基于ET控制的区域水资源管理研究

随着社会经济总量的不断增长，水资源过度开发、水浪费、用水效率低下、水污染已成普遍，并引发了一系列的生态环境问题。如何控制水资源总量，如何制定控制标准正在成为新形势下水资源可持续利用过程中的关键课题。本文从水资源的自然属性出发，以水循环过程为基础，重点阐述了基于ET控制的水资源管理的基本理论与方法，提出了县域水资源管理模型及其计算方法，并以地下水超采的滦南县为例进行了实例应用。模型以县域ET控制为手段，以消减ET为目标，从水资源的物理驱动过程入手，考虑了产业发展、种植结构、节水潜力以及水资源超采等县域发展的实际问题，使管理方案更贴近县域生产需要，控制资源超采也更具可操作性。     

基于ET的水资源与水环境综合规划研究（Ⅱ）- 模型

本文根据基于ET的区域水资源综合规划的理念、研究框架、目标及调控体系,构建了基于ET的区域水资源与水环境综合模拟模型（WQQCM）,该模型由分布式水文SWAT模型、人工水平衡AWB模型及分布式地下水MODFLOW模型耦合而成,实现地表水和地下水、天然水循环和人工水循环、水量和水质联合模拟,作为区域水资源与水环境综合规划的工具。本文以天津市为例对模型从地表水径流、地表水水质、地下水以及模型模拟ET结果等方面进行了校验,校验结果表明模型可支撑不同节水、水资源配置、点源和非点源水污染控制、水生态修复规划方案的情景模拟,为区域水资源与水环境规划提供数据支撑。     

基于广义ET的水资源与水环境综合规划研究Ⅲ：应用

将基于广义ET的区域水资源与水环境综合规划理论与方法应用于天津市,按照"制定目标ET-方案设置-情景模拟-方案评价-方案推荐"的规划方法,提出天津市基于广义ET的水资源和水环境综合规划方案.依据构建的区域水资源与水环境综合模拟模型、量化准则及方案优选方法,以天津市为例进行了应用.针对2020水平年南水北调东线不通水的情况,提出针对天津市水资源与水环境规划的七大总量控制:ET消耗控制量为74.7亿m~3、地表水取水控制量为32.3亿m~3、地下水取水控制量为1.2亿m~3、国民经济用水控制量为28.8亿m~3、生态修复用水控制量为3.2亿m~3、污染物排放氨氮控制量为1.02亿t、COD控制量为7.5亿t、人海水控制量为16.4亿m~3.分析结果表明,基于广义ET的区域水资源与水环境综合规划理论与方法有利于合理解决天津市水资源紧缺、地下水超采、环境污染等问题,支撑天津市社会经济和生态环境的可持续发展.     

基于广义ET的水资源与水环境综合规划研究Ⅱ:模型

在所提出的广义ET区域水资源综合规划的理念和研究框架基础上,本文构建了基于广义ET的区域水资源与水环境综合模拟模型,该模型由分布式水文SWAT模型、人工水平衡AWB模型及分布式地下水MODFLOW模型耦合而成,实现了地表水和地下水、天然水循环和人工水循环、水量和水质联合模拟。该模型可作为区域水资源与水环境综合规划的工具。以天津市为例,从地表水径流、地表水水质、地下水以及模型模拟ET结果等方面对模型进行了校验,校验结果表明模型可进行不同节水、水资源配置、点源和非点源水污染控制、水生态修复规划方案的情景模拟,为区域水资源与水环境规划提供支撑。     

基于ET的水资源与水环境综合规划研究（Ⅲ）- 应用实例

本文将基于ET的区域水资源与水环境综合规划理论与方法应用于我国天津市,按照“制定目标ET-方案设置-情景模拟-方案评价-方案推荐”的规划方法,提出区域基于ET的水资源和水环境综合规划方案;依据构建的区域水资源与水环境综合模拟模型、量化准则及方案优选方法,得到推荐方案及区域的地表水、地下水、生态、环境、国民经济、出境水以及ET等七大总量控制指标,提出区域基于ET的水资源与水环境综合规划措施和实施方案。结果表明,基于ET的区域水资源与水环境综合规划理论与方法能够合理的控制区域水资源节约、地下水超采、环境污染等问题,支撑天津市社会经济和生态环境的可持续发展。     

