基于负载指数的中国水资源三级流域分区开发潜力评价

本文厘定了基于流域尺度的水资源负载指数概念,以《中国水资源分区》为基础,采用ARC/INFO软件,统计分析了一级、二级和三级流域分区的水资源负载指数,定量揭示了中国不同地区的水资源利用程度与开发潜力。研究结果表明：整体而言,全国水资源负载指数属于Ⅲ级水平,水资源利用程度中等,开发潜力较大;从一级流域分区、二级流域分区到三级流域分区,负载指数空间分布逐步细化,开发潜力低的地区范围从黄淮海地区逐渐向松辽河流域和西北地区扩展;三级流域分区尺度,全国71.4%地区水资源开发利用程度低,开发潜力大,居住着全国33.2%的人口,而45.9%以上的人口聚集在水资源利用程度较高、潜力有限的15.4%的土地上;十大流域负载指数地域差异明显,淮河、海河流域85%以上、黄河流域60%的地区属于低水平开发潜力,西南诸河流域全部属于高水平开发潜力,其中,珠江三角洲和长江太湖水系开发潜力有限。     

中国可持续发展功能分区可视化系统研制

可持续发展功能分区信息是区域空间规划与管理决策支持的重要依据,具有多维时空特征,采用地理信息可视化技术有利于从空间和时间角度揭示可持续发展功能分区信息中所隐含的规律与发展变化趋势。本研究利用可视化技术、组件式GIS技术和空间数据库引擎,开发了可持续发展功能分区可视化系统框架,包括数据源层、元数据层、软件构件层和功能模块层,实现了可持续发展功能分区信息的综合查询、结果显示与分析、图表可视化和地理可视化功能。在该系统框架基础上,本研究集成了全国1∶100万基础地理数据、分县社会经济统计数据和可持续发展功能分区体系,建立了中国可持续发展功能分区可视化系统,实现了数据信息和功能分区成果的可视化表达、图形和属性的双向查询、查询结果的统计分析、制作统计图表和制作专题地图,为政府部门、科研机构和公众了解和利用可持续发展功能分区信息提供了科学支撑。     

水资源-水环境阈值耦合下的水资源系统承载力研究

水资源承载力研究对水资源可持续开发和合理规划意义重大。针对目前水资源系统承载力研究中存在研究重点考虑不足,研究方法存在误差等问题,以甘肃省17个流域为评价单元,从水资源和水环境的阈值入手,提出新的相对水资源承载力方法来量化研究区2015年、2020年、2030年的水资源系统承载力。结果表明：本研究所用的水资源系统承载力计算方法较现有的相对水资源承载力方法更符合实际;甘肃省大部分区域的水资源系统承载力呈超载状态,超载的流域集中在西北,不超载的流域集中在东南,承载力、承载规模和开发潜力均呈现东南高、西北低的分布格局;综合来看,河西内陆河流域和湟水流域不具备开发潜力,黄河干流区间和泾河流域开发潜力较小,嘉陵江、渭河、洮河、大通河流域水资源系统开发潜力最大,其他流域开发潜力居中;水资源对水资源系统综合承载力的影响较水环境更强;对比甘肃省水资源承载力评价结果和水资源系统开发潜力与水资源系统脆弱性评价结果,发现三者的分布格局基本吻合,这一现象揭示了三者之间的内在联系。研究结果可为区域水资源系统承载力计算,以及水资源合理规划和可持续开发利用提供科学依据。     

长株潭资源环境承载力综合评价与区划

资源环境承载力是国土空间开发格局优化、资源节约利用、生态环境保护的基础.湖南省国土资源规划院2011-2012年完成的中国地质调查局"长株潭资源环境承载力综合评价与区别"项目是"全国资源环境承载力评价"计划项目下的工作项目.项目的目标是在系统分析长株潭地区资源禀赋与环境本底基础上,确定资源环境承载力综合评价对象,建立资源环境承载力综合评价指标体系与评价模型,以单因子评价为基础进行资源环境承载力综合评价,并对资源环境适宜性进行分析,提出长株潭地区国土资源优化配置的对策建议,为开展全国资源环境承载力综合评价与区划提供地区借鉴.     

