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。     

粮食主产区水土资源匹配、承载力及影响因素分析

为客观分析粮食主产区农业水土资源的匹配状况,并正确认识其承载力水平及主要影响因素,根据水资源、耕地资源等数据,计算了农业水土资源匹配系数。同时,从农业水土资源、社会、经济和生态4个系统出发,构建了粮食主产区农业水土资源承载力评价指标体系,综合采用组合赋权的TOPSIS模型和障碍度模型,对2011～2018年粮食主产区的农业水土资源承载力变化特征及其影响因素开展了定量研究。结果表明:(1)粮食主产区2011～2018年的农业水土资源匹配系数为0.609 7万～0.887 8万m~3/hm~2,匹配程度整体有待提高;并且呈现出"中部最低、北部略低、南部最高"的空间匹配格局。(2)粮食主产区农业水土资源承载力整体以0.005/10 a的速率呈现微弱降低趋势,空间上呈现"中部最低、南部中等、北部最高"的分布特征。(3) 4个系统对粮食主产区农业水土资源承载力的影响强度相当,系统中的农业水土资源匹配系数、人均耕地面积、人均粮食产量、生态环境用水率和人均水资源量是影响农业水土资源承载力最强的障碍因子。     

水资源空间均衡系数计算方法及其应用

为分析水资源在空间分布、开发利用及经济效益方面的均衡状态,采用基尼系数与协调发展度的方法,基于水资源负载指数、水土资源匹配系数和用水效益计算水资源空间均衡系数,并对水资源负载指数、水土资源匹配系数和用水效益的均衡性进行计算分析,确定了合理的权重。以全国31个省级行政区为计算单元计算了2017年全国水资源空间均衡系数,结果表明,各省级行政区水资源压力极不均衡,水土资源匹配差异较大,用水效益与经济社会发展有一定的关系,沿海经济比较发达的地区用水效益明显高于中西部地区;全国水资源在时空分布、开发利用以及对经济社会发展的支撑作用中表现为不均衡状态。     

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。     

水足迹视角下辽宁省春玉米生育期水土资源匹配特征研究

随着气候变化及种植结构调整,农业水土资源配置状况发生改变,研究农业水土资源匹配特征对农业可持续发展具有重要意义。基于作物生产水足迹视角,采用广义农业水土资源匹配系数的计算方法,对 1985—2018年辽宁省春玉米生育期的水土资源匹配特征进行分析。结果表明：1985—2018 年间辽宁省春玉米农业水土资源匹配系数变化波动明显,总体以 14 m³/（hm²·a）增长,多年平均农业水土资源匹配系数值为 5733 m³/hm²。同时,1985—2018 年间辽宁省春玉米农业水土资源匹配状况呈现向好趋势,东部农业水土资源匹配良好的地区增多,西北部农业水土资源匹配较差的范围缩小。未来辽宁省玉米种植结构调整,应立足各地区农业水土资源匹配特征,构建水土资源空间均衡的农业生产体系。     

水资源与经济社会发展时空匹配特征量化分析

为系统分析和精准量化地级市水资源与经济社会发展匹配特征,选取水资源总量、用水量和人口、GDP、耕地面积等典型要素,提出同时运用基于基尼系数和基于数列的匹配度计算方法进行量化研究的思路,以沙颍河沿线10个地级市为例,定量分析了其2009—2018年水资源与经济社会发展的时空匹配关系。结果表明:两种方法能够同时从整体时间/空间和单个地级市/时段的角度对水资源和经济社会两系统要素的匹配问题进行全面研究;各地级市时间基尼系数存在些许差异,但不同要素匹配程度基本一致且结果均较好;除水资源总量-GDP、用水量-GDP的时间匹配度呈现低—高—低的演进态势,其他要素的匹配度随时间呈现波动变化趋势;空间基尼系数在时间尺度上变化幅度不大,但不同匹配要素之间差异显著;空间匹配度在时间上基本保持一致,部分地级市匹配结果较差,尤以郑州、南阳和驻马店的问题最为突出。     

粮食总量动态平衡测算分析——黑龙江省西部地区粮食安全发展对策研究

根据黑龙江省工业基地振兴总体规划、黑龙江省国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要,分析黑龙江省西部地区16年来的耕地、人口和粮食变化情况,利用平衡系数、粮食距平系数进行测算分析黑龙江省西部地区30个市县的粮食安全情况,并提出相应的农业发展对策.     

