基于水足迹核算的北京市水资源保障研究

本文利用水足迹对北京市水资源占用进行估计,得出2006年北京市水资源实际占用量为138.28×108m3,能更真实反映北京市水资源实际占用情况。从产业结构及消费构成分别分析了水足迹的情况,得出农作物和动物产品虚拟水消耗是水足迹消费的主要组成部分,粮食及肉类是耗用水资源的主要消费产品。北京市水资源压力为1.37,工业用水、生活用水、农产品引进、生态环境保障、动物类及农作物产品用水相应水资源压力分别为:0.082、0.135、0.570、0.016、0.350和0.213。市外引入水资源高达59.78×108m3,对外依存度为0.43,说明北京市本地水资源难以满足社会、经济发展需求。分析北京市水足迹组成及水资源保障情况得出结论,市内用水结构优化、虚拟水引进及南水北调是水资源安全保障的基本措施。     

基于水足迹理论的中国畜牧业水资源承载力研究

本文基于水足迹的基本理论和方法,测算了2003年至2009年全国农区主要省(区)的畜牧业水资源承载力。同时构建了畜牧业水资源可持续利用指标,分析农区主要省(区)畜牧业持续发展的潜力。研究结果表明:①南方农区的大部分省(区)及北方农区中的黑龙江、吉林、辽宁和安徽属于水资源盈余地区,有条件扩大畜牧业生产规模;北方农区的河北、河南和山东一直处于水赤字的状态,应对畜牧业生产进行调整;②安徽、江西、湖北、广东、广西、重庆、四川、贵州和云南的畜牧业水资源不可持续,虽然现阶段水盈余量还较大,但应密切关注水盈余的变化情况,并适当控制畜牧业的发展速度;③在考虑灰水的情况下,辽宁、吉林的水资源不可持续的风险较高,应适当调整种植业结构,增加有机肥使用;不考虑灰水的情况下,湖南的水资源不可持续的风险较高,应降低畜牧业发展速度。     

甘肃省2000年水资源足迹的初步估算

水资源足迹是真实反映人类对水资源消费利用的新概念,能深刻揭示社会经济系统对水资源的真实消费,水资源足迹核算为水资源科学管理提供了一个新视角.文章提出了水资源足迹的概念和计算方法,以甘肃省为例,运用产品虚拟水研究方法核算并分析了2000年的虚拟水消费和水资源足迹.结果表明,2000年甘肃省全社会的水资源足迹为221.231×108m3,人均水足迹为865.24m3/人·年和2 371L/人·天,大大高于统计的水资源利用量;虚拟水计算基础上的水资源足迹衡量不仅深刻刻画了人类对水资源的真实占用情况,同时对我国干旱区水资源管理具有重要的战略启示:提高水资源利用效率、改善人类消费结构及消费模式和虚拟水进口.     

基于水足迹理论的水资源可持续利用评价体系——以即墨市为例

以缺水城市即墨市为研究对象,结合水足迹核算成果,基于DPSIR模型构建了水资源可持续利用评价体系,并采用变异系数法和熵值法相结合的客观组合赋权法确定指标体系权重。研究结果显示:①压力因子权重最大,对水资源可持续利用水平的影响最大,驱动力因子次之,状态因子的权重稍高于响应因子,影响因子的权重较小;②在30个水资源可持续利用评价指标中,"生态用水比例"指标权重最大,"人口自然增长率"次之;③即墨市水资源可持续利用水平呈"升(1999-2005年)-降(2005-2009年)-升(2009-2011年)"的发展趋势,随着社会经济的发展,即墨市日益关注环境保护积,积极响应节水政策,使即墨市社会、经济、环境三者和谐、有序发展。通过与基于常规用水指标体系评价结果的对比分析表明,将区域水足迹的核算结果应用于水资源可持续利用评价体系是适宜的、可行的,有利于更加全面地审视区域水资源的可持续性。     