流域生态系统健康评价研究

以流域为单元,评价生态系统健康状况,将为流域的规划、管理和保护以及流域综合治理提供决策依据。总结了国内外关于流域生态系统健康评价的方法,对流域生态系统健康评价体系的理论基础、基本框架、指标选择、指标的评价函数、权重分配、体系建构步骤等关键性问题进行了研究。以“自然条件限制因子-流域生态健康指示因子-人类活动影响因子”评价体系为基础,选择了水质、植被、水土保持、生物多样性、湿地、土地利用、人口、点源污染、面源污染、水资源开发利用率、河流自然化、人均GDP、土壤、水文和生物第一性潜在生产率等20项指标,构建每个评价指标的评价函数,利用层次分析法对滦河山区流域和北四河平原流域进行生态系统健康评价。综合评价结果表明,滦河山区流域和北四河平原流域生态系统健康得分为76和46,年降雨量、点源污染、面源污染、水资源开发利用率是我国北方半湿润/半干旱地带小流域生态系统健康状况的主要控制因子。     

中国典型地区岩溶碳汇调查

“中国典型地区岩溶碳汇调查”是中国地质调查局计划项目“中国地质碳汇潜力研究”之工作项目。项目以流域为单元,开展典型地区岩溶作用与碳循环的关系调查,旨在查明流域内不同岩溶环境（包括地表岩溶、地下河等）岩溶作用形成碳汇的量、条件及控制因素,分析我国不同岩溶地区地质、气象、水文、土地利用和生态环境对流域碳汇的影响;建立典型流域及全国岩溶地区碳汇数据库,进行典型流域及我国岩溶地区基于GIS平台的碳汇潜力评价。该项目于2010年1月启动,历时3年完成,项目承担单位是中国地质科学院岩溶地质研究所,项目主要完成人有覃小群、蓝芙宁、黄奇波、劳文科、蒙荣国、杨盛盟、候满福、张连凯、孔祥胜、荣明书、江延森、刘朋雨、王文娟。     

基于水资源分区的黄河流域极端降水时空变化特征

探究和预估气候变化下黄河流域极端降水的变化特征,是科学认知黄河水情以及支撑流域防洪减灾工作的基础.本文基于全国水资源二级分区,综合采用"中国区域地面气象要素驱动数据集"和跨部门影响模型相互比较项目(ISIMIP)的降水数据,利用Mann-Kendall趋势检验、Sen's斜率估计等方法分析了黄河流域及其8个二级水资源分...     

基于MAPGIS土地利用数据库建设

由于我国国土数字化工程的起动,对土地利用数据库的建设的研究颇多。本文针对MAPGIS土地利用数据库建设进行了分析。利用现有的土地利用数据库系统以半自动或交互方式进行土地开发整理规划基础数据处理,可以极大地提高土地开发整理规划的工作效率和成果质量。     

面向流域水资源安全的决策支持系统构建探析

文章提出了以水资源安全评价为核心,以流域为基础构建面向流域水资源安全的决策支持系统框架．系统由控制层数据库、知识库和模型库四部分组成,以安全评价模型库为核心,调用数据库信息,结合知识库的辅助,得出水资源安全维护措施。系统可为实现流域水资源安全的科学管理和可持续发展提供技术支持。     

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。     

中国煤炭资源开发的潜力评价与开发战略

本文在分析中国煤炭资源空间赋存格局和1952年～2005年中国煤炭资源开发的时空格局演变的基础上,综合考虑各省区煤炭资源的开发历史、生态环境的脆弱程度和社会经济发展状况,依据开发潜力指数（EP）法对中国煤炭资源的开发潜力进行定量评价。研究结果将中国各省区的煤炭资源开发潜力分为4个级别：①开发潜力大的有甘肃、云南、安徽、贵州、山西、宁夏、新疆、青海、陕西和内蒙古共10个省区,其开发战略主要为发挥集聚效应和规模效应,建立大型煤炭基地;②开发潜力较大的有重庆、河北、黑龙江、河南和山东共5个省区,其开发战略主要为接续传统衰老矿区的生产能力,整合资源,关闭小矿井,适度开发大中型矿井,稳步扩大生产规模;③开发潜力一般的有湖南、北京、吉林、四川、江苏、广西、辽宁、江西、福建和湖北共10个省区,其开发战略主要为改造现有矿区,减缓煤炭产量的下降速度,满足当地的煤炭消费需求;④开发潜力较小的有广东、浙江、上海、天津、西藏和海南共6个省区,其煤炭资源量很少,开发条件差、效益低,今后应发挥其产业结构先进和技术进步的优势,大力发展低碳经济,减少煤炭资源消费。本研究成果将为中国可持续发展功能分区研究提供基础信息支持。     