我国水土资源承载力评价及障碍因子诊断

为正确认识我国水土资源承载力并探究影响承载力的关键因素,从水土资源、社会、经济、生态4个系统出发构建了我国水土资源承载力评价指标体系,利用熵权-TOPSIS模型对我国2005—2018年省(市、区)水土资源承载力的时空变化特征进行定量研究,并结合障碍因子诊断模型识别承载力的主要影响因素。结果表明:研究期内我国水土资源承载力均值在0.370 3～0.395 0之间,整体处于中等偏下水平,并呈现轻微减弱趋势;我国水土资源承载力在空间上呈现南北较高,中部较低的分布格局;经济密度、水土资源匹配系数、生态环境用水比例、人均水资源量及人均GDP等是研究期内影响我国水土资源承载力的主要障碍因子。     

引汉济渭受水区用水结构及水资源空间匹配分析

以引汉济渭调水工程受水区——陕西省关中地区为研究区域,引入洛伦兹曲线、基尼系数,对调水前后关中地区的用水结构及水资源的空间匹配情况展开研究。研究结果表明:(1)调水后,水资源量与各要素的基尼系数均有所下降,说明调水工程可以改善水资源与各要素之间的空间匹配程度,促进水资源与人口等要素间的协调发展;(2)工业用水、生活用水以及生态用水的基尼系数均有所下降,农业用水的基尼系数有所上升。由研究结果可以看出,调水工程可以改善工业、生活、生态用水空间分布的均衡性,而使农业用水空间分布更为集中,有利于促进关中地区整体生态文明的建设,推动关中地区的可持续发展,使得农业用水集约化,对优化关中地区的产业格局可以起到一定的促进作用。     

夯实水利基础 构筑战略粮仓——在全国水利工作会议上的发言

黑龙江省现有耕地1．76{7,亩,占全国总耕地面积的十分之一,农村人均耕地20多亩,高居全国首位;黑龙江省还是我国北方水资源比较丰富的省份,全省境内水资源总量810亿立方米。丰富的水土资源,使我省成为国家重要的商品粮生产基地,成为未来粮食增产和粮食供给能力潜力最大的地区,被誉为中国的“战略粮仓”。     

河南省水资源承载力时空特征分析

随着社会经济的发展,河南省水资源问题正变得越来越严重。选择13项评价指标构建河南省水资源承载力评价指标体系,采用主成分分析法分别从时间和空间两个维度对河南省水资源承载力进行评价分析。结果表明:(1)河南省水资源承载力随时间变化特征主要与其社会经济发展水平、水资源供需水平和人类生活活动的强度有关,全省水资源承载力水平在2007-2016年间处于波动上升的状态;(2)河南省水资源承载力的空间分布特征主要与各市社会经济发展水平、农业发展状况和水资源自然禀赋条件有关,其中郑州市的水资源承载力水平最高,漯河市、鹤壁市和济源市最低。研究可为河南省水资源的可持续利用及其合理管理政策的制定提供科学依据。     

基于组件模型的地表水资源配置系统设计

传统地表水资源配置系统往往针对特定的流域,缺乏扩展性和灵活性。将流域、水库、需水点、输水连接等水利要素分别抽象为组件,对河流采用Horton编码分级,使用拓扑排序和河流同步的方式解决水系网络的水力联系,以组件连接模式灵活地进行地表水资源模拟和优化配置,通用性高,扩展性强。新开发的系统可为水资源管理部门对生活用水、工业生产、农业灌溉、生态建设等规划、设计以及管理提供技术支撑。     

