我国生活水循环系统解析与调控研究

生活用水人类生存和发展的基础，在流域水资源规划与配置中通常具有最高的优先权。在对生活用水的基本内涵、特性分析以及影响因子分析的基础上，对三大典型生活用水单元的水循环结构进行了解析，即农村生活、城镇生活与发达城市生活用水单元；通过对国内外生活用水系统的调研，从通量、结构、质量等方面归纳了生活水循环的发展规律；在此基础上，提出了我国生活水循环的调控目标，并对基于水质水量耦合的多元优化调控途径进行了探索。     

城市水循环演变及对策分析

全球气候变化和快速城市化改变了自然水循环过程,使水循环呈现"自然-社会"二元特征。城市是二元水循环耦合程度最深的区域,城市水循环的驱动力、结构与过程呈现复杂化,由此引发的城市水问题越来越突出,未来城市水循环面临严峻挑战。本文在识别城市水循环的演变历程和机理的基础上,解析了城市水问题的产生根源。以城市水问题以及未来城市水循环发展趋势为导向,提出了未来城市水循环调控的总体思路,论述了未来城市水循环调控的"理水""用水""治水""管水"四大战略,阐明了以"安""和""畅""保""节""回""净""智"八字方针为指导的未来城市水循环调控实现途径。     

社会水循环理论基础探析Ⅱ:科学问题与学科前沿

探讨社会水循环研究的基本要素、内容 （过程、结构、通量与调控）、分类及其相互之间的科学关系,阐述评介社会水循环研究的国内外进展,对人水和谐的用水配置、用水零增长、蓝水-绿水-虚拟水与粮食安全、水生态与水环境安全、节水减排与循环经济问题等当前备受关注的社会水循环热点科学问题进行深入分析,认为社会水循环与自然水循环的耦合与作用机制、社会水循环系统及其水量水质的演变机制和社会水循环调控与需求管理的决策机制,是社会水循环研究的三大基础性关键科学问题,社会水循环研究的前沿领域包括自然水循环系统与社会水循环系统之间的耦合机理及平衡-约束机制、经济社会发展规律的科学认知与社会水循环之虚拟水流动机理、社会水循环系统的水量水质演变过程、社会水循环系统描述的模型技术与方法和社会水循环系统的评价与调控等,从而与文献[1共同构成社会水循环研究的理论基础和科学框架。     

城市生活用水效率驱动因子及调控研究

在综合分析城市生活用水特点基础上,从节流角度出发提出了提高生活用水效率的理念。通过文献研究、节水型社会建设研究,筛选出对城市生活用水效率影响较大的驱动因子、调控因子。在此基础上对2011年江苏省13个大中城市生活用水情况进行了典型相关分析,找出主要驱动因子、主要调控因子和城市生活用水效率评价指标,并根据它们三者之间的线性关系,得出三者之间的响应关系。     

基于农业水循环结构和水资源转化效率的农业用水调控策略分析

我国在庞大人口对粮食需求的刚性驱动下,农业在国民经济发展中始终占有极为重要的地位。然而,我国水资源本底条件较差,经济发展迅速,工农业用水竞争激烈,加之气候变化,干旱频发,农业用水短缺成为制约我国农业发展的瓶颈。为从根本上解决我国农业用水短缺的情势,在全面分析我国农业用水现状后,解析了农业水循环原理,并对其中各环节的农业水资源消耗效率进行了剖析。最后,提出了立足于农业水循环过程的调控策略。     

基于二元水循环的用水总量与用水效率控制研究——以渭河流域为例

以二元水循环理论为基础,以最严格水资源管理制度中的"用水总量"与"用水效率"联合调控为目标,提出"以耗水管理为核心,用水总量与用水效率控制为约束"的理念和思路。分析了用水总量与用水效率控制的概念和关系,构建了基于二元水循环理论的用水总量与用水效率多重调控机制。为实现耗水总量控制,将用水过程划分为水源端的供水和用户端的用水两大环节。由于各类水源到达用户的供水过程存在不同的环节,水量损失有所差异。通过对基于规则的水资源配置模型的改进,建立了水源—用户供水优化模型,重点分析不同水源利用情景对于用耗水总量控制的影响。最后,以渭河流域为例进行了应用分析。     