长江经济带的区域规划研究与应用

<正>完成单位:中科院南京地理与湖泊所成果简介紧扣长江经济带可持续发展战略需求,注重空间均衡学术思想,创新研制"空间保护—开发—协调"为核心的区域规划技术体系,着力增强规划科学性,系统解决经济发展与资源环境平衡、区域协调等重大问题。融合地理、经济、生态理论,以资源环境承载力和发展潜力综合分区定量评估,识别可开发及需保护区域,形成"空间保     

生态环境建设的内涵与配置

该文从生态环境建设的概念入手,深入分析了生态环境建设的内涵。指出,生态环境建设的实质是水资源、土地资源、气候资源、生物资源等再生自然资源的保护、改良与合理利用。在《全国生态环境建设规划》划分的8个生态环境建设类型区的基础上,提出了以流域为单元进行生态环境建设分区配置的必要性。并以黄河流域上中游为例,重点探讨了其生态环境建设分区的方法与成果。作者采用综合的生态经济指标,以县为单元,将西北地区黄河流域划分为6个生态环境建设区,即：风沙区、黄土丘陵沟壑区、黄土高塬沟壑区、沿河阶地与平原区、土石山区、河源区。在分区的基础上,确定了各区生态环境建设的生态经济目标及相应的措施配置模式。针对生态环境建设中存在的问题,提出了对策建议：以流域为单元进行生态环境建设分区;因地制宜建设主攻方向;积极稳步推进“退耕还林还草”;加大投资力度,拓宽投资渠道;加强法制建设,把预防监督放在首位;充分满足生态环境建设的需水要求。     

黄河流域水资源利用时空演变特征及驱动要素

黄河流域水资源供需矛盾突出,在有限的水资源条件下,亟需开展水资源需求管理,以保障社会经济可持续发展。本文以二级流域为基本单元,采用对数均值迪氏指数方法分析2003—2015年黄河流域用水量的时空演变特征,揭示流域用水时空变化的主要影响因素。结果显示：①黄河流域用水量占比全国用水量8.0%~9.3%,年用水总量呈现上升趋势,而人均用水量则呈下降趋势。②各二级流域用水量随时间变化的主导因素不一致,人口与人均GDP增长为用水量增加的主导因素,用水强度降低与产业结构升级能起到抑制用水量增长的作用。黄河二级流域人均用水量空间差异显著,用水强度对人均用水量空间差异的影响最显著,各因素对二级流域人均用水量空间差异的影响逐年减小。研究结果可为黄河流域水资源需求管理提供科学依据。     

大保护背景下中国三大流域生态效率评价与影响因素研究

运用DEA交叉评价模型、水资源约束模型以及加权GLS回归方法,考察了中国三大流域生态效率的非均衡分布及差异性,分别选取黄河、长江以及珠江三大流域22个省市为研究对象,对各流域2008-2018年生态效率及其水资源约束强度和影响因素进行了对比分析,结果显示：(1)整体而言,三大流域生态效率处于中低水平。(2)三大流域的生态效率水平差异性明显,由高到低依次为珠江、长江、黄河;且经济与生态之间的相互作用不同,黄河流域的经济增长仍在以牺牲一定的生态环境为代价,而珠江流域的经济增长可促进环境改善。(3)水资源供给限制会促进黄河和长江流域生态效率的增长,但对珠江流域生态效率的增长具有明显的抑制作用。能源结构和流域治理能力对三大流域生态效率的提升均具有显著影响。另外,影响黄河生态效率的主要因素还有产业结构;经济发展水平和外资利用程度的提高对长江生态效率的促进作用较大。据此提出应改善能源结构、合理规划水利设施建设及调配水资源供给限制等措施,以促进各流域生态效率提升。     

西南岩溶地区水资源可持续利用评价

水资源是西南岩溶地区生态环境保护和社会经济发展的关键因素,开展岩溶水资源可持续利用评价是促进西南岩溶地区水资源开发利用与生态环境协调发展的有效途径。本研究将模糊综合评判法作为西南岩溶水资源可持续利用评价的主要方法,构建了西南岩溶水资源可持续利用评价指标体系,划分了层次结构,通过频率统计法、主成分分析法等方法选取了24个西南岩溶水资源可持续利用评价指标,并进行了简要说明;对权重的确定、评价矩阵的建立和运算模型的选取等模糊综合评判重要环节进行了阐述。采用2005年观测资料,对贵州普定后寨流域上、中、下游地区进行水资源可持续利用评价,评价结果表明：脆弱的生态环境是制约上游水资源可持续利用的关键因素,各区水资源可持续利用度：下游〉中游〉上游。评价结果较直观地反映了研究区域水资源复合系统可持续发展状况。得到了前人研究成果的验证。     

