宁夏引黄灌区末段区域农业水资源配置研究

为探索农业水资源配置的新模式,以"自然—人工"二元水循环理论为基础,以宁夏引黄灌区末段区域(石嘴山市)为研究区,分析农田水循环过程,提出"引沟济渠"农田灌溉水源调配新思路。以农田灌溉水质要求、灌溉水量需求以及水资源管理用水红线为约束,借助MATLAB优化工具进行模拟计算,结果表明:在满足农田灌溉水质的前提下,取用惠农渠水4.83亿m~3、第五排水沟水0.92亿m~3、唐徕渠水0.82亿m~3、第三排水沟水0.31亿m~3,可节约黄河水1.23亿m~3;在上游排水沟水质较差情况下水质是主要约束条件,在上游排水沟水质较好情况下排水量是主要约束条件;实施"引沟济渠"模式应本着"差水控量,好水用尽"的原则,充分利用上游排水沟的来水。该农业水资源利用模式可节约渠灌水,做到"一水多用、多水联用",为干旱区灌区水资源配置提供借鉴。     

区域节水潜力评估

针对我国稳步推进的节水工作需求,基于自然-社会二元水循环基本规律,分析京津冀地区各行业用水过程及影响因素,从取用节水和资源节水两方面计算存量用水的极限节水潜力。结果表明:京津冀地区取用节水潜力和资源节水潜力分别为11.44亿和6.36亿m~3,分别占区域总用水量的5.4%和3.0%,节水潜力有限;由分行业分析可知,农业取用节水量和资源节水量分别占总节水量的51.0%和59.3%,农业仍为区域节水重点;提出的极限节水潜力计算方法能够科学准确地测算区域或流域存量用户节水潜力,计算明晰节水目标,为区域水资源管理提供借鉴。     

水资源承载力指标体系及评判准则研究

随着社会用水和排泄强度的不断增大,水资源数量和质量成为区域生态环境和社会经济协调发展的主要约束因子,也是影响水资源承载的主要因素。本文从水资源、经济社会、水生态、水环境综合角度,基于"量、质、域、流"四大方面构建水资源承载力"四层三级"评价指标体系,提出水资源承载状况的评价标准、评判方法和水资源承载类型的划分方法,为水资源承载力评估和状态诊断提供方法支撑。本文以天津市为例开展现状水资源承载力评估分析,研究表明:天津市在入境和本地水总水量35.98亿m~3、生态补水2.8亿m~3、出境水量12.95亿m~3、污水一级A出水COD水质标准的情况下,天津市水量承载力区间为1 686万~1 772万人,水质承载力区间为1 169万~1 393万人,水资源承载力区间为1 169万~1 393万人,均值1 281万人;天津市水资源承载状况属于水资源超载区,类型为水质超承载型。     

面向干旱区湖泊保护的水资源配置思路——以艾丁湖流域为例

以艾丁湖流域为例,探讨并提出面向干旱区湖泊保护的水资源配置思路和方法,包括流域耗水总量控制、入湖总水量控制、用水总量控制、缺水总量控制、地下水取水总量控制等多层次全视角下的水资源配置模型系统及多重循环迭代方法。结果表明:艾丁湖流域2020年生态缺水量为2.60亿m3,2030年生态缺水量达2.48亿m~3。规划近期通过区域内压减灌溉面积,减小地下水超采量;远期需实施外调水工程。2020年综合耗水率进一步增大,在保障经济高速发展的同时,为满足艾丁湖入湖水量的基本需求,湖泊生态补水量应为0.72亿m~3/年。2030年在外调水2.48亿m~3的情景下,入湖总水量为0.91亿m~3/年。研究成果拟为面向干旱区湖泊保护的水资源配置方案分析与比选提供计算思路。     

基于广义ET的水资源与水环境综合规划研究Ⅲ：应用

将基于广义ET的区域水资源与水环境综合规划理论与方法应用于天津市,按照"制定目标ET-方案设置-情景模拟-方案评价-方案推荐"的规划方法,提出天津市基于广义ET的水资源和水环境综合规划方案.依据构建的区域水资源与水环境综合模拟模型、量化准则及方案优选方法,以天津市为例进行了应用.针对2020水平年南水北调东线不通水的情况,提出针对天津市水资源与水环境规划的七大总量控制:ET消耗控制量为74.7亿m~3、地表水取水控制量为32.3亿m~3、地下水取水控制量为1.2亿m~3、国民经济用水控制量为28.8亿m~3、生态修复用水控制量为3.2亿m~3、污染物排放氨氮控制量为1.02亿t、COD控制量为7.5亿t、人海水控制量为16.4亿m~3.分析结果表明,基于广义ET的区域水资源与水环境综合规划理论与方法有利于合理解决天津市水资源紧缺、地下水超采、环境污染等问题,支撑天津市社会经济和生态环境的可持续发展.     

