黄河三角洲水土资源空间匹配格局探析

水土资源二者在空间上的匹配程度直接影响着区域农业的可持续发展、资源的可持续利用。本文以黄河三角洲中心城市东营市及所辖区县为研究区域,分析了该区域水土资源空间分布的差异、构建了水土资源匹配测算模型、测算了水土资源匹配系数、划分了水土资源空间匹配程度。结果表明:该区域水土资源总体呈现出"土地资源丰富,水资源缺乏"的态势;东营市水土资源匹配系数为0.19万m3/hm2,低于山东省平均水平0.30万m3/hm2,更远远低于全国平均水平1.72万m3/hm2,东营市各区县水土资源匹配系数利津县最低0.07万m3/hm2,广饶县最高0.42万m3/hm2,相差达到0.35万m3/hm2。研究区水土资源空间匹配程度总体呈现出"南高、北次之、中间低"的格局;地表水资源短缺、地下淡水资源非常有限,是导致黄河三角洲水土资源空间匹配程度差的主要限制因子。     

基于作物水足迹的塔里木盆地水资源压力评价分析

针对塔里木盆地进入本世纪以来水资源压力相对较大的问题,为提出有效缓解研究区水资源压力的方法,利用研究区5个行政区域2001—2015年的气候、农业及水文数据,基于水足迹理论对研究区作物生产用水量及水资源压力时空分布特征进行了分析与评价。结果表明:研究区作物种植结构呈多样化的趋势发展,种植规模逐年增长;不同作物的生产水足迹(WF_(pro))在时空序列上均表现出了一定的差异,各地区WF_(pro)总体呈下降趋势,其中克州的综合WF_(pro)多年均值最高,为2.43 m~3/kg,喀什综合WF_(pro)最低,为1.42 m~3/kg。研究区农业生产依赖蓝水资源,蓝水比例为88.3%左右,蓝水资源压力较大,2004年后均表现为"严重短缺",多年平均蓝水资源压力指数(β_(crop-blue))为0.59;阿克苏和喀什两个地区的多年平均水资源压力指数(β_(crop))分别为0.89和0.76,是塔里木盆地水资源压力最大的两个地区,用水矛盾最为突出。因此,未来应通过适当降低红枣、棉花等高耗水经济作物的种植面积等方式优化作物种植结构,均衡调整地区间蓝水资源分配,以减轻研究区的农业生产用水压力。     

河北省降水特性与农业需水耦合关系分析

利用长系列降水资料对河北省降雨特性分析,河北省降水比较集中,汛期降水量占全年降水量的80%;通过对该区常规种植作物需水量分析,冬小麦—玉米一年两熟农业结构,少雨期正是小麦需水期,在平水年单位面积缺水量为419.2mm。而棉花生长需水期正是多雨期,在平水年,单位面积缺水量65.3mm,天然降水基本上可满足棉花正常生长的需要。因此,结合该区降水特性,调整农业种植结构,在水资源相对丰富的地区,保证粮食作物的种植面积;在水资源匮乏的区域,种植棉花作物,使得降水季节与作物需水期相适应,从而达到充分利用雨水资源的目的。     

基于水文响应单元的高标准农田水资源供需分析——以黄骅市为例

高标准农田建设是提高农作物单产,改善农用地质量,提高农业生产力十分必要的工作。河北省黄骅市地势平坦,耕地广布,土地利用潜力巨大,是高标准农田建设的重点地区,也是严重的缺水区。开展基于高标准农田建设的水资源供需分析和评价,探索新的土地整理技术措施,可以科学合理利用水资源,提高农用地利用效率。运用基于水文响应单元的水资源模型方法对研究区水资源供需量进行计算,通过ARCGIS软件平台进行空间分析,最终形成基于高标准农田建设的水资源供需分析评价。结果显示,距离海岸较近的黄骅市东部水土资源属于极度充沛区和充沛区,处于黄骅市南部以及西北部部分地区为平衡区,而处于西部和中部的部分地区为缺水区和极度缺水区。     