基于ET的河北馆陶县水权分配与地下水管理

河北省馆陶县属于资源性缺水地区,人均占有水资源量远远低于省、全国水平,无外来水源,只靠开采地下水来进行生产活动。随着社会的发展,用水户及用水量不断增加,地下水大量超采,致使地下水位以0.73 m/a的速率下降,使当地水资源与水环境失去平衡,出现水质恶化、机井灌区的耕地土壤次生盐碱化及塌方等现象。水资源短缺是制约馆陶县社会经济发展的瓶颈,如何解决这一问题已成为当务之急。馆陶县自2001年起利用世界银行贷款发展节水灌溉项目,引进了ET理论并将其运用到地下水管理中。自2004年起利用全球环境基金赠款开展馆陶县水资源与水环境综合管理规划项目,使ET理论与水权分配相结合,更具有可操作性。经过10余年的探索,积累了一些经验供大家参考。     

近15年海河流域水资源变化及基于耗水理念的流域节水管理建议

在"节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力"治水方针中,节水是前提要求。海河流域是资源性缺水地区,水资源开发利用率超过100%,地下水超采问题严重,如何真正实现节水是解决流域水问题的关键。在流域水循环过程中,蒸散发(ET)是水资源的最终消耗途径,降低ET是实现节水的根本途径,探索基于ET的区域耗水监测可作为推进水利行业强监管的突破性手段。从耗水管理理念入手,基于近15年海河流域水资源公报和遥感监测ET数据,分析了海河流域水循环要素变化情况,提出了基于耗水理念的流域节水管理建议。     

大武水源地水资源优化配置模型研究

大武水源地自投入使用以来，因缺乏系统规划和科学管理，出现了地下水超采、水环境污染等一系列问题。在对大武水源地开发利用现状、地下水污染特征及所面临的水资源问题分析的基础上，以区域社会经济发展、水环境保护和水资源可持续利用为目标，利用系统分析原理，建立了大武水源地水资源优化配置模型。该模型考虑了水源地复杂的水循环机理、水资源供需关系、地下水超采问题、石油类污染物运移规律等各方面限制因素，可为淄博市实现水资源的可持续利用与社会、经济和环境的协调发展提供技术支撑。     

稷山县地下水超采现状及对策分析

稷山县位于运城市北部,水资源短缺,由于长期大量开采地下水保障工农业和居民生活用水需求,造成县域内地下水水位持续下降,形成了大面积的地下超采区。通过研究超采区水资源开发利用现状,以稷山县地下水超采情况为对象,分析超采区供水情况、用水结构、用水效率和最严格水资源管理制度实行情况,提出了相应解决对策,为稷山县超采区治理提供参考依据。     

ET管理在农业用水规划中的应用

ET是水资源最主要的消耗量,基于ET的水资源管理实现了由传统的"供水管理"向"需水管理"的真正转变.阐述了ET分类及其实用的确定方法,针对ET管理在农业用水规划和管理中应用,详细介绍了其应用步骤,并以成安县的应用实例,说明ET管理在资源型缺水地区农田灌溉用水管理中成效显著.     

基于可控蒸散发的狭义水资源配置

以流域"天然-人工"二元水循环模式和水资源优化配置模型为基础,构建针对区域目标蒸散发(ET)的狭义水资源评估模型。结合流域分区经济耗水和生态耗水计算方法,给出评估模型分析过程,提出基于可控ET的水资源可持续利用评价指标。以湟水干流为例,利用针对区域目标ET的狭义水资源评估模型,阐述当地近5 a水资源开发利用过程中存在的问题,为社会经济发展规划和水资源配置格局提供建议。实例应用表明,基于区域目标ET的狭义水资源评估模型,可为流域分区的水资源配置和管理提供依据。     