农业水价调整对广义水资源利用效用研究

文章旨在反映农业水价变化对地区水资源利用效率和效益的影响。以经济学理论为基础,建立起农业用水的需求函数模型,研究宁夏农业水价与用水的关系;对不同水价方案进行水资源配置分析和水循环过程模拟,分析各种方案下用水部门的用水效率;进一步分析各方案的经济、社会和生态后效性响应,评价区域广义水资源利用效益。随着水价的提高,农业用水将呈下降趋势,用水量变化影响了区域的水循环转化过程,改变了生活、经济及生态的广义用水格局,使得区域水资源消耗总量减少,促进了地区用水效率的提高,同时也促进了单位水经济产出的增加,使得用水结构趋于合理、用水效用趋于高效。     

社会水循环通量演变及驱动力分析——以保定市为例

社会水循环是自然-人工二元水循环的重要环节,社会水循环通量作为社会水循环的基本研究内容之一,在水资源短缺的背景下,把握其演变规律,揭示使其演变的驱动因子,对水资源的规划、利用和管理具有重要意义。基于2000—2015年保定市的气象数据和社会经济数据,采用信息熵法对保定市的用水结构进行分析,结果表明保定市的用水结构趋向均衡的方向发展;有效降水的演变没有明显规律,随降水的丰枯变化。从自然环境和社会经济两方面选取了20个驱动因子,采用灰色关联分析法定量分析,结果显示:第一产业产值比重和有效降水与社会水循环通量的灰色关联度分别为0.748和0.705,表明这两个因子对社会水循环通量演变的驱动力最大;自然环境因子和农业用水因子与社会水循环通量的关联度数值均处于较高水平,表明这两类因子对社会水循环通量演变的驱动力较强。     

泾惠渠灌区水循环特征及其主要驱动因素研究

从灌区水循环角度出发,分析研究了泾惠渠灌区水循环特征及其各循环要素的变化特征,结果表明,在人类水事活动的影响下,灌区水循环的路径、强度、结构、参数以及尺度发生了明显的变化;在此基础上运用主成分分析法研究了影响灌区水循环的主要驱动因素,结果表明得出降水量是影响灌区水循环的主要自然因素,田间水利用系数、渠井灌溉用水比例是影响灌区水循环的主要人工因素;在自然因素和人工因素的影响下,灌区水循环特征发生了明显的变化,人工—自然特性明显。更多还原     

水循环视角下的黄河流域生态保护关键问题

流域作为陆地水循环的基本单元,其在生态保护修复中的地位和作用越来越得到重视。随着人类活动影响的加剧,流域水循环逐步演变为"自然-社会"二元模式,流域生态系统也在结构和功能上逐步转化为自然-社会复合结构和功能。本文基于对自然-社会二元水循环与流域生态保护关系的分析,针对黄河流域生态本底和特征,分别从空间格局和时间过程上提出了维护黄河流域生态系统完整性的主要原则和重点,并针对三江源区、祁连山-秦岭、黄土高原、黄河三角洲几个流域生态保护重点区域,分析了各区域目前存在的主要问题,提出了下一阶段保护治理的措施建议,以消耗一定的水资源为代价,实现坦化水循环极值性、大幅度减少冲沙用水、恢复自然生态三大功效,促进黄河流域生态保护和高质量发展。     

环境生态用水基本概念

在我国长期供用水制度中，形成工业、农业、生活传统的供用水制度，唯独环境生态用水没有列入我国的用水制度。环境生态用水是保障人民生活与健康质量的不断提高，维护国家生态安全、水生态安全、环境安全和社会可持续发展的必备用水。本文从环境生态用水的角度来界定国内外研究动态、用水设计及水资源供需中计算调节等，首次提出尽快建立我国的环境生态用水制度。     