河南省水土资源匹配特征及均衡性分析

河南省作为传统的农业大省,是我国粮食主产区之一,其水资源情势复杂,开展水土资源匹配研究对保障河南省农业粮食生产具有积极的作用。基于区域水资源与耕地资源的匹配组合,计算了2000—2014年全省及地市尺度的水土匹配系数,绘制了水土资源的洛伦茨曲线,并据此计算其基尼系数,以综合反映河南省水土资源匹配的不均衡程度。然后,使用农业用水比例、水土匹配系数和基尼系数对比分析了河南省水土资源及其匹配状况在时间与空间分布的变化规律,研究发现河南省水资源在数量上相对短缺,部分地市水土匹配均衡状况不够理想,但总体比较均衡。最后,对河南省水土资源匹配格局的进一步优化提出建议。     

肃南裕固族自治县天然草地植被生态需水研究

针对内陆干旱草原区水资源日益短缺,开展区内草地生态需水的研究,可为区域草原生态建设规划和水资源配置提供参考。选取肃南裕固族自治县作为内陆干旱草原区的典型代表区,采用联合国粮农组织(FAO)推荐的干旱区受破坏非完全覆盖的天然植被生态需水计算方法,研究了区域植被生长季(3月-10月)参考作物蒸散发量随时间的趋势性变化及其空间分布特征,分析了不同草地类型生态需水定额和有效降雨量的特征关系,并通过对各乡镇天然草地生态需水量与生态缺水量计算发现:肃南县在不同水文年均存在一定的生态缺水现象,明花乡表现最为严重,生态环境脆弱,应积极改变牧区发展模式,保护草地生态系统的和谐与稳定。     

西北地区水资源供需分析和配置方案

确定了我国西北地区水资源供需分析的原则，方法和工程条件，进行了该地区2010年和2020年的水资源供需分析。结果表明：2010年我国西北地区国民经济缺水量为53．30亿m63，缺水率为6．2％，生态环境缺水量为1．62亿m^3；2020年我国西北地区国民经济缺水量为77．21亿m^3，缺水率为8．5％，生态缺水量为0．67亿m^3，根据分析结果，提出了黄河流域，新疆，河西内陆河，柴达木盆地等区域的水资源配置方案。     

作物水肥耦合效应的研究综述

我国是一个水资源、土地资源极为短缺的人口大国和农业大国,要实现农业的可持续发展必须根据我国农业发展的主要限制因素,抓住水资源短缺和土地资源短缺这对主要矛盾,弄清楚水肥耦合效应的机理,筛选合理的水肥组合,充分发挥“以水调肥、以肥调水”的水肥耦合作用,在有限的水土资源条件下水肥耦合研究就成为我国农业可持续发展的有效途径之一。主要讨论水肥耦合的涵义、研究进展和未来的展望。     

农业节水

农业节水体系由水资源的合理开发利用与配置、输配水系统的节水、田间灌溉过程的节水、作物生长水分转化过程的节水、用水管理的节水和农艺措施的节水等多种措施组成。农业节水涉及农业用水结构与农业生产布局、水资源优化配置、工程措施、农艺与生物措施、管理措施等许多方面,是一个完整的系统工程。(1)要根据当地水资源承载力和自然经济社会条件,调整农业结构、农业生产布局和作物种植结构。水资源短缺地区应限制种植高耗水作物。(2)要合理利用多种水源。渠灌区要因地制宜实行井渠结合,引水、蓄水、提水相结合,有条件的地方,回灌补给地下水。重视灌溉回归水、污水、微咸水等劣质水的利用。不具备发展灌溉的地区,采取多种方式集蓄雨水,解决抗旱播种、保     

