黄河流域水循环规律与水土过程耦合效应

在气候变化和人类活动的共同影响下,黄河流域水循环和陆面过程正在发生深刻变化,其水资源和泥沙形成、分布和演变均呈现出显著的时空变异特征和高度的不确定性,并将影响流域未来的可持续发展。因此,揭示黄河流域水循环演变规律与水土过程耦合效应,对"黄河流域生态保护与高质量发展"国家重大战略实施具有重要意义。本文分析了黄河流域水循环与水土过程研究现状和面临的挑战,探讨了流域水循环和水土过程研究的发展趋势和关键科学问题,并针对黄河流域水循环规律与水土过程耦合效应研究提出了一些建议方向,为未来相关基础研究和应用基础研究提供参考。     

中国水资源问题与对策建议

我国水资源供需矛盾突出,发展态势十分严峻。切实加强水资源综合管理、提高水资源利用效率,建设水资源安全保障的科技支撑体系,关系到我国全面建设小康社会的大局。建议尽快制定21世纪中国水资源安全保障国家规划;加强国家水资源安全保障科技基础平台与科技支撑能力建设,加强重大水问题的科学研究和重大水利工程的科学论证;打破部门分割、地区分割,开展流域水资源综合管理的体制改革与制度创新;实施黄淮海区域节水试验示范区建设计划,推动我国资源节约型社会的建设。     

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。     

元数据在水资源空间数据库中的应用研究

本文以科技部基础研究项目“中国西北地区水资源水环境基础数据库系统”为基础。对元数据在水资源、水文地质及水利工程空间数据库中的应用进行了全面的分析研究。项目在建立空间数据库元数据过程中参考了我国各部门出版发行的元数据标准,总结出建立空间数据库元数据特点。项目研究范围为西北六省区包括内蒙、新疆、甘肃、宁夏、陕西、青海,空间数据集内容以各省区按行政分区和流域分区完成的1985年全国水资源评价和1998年全国地下水资源开发利用规划成果资料为主。另外还有各省区独立完成的省级及地区级各大流域水资源评价和水资源开发利用规划成果。项目共建有34个空间数据库元数据。     

中澳水资源管理比较及启示

澳大利亚和中国都面临水资源管理的巨大挑战,本文比较了中澳两国在水资源管理方面的异同点.主要结论是:①除人均可利用水资源量外,中澳两国的水资源状况基本类似,两国的年均降雨量比较接近,降雨和径流都具较高的时空变异性;农用灌溉是主要的水利用方式,占年抽取水量的70%;两国都过度开发地表水和地下水,已经导致环境退化;②两国在管理制度和举措中却存在很大差别,相对而言,澳大利亚水管理体制简单可行,其通过伙伴关系建立的流域管理局在水资源综合管理中发挥了非常重要的作用.与此相反,中国有一个复杂的水管理系统,以自上而下的体系设置和跨部门协调为主;在灌溉水管理和流域管理中,澳大利亚已经把重点放在系统化的方法上,应用工程、技术、经济和体制方面的综合措施,相比之下,中国尽管制定了一些经济和体制方面的改革规划,但更重视工程和技术措施.这种水资源管理重点的差异,影响了两国在未来几年内水资源研究的重点,澳大利亚研究优先为政策和管理,而中国则重视技术开发和工程建设;③中国可以从澳大利亚的经验中受益的是系统化的水资源管理理念,包括:用系统化的思路提高水的利用效率,流域一体化的水资源管理以及加强科研和政策管理间的联系;两国也面临着一些共同挑战,包括气候变化、提高水的生产效率的同时恢复农业生态系统、以及理解地表水和地下水的相互关系.     

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。     

水资源配置的水循环响应定量研究——以宁夏为例

水资源配置是通过一系列工程措施和非工程措施组成的综合体系实现，这些措施将从水循环过程和路径两方面改变区域水循环状况，区域蒸散发量、地表地下水资源分布、产汇流、入渗、地下水位等将发生显著的变化，而这些变化将直接影响到区域未来水资源量、需水量和生态环境等状况，也关系着水资源配置的合理性与否。本文以宁夏为例，针对不同的研究区域，系统分析了水资源配置措施可能带来的区域水循环的影响情况，提出了水资源配置对区域水循环影响的定量分析方法，并且给出了水资源配置措施下宁夏平原区、扬黄灌区和南部山区所产生的水循环变化，为水资源合理配置决策提供了支持。     

中国水资源安全问题及对策

中国水资源安全的主要问题包括:洪旱灾害制约社会经济发展、供水短缺与用水浪费并存、生态退化与水污染严重、产业结构和布局与水资源条件不相适应及水资源管理体制与制度创新不足。今后10—30年,中国还将面临洪旱灾害损失加剧、供水难度增大、水生态环境进一步恶化等威胁。对此提出如下对策:坚持“适水发展”,建立节水型社会;严格执行水污染防治法规,加大水环境防治力度,保证水质和水环境安全;大力开发利用非常规水资源;加强水文水资源科学应用基础研究;建立政府与市场相结合的水资源配置机制;完善水事决策机制。     

“水资源域”概念及其在水资源管理中的应用

＂流域＂概念广