产模式,调整产业结构,以及开发利用过境水来实现安徽省水资源的可持续利用。研究结果可为全省水资源科学利用和管理提供有利的参考。     

《巴黎协定》下中国燃煤发电耗水压力的长期评估北大核心CSCDCSSCI

水资源匮乏问题越发严重的背景下,电力部门对水资源需求仍不断增加。该研究基于世界资源研究所(WRI)开发的“水道”水风险地图集定义了煤电机组耗水压力指数(煤电机组耗水量与当地可用水资源总量的比值),并基于微观煤电机组数据库,在全球2℃温升目标下考虑机组是否提前退役以及有无新增装机两种情况,设定了4种不同的煤电逐步退出情景来评估它们对中国煤电机组耗水量及耗水压力空间分布变化的影响。分析结果表明:①2019年中国煤电机组总耗水量约48.29亿t,全国有近1/3的省份耗水压力为极高等级,且主要集中在黄河中下游及淮河流域等北方地区。②煤电机组耗水量与煤电有无新增容量趋势一致,在无新增装机的S0、S2情景下,机组耗水量呈持续下降趋势,而有新增装机的S1、S3情景下,机组耗水量于2025年达峰后开始下降。③碳中和目标约束下煤电装机逐步退出,随着煤电耗水量不断减少,耗水压力将逐年减弱,且高耗水压力区逐渐向长江、黄河中下游等东部地区汇集,最终于2050年前后煤电耗水压力指数均降为低等级。④若在现役机组的基础上无新增装机且煤电机组因碳约束部分提前退役,则到2050年可累计节约近171.07亿t水,按现行水价折合约558亿元人民币;若在现有基础上严控煤电新增,则到2050年煤电机组提前退役可比自然退役情况下累计减少共557.39亿t的水资源消耗,约1817亿元人民币。依据研究结果认为,提高燃煤电厂的水资源利用效率,合理制定远期的煤电有序退出路线图,有利于从根本上降低煤电发展对水资源的影响。     

成都平原毗河下游生态环境需水量研究

20世纪90年代以来,河流生态环境需水成为生态水文学研究的重要内容。阐述了基于国际上新兴发展的生态水文学理论的生态环境需水量的概念和内涵。并以毗河为例,用能反映时间尺度的河流流量来表达生态环境需水量,而不是传统意义上的水量。为了与水资源配置的时间单元协调起来,对3个代表年〖WTBX〗P〖WTBZ〗=50%（1968年）,〖WTBX〗P〖WTBZ〗=75%（1986年）,〖WTBX〗P〖WTBZ〗=90%（1987年）分别进行生态环境需水量的计算。根据毗河的自然条件,利用Montana法计算了河道维护水生生境最小需水量和最适宜需水量;蒸发需水量由水面宽度、河道两断面间平均长度、河道蒸发深度三者确定;结合河道功能区划和水质目标,计算了污染物稀释需水量。最终确定毗河下游河道的最小生态环境需水量为20.64 m3/s,最适宜生态环境需水量为25.84 m3/s。     

1958～2013年武汉市低空风速变化特征分析

采用武汉市1958~2013年逐日探空风资料,利用离差系数、气候倾向率、小波分析、Yamoto突变检验(信噪比指数)等方法,系统揭示该地低空(500、1 000、1 500、2 000 m)年、季、月平均风速的周期性与非周期性变化,通过指数曲线拟合揭示风速随高度变化特征。结果表明:(1)各层月平均风速均为双峰双谷型,7月、3~4月为峰,6月、9~10月为谷,7月达7.0~8.1m/s,谷值仅5.4~5.9m/s,即春夏季风速大,秋季小;(2)风速随高度上升呈线性或指数增加,地面至500m年、季平均风速增加约3.8~4.0m/s(地面仅约2.0m/s),a为0.241~0.294,从500m到2 000m年平均风速从5.9m/s升到6.9m/s,其中冬春季快,秋季慢,风廓线指数a为0.066~0.170;(3)各层年平均风速均呈减小趋势,1 500m、2 000m层达显著,每10a分别减小0.063m/s和0.074m/s,秋季减小显著,夏季减少不明显;(4)月平均风速离差系数为双峰双谷型(500 m为单峰型除外),主峰6~8月离差系数达0.15以上,1月为次峰,这些月风速年际变化大;(5)各层年平均风速周期均有12~30a(2 000m除外)、2~4a,500m层则为7~8a(仅1960’s),前者对应夏秋季,后者对应冬春季;(6)年、季平均风速均在1983~1986年突变上升和1991~1993年突变下降,且突变次数随高度减少,500m层最多,2 000m层除秋季外无突变。深刻认识这些特征可为本地区山区风电场规划、选址、设计、运营提供技术支撑。     