基于作物耗水定额控制的灌溉管理模型

海河流域水资源供需矛盾突出,其中农业灌溉所占用水量和耗水量比例最大,而其水分利用效率相对偏低,因此节水潜力较大,为合理调控区域灌溉用水,本文将田间试验观测为基础的灌溉节水理论和方法与遥感数据反演区域耗水(ET)的点面优势相结合,提出了基于作物耗水定额管理的农业灌溉管理模型,通过控制区域上的作物耗水量分布,促进区域灌溉水资源的合理调配和利用,实现资源性节水。模型主要功能包括遥感反演数据统计分析、区域耗水目标分解、作物ET定额分配、种植结构调整、节水潜力分析以及净灌溉需水量估算。可实现从区域综合耗水控制目标向主要作物ET定额的分解,并转化为灌溉用水管理中可控制的灌溉定额,通过逐年设置主要作物的ET控制定额和种植结构情景方案,分析区域的节水潜力,消除奢侈耗水,实现不同水文年和耗水控制阶段目标下的灌溉定额管理,为区域灌溉水管理提供技术支持。     

基于耗水平衡分析的区域水资源管理

传统的供水管理和需水管理难以满足水资源可持续利用的要求,从耗水管理角度出发,以区域耗水平衡为理念,采用SWAT模型对河北省馆陶县基于蒸腾蒸发(ET)的水资源管理进行了分析,模拟了小白龙灌溉、低压管灌和喷灌3种不同节水灌溉方式下分别对应的6种作物种植结构调整模式(共18套水资源管理方案)的区域耗水水平。研究结果表明,低压管灌和喷灌两种节水灌溉方式对于减少区域ET量的作用与其所减少的取水量相比差距较大,真实节水效果并不十分显著。影响区域ET的主要因素是降水,区域ET量在湿润年份明显要高于干旱年份。这一规律并不随着灌溉方式和作物种植结构调整而发生根本性变化。灌溉对冬小麦生育期ET量的影响要显著高于对玉米生育期ET量的影响,减少冬小麦种植面积可以有效降低区域ET量。因此,馆陶县实现区域耗水平衡的最佳灌溉管理方案是灌溉方式为喷灌、冬小麦种植面积减少20%且全部改种为棉花。研究结果可为区域水资源管理和水资源高效利用提供参考。     

基于ET技术的水权分配

通过研究减少蒸腾蒸发（ET），来达到“真实”节水。该文以馆陶县为例，通过计算馆陶县ET值，利用ET技术进行水权分配。为以后馆陶县水资源开发利用和保护提供了理论数据，对水资源的可持续发展具有重要的现实意义。     

应用遥感监测ET技术实现北京市农业用水的可持续管理

地表蒸腾蒸发值(ET)是北京市农业用水最主要的消耗量,利用遥感技术监测ET值不仅可以制定合理的区域灌溉用水定额,提高地表与地下水的监测与管理水平,而且可以对农业用水效率、灌溉管理、节水效果做出切合实际的评价,同时可为政府部门进行流域水资源管理和区域水资源利用规划提供决策依据。     

基于ET的水资源与水环境综合规划研究（I）-理论

本文总结了水资源规划的六个模式，全面综述了水资源规划发展思路，深入阐述了基于ET的水资源与水环境综合规划理论内涵和五大调控机制，提出了综合规划的四个原则、五大目标、决策思路和技术路线，系统建立起基于ET的区域水资源与水环境综合规划研究框架。     

利用蒸腾蒸发管理技术实现真实节水研究

依据研究区域降水量、灌溉水量、土壤含水量,分析计算单一作物的耕地蒸腾蒸发、多种作物的耕地蒸腾蒸发、耕地与非耕地的综合蒸腾蒸发;依据降水量、可利用的入境水量计算区域可利用水量,并结合水资源配置等因素分析确定目标蒸腾蒸发。利用目标蒸腾蒸发进行水权分配。采用3种节水措施,建立相应水资源配置方案,利用SWAT模型进行情景分析,通过方案比较,制定符合特定区域的、切实可行的用水规划方案。试验结果表明,采用综合节水措施后的节水效果优于单一的工程措施,综合节水措施与种植结构调整相结合节水效果更佳。