基于水足迹的中国水生态功能分区

水资源问题将成为21世纪人类面临的最重要的自然资源问题,水资源危机将会是世界各国经济发展面II占的“瓶颈”问题。随着30年来经济社会的快速发展,中国的水资源短缺、水环境恶化、洪涝灾害等水问题也日益突出。为满足经济社会快速发展的需要,在水资源开发利用方式,水资源管理上必须要有新的转变和大的突破。本研究在分析了中国水资源现状特点的基础上,引入水足迹等人类影响指标,结合水生态系统服务功能,面状与线状结合,综合运用地理要素,初步对全国水流域进行水生态功能分区。试图为实现水资源的科学管理,维护国家水资源安全,揭示水生态系统健康状况与演变趋势,制定流域水生态系统保护和恢复策略,支撑国家水环境管理理念的转变提供相关理论支持。     

虚拟水研究的理论、方法及其主要进展

虚拟水是在水资源商品化和资源配置全球化的背景下,Tony Allan于1993年提出的新概念。自问世以来,虚拟水以其形象的表达以及丰富的内涵,已成为水资源领域的研究热点。本文系统介绍了虚拟水研究的基本概念及量化方法,并从资源流动、资源替代、比较优势3个方面对虚拟水研究的理论基础进行了阐述。目前关于虚拟水的研究主要集中在3个方面：探讨虚拟水与水资源安全的关系;研究国家或地区间虚拟水贸易及其导致的虚拟水流动;通过水足迹计算来揭示人类对水资源的实际需求和占用。作者认为,“虚拟水”概念也可以说是一种新的水资源观,将成为相关水问题研究的重要的创新领域,并就水足迹概念对水资源承载力研究的启示和我国开展虚拟水相关研究的方向进行了探讨。     

中国能源水足迹时空特征及其与水资源匹配关系

能源与水资源对人类生存和社会发展至关重要,能源水足迹能够反映能源生产过程中真实的水资源占用情况。本文借助能源水足迹评价模型测算中国30个省（市、自治区）化石能源和电力生产生命周期水足迹,研究2004—2016年中国原煤、原油、天然气、水电、火电5类能源水足迹时间和空间格局演化特征,分析中国能源水足迹与水资源空间匹配关系。结果表明：①在研究期内,化石能源水足迹以2012年为界先增后减,水电水足迹快速增长助推电力水足迹持续增长。②在空间格局上,化石能源水足迹以胡焕庸线为界西向增加东向减少,以蒙晋陕地区为高值集聚区;而电力水足迹中水电水足迹与火电水足迹的空间分界显著,水电水足迹的快速增长使长江流域、珠江流域及东南沿海逐渐形成电力水足迹高值集聚区。③能源水足迹与水资源的空间匹配程度以南高北低格局呈波动下降趋势,化石能源水足迹较电力水足迹与水资源的空间匹配度低,原煤生产与火力发电的能-水矛盾最突出,全国1/3的地区存在能-水不匹配问题,能源水足迹高的华北地区能-水匹配压力大。能源生产与水资源配置上的矛盾仍然存在。真实反映能源水足迹与水资源的匹配关系,有助于优化能源与水资源综合管理,为最大限度的发挥能-水协同作用提供量化依据。     

中国区域水足迹的估算

水足迹和虚拟水是目前国际水资源领域研究的热点问题.本文借助水足迹和虚拟水的概念,计算了我国及各区域主要农产品的虚拟水含量,通过分析区域的农产品生产和消费关系,计算了我国国际和国内区域间的虚拟水流量,以及相应的水足迹和水的自给率,并进行了相关分析.计算结果表明中国是一个水资源高度自给的国家,但区域间差别较大.绿色水在我国国内总用水中占具了较大份额,对于我国农业生产意义重大.北方地区通过农产品贸易1999年向南方地区输出的虚拟水达到520×108m3,对于保障我国的粮食安全发挥了不可替代的作用.本文同时认为,人的消费模式,特别是膳食结构对水资源消耗的影响非常显著,我国人均水足迹的计算结果与这一结论基本吻合,因此倡导节约的消费方式,研究并推荐符合中国国情的膳食结构,将有助于全面节水型社会的建设.     