基于调配管理的北京市多水源水量联合调度研究

针对北京市复杂供水系统多水源联合调配与管理,依据最严格水资源管理制度,在规划用水总量控制红线和用水效率控制红线管控下,充分考虑水行政主管部门调配管理目标与约束,绘制了基于水源-工程-单位(水管系统)-用户的多维嵌套北京市供水网络拓扑结构,建立了北京市多水源联合调度模拟模型,实现了用水管控、水源配置、水量调度统筹的多水源联合调度。计算结果表明:2019年全市用水管控39.6亿m~3,考虑输水损失和干流补水后,由本地新水供水20.3亿m~3,利用再生水11.5亿m~3,调用南水北调水9.7亿m~3;在现状工程条件下,为满足城市生活与工业用水和城区重点区域河湖基本生态需求,可充分调配南水北调水约9～10亿m~3;通过加大调水可进一步恢复本地水源储备和改善河湖生态环境。研究成果可为水行政主管部门开展日常水量调配工作提供技术支撑。     

榆林市水资源承载能力分析

为解决榆林市水资源供需矛盾,统筹水资源与其他规划的关系,结合榆林市供水现状及水资源开发利用情况,建立基于配置的水资源承载能力评价模型,分析榆林市水资源承载能力。通过对评价因素的分析探讨和水资源配置的评价分析,结果表明:榆林市2020年取用水总量为113586.58×10~4 m~3,小于12100×10~4 m~3的三条红线总量控制指标和可供水量;2030年取用水总量为144769.8×10~4 m~3,小于166200×10~4 m~3的三条红线总量控制指标和可供地表水。2020、2030年取用地表水、地下水等各项指标均在用水效率(Index)之内,符合水资源承载能力要求,这将为实现榆林水资源的可持续利用和优化配置提供科学参考。     

柬埔寨水资源量时空分布研究

利用柬埔寨境内的水文气象资料,将该国全境划分为2个水资源一级区,5个水资源二级区,40个水资源三级区,分别借助水文比拟法、入渗系数法推求得到各分区的地表水资源量和地下水资源量,进而根据山丘区和平原区的转化特点进行综合分析而得到水资源总量,并据此对柬埔寨水资源量的时空分布特性展开了分析。分析研究结果表明:(1)柬埔寨1981~2010年多年平均水资源总量为1 324亿m~3,其中,地表水资源量为1 288亿m~3,地下水资源量为416亿m~3;(2)从水资源二级区的分区情况来看,柬埔寨境内的水资源总量的年际变化不大,年内分配不均,5~11月的水资源总量占全年的84%;(3)湄公河在柬埔寨境内的产水量和沿海流域入海水量分别占全国水资源总量的79%和21%;(4)柬埔寨的入境水量主要包括湄公河干流上游的来水量(约3 157亿m~3),3S流域上游进入柬埔寨境内的水量(866亿m~3),湄公河流域和西南沿海流域总计出境水量约为5 347亿m~3。     

宁夏中卫市沙坡头区水资源使用权确权方案

为实现宁夏中卫市沙坡头区各乡(镇)水资源使用权的合理分配,基于公平性、经济性、效益性的原则提出了水权确权体系。在用水总量控制的基础上,运用定额法对沙坡头区农业、工业和生态用水进行确权。结果表明:确权总水量为4.65亿m~3,未超"三条红线"用水总量,其中:农业用水总量为38 154万m~3,工业用水总量为2 250万m~3,生态用水总量为2 000万m~3,政府预留水量为4 040万m~3,在满足各行业用水量的同时提高了水资源利用率。新的水权制度的建设,为后续的水权交易奠定了良好的基础。     

冉渡滩水库取用水合理性分析

冉渡滩水库是一座以供水和灌溉为主,兼顾发电的Ⅲ等中型水库。本文对取用水合理性进行了分析,其结果表明:坝址以上流域多年平均水资源总量7.14亿m~3,工程设计供水及灌溉总水量9400万m~3,河道内水力发电供水4.66亿m~3/a,取水量5.6亿m~3/a,占多年平均来水量的78.40%;水库取用水量适当,取水可靠性高,水源水量水质均有保障。     

