雄安新区上游农业水足迹及其经济效益研究

量化作物单方耗水产生的经济效益对于通过经济手段调控农业用水具有重要意义。基于水足迹理论,以雄安新区上游为研究区,首先模拟了主要农作物的蓝水足迹和生产水足迹,并结合统计数据评估了作物的水足迹经济效益,最后通过调查数据对模拟值进行了评价。结果表明：2001-2016年研究区小麦、玉米、大豆、花生和棉花5种主要农作物的蓝水足迹在384～4 611 m³/hm²之间,生产水足迹在4 122～6 453 m³/hm²之间,蓝水足迹经济效益在1.15～19.29元/m³之间,生产水足迹经济效益在0.38～2.02元/m³之间;不同水文年型下作物的生产水足迹经济效益并没有显著的差别,但是蓝水足迹经济效益的差别较大,尤其是玉米和大豆作物;整体而言,研究区西部山区的水足迹经济效益低于东部平原地区;模型评估的水足迹经济效益与农户在实际生产过程中的数值有一定的差距,造成此现象的主要原因是水足迹的差异。     

南水北调西线工程受水区缺水形势研究

黄河流域最大的矛盾是水资源短缺。从农业、工业和生态用水等方面识别流域现状缺水状况，考虑新形势下黄河流域水资源条件、黄河流域生态保护和高质量发展等重大国家战略要求，预测黄河流域2035年需水量约为545亿m³,缺水量约为136亿m³,其中上中游六省(区)缺水量约103亿m³,占比76%,是流域内缺水最严重的地区。南水北调西线工程是解决黄河流域缺水问题的根本措施，上中游六省(区)是主要受水区，一期工程调水80亿m³可基本解决上中游六省(区)生活、工业等刚性用水需求。     

辽河流域铁岭段水环境评价

文章以辽河流域铁岭段为例,从种植业、禽畜养殖业、工业和居民生活四个污染源的角度,采用灰水足迹核算法评价分析了其灰水足迹量值及其水环境状况。结果表明：2019年辽河流域铁岭段种植业、禽畜养殖业、工业和居民生活污染的灰水足迹依次为9.300亿m³、13.124亿m³、0.273亿m³、6.177亿m³,从上游向下游总体上呈现出波动上升趋势。辽河流域铁岭段水污染程度达到726.20%,表明每年排入的污染物数量河流已无法吸收净化,地表水纳污能力现已全部耗尽。通过科学评价河流水环境现状,可为铁岭市水环境治理规划提供一定借鉴。     

黄河流域生态保护和高质量发展水安全保障布局和措施研究

为全面提升黄河流域水安全保障能力,针对黄河流域面临的洪水风险威胁、水资源短缺、生态环境脆弱、水治理能力不足等方面存在的突出问题,按照"重在保护,要在治理"思想,提出黄河源头区,黄河上、中、下游地区,黄河口及三角洲地区五区协同保护的水安全保障空间布局。从推进水资源节约集约利用、提高水资源保障能力,完善防洪减灾体系、确保黄河长治久安,加强水生态环境保护、维护黄河健康生命,系统实施水土流失综合防治、改善黄土高原生态环境,提升流域治理能力、支撑黄河流域生态保护和高质量发展等5个方面提出了对策措施,为黄河流域生态保护和高质量发展水安全保障工作提供重要依据。     

基于下游河道中水河槽维持的小浪底水库运用方式研究

小浪底水库运用以来,为实现下游河道减淤,水库运用方式以蓄水拦沙和调水调沙运用为主,下游河道输沙能力较低。当前,黄河下游河道适宜的中水河槽规模(泄流能力为4 000 m³/s)已形成,长期维持该河槽规模,充分发挥黄河下游河道输沙能力输沙入海,成为当前及今后一个时期水库减淤调度的新要求。根据黄河下游1960—2016年306场非漫滩洪水实测资料,分析不同含沙量级、流量级黄河下游河道的冲淤效率和输沙效率,提出含沙量在60 kg/m³以上的大流量洪水过程在下游河道具有较高的输沙效率,但也容易造成河道淤积。进一步提出基于下游河道中水河槽维持的河道输沙对水库运用的要求,即当下游河道中水河槽泄流能力维持在4 000 m³/s左右时,为提高河道输沙能力,小浪底水库可适时增加泄放含沙量不超过100 kg/m³的大流量过程;当下游河道中水河槽泄流能力扩大至4 500 m³/s以上时,小浪底水库可适时增加泄放含沙量不超过200 kg/m³的大流量过程;若未来下游河道中水河槽泄流...     

