基于MIKE SHE模型的华北平原水资源利用情景分析

气候变化和人类活动是影响流域水文循环和水资源可持续利用的两大驱动因素,在校准的MIKE SHE模型基础上考虑气候变化和人类活动的影响,设定8个情景对华北平原2009-2028年的水文循环及水资源利用进行预测。结果表明:考虑南水北调工程的情景在预测期末的地下水水位有较大程度(0. 06~1. 26 m)的恢复,预测期内华北平原水量总流入小于总流出会导致含水层储量的消耗和地下水的不可持续利用,但在适当情景下可以较大程度缓解这种不可持续性。气候变化对华北平原含水层储量有较大的影响:降水量减少5%,地下水储量将减少0. 27 m;降水量增加5%,地下水储量将增加0. 3 m。南水北调工程和农业节水措施的实施对华北平原地下水水位的恢复、缺水程度的缓解作用显著。     

南水北调受水区地下水保护与修复措施

在分析南水北调受水区地下水开发利用状况的基础上,提出了受水区地下水保护与修复十项措施和五点建议。强调南水北调受水区内必须合理利用水资源,建立地下水保护区,控制地下水超采,进行地下水人工调蓄,防止地下水污染,确定地下水合理生态水位,因地制宜修复地下水水质。     

变化环境对华北平原地下水可持续利用的影响研究

针对华北平原地下水利用中存在的问题,采用分布式水文MIKE SHE模型,考虑人类活动（农业节水措施和南水北调工程）和气候变化等变化环境的影响,通过设定4大类情景（每类情景中均设定了3类气候变化子情景）模拟了2019-2028年华北平原地下水的利用状况。结果表明：农业节水措施和南水北调工程等人类活动对华北平原地下水水位、水均衡和含水层储量有较大的影响;相对于现状保持型情景(SQM),模拟期末(2028年12月31日)农业节水型情景(AWS)、南水北调工程供水型情景(SNWDP)和综合利用型情景(CU)下华北平原饱和含水层储量分别增加0.168、0.558和1.433 m;气候变化对华北平原地下水的影响量级与人类活动的影响相当,且地下水水位、水均衡和含水层储量变化的方向和大小均与未来气候条件的干湿程度呈正相关关系,到模拟期末,相对于现状保持型情景(SQM),湿润、正常和干旱的气候情景下华北平原饱和含水层储量分别为增加0.972~2.239 m、增加0.119~1.540 m和减少0.372~0.940 m;只有综合考虑各种引水和节水措施,多管齐下,才能保证华北平原地下水的可持续利用。     

南水北调中线受水区保定平原地下水质量演变预测研究

由于多年大规模过度开采地下水,南水北调受水区保定平原地下水严重超采,部分含水层疏干,进而引发地下水降落漏斗、地面沉降及地裂缝等环境地质问题。随着南水北调工程通水,地下水压采工作持续推进,河湖生态补水工作的全面展开,华北平原局部地区地下水位已呈现回升趋势。本文针对华北平原典型区域——南水北调受水区保定平原开展地下水位回升条件下的水质演化预测研究,采用电位分布-多点位络合模型(CD-MUSIC)预测2030年浅层地下水位上升后,水岩相互作用过程中的表面络合作用、铁锰氧化物及氢氧化物的吸附作用、离子的竞争与协同吸附效应,以及不同矿物的溶解平衡反应。结果表明:至2030年保定平原浅层地下水位整体上升后,水质逐渐向盐化方向发展,HCO3-SO4型水代替HCO3型水成为保定平原主要的阴离子水化学类型,平原东部高阳-蠡县地区出现了Cl型水,Na-Ca型水成为保定平原中东部地区主要的阳离子水化学类型;地层中岩盐及石膏的矿物溶解造成平原西部的山前冲洪积扇地区TDS含量显著上升,平原东部浅层地下水漏斗区域受到强烈的阳离子交替吸附作用影响,Ca、Mg含量显著下降,TDS及硬度下降明显,水位恢复对地下水漏斗区域水质改善具有一定的积极作用。     

南水北调东、中线一期工程水源置换效应情景分析

通过构建外调水-当地水联合调配模型和对水源置换流程的解析,以南水北调东、中线一期工程海河流域受水区为研究范围,分析了通水后受水区地下水调控与生态环境修复状态下的水量配置情景,定量评价了受水区的水源置换效应。结果表明东、中线一期工程来水中约1/3用于支撑城镇新增需水,2/3用于置换现有不合理用水并返还农业和生态。通过城镇水源置换能够使受水区的生态环境得到改善,但是一期工程通水条件下现有水资源短缺和生态恶化的矛盾尚不能根本解决,还必须采取强化节水、治污、控制地下水超采和多水源合理配置等多种措施,唯此才能充分发挥南水北调工程效益。     