环鄱阳湖区水足迹的动态变化评价

水足迹模型是计量水资源承载力的一个较新颖且日趋成熟的方法。水资源状况对鄱阳湖区生态系统的平衡、稳定以及生态系统良性循环有着重要意义。将水足迹模型运用于环鄱阳湖区进行实证研究，通过计量模型计算出环鄱阳湖区1989~2008年水足迹的时间序列值，并评价其承载状况。结果显示，近20 a来，环鄱阳湖区的水足迹需求由1989年的735亿m3增加至2008年的110亿m3，呈现出波动上升趋势。至今为止水足迹未超载，但盈余空间呈减少趋势。最后从优化水资源利用、倡导绿色消费和促进区域间贸易交流等降低水足迹的需求和增大水足迹供给的角度提出了提高水足迹承载力的对策。进而从水足迹的角度为环鄱阳湖区提高生态系统承载力提供理论依据，促进江西省鄱阳湖生态经济区的建设     

丝绸之路经济带中国段后备可利用水土资源空间分布格局研究

丝绸之路经济带横跨我国东部到西部,水土资源的空间分异特征明显,对该区域水土资源的空间分布格局和分异规律进行监测和评价,能有效地引导经济带开发的空间布局。基于GIS空间分析与统计数据定量分析,通过计算研究区各地级市的后备可利用土地资源和水资源进行分析:(1)后备可利用水土资源总量的空间分布特征及其地域分异规律;(2)人均后备可利用水土资源的空间分布格局和资源丰度分异规律;(3)人均后备可利用土地资源与水资源的分布匹配程度,以及区域人均后备可利用水土资源的空间分异规律分析。结果表明:研究区共有后备可利用土地资源309 849.6 km~2,后备可利用水资源1 512.21亿m~3;后备可利用水土资源人均占有量呈现由南往北、由西向东递减的趋势,水土资源空间分布不均,且土地资源与水资源的空间分布不相匹配。     

基于灰关联熵的汉江中下游地区水资源分配模型和方法研究

南水北调中线工程从丹江口水库调走部分水量，汉江中下游河道水量减少，水位降低，势必会改变汉江中下游干流供水区的水资源供需关系和生态环境条件，加剧该地区日趋严重的水资源供需矛盾，对该地区社会经济发展产生重要影响。在分析汉江中下游地区河道内生态用水、河道外社会用水的基础上，根据灰色系统理论，把灰关联度和灰关联熵结合起来，建立了基于灰关联熵的水资源分配模型，最终得到了该地区水资源利用的满意方案，对维持汉江中下游地区河道生态良性循环，保障社会经济的可持续发展提供了重要依据。     

我国水资源产权与配置中的制度创新

水资源是人类基础性资源,水资源短缺已成为当今人类生存与发展所面临的严重困扰。如何缓解水资源短缺已成为科学研究的一个重要课题,我国水资源按所有权范围划分为：私有产权,俱乐部产权和公共产权;其有三种基本的配置方式：市场配置、政府管制和俱乐部配置。市场机制优化配置产权明晰的私有水资源;政府管制措施优化配置产权不明晰的公共水资源,俱乐部机制优化配置集体共管的水资源。     

上海水资源可持续利用与管理对策

上海地处长江三角洲平原河网地区，水资源总量较为丰富，但伴随着区域社会经济快速发展，水体水质污染普遍，水资源的可利用性不高，水质型缺水现象日益严重。分析了上海地区水资源的组成和总量状况，进一步论述了目前上海水资源利用面临水质污染严重、供需矛盾突出和利用效率低下等问题，在此基础上提出了通过强化地表水环境综合整治，提高城市水资源利用效率，构建两江并举的水源格局，完善水资源经济调控手段，加强全民水资源保护意识等对策措施实现上海水资源可持续利用与管理。     