京津冀农业虚拟水流动及对区域水资源压力影响研究

水资源安全问题一直是研究热点,基于生产-消费状况揭示区域虚拟水流动,对了解水资源利用状况和水资源可持续利用具有重要意义。基于虚拟水视角,以灌溉用水和绿水核算区域农业虚拟水生产,以居民膳食消费核算居民虚拟水消费,以两者的差值核算并分析了京津冀地区在生产-消费模式下农业虚拟水流动特征及对区域水资源压力的影响。结果表明:(1)2004-2015年间,河北、天津、北京年均作物生产虚拟水分别为353.1亿m3、22.9亿m3和16.0亿m3,年均畜牧产品生产虚拟水分别为445.3亿m3、47.6亿m3、36.7亿m3;河北、天津作物虚拟水呈现下降趋势但变化趋势不明显,北京作物生产虚拟水呈现出持续性的下降趋势;河北、天津畜牧产品虚拟水均呈现出先增加后减少最后趋于缓慢上升态势,北京畜牧产品虚拟水呈现持续下降趋势。(2)2004-2015年河北、天津和北京年均虚拟水消费分别为243.7亿m3、61.6亿m3和98.3亿m3,虚拟水消费均呈现出上升趋势。(3)河北省为虚拟水输出型,输出量呈明显的下降趋势,北京市和天津市为虚拟水输入型,输入量呈增加趋势。(4)2004-2015年年均水资源压力指数呈现河北天津北京,水资源匮乏度呈现为天津北京河北,水资源自给率呈现河北天津北京,北京和天津对外部虚拟水输入的依赖程度逐渐增加。京津冀水资源面临着严重的短缺问题,水资源超载严重。提高农业用水效率,优化种植结构,引导合理的膳食结构调整,从生产和消费两方面同时入手是解决京津冀水资源问题的关键措施。     

陕北地区供用水结构变化及需水量预测

陕北地区水资源短缺,随着能源化工基地的建设,供需矛盾日益尖锐.本文通过分析陕北地区的水资源及其可利用量分布规律,以及1980-2010年间的供用水结构变化规律,根据省市相关规划目标及行业用水标准,预测了该地区未来水平年的需水量.结果是陕北地区2020年和2030年的需水量分别为19.95亿m3和27.65亿m3.因此现阶段16亿m3的水资源可利用量不能满足陕北地区的未来需水要求.     

Probable water crisis in Thrace and Istanbul in the near future and a sustainable strategy to overcome it

Abstract

The Thrace Region of Turkey, a passageway from Asia to Europe, which includes the most populated city of Istanbul, is threatened by a water crisis in the very near future. The population of Istanbul alone is forecast to reach 30 millions by the year 2025, requiring 3 billion m³ of water, nearly equal to the total fresh water resources of the region, 3.4 billion m³. In this study, we consider not only the proportion of the available water resources to be allocated for each competing sector, civil, agriculture and industry, but also attempt to outline integrated water management strategies for each sector. The potential of small earth reservoirs, more than 1,500 in number, is emphasised as a way to develop fresh water resources. Water saving policies in the cities and ethics for water use are also briefly discussed.     

黄河流域粮食生产水足迹及虚拟水流动影响评价EI北大核心CSCD

为分析黄河流域粮食生产用水的可持续性,引入水足迹和虚拟水相关理论方法,对研究区主要粮食生产水足迹及粮食贸易伴生的虚拟水流动格局进行了量化解析,并对未来粮食生产水足迹进行了预估。结果表明:2011—2016年,全流域粮食生产总水足迹和单位水足迹分别由460亿m^(3)和1.20 m^(3)/kg降为402 m^(3)和0.93 m^(3)/kg,均呈下降趋势;从粮食贸易伴生的虚拟水流动特点来看,流域全口径粮食虚拟水从2011年的110.7亿m^(3)减小到2016年的50.3亿m^(3),呈输入态势;除稻谷之外的粮食虚拟水由82.6亿m^(3)增加到193.4亿m^(3),呈输出态势;在流域不同气候情景下,2035年粮食生产总水足迹为481.9亿~518.7亿m^(3),其中绿水足迹增幅达20%,而蓝水足迹增长不显著;未来流域内粮食输出量的增加会进一步加剧本地农业生产的用水矛盾,但粮食灌溉总用水量的增速可能放缓。     