宁夏平原区分布式水循环模拟研究

根据平原区水循环的特点，建立了平原区分布式水循环模型，该模型以日为计算时段，根据行政区域、引排水渠道覆盖的灌域、土地利用类型以及作物种植结构划分水循环计算单元。模型以水平衡为基础，在任一计算单元沿垂直方向均可分为植被冠层、地表水、土壤浅层、土壤深层、潜水层和承压水层，按照水域、植被、裸地、农田、不透水域等不同土地利用类型计算蒸散发量，地表水模拟包括引水系统、排水系统、湖泊湿地和生活及工业用水系统。应用该模型详细模拟了宁夏平原区1991～2000年的水循环转化过程和供、用、耗、排水量关系，计算结果表明，若不加上黄河河道蒸发消耗水量，2000年平原区实际消耗黄河干流水量为33.53亿m3。     

河流水资源调度关键技术及通用软件平台探讨

近几十年来人类活动与全球气候变化的加剧,流域水循环发生了强烈的变异,世界面临着深刻的水危机,我国水问题尤为严峻,水灾害事件频发,水问题成为实现可持续发展的重大障碍因素,严重威胁国民经济和生态安全。从流域水循环演变与水资源综合调控这一科学背景出发,提出了基于二元水循环开展水资源调控来解决水问题的基本思路。探讨了水资源调度研究的发展现状和我国水资源调度研究存在的问题。在此基础上,提出了包含"监测-模拟-评价-预测-调度-控制"六大环节的水资源调度技术框架和关键流程。结合国家水资源监控能力建设二期项目,介绍了一套全国通用的水资源调度软件平台,实现了水资源调度执行成果在水利部本级、流域、省三级平台之间的业务协同和信息共享,从而提升河流水资源调度决策能力。     

城市生活用水多样化趋势与水资源的可持续利用

通过对杭州市生活用水需求变化与用途多样化趋势的调查研究,用量化分析方法寻找与之相关的因素,并以此预测城市用水趋势。针对目前城市生活用水量日益增加、其中低质杂用水的比例较大的情况,从水环境综合治理角度,探讨城市水资源合理利用的最佳系统方式,并提出污水资源化、充分利用雨水、建立新型给排水系统等建议。     

云南省区域和行业用水效率考核体系构建研究

从国家实施最严格水资源管理制度的背景出发,云南省目前正在开展的区域和行业用水效率考核体系构建研究,结合大量的基础资料调查、实地调研、研究论证等工作,严格按照可执行、可操作的原则,遵从定性和定量考核方法,提出了云南省区域、工业、农业、居民生活4个方面的用水效率考核及其指标体系.     

上海市未来综合生活用水需求量预测及节水对策

运用系统动力学方法分析上海市未来综合生活用水量各变量之间的复杂关系,构建上海市未来综合生活用水需求量的系统动力学模型,预测上海市未来综合生活用水量的变化态势,进一步探讨水资源调控的关键环节和措施。这些预测和探讨旨在帮助提高上海市水资源可持续利用的规划和管理水平,也为中国其他发达城市或快速城市化地区的水资源规划和管理提供借鉴。     

松花江流域水污染特征及其调控对策

针对松花江流域日益突出的水问题,研究总结了流域水污染的五大特征,即:入河污水量大,点面源并重;有机污染严重,有机毒物突出;大城市排放集中;水污染趋势加重、冰封期问题突出;污染事故风险高。在此基础上,结合当前流域水环境管理的现状,识别了松花江流域水污染调控的主要问题,即缺乏系统协调性。提出松花江流域构建基于"自然-人工"二元水循环过程的水质水量联合调控体系的思路,在自然水循环和社会水循环两大层面七个方面基础上建立完整的水量控制及水质保障系统,并提出进行综合管理的体制和机制保障措施以及注重水污染的风险管理与应急机制建设的对策建议。     

我国生活用水变化分析

根据全国水资源综合规划1980～2000年的统计数据,运用相关分析和主成分分析方法分析了我国自改革开放以来生活用水的变化趋势及其驱动因素。分析表明,经济社会发展水平、用水条件以及公共设施建设是影响生活用水变化的主要因素。在将来一段时间里,我国经济社会还将保持较高的发展态势,将继续驱动生活用水增长;由于水资源非常贫乏,加强水资源管理,提高节水技术水平和节水意识等是非常重要的。