地下膜调控润灌对冬小麦耗水规律及水分利用效率的影响

通过测坑及田间试验,探究地下膜调控润灌条件下冬小麦各生育期的耗水量、耗水强度及模系数,研究不同供水条件对作物产量和水分利用效率的影响,提出该灌水技术条件下所研究作物的适宜灌水定额和灌溉制度。研究表明：在试验设定的灌水量范围内,较小的灌水定额可获得较高的水分利用效率;综合考虑产量和水分利用效率,地下膜调控润灌条件下冬小麦较优的灌水处理为S_M处理,即灌水定额为450 m³/hm²,灌水时期分别是返青、拔节、抽穗、灌浆4个时期,灌水次数为4次,灌溉定额为1 800 m3/hm²;在S_M处理下,冬小麦产量可达到9 520.03kg/hm²,水分利用效率可达到2.85 kg/m³。该试验结果可为缺水地区冬小麦种植探究高效可行的灌溉方式提供合理的参考依据。     

黄河流域水资源利用与经济发展脱钩分析——基于水量和水质视角

在促进经济增长的同时减少水资源消耗和水环境污染是实现黄河流域生态保护和高质量发展的重要途径。基于水足迹理论与方法测算黄河流域的水资源消耗和水环境污染状况,运用Tapio脱钩指数模型对水量足迹、水质足迹与经济发展脱钩程度进行分析。结果表明：2000-2019年黄河流域水量足迹整体呈现上升趋势,其中农业生产用水最多;水环境污染得到系统治理,水质足迹呈现波动下降态势。水量足迹、水质足迹与经济发展多处于相对脱钩和弱脱钩状态,水质脱钩优于水量脱钩,但均未达到最佳脱钩状态。黄河流域各区域之间无论是水量足迹、水质足迹或是两者与经济发展脱钩的状态均存在显著差异。其中,水量足迹和水质足迹排名由大到小依次为下游、中游、上游;水量足迹与经济发展脱钩状态表现为上游和下游地区优于中游地区,水质足迹与经济发展脱钩状态由高到低依次为下游、中游、上游。应通过加强农业节水力度和水污染防治并实施区域差异化管理来实现黄河流域水资源与经济发展强脱钩。     

基于水足迹理论的甘肃省水资源利用与经济增长脱钩分析研究

为了探讨甘肃省水资源利用与经济协调发展之间的关系,利用甘肃省2008—2019年统计数据分析了水足迹趋势以及水资源评价指标,最后利用构建的脱钩评价模型对水资源利用与经济增长之间的关系进行评价。结果表明：甘肃省近12年来水足迹与人均水足迹呈平行波动上升趋势,其中农业水足迹是水足迹的主要组成部分,平均占比为86.78%,生态用水足迹有逐年上升趋势;水资源自给率保持在90%以上,水资源经济效益由20.11元/m³（2008年）增长到43.35元/m³（2019年）,年均增长率为6.6%,水资源压力指数近5年有下降趋势,整体属于水安全状态;GDP与水资源利用之间的关系正在逐步从弱脱钩向强脱钩转变,农业产值与农业用水之间的关系由最初的不理想扩张型负脱钩向强脱钩转变。基于结论,为进一步促进甘肃省水资源利用与经济增长之间更好地协调高质量发展,在农业、进出口贸易、生态等方面提出了建议。     

基于水足迹的黄河流域九省(区)水资源可持续利用评价

为评估黄河流域九省(区)的水资源可持续利用水平,改善水资源状况,实现地区水资源可持续利用,基于水足迹模型提出适合黄河流域九省(区)的水资源可持续利用综合评价指标,并且使用Spearman相关分析法和多元线性回归分析法对黄河流域九省(区)水资源可持续利用水平的驱动因素进行了分析。研究结果表明：2010—2020年黄河流域九省(区)的水资源足迹呈现先增后减的小幅度变化,水环境足迹呈现减小的趋势,水资源足迹和水环境足迹空间分布极不均匀;黄河流域九省(区)整体的水资源可持续利用水平出现了不同程度的上升趋势,上游省(区)的水资源可持续利用水平较高,而中下游省份的水资源可持续利用水平较低。水资源可持续利用水平的主要驱动因素为人口密度和第二产业占比,其次为人均用水量、废水处理率和化肥施用强度。     