我国西北地区主要农作物贸易对区域水资源影响

随着我国粮食生产重心的北移,西北地区在全国粮食安全中的作用日益凸显,然而该地区水资源缺乏,水土资源时空匹配性差对当地的生态安全、粮食安全和水安全构成了巨大威胁。近些年,伴随着城市化和区域贸易的快速发展,西北地区农作物产量和外运量均快速增长,大量的农作物虚拟水伴随贸易输送到全国各地,进一步加剧了西北地区的水资源压力,严重制约当地的可持续发展。基于此,本研究对2000-2015年西北地区主要农作物生产水足迹和伴随着农产品贸易的虚拟水流动格局进行了量化分析,在此基础上评估了西北地区农产品贸易输出引发的水资源压力。结果表明,研究期内2000-2015年西北地区主要农作物生产水足迹呈上升趋势,从2000年的417.16亿m~3增长到2015年的439.87亿m~3。与此同时,农产品贸易伴生的虚拟水流动量显著增加,从2000年的220亿m~3增长到2015年的272.99亿m~3,严重加剧了当地的水资源压力。陕西、内蒙古、新疆和甘肃水资源压力均高于全国平均水平,陕西更是呈重度水资源压力状态。因此,本文从技术发展和宏观战略层面提出了创新农业实体水资源利用效率、建立虚拟水补偿机制以及合理优化调整区域产业结构的应对策略与建议,为保障我国西北地区水资源可持续利用提供了科学参考。     

2007-2015年湖南省水资源安全状态与短板要素甄别

根据水资源安全内涵, 构建湖南省水资源安全评价指标体系, 采用水资源安全综合指数辨识 2007- 2015 年湖 南省水资源安全状态; 根据短板要素理论, 构建湖南省水资源安全评价体系多木桶模型, 采用均衡度指标度量各桶 片( 指标) 的长度差异, 将指标分为优势要素、限制性要素和短板要素, 辨识系统短板。从纵向( 年际) 和横向( 指标) 比较分析湖南省水资源安全现状与发展趋势。结果表明: ( 1) 湖南省水资源安全系统, 2011 年为较不安全状态, 2015 年为较安全状态, 其余年份为临界安全状态, 2007- 2015 年间湖南省水资源安全呈现前期形势较为严峻、后期 矛盾缓和的特点; ( 2) 绘制湖南省水资源安全短板要素图, 甄别出防洪治涝形势严峻、废水及有机污染物排放量较多 和工农业及生活用水量较大是当前影响湖南省水资源安全的主要短板要素。     

基于 ELECT RE III 的淮河流域水资源安全评价

为探讨淮河流域水资源安全问题,建立了淮河流域水资源安全评价指标体系,运用多准则决策方法——ELECTRE III,对淮河流域四省江苏、安徽、山东、河南2006-2012年水资源安全性进行评价,并利用净可信度得分排序。结果显示:水资源安全性(1)就不同省份而言,江苏省相对最好,其次为安徽省、河南省,山东省相对最差;(2)就不同年份而言,2011年最好,最高达7.62,最低为-0.82,全部处于较危机等级,而2006年相对较差,最高达-2.03,最低为-18.37,除江苏省外全部处于危机水平;(3)就同一省份不同年份而言,随着时间的变化,四省份的水资源安全性评价结果总体呈现出先上升再下降,后又上升转而再下降的"M"型趋势。该评价方法与评价指标体系适用性较强,评价结果较为客观,为淮河流域水资源安全评价提供了一个新视角和新方法。合理水资源安全评价定量和趋势分析,可为淮河流域水资源合理开发和可持续利用提供科学依据与决策支持。     

河南省水资源承载力评价

选择10项指标,采用主成份分析法对河南省水资源承载能力进行了定量评价,结果表明,河南省水资源承载力的主要影响因素是人口与经济、城市发展和水资源开发利用,特别是国内生产总值、固定资产值和总人口对水资源承载力的影响最大;对比不同城市,济源市、三门峡市、鹤壁市、驻马店市和漯河市等具有较强的水资源承载能力,而郑州市、洛阳市、新乡市和许昌市等则承受着较大的水资源压力。     