湖北省水资源利用与经济协调发展脱钩分析——基于水足迹视角

为定量评价湖北省水资源利用与经济增长的协调关系,本文计算湖北省1995-2010年水足迹和水资源利用指标,识别其真实水资源利用情况,分析社会生产、生活对水资源系统造成的压力及其程度,并构建协调发展脱钩评价模型对水资源消耗与经济增长之间的协调关系进行评价。结果表明,湖北省水足迹近16年呈波动上升趋势,农业用水和工业用水是水足迹的主要组成部分,水资源自给率一直保持在95%以上,水资源压力指数近6年逐步上升,水资源利用效率从1995年的7.85元/m3显著提高至2010年的53.72元/m3,GDP增长与水资源消耗由强脱钩的优质协调向弱脱钩的初级协调转化,协调发展状态呈减弱趋势。基于以上研究结论,从水资源管理制度、水权制度改革、价格杠杆调控、农业节水工程建设四个方面提出了促进湖北省水资源利用与经济协调发展的调控策略。     

基于WPI模型的赣江流域水资源贫困评价

以流域为单元对水资源贫困水平进行评价,可以为流域的可持续发展提供决策依据。本文以水贫困理论为基础,在调查和分析赣江流域水资源现状的基础上,应用WPI方法,从水资源状况、供水设施状况、资源利用能力、资源使用效率及资源利用对环境状况的影响五个方面选择16个指标,用主成分分析法确定指标权重构建综合指数模型,建立一套流域水资源贫困评价指标体系和评价模型,对赣江流域水资源贫困水平进行评估。评估结果表明,赣江流域水资源贫困状况有所改善,水环境质量呈逐年变好趋势,从水资源管理角度来看,环保投资指数成为影响水资源贫困水平的主要控制因子。     

基于生态足迹法的区域水生态承载力研究——以浙江省湖州市为例

本文初步界定了水生态足迹和水生态承载力的内涵,将水生态足迹分为水产品生态足迹、水资源生态足迹与水污染生态足迹,并建立了水生态足迹模型。其中,采用了Wackemagel的水产品生态足迹模型;水资源生态足迹采用了基于水资源消耗量的计算模型;采用零维模型计算污染稀释净化需水量,构建水污染生态足迹模型。最后,以扣除60%生态需水为前提建立了水生态承载力计算模型。以浙江省湖州市为例,模型计算了湖州市2000年-2007年水生态足迹和水生态承载力,结果显示,湖州市2000年-2007年水生态承载力超过水生态足迹,呈现生态盈余,但是水生态承载力波动较大,水生态足迹在不断增大;由于水产品的消费量逐年增大,水产品生态足迹在水生态足迹中所占比例也相应增大。     

长江流域江苏段饮用水水源地水质安全评价与分析

江苏省是长江三角洲的核心区域。新一轮的沿江开发战略的实施形成长江流域江苏段高强度高密度的产业集聚,对沿岸地区饮用水源地水质安全造成潜在的威胁。本文采用内梅罗方法对该段10个饮用水源地水质安全进行综合评价,确定主要污染物为氨氮、COD、铅等,并进行主要污染物与工业生产之间的相关性分析。结果表明：目前长江流域江苏段饮用水水质处于清洁等级,水质安全状况为良好状态,但部分水质监测因子仍有超标现象。并在此基础上提出加强长江流域江苏段水源地保护的对策建议。     

Water Security Situation in Haihe River Basin after South-to-North Water Transfer Project