岱海湖温排水对湖面附加蒸发量影响研究

岱海湖为一内陆封闭型湖泊。本研究利用3、7、12月份冬夏工况,综合考虑岱海湖边界条件,水面温度、密度、水面天然温度、大气温度、相对湿度等影响因子,构建温排水对岱海湖附加蒸发量影响的计算公式。经计算,电厂温排水引起的岱海湖附加蒸发损失量为:3月份为39.46万m3,7月份为73.3万m3,12月份为10.6万m3,岱海湖电厂温排水年附加蒸发水量约为678.2万m3/a。结果表明:附加蒸发量与电厂温排水量变化一致。本研究对干旱区水资源利用具有重要意义。     

改进的多目标量子遗传算法在南水北调东线工程江苏段水资源优化调度中的应用

构建南水北调东线工程江苏段水资源优化调度模型,采用改进的多目标量子遗传算法(multiobjective quantum genetic algorithm,MOQGA),运用组合赋权方法对非劣解集进行多属性决策,提出南水北调东线工程江苏段水资源优化调度方案。在平水年、枯水年和特枯水年3种典型年来水条件下,相对于常规调度,优化调度的受水区总缺水量分别减少了0.89亿m3、0.87亿m3和0.08亿m3,系统总抽水量分别减少21.04亿m3、39.14亿m3和50.76亿m3。该优化调度方案能够充分利用湖泊的调蓄能力,提高各用水户的需水满足度,降低抽水成本。     

沧州渤海新区海冰资源开发利用的可行性分析

京津冀协同发展战略及河北省沿海地区发展规划的提出,促进了环渤海经济圈的发展,沧州渤海新区地处环渤海经济圈的核心地带,城市化进程不断加快,使得水资源需求变大,加重了水资源短缺的形势。本文通过分析、统计新区的气象、水量及规划数据,计算了沧州渤海新区的供需水量。结果表明:到2020年需水量约为4.03×10~8m~3/a,预期可供水约3.27×10~8m~3/a,水资源缺口近7600×10~8m~3/a。运用ENVI软件解译黄骅海域的遥感影像,预期新区可开采海冰量约为1.76×10~8m~3,供水约为8 800×10~8m~3/a。因此,沧州渤海新区的海冰储量可观、淡化成本低、水质好,淡化水可替代生态及部分工业用水,海冰资源的开发利用的前景广阔,可行性高。在新区内尝试开发利用海冰资源不仅可以减轻灾害损失,缓解水资源短缺问题,还为我国其他饱受海冰灾害影响的沿海地区提供参考和指导。     

基于通径分析的海河流域冬小麦水足迹及影响因素

为量化冬小麦对水资源的消耗、合理利用区域水资源,基于彭曼公式、日尺度土壤水量平衡与通径分析法核算了1958—2016年海河流域冬小麦水足迹,分析了气象、农业生产投入因素对冬小麦水足迹的直接和间接影响。结果表明:流域冬小麦多年平均总水足迹为239. 6亿m3,平均水足迹为1 840 m3/t;海河流域冬小麦水足迹呈整体下降趋势,空间上京津地区最高,山西次之,山东、河南地区最低;农业机械总动力、化肥施用折纯量对冬小麦水足迹直接影响最大;气象因素主要通过农业生产投入因素对冬小麦水足迹产生影响。可通过提高农业生产力的方式降低冬小麦水足迹,京津等灰水足迹较高的地区应减少施肥。     

京津冀地区主要农作物生产水足迹研究

利用京津冀地区(2个直辖市、11个地级市)气象及农业基础数据,采用彭曼公式与CROPWAT软件相结合的计算方法,分析了2014年京津冀地区主要农作物的生产水足迹。结果表明:小麦在整个生长期需水量主要以蓝水足迹为主,玉米在整个生长期主要以绿水足迹为主;2014年京津冀地区主要农作物总的生产水足迹为437.03×108m3,其中绿水足迹为137.71×108m3,蓝水足迹为176.03×108m3,灰水足迹为123.30×108m3;从京津冀地区主要农作物总的生产水足迹空间格局上来看,沧州、保定、邯郸和石家庄地区的主要农作物生产水足迹较大,是水资源调控的主要地区。