基于黄河鲤栖息地水文-生态响应关系的黄河下游生态流量研究

本研究采用野外生物监测、栖息地同步观测和实验室控制实验等技术手段,应用生物学、鱼类生态学、生态水力学、水文学等多学科理论,基于河流栖息地模拟法,研究了黄河下游指示物种黄河鲤生态学特性及其栖息生境与流速、水深、水温等水文水环境因子之间的关系,将径流条件与目标物种不同生长阶段生物学信息相结合,建立了代表物种繁殖期、越冬期栖息地适宜度指数,构建了黄河下游重点河段河流栖息地模型,建立了指示物种栖息地状况与河川径流条件定量响应关系,提出黄河下游花园口和利津断面繁殖期最小生态流量为300 m³/s和100 m³/s、适宜生态流量为600～700 m³/s和190～250 m³/s。该研究在水生生物习性及其与河川径流响应关系方面实现突破,解决了黄河生态需水研究中关键技术问题。     

川中丘陵区节水栽培技术对冬小麦水分利用效率的影响

水分不足是限制川中丘陵区冬小麦生长发育及产量的重要因子。通过不同节水栽培措施条件下耗水特性、潜在蒸散量与作物系数的研究成果,对冬小麦的产量与水分利用效率进行了分析。试验结果表明：①在冬小麦全生育期,常规灌溉（保证田间持水量75%）耗水量最高,达到421mm ;依赖于降雨耗水量最低,仅为348mm 。②川中丘陵区冬小麦生育期逐日的潜在蒸散量（ET₀）的平均值在0.93～3.81mm/d 幅度内变动,并呈现出前期平稳、中后期逐渐增加的特征。③在冬小麦全生育期,各处理措施的K_c值幅0.23～1.92之间,并呈现一抛物线特征。在拔节期达到最大值,成熟期达到最低值;且秸秆覆盖+常规灌溉栽培措施平均K_c值最大,对照平均K_c值最小。④冬小麦产量以秸秆覆盖+常规灌溉处理最高,达到 6 222.53 kg/hm²,而以对照（A）最低,仅为3 852.00kg/hm²;冬小麦的水分生产率与灌水生产率则均表现为秸秆覆盖+节水灌溉处理最高,分别达到0.55kg/m³和3.62kg/m³。     

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。     

近20年黄河流域陆表水域面积时空变化特征研究

黄河流域生态保护和高质量发展是国家重大战略之一。开展陆表水域的动态变化监测,有助于掌握黄河流域水资源分布与变化状况,对于了解人类活动对水资源的影响,保障流域生态安全具有重要意义。本文基于Landsat数据提取2000—2019年黄河流域陆表水域分布,分析了黄河流域陆表水域面积的动态变化状况,结果表明:(1)流域陆表水域空间分布不均衡,上游陆表水域面积占流域陆表水域总面积的60.3%、中下游占39.7%,其中青海省和内蒙古自治区的陆表水域面积占比最高,分别占40.3%和17.0%;(2)近20年间,流域陆表水域面积总体呈增加趋势,增幅约为49.0%,其中上游地区对流域陆表水域总面积增加的贡献度最大,达到47.7%,中游地区贡献度次之,为42.7%,下游地区贡献度较小,只有9.6%;(3)从流域来看,渭河和汾河流域的陆表水域面积增加较为明显,2000—2019年期间,分别扩大了113.17 km²和55.75 km²,增幅约为139.9%和152.4%。     

农业灌区水利工程设计指标及综合研究

针对某干旱地区的农业灌区水利工程进行设计,对其工程建设内容和任务进行规划,设计工程总体布局,计算水量及调配情况,并对该工程进行指标评价,提出相关意见。结果表明,该地区蒸发量远大于其降雨量,干旱是该地区最主要的气候问题。水资源作为影响农业发展的因素之一,在影响耕种收成的同时,也影响着当地的经济发展。该地区作物种植面积最大的为硒砂瓜,占比70%。主要田间灌水方式为滴灌方式。枸杞所需的灌溉定额最大,为2 100 m³/hm²;硒砂瓜所需灌溉定额最小,为450 m³/hm²。每年由于农业灌溉产生的水量为1 423×10⁴ m³,折算至每公顷水量约为870 m³。折算为年均取水量为2 006×10⁴ m³,平均每公顷农业用田所需取水量为1 200 m³。由于解决了该地区农业灌溉问题,有助于农业的多样性发展,进一步巩固拓展脱贫攻坚成果与乡村振兴的有效衔接。要推行项目的实施与建设,需...     