基于耦合视角的流域初始水权配置框架初析——最严格水资源管理制度约束下

实行最严格水资源管理制度是解决我国日益复杂的水问题与实现水资源有效配置的崭新思路。明晰流域初始水权是落实最严格水资源管理制度的重要途径和技术支撑,流域初始水权配置的理论与实践必须适应这一制度的要求。面向最严格水资源管理制度的约束,本文结合国内外初始水权配置相关研究进展的系统梳理,在提出相关概念及剖析其内涵的基础上,以用水总量控制、用水效率控制和纳污量控制为基准,构建基于耦合视角的流域初始水权配置方法与理论框架,具体思路如下:1针对省区初始水权配置子系统,基于量质耦合获得流域内不同省区的初始水权量;2针对政府预留水量配给子系统,基于供需双侧耦合确定流域级政府预留水量;3为保障两个子系统协调发展,建立基于耦合协调性判别准则的循环耦合模型,获得流域初始水权配置推荐方案,并详细阐述该研究框架各组成部分的工作原理及其之间的工作关系。     

导言

黄河是中国的第二大河,也是唯一穿过干旱、半干旱地区而横贯我国东西的大河,且为我国西北和华北地区的主要水源。近半个世纪以来,由于天然和人为因素的影响,黄河流域面临着越来越严重的洪涝灾害、干旱缺水和水环境恶化等问题。为此,科技部在1999年启动了国家基础研究规划（973）项目：“黄河流域水资源演化规律与可再生维持机理研究”。经过近5年来数百名科技人员的共同努力,该研究已经取得一批重要成果。《资源科学》2003年（第25卷）第6期发表的一组关于“黄河流域水资源演变规律”的专稿,从不同层面研究了二元驱动作用下的黄河流域水资源演变过程与调控措施等问题。本期《资源科学》再次发表一组该项目的专稿,这组文章是由北京师范大学、中国地质大学、长安大学、吉林大学等单位承担的“黄河流域地下水可再生能力研究”课题的部分成果,作者系统地阐述了黄河流域地下水系统划分的理论与方法,对几个典型地区的地下水循环及其可更新能力、地下水资源量与开发潜力,以及浅层水文地球化学系统演化等进行了较深入的分析,并利用系统分析原理建立了银川平原水资源优化配置模型。由于地下水是黄河流域水资源的重要组成部分,也是流域内水资源短缺、土地荒漠化、植被退化、地裂缝、地面下沉和地面塌陷等环境问题产生的主要因素,相信以上内容将与后续成果一起,为黄河流域水资源的可持续开发利用以及水环境恶化的控制与修复提供理论基础与方法。     

大沽河典型小流域非点源污染模拟

流域水质管理是一个多步骤的过程,数学模型以其定量计算和动态操作在流域管理中起着重要作用。本文利用美国农业部开发的AnnAGNPS模型,以大沽河典型小流域为例,给出非点源污染流域水文水质模拟过程。首先在察水单元和沟道勾划的基础上,完成数据库的建立。参数估值主要依据流域性质、先前经验值、其它模拟研究和文献中的取值。其次采用各小流域出口流量、泥沙和总氮实测值优化参数、校准和验证模型,分析模型在研究区的适用性。在大沽河小流域,模型对降雨场次地表径流、泥沙及总氮的模拟结果表现出了很大的不确定性,而相应的年均负荷估算结果较好。当前AnnAGNPS模型主要被用于评价流域非点源污染的长期影响及最佳管理措施的选择,以上精度足矣。最后利用校准后的模型进行小流域污染负荷估算和管理措施模拟。结果表明为了达到同时削减径流、沉积物及总氮的输出量,在大沽河上游应采取退耕还林的措施,治理非点源污染。     

面向共享需求的"数字流域"中信息资源的组织

从分析“数字流域”中信息资源的范围、分布规律出发,分析了流域用户的信息资源共享需求,提出了面向共享需求的各类信息资源的组织模式。“数字流域”中的信息资源的分布具有集中与分散相结合的特征,建立流域数据库的元数据模型可以改善数据分布下的数据库信息的共享状况,促进全流域的数据资源整合及可视化。统一规划流域网站信息,建立合理的网站信息架构,可以提高流域网站信息的共享效率;面向综合应用和决策进行专业应用系统集成与协同的全局规划,有助于工作流程的优化、发挥信息服务群的总体功能;“水利数字图书馆”是水科学知识组织的发展趋势。