西安市水资源的可持续利用研究

随着西部大开发战略的实施 ,西安市水资源供给与城市发展的矛盾将愈加突出。西安市水资源总量先天不足且时空分布不均 ,人为利用中对水环境破坏严重 ,水资源重复利用率低下 ,使原本很少的水资源更为短缺。针对以上问题 ,本文构建了西安市水资源利用的外部约束机制 ,并从现实出发探索了水资源利用的内部机制     

三峡水库汛末175 m试验蓄水过程对香溪河库湾水环境的影响

为研究解决三峡库区支流水华问题,实现三峡水库生态调度,需探明现行三峡水库175 m蓄水方案对库区支流水环境的影响。基于2008~2010年三峡水库开展的汛末175m试验性蓄水工作,及香溪河库湾2008~2010年野外监测数据,从库湾水华暴发程度、营养盐水平及水动力特性方面分析了2008~2010年三峡水库汛末175 m试验性蓄水对香溪河库湾水环境的影响。结果表明：分两阶段蓄水时间提前方案有利于库湾中上游上层水体的交换和紊动,降低库湾中上游水体表层营养盐浓度,破坏了浮游植物赖以生存较稳定的环境,抑制藻类的生长,降低水体表层叶绿素a的浓度,减少水华暴发频次、持续时间以及强度,有利于库湾水环境的改善     

南水北调中线工程与汉江中下游地区相互影响分析

随着社会、经济和人口的发展,需水量不断增加,中国北方地区水资源紧缺严重地限制社会和经济的发展。南水北调中线工程从丹江口水库调走部分水量,在解决我国北方地区缺水问题的同时,也在一定程度上改变了汉江中下游地区水资源供需关系。从水资源可持续利用的角度,系统地分析了南水北调中线工程和汉江中下游地区水资源利用相互关系。在此基础上,提出了南水北调中线和汉江中下游干流供水区水资源可持续利用的对策建议。     

千岛湖配水工程的环境成本估算——基于调水区支付意愿调查

由于水资源分布不均、水污染日趋严重,调水工程已不仅用以解决城市资源型缺水,也成为一些地区缓解水质型缺水问题的途径,但是这些耗资巨大的调水工程往往对周围自然生态环境可能产生巨大影响,可能带来的环境成本不容忽视。以千岛湖配水工程为例,通过在调水地进行实地调研和问卷调查,运用Tobit模型分析影响居民支付意愿的因素,基于意愿调查法(CVM)分析了建德市人民对千岛湖配水工程的生态环境影响的支付意愿,并以此估算该工程的环境成本。结果表明,调水地居民对恢复和改善可能破坏的生态环境的平均支付意愿约为每人每年377.6～542.1元,按照年配水量9.78亿 m³可以计算每吨水的环境成本约为0.15～0.21元。由此估算,工程期内千岛湖配水工程可能造成的环境成本总计约为5.80～8.28亿元,高于2014年公布的《杭州市第二水源千岛湖配水工程环境影响报告书》(下文简称《报告书》)中对该工程的环境经济影响评价3.70亿元。千岛湖配水工程的环境成本不容忽视,必须建立科学的生态补偿机制,加强监管;同时受水地也应积极加强污染治理和节约用水,共同解决城市水质型缺水问题。     

三峡工程运用对鄱阳湖水资源利用影响分析

三峡工程是我国有史以来建设的最大型的工程项目，具有防洪、发电、航运等方面巨大的经济和社会效益。然而，三峡工程的运用不可避免地会对原有江河湖泊水文情势产生一定影响。通过建立长江中下游（宜昌~大通）水沙模拟模型，定量分析了三峡工程运用对鄱阳湖水位的影响。三峡水库蓄水期（9月中下旬~11月），三峡水库下泄流量比水库运用前减少3 000~6 000 m3/s，湖区各站水位最大降幅为07~19 m，平均降幅04~09 m。以此为基础，通过典型调查分析了三峡水库蓄水对鄱阳湖区农田灌溉用水和城镇供水的影响，提出了消除或降低影响的对策措施。研究结果可为鄱阳湖及长江中下游地区经济社会可持续发展和鄱阳湖综合治理提供科学依据和技术支撑