芝罘区节水农业面临的问题及对策

芝罘区是一个水资源短缺的区域,十年九旱,人均水资源占有量只相当于全国人均水平的1/5,且水资源时空分布很不均匀。农业的季节性、区域性干旱缺水问题十分突出。干旱缺水已成为当前制约该区农业发展的主要因素,因此,发展高效农业,走节水农业之路势在必行。1 目前存在的主要问题 从现有的水土资源情况看,全区种植农作物的土地面积为0.29万hm~2,在常年和干旱年平均每年     

冀中山前平原农灌用水与地下水承载力适应性状况

针对冀中太行山前平原浅层地下水严重超采与农林灌溉用水之间关系问题,应用地学的模数理念、水量均衡理论方法和MapGIS空间特征分析技术,建立了农灌用水与地下水承载力之间适应性状况评价方法及指标体系,以0.49km2剖分单元精度识别了冀中山前平原农林灌溉用水强度及其与浅层地下水可采资源量之间适应性状况。结果表明,冀中山前平原农林灌溉导致的"极严重不适应"或"严重不适应"状态是浅层地下水超采的主要原因,其中小麦等夏粮作物灌溉用水主导了这些农灌区地下水超采,蔬菜作物和耗水型果林灌溉开采对地下水的影响呈显著增加趋势,应重视这种非理性加剧影响因素。     

“三条红线”控制指标下玛纳斯县主要农作物种植结构优化方案研究

近年来新疆玛纳斯县水资源供需矛盾尤为突出。文章分析了玛纳斯县农业种植结构特点,采 用线性规划法对主要农作物进行结构优化;在最严格水资源管理下,结合“三条红线”各项指标,提出 2020水平年、2030水平年种植结构调整优化方案。结果表明,粮食作物中玉米的种植比例要提高,小麦 的种植比例可以维持现状;经济作物中要减少棉花的种植比例,小幅度地增加葵花和甜菜的种植面积。     

干旱缺水区民勤县水资源持续高效利用措施研究

采用调查研究和统计分析方法,对民勤县石羊河流域重点治理工程及其效益得以显现的关键技术管理措施和效果进行调查研究。结果表明,指标层层细化、"三水"联合调度、轮次定额配水、推行差别水价政策、推广节水技术、调整农业种植结构、落实责任等措施,是实现水资源严格管理和高效利用的有效措施;责任制度落实、层层监督检查是水资源精细化管理的有效行政推动措施;乡(镇)水资源管理办公室是水源配置方案有效落实的重要组织保障措施;采用计量监控、监测设施设备是水资源管理的有效管控手段;依据水权和农产品动态趋势,适时调整农业种植结构,逐步形成以水定布局、节水高效的动态种植结构模式,是巩固水资源管理成果、推动水资源持续利用效益再上台阶的有效途径;以滴灌为主的高新高效技术推广和设施农牧业的高效发展是干旱缺水区缓减水资源供需矛盾、持续高效利用有限水资源和巩固流域生态修复成果、促进生态环境趋于良性循环的战略措施。     

基于Nerlove方法的塔里木河流域农业水资源配置模型

收集2006—2017年塔里木河流域5地州的3种主要农作物价格和种植面积数据,运用Nerlove模型预测未来小麦、玉米和棉花的种植面积,并将预测值作为输入数据引入到水资源配置中,以区域农业用水经济收益最大为目标,考虑可用水量、最大最小灌溉用水需求等约束,构建农业水资源优化配置模型。结果表明:Nerlove模型可以很好地反映大多数农作物与价格的供给响应关系;相较于现状年,5地州3种农作物规划年的预测种植面积,除了和田的玉米出现负增长,其他地州均为正增长;分配总水量为185.622万m³,且空间分配极不均匀;总收益为103.865亿元,农作物分配水量越多,其经济收益越高。     