南水北调中线一期工程生态效益评估−以北京市为例

以北京市为例,对南水北调中线一期工程产生的实际生态效益进行定量评估。确立南水北调已建工程生态 效益评估方法,分析北京市南水北调供水对生态效益的贡献比例,围绕林地、城市绿地、湿地、压采地下水和水域 生态效益 5 个方面,计算南水北调中线一期工程为北京市带来的生态效益价值。结果表明：中线一期工程通水后 的 4 年间（2015—2018 年）,北京市新增的林地、绿地、湿地、水域生态效益和补充地下水生态效益累计为 181.88 亿元,其中由中线一期工程供水累计新增的生态效益价值达到 67.31 亿元。进一步分析可知,在中线一期工程供 水产生的生态效益中：新增水域的生态效益最大,占比为 55.00%;压采地下水生态效益次之,占比为 34.85%;新增 林地和绿地生态效益占比分别为 6.91% 和 3.24%。研究结果可为北京市及其他南水北调受水区的生态用水、生态 环境修复与保护和资源高效利用等方面政策及措施的制定提供支撑。     

华北平原典型区浅层地下水现状分析及保护对策——以山东省聊城市为例

地下水是水资源的重要组成部分。文章以地处华北平原的聊城市为例,通过对聊城市地质条件、浅层地下水资源量、年际变化、区域分布特征、开发利用现状等进行分析,论述了目前聊城市在浅层地下水资源开发利用中存在的超采区扩大、水质污染及开发不平衡等问题,最后结合当地经济社会发展水平和水资源条件,提出总量控制、水质保护及水位稳定等地下水开发利用与保护修复的工程,对于华北平原其他区域具有一定的借鉴意义。     

南水北调中线弃土弃渣场生态修复初探

南水北调中线应急供水工程作为先期实施工程已经建成并投入使用。应急供水工程河北段大量的弃土弃渣和弃土弃渣占地,不仅为水土流失输送了大量的物质源质,也使项目区生态退化。结合中线应急供水工程河北段弃土弃渣情况和生态修复情况,分析了弃土弃渣可能带来的生态问题,探讨了弃土弃渣场生态修复措施与技术,总结了生态修复经验与教训,为南水北调中线工程生态修复提供技术参考。     

华北平原地下水可持续利用的主要问题及对策建议

地下水开发利用支撑了华北平原经济社会的快速发展,也诱发了区域地下水水位下降、地面沉降、海水入侵等问题,促使华北平原水文地质工作不断深入.现分析了制约华北平原地下水可持续利用的主要问题,包括咸水微咸水大量分布、地下水水位持续下降、地面沉降、地裂缝、极端干旱气候和地下水污染,提出了促进华北平原地下水可持续利用的对策建议.     

分布式水文模型在华北平原水资源管理中的应用

自20世纪80年代以来,地下水过度开采导致了华北平原水位快速下降。在过去几十年里,研究华北平原的大多数水文模型或者只与地下水有关,或者只在局部范围内进行。针对目前为止的研究状况,利用MIKE SHE软件建立了华北平原地表水-地下水耦合的分布式水文模型,模拟主要水文循环过程。利用地下水水头观测数据对模型进行校准(2000～2005年)和验证(2006～2008年)。均方根误差(大多数值4 m)和相关系数(0.36～0.97)的分析结果均表明了模型校准和验证的有效性。水均衡分析结果表明:大约70%的水通过蒸散发的形式离开系统,29%的水通过地下水开采的形式离开系统。根据分析结果,对华北平原水资源可持续管理进行了深入分析,提出了包括减少蒸散发、南水北调工程调水、节水灌溉技术推广和水质保护相关措施。     

白洋淀生态补水分析与研究

白洋淀作为华北最大的淡水湖,最近几十年连续出现干淀现象及大量污水进入白洋淀,白洋淀生态环境遭到严重破坏。分析了利用南水北调初期富余水量向白洋淀进行生态补水的可能性,并进行了输水线路的方案比选,提出了由南水北调中线总干渠蒲阳河退水闸向白洋淀输水的最优线路。     