河北省井灌区灌溉用水与耗能变化规律研究

开展农业灌溉节水、节能研究既是支撑区域农业可持续发展必然要求,也是支撑国家节能减排承诺的具体实践。受农业节水、地下水位下降的影响,河北省井灌区灌溉用水和灌溉耗能之间关系复杂,分析了1980-2015年河北省井灌区灌溉用水、灌溉耗能、地下水位变化等规律,得出以下结论:(1)地下水埋深与提取单方水耗电量呈幂函数关系,地下水埋深越大,地下水位下降带来灌溉能耗的增加幅度越来越大;(2)由于地下水位下降,每度电可开采水量从1980年的8m~3减少到2015年的0.9m~3,相比1980年2015年灌溉水量减少了13亿m~3,但是灌溉能耗增加了131亿kW·h。(3)1997年后由于灌溉水量减少而降低的能耗不足以弥补地下水位下降增加的能耗,由此导致1998-2015年每公顷灌溉能耗额外损失为20 850kW·h。本研究对指导河北省农业灌溉水-能关系协调发展提供有益的参考。     

京津冀地区适水发展问题与战略对策

阐述了适水发展理论的产生背景、内涵及对象与任务。适水发展是依靠科技进步,开发利用广义水资源、提高用水效率,根据水资源条件转变用水模式、优化用水结构和水资源配置,拓展水资源开发利用新空间,实现水资源可持续利用。从适水发展的角度,系统分析了京津冀发展面临的严峻的水资源问题,主要有水资源极度短缺、用水压力大、生态持续恶化和非常规资源资源利用程度低等问题,严重制约京津冀协同与可持续发展。针对存在的主要问题,提出了京津冀走适水发展道路的战略对策,实行水资源开发利用的多方面战略性转变,重塑京津冀适水型产业体系,构建适水型现代工业,发展适水型现代农业,建设适水型城市,实现京津冀地区社会-经济-生态健康永续发展。     

三江平原水资源开发利用程度变化与驱动因素

水资源开发利用程度评估与分析研究对于区域水利规划和水资源管理具有实践指导意义。三江平原作为国家商品粮生产基地,具有保障国家粮食安全的重要作用,同时,水资源开发利用问题与供需矛盾也日益凸显。为了定量研究三江平原水资源开发利用状况与态势,运用基于变异系数和相对熵改进的TOPSIS方法,对研究区水资源开发利用程度进行了综合评价,并对1984-2011年研究区水资源开发利用程度变化特征及驱动因素进行了分析。结果表明:2011年三江平原水资源开发利用程度处于中等水平,东北部地区较高,西南部地区较低;2001年是三江平原水资源开发利用程度变化的时间节点,2001-2011年十年间三江平原一半以上分区的水资源开发利用程度发展至中等水平;地下水资源开发利用和农业灌溉是三江平原及其大部分分区水资源开发利用程度变化的核心驱动因素,鹤岗市、双鸭山市和佳木斯市是推动研究区水资源开发利用程度演变的主要分区;相比2011年,2017年三江平原水资源开发利用程度和关键驱动因素无明显变化。研究结果可为三江平原水资源可持续利用提供参考和借鉴。     

北京市用水结构演变及归因分析

用水结构的分析和预测是水资源管理和规划的前提和基础。以北京市为例,分析了1988-2016年北京市用水结构的演变特征,揭示了导致用水结构变化的驱动因素,讨论了未来北京市用水结构可能出现的变化及其对水资源供给的影响。结果表明,近30年来北京市总用水量先升后降,而后缓慢增加,农业用水和工业用水持续减少,而生活用水和环境用水则持续增加。农作物播种面积的减少和工业节水分别是导致农业用水和工业用水减少的主要原因,生活用水的增加主要是由于人口的增长和人们用水方式的变化,而环境用水的增加和园林绿化面积的增长关系密切。预计未来北京的农业用水仍将持续减少,而工业用水的变化取决于产业结构调整的力度。生活用水仍将缓慢增长,这将是未来北京市水资源安全供给面临的最大压力。