供需双侧调控下水稻灌区水-能源-粮食系统耦合协调评价与优化研究

对于水资源主要消耗用户和粮食重要生产基地的大型灌区,进行供需双侧调控是缓解灌区水资源供需矛盾、提高区域高质量可持续发展的重要途径之一。为了揭示灌区水-能源-粮食复杂的协调关系,针对性地开展系统优化调控。首先基于系统评价理论构建大型灌区水-能源-粮食系统耦合协调度评价模型,再基于灌区水资源系统模拟模型,以灌区水-能源-粮食耦合协调度最大为目标,以灌区主要作物水稻种植比例、水库分级分期旱限水位、水稻需水关键期限制供水比例作为优化调控变量,结合加速遗传算法,开展基于水资源供需双侧优化调控的灌区水-能源-粮食系统耦合协调评价与优化调控研究。杭埠河灌区应用结果显示:优化调控确定的灌区水稻种植比例、水库分级分期旱限水位、水稻需水关键期限供比例,相较于灌区运行现状能提高水-能源-粮食系统耦合协调水平,双季稻种植面积一定程度恢复使粮食产量明显提高,优化的水库旱限水位及水稻需水关键期水库限供比例,可在提升灌区干旱年份水资源利用效率的同时,较好地降低粮食作物因旱减产损失。可见,开展灌区供需双侧优化调控能显著提高灌区水-能源-粮食系统耦合协调性和适配性,可为提高水资源利用效率、布局主要粮食作物生产以及落实灌区水利高质量发展实施途径提供参考。     

晋城市丹河流域水资源可持续利用的调查研究

丹河流域是晋城市经济发达区,也是水资源短缺区,水的供需矛盾突出.其水资源可持续利用的途径是:全面开发中寒武水,提回郭壁水,回灌涵养中奥水,充分利用浅中层水,实施污水资源化,实行分质供水,建设骨干管网,开展节水型社会建设,建立水务一体化管理体制.     

甘肃省地下水开发利用控制红线方案研究

甘肃省是我国最缺水的省份之一,地下水作为水资源的重要组成部分,已成为甘肃省生活、工业、农业和生态用水的重要供水水源。研究紧密围绕甘肃省经济社会可持续发展对水资源的需求,通过对全省地下水资源的数量、质量、时空分布和开发利用条件进行科学全面的评价,兼顾考虑工农业供水和地下水系统水资源保护,因地制宜确定维持地下水良性循环的合理生态水位(埋深)控制目标和地下水开发利用的总量(可开采量)控制目标,形成全省地下水开发利用管理红线方案,为合理开采利用地下水资源和加快实施最严格水资源管理制度提供决策支撑。     

胶东地区跨流域调水优化配置研究

胶东地区是严重缺水地区,近年来随着城市人口不断增长,工农业生产和经济快速发展,缺水问题越来越突出。以胶东地区缺水较为严重的潍坊、青岛、烟台、威海四个地市为研究区域,结合引黄济青工程和南水北调东线工程实施跨流域调水,缓解供需矛盾,以2020年和2025年为规划水平年,基于水量平衡分析,构建以缺水量最小和调水工程效益最大为目标的多水源多目标优化配置模型,确定调引不同水源(黄河水,黄河水和长江水)时的水资源优化配置方案。配置结果表明:只调引黄河水,受水区不同规划年的缺水量分别降低14%~83%、10%~31%;同时调引黄河水和长江水,受水区不同规划年的缺水量分别降低28%~81%、19%~53%。可见优化配置方案可以有效缓解胶东地区水资源紧缺状况和供需水矛盾,为胶东地区的可持续发展奠定基础。     

阿克苏河流域灌区灌溉水利用效益的研究

我国水资源紧缺,建设节水型社会丝毫不能懈怠。自上世纪80年代以来我国的节水已有明显成效,但我国农业是用水大国,新时期面临的水资源形势更加严峻,农业的干旱缺水呈现愈来愈严重的态势。在调研及试验的基础上,通过对阿克苏河流域典型农田小区、试验区、典型分区调研与分析,科学地总结出灌区作物水分生产率与灌溉效益的关系,得出灌区主要农作物的最佳灌溉水量和灌溉次数,为实现高效、节水的农业生产提供科学依据。