人类活动影响下的黄河流域水资源演化规律初探

应用分布式流域水文模型WEP-L模型初步分析了人类活动影响下的黄河水资源演化规律。通过2000年现状下垫面条件下的评价结果与历史系列条件下的评价结果比较,以及考虑与不考虑人工取用水条件下的模拟结果比较,初步发现:黄河流域在强烈的人类活动影响下,水资源量及其构成均发生了显著变化,地表水资源量衰减,而不重复地下水量增加;在狭义水资源衰减的同时,伴随着有效蒸散即降水有效利用的增加,流域广义水资源量有一定幅度增加。研究成果对黄河的治理规划和水安全战略具有参考价值。     

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。     

汾河流域水土保持措施水文水资源效应初析

应用具有物理机制的分布式水文模拟模型(W EP-L),模拟了不同下垫面条件情景下的水循环过程,在此基础上,定量分析了汾河流域水土保持措施的水文水资源效应。通过对比分析2种不同情景下的水资源量,初步得出:汾河流域水土保持措施影响了局部水循环和水资源量及其构成,加强了水循环的垂向过程,引起地表截留量、土壤入渗量、土壤蒸发量以及补给地下水量增加;削弱了水循环的水平过程,引起地表径流量和河川基流量减少,壤中流微弱增加;地表水资源量衰减,而地下与地表水资源不重复量增加,狭义水资源量减少,但有效蒸散(发)量增加,广义水资源量有一定幅度增加。研究成果对于研究大尺度流域水土保持措施的水文水资源效应具有参考价值。     

气候变化对海河流域水资源的影响及其对策

将全球气候模式与分布式水文模型WEP-L耦合,在国家气候中心整理提供的多模式平均数据集基础上,利用WEP-L模拟了海河流域历史30年(1961—1990年)和未来30年(2021—2050年)降水、蒸发、径流等主要水循环要素的变化规律,分析了气候变化对海河流域水资源的影响,结果表明,未来30年:①从年际变化规律看,气温普遍升高,降雨量略有增加,蒸发量普遍加大,径流量呈减少趋势,且有丰水年洪水规模更大、平水或枯水年干旱情况更严重的趋势;②从年内变化规律看,各月蒸发量普遍增加,汛期的降雨量有所减少,非汛期的降雨量有所增加,各月径流量则有不同程度的减少。因此,未来气候变化条件下海河流域水资源管理将面临更加严峻的挑战,本研究给出了一些基本的对策。     

缺水地区水资源经济价值的异同辨析——以北京市和陕西省为例

不同发展水平缺水地区的水资源边际生产价值大小是不一样的。本文选取北京和陕西为研究案例区,根据计量经济学中的柯布-道格拉斯(Cobb-Dauglas)生产函数理论,将水资源作为生产要素,并结合劳动力和资本要素,建立了水资源生产函数模型。在以上研究的基础上,以资本、劳动力、用水量为自变量,第一、二、三产业及综合生产GDP为因变量,采用岭回归方法对模型参数进行了拟合计算,同时计算分析了2007年研究案例区第一、二、三产业及综合生产用水的产出弹性、价格弹性及水资源边际生产价值(即水资源影子价格)。通过分析比较研究案例区之间及案例区内各产业间的计算结果,辨识了区域与行业间的用水特征及效率差异,分析了研究案例区产业布局与水资源配置中存在的主要问题,并对今后研究案例区的经济社会发展战略提出了建议。     

浅议最严格水资源管理“三条红线”约束下的煤炭消费总量控制

我国长期以来以煤炭为主的能源供应,支撑了经济的高速发展,同时也带来了严峻的资源及环境挑战,煤炭消费总量控制对于能源转型和绿色发展的重要性达成了越来越多的共识。与此同时,为了应对当前面临的复杂的水资源水环境问题,实现水资源的高效利用和有效保护,我国做出了实行最严格水资源管理制度的决定。事实上,煤炭消费与水资源紧密相     

考虑空气阻力影响的流域水文过程模拟研究

降雨入渗时,部分空气会被禁锢在土壤中,影响水分下渗。目前分布式水文模型构建过程中,尚未考虑空气阻力对降雨入渗的影响,这制约着模型的适用性。论文基于Green-Ampt模型,引入土壤含水量饱和度系数、土壤导水系数饱和度系数、土壤进气值和土壤进水值4个参数量化空气阻力影响,改进分布式水文模型WEP-L模型。最后,选择清水河流域和柳江流域进行实例研究,检验WEP-L模型的改进效果。结果表明：与传统WEP-L模型相比,改进的WEP-L模型在清水河流域（面积较小）应用时可显著提高流域水文过程模拟精度,尤其是在暴雨洪水期,日径流模拟相对误差由40.57%降低到9.43%,Nash效率系数由-0.24提高到0.57。而在柳江流域（面积较大）应用时,模型改进后模拟效果虽有所改善,但不够显著。     

陕西省生产用水变动的驱动机制分析北大核心CSCDCSSCI

水资源是人类社会发展不可或缺的重要战略资源,是社会经济可持续发展的基本保障。我国是一个缺水的国家,人均水资源只有世界平均水平的四分之一,而陕西人均水资源只相当于全国的52%,人口和经济集中的关中地区只相当于全国平均水平的15%。针对生产用水消耗问题,采用LMDI方法从经济规模效应、产业结构效应和用水技术效应三个方面分析了陕西省用水变动的驱动因素及影响程度。根据本文对陕西省2001年至2011年生产用水量变化的因素分解分析,可以得到4个结论:1陕西省生产用水消费量呈波动增长趋势,用水的增长速度远远落后于GDP的增长速度,生产用水量和经济发展呈现明显的"脱钩"效应;2经济规模效应是驱动陕西省生产用水增加的主要因素,经济增长带来的用水压力依然巨大,如果不考虑结构调整和用水效率进步,10年间陕西省用水量增长幅度将超过140%;3农业生产比重的下降是经济结构效应驱动陕西省生产用水下降的主要原因,但是其他行业的结构调整总体上对抑制用水增加起负面作用;4通过技术进步效应是抑制陕西省用水量增加的主要因素,特别是农业、石油和天然气开采业、金属矿采矿业、化学工业、金属冶炼及压延加工业、通用专用设备制造业等耗水行业的用水效率提高有效减少了用水总需求。文章最后结合实证分析结果提出了提高陕西省水资源利用效率的相关建议:1加强用水总量控制,努力提高水资源循环利用率,从而有效抑制生产用水的快速增长;2加快产业结构调整,逐步降低高耗水产业的比重,依托陕西省的科技和教育资源优势,大力发展装备制造业、高技术产业和现代服务业,快速提高高效用水行业的经济结构比例;3强化企业生产过程和工序用水定额管理,通过阶梯水价、节水奖励政策促进企业积极研发使用低耗水的生产工艺;4加强农业节水技术的应用,兴建高效节水灌溉工程,降低农业用水量。