黄河流域水资源-能源-粮食纽带关系研究

黄河流域是中国重要的能源基地和粮食主产区,而水资源短缺使流域可持续发展面临严峻挑战。为评估流域能源、粮食生产耗水与区域水资源之间的平衡关系,基于2007—2017年黄河流域9省(区)能源耗水量和粮食耗水量,对耗水压力的时空格局演化特征进行综合研判。结果表明:在研究期内,黄河流域能源耗水量和粮食耗水量都呈现波动上升趋势;山东省多年平均能源耗水量和多年平均粮食耗水量最高;流域平均单位粮食产量蓝水足迹为0.37 m~3/kg,中下游区单位粮食产量蓝水足迹明显高于上游区的;基于虚拟水视角和实体水(蓝水足迹)视角所得到的粮食生产耗水量数据,构建了两种水压力指数评价方案,两种方案均显示出水压力指数呈逐年上升的趋势,但方案一显示各省(区)均处于低耗水压力区,方案二显示水压力指数具有明显的空间差异性。     

西安主城区再生水利用现状及存在问题探讨

西安市作为黄河流域国家中心城市,2020年市人均水资源占有量仅为193 m³,属水资源严重匮乏的城市,随着西安市经济社会的不断发展,城市需水量将逐年递增。再生水已从过去单一的工业冷却用水逐渐向城市第二水源转变,西安市在2020年再生水生产总量为9.9亿m³,利用量为2.61亿m³,仅能被有效利用1/4。对西安市再生水利用的现状及利用率较低的原因进行分析,针对具体原因提出有效措施,以期能够提高西安主城区再生水的利用效率,节约城市优质水资源,为城市建设作出贡献。     

总量红线约束下江西省“以水定人定城”方案初探

在用水总量控制红线趋紧和用水需求增长的背景下,水成为经济发展的约束资源。为落实水资源刚性约束制度,推动用水方式由粗放向节约集约转变,基于已有统计资料,分析了江西人口与水资源开发利用的现状,总结梳理了节水成效及存在的矛盾制约;以水资源承载能力为基础,以首要保证生活用水为原则,分析测算得出2025年、2030年生活可配置用水总量指标分别为29.84亿m³、33.29亿m³;合理制定了总量控制红线约束下以水定人定城方案,其中2025年、2030年人口规模分别为4 552.86万、4 587.11万,城镇建设用地面积分别为3 685.22km²、3 849.54km²,均在水资源可承载能力范围内。     

黄河流域九省(区)水资源利用与经济发展脱钩效应分析

为缓解黄河流域九省(区)水资源利用与经济发展之间的矛盾,明晰水资源利用与经济发展脱钩驱动因子,基于Tapio脱钩指数模型和Kaya-LMDI因素分解模型,分析了2001—2020年黄河流域九省(区)水资源利用与经济发展脱钩状态及其驱动因素。结果表明：1)黄河流域九省(区)总水足迹呈波动上升趋势,其中农业生产用水是水足迹的主体。2)九省(区)水资源利用与经济发展整体呈弱脱钩态势,脱钩状态较为良好;下游两省脱钩状态最好,其次为上游五省(区),中游两省脱钩状态最差。3)产业结构和技术水平为脱钩正向驱动因素,经济发展和人口规模则为脱钩负向驱动因素,各省(区)脱钩驱动因子存在明显的空间差异。     

小浪底水库对下游游荡河段河床形态与过流能力的影响

小浪底水库蓄水拦沙以来,进入黄河下游的泥沙大幅度减少,引起了下游河道的再造床过程。以黄河下游游荡河段1986-2015年实测大断面资料为基础,从河床冲刷量、平滩河槽形态、平滩流量等方面分析了小浪底水库运行前后黄河下游游荡河段的河床调整过程及过流能力变化,并还原了无小浪底水库时的平滩河槽形态参数及平滩流量。研究结果表明:小浪底水库运行后,黄河下游河道持续冲刷,累计冲刷量为18. 6亿m³,其中游荡河段所占比重达到72%。典型断面及河段尺度的平滩河槽形态调整明显,平滩河宽与水深增加,河相系数逐年递减,横断面形态总体向窄深方向发展。主槽过流能力明显增加,河段平滩流量都有不同程度增加,游荡河段内三个分河段的增幅分别为3 381 m³/s、4 450 m³/s及4 590 m³/s。还原了无小浪底水库条件下2015年汛后游荡河段的平滩面积及平滩流量计算值,分别为有小浪底水库时的64%和80%。     

黄河上游（青海境内）水资源可持续利用研究

黄河上游(青海境内)在仅占黄河流域23．8％的面积上产生了黄河50．2％的年径流量，不仅是黄河发源地，也是黄河流域主要产流区和水量的供给区之一，对黄河流域水资源可持续开发利用具有决定性影响、随着黄河上游水电基地建设，南水北调西线工程规划等的逐步实施，黄河的作用和战略地位显得越来越重要，对于促进多民族地区经济持续发展、维护民族团结、促进社会进步与繁荣以及实施西部大开发战略具有重要意义：针对水资源特点、开发利用现状和存在的主要问题，提出了合理利用水资源、保护生态环境的对策和措施。