The over-exploitation of water resources in the Haihe River Basin (HRB) has now become a serious problem. This is clearly evidenced by the fact that many local rivers and lakes are drying up and the total amount of over-exploited groundwater has reached over 1000×108m3. It is important to note that the exploitation of water resources in HRB was reasonable before 1979. After 1980, however, over-exploitation happened with an annual average amount of 40×108m3. Both the dry season and rapid economic growth in HRB took place at the same time. Therefore, the over-exploitation of water in HRB was actually the negative result of the conjunction of a continuous dry season and rapid economic growth. So the over-exploitation would not be as serious as it is today if either of the above two stopped. After the first stage of south-to-north water transfer project, the water shortage problem in HRB could be eased for the following reasons: fi rstly, water transfer project will bring to the Basin 60×108m3 water resources; secondly, a wet season will come back eventually according to natural law of climate variability; finally, its agricultural and industrial use and total water consumption all have decreased from the peak value, so that the groundwater table will raise certainly and ecological water in rivers and lakes that were dried-up will be partly restored. In the future, the main problem of water resources security in HRB will include water pollution, operation risk of the south-to-north water transfer project, groundwater pollution and engineering geological hazards that may be brought by groundwater rise. The proposed countermeasures are as follows: keeping strengthening water demand management, raising water price as well as subsidies for the low-income family and improving other water related policies, preventing and dealing with water pollution seriously and getting fully prepared for the operation of south-to-north water transfer project.     

基于分散优化方法的漳河流域水资源配置

根据自然与社会环境的特点,跨界流域经常被看作是由具有自利性和异质性的相互联系的各用水区主体构成。实践表明以流域管理机构行政配置为基础的水资源集中优化配置模式不能很好地解决跨界水资源冲突问题。分散优化方法考虑各用水区主体的自利性和异质性,是解决跨界水资源冲突的可行水资源配置方法。本文以漳河流域水资源配置为实例,基于分散优化方法建立流域水资源配置模型,并将配置结果与集中优化配置结果进行对比。研究表明,分散优化配置模式通过多轮博弈,使系统内各主体的自利因子值相等。系统最终平衡在较小的自利因子值上,形成较优的配置方案。这种配置模式对于地方保护色彩浓郁、跨界水资源冲突不断的漳河流域,比集中优化配置模式更加符合管理目标。     

基于改进模型的广西水资源生态足迹动态分析

传统水资源生态足迹仅核算人类活动对水资源供应的占用情况而未测算其对水环境净化功能的占用程度.为此,本文提出了改进的水资源生态足迹模型,并用该模型对2003-2010年广西水资源生态足迹进行了计算与分析.结果表明:①水资源账户中,淡水生态足迹2003-2005年较快上升,随后几年缓慢下降;水资源承载力较高,水资源生态盈余较多,水资源生态压力较低,三者2007-2010年起伏较大;②水环境账户中,有机物污染水生态足迹＜磷污染水生态足迹＜氮污染水生态足迹;最终水污染生态足迹很大,2003-2006年逐年升高,2007年迅速下跌,之后缓慢回升;水环境承载力变化趋势与水资源承载力相同;水环境生态赤字甚多,水环境生态压力很大,两者2007-2010年波动剧烈;③传统模型下广西水资源安全度很高,而改进模型下该地区水资源处于严重不安全状态.与传统模型相比,改进模型计算方法更科学,计算结果更符合广西的实际.     

华北平原小麦、玉米作物生产水足迹的研究

水足迹概念将水问题拓展到了社会经济领域,是当前测度人类活动对水资源系统影响的理想指标。本文借助水足迹的概念,计算了华北平原地区(河北、北京、天津)小麦、玉米的虚拟水含量及其生长生产水足迹,并就绿水的重要性和灰水对环境的不利影响进行了相关分析。结果显示:2007年华北平原主要地区小麦虚拟水含量为1.054m3/㎏,生长用水以蓝水为主;玉米虚拟水含量为0.808m3/㎏,生长用水以绿水为主;小麦生产水足迹为172×108m3,其中绿水足迹30.85×108m3,蓝水足迹102.5×108m3,灰水足迹38.65×108m3;玉米生产水足迹为173.07×108m3,其中绿水足迹101.06×108m3,蓝水足迹26.92×108m3,灰水足迹45.09×108m3。通过分析表明:绿水在当地农作物生产中占有重要的地位,绿水的使用与作物的生长特点及作物生长周期有关;小麦、玉米总水足迹约为当地水资源总量的2.2倍,减少小麦、玉米作物生产水足迹对华北平原具有重要的意义。