用可持续发展思想 研究解决北方缺水问题

北方水资源短缺问题，引起了全社会的广泛关注。为贯彻落实江泽民总书记关于南水北调工作的指示精神，水利部决定先开展北方地区水资源总体规划工作，可用持续发展的思想研究解决北方缺水问题，为南水北调工程的论证奠定基础，目前，第一阶段的工作进展顺利，各单位承担的专题研究已取得一些初步成果。     

地下水的合理开发利用在南水北调中的作用

在系统阐述地下水资源概念和地下水含水层特点的基础上，分析了南水北调受水区地下水开采现状，探讨了解决城市和农村地下水超采的措施，利用地下水超采形成的地下库容调蓄当地降雨径流和引江水、合理开发利用地下水提高水资源利用率和利用改造咸水、防止土壤盐碱化等在南水北调中的作用。     

南水北调中线工程对汉江中下游城镇及农业灌溉用水的影响与对策

南水北调中线工程是从长江中游引水到严重缺水的京津华北地区的跨流域调水工程。根据多年的研究论证，明确中线调水工程宜先引汉、后引江。经过对近期引汉北调进行多方案研究后发现，无论最终采取哪一种调水方案，势必影响汉江中下游的水情，给汉江中下游城镇及农业灌溉用水带来影响。为做到调水工程的“南北两利”，本文对汉江中下游的用水影响提出了相应对策。     

Towards better water security in North China

Water shortages and related environmental degradation in North China are major issues facing the country. As runoff from the mountainous parts of the region steadily decrease and water resources become overcommitted, serious water and environmental problems have resulted. These include drying-up of rivers, decline in groundwater levels, degradation of lakes and wetlands, and water pollution. Thus, 4000,km of the lower reaches of the Hai River – some 40% of its length – has experienced zero flows and, as result, parts of this river have become an ephemeral stream. The area of wetland within the Basin has decreased from 10,000,km² at the beginning of 1950s to 1,000km² at present. Over-extraction of groundwater occurs beneath 70% of the North China Plain, with the total groundwater over-extraction estimated at 90,billion m³. Thus, problems of water shortage and related environmental issues in North China have become the most significant limiting factors affecting sustainable development in this important region of China. This paper addresses the water security issues facing North China in the 21st Century using the Hai River basin as an example. We describe hydrologic cycles under changing environments, water-saving agriculture, assessment of water resource security, and efforts towards achieving integrated catchment management.     

南水北调与黄河未来水量分配

未来南水北调工程的实施，将会置换出一部分黄河水量，这部分水量在流域上中游的再分配将会对整个黄河流域水资源的合理开发利用产生极为深刻的影响。根据黄河流域上中游各省（区）实际情况，在保证经济社会用水和必要的生态环境用水的前提下，运用层次分析和模糊决策理论相结合的方法，对南水北调东线、中线和西线工程不同水平年、不同调水规模情况下，黄河可置换水量在流域上中游的再分配问题进行了探讨。     

南水北调中线工程管理模式优缺点分析

南水北调工程是缓解我国北方地区水资源短缺,实现水资源合理配置,保障经济社会可持续发展的重大战略性基础设施。针对南水北调工程的特殊性,国务院南水北调工程建设委员提出南水北调工程建设采用项目法人直接管理、代建制和委托制相结合的管理模式。为了更好地对南水北调工程项目进行管理,对3种管理模式的优缺点进行了分析,为管理模式的改进提出有益的参考。     

水权理论与南水北调工程水权分配

南水北调是一项跨流域、跨省市的远距离调水工程，由于沿线各省（市）的自然地理、人口、资源、社会、经济等状况各不相同，因此必然存在流域、城市之间用水矛盾和利益协调问题。通过对国内外水权现状进行研究，根据水权基本理论，从我国社会主义市场经济体制、水资源状况和南水北调工程实际出发，提出了南水北调工程水权分配的基本思路、原则和程序。     

对南水北调工程解决中国北方用水问题的分析

简要介绍了南水北调工程，分析了调水后我国北方用水情况，对今后的用水及缺水情况进行了预测。分析了预测结果表明：调水后，黄河上游（西线受水区）基本能满足正常来水年年份用水；在中等枯水年份，2030年和2050年分别缺水80亿m^3和50亿m^3。整个中线受水区2020年缺水量高达207亿m^3。淮河流域（东线受水区）基本能满足2030年水平的需水要求，但2050年将缺水20～40亿m^3；山东半岛依然为严重缺水区，缺水量达38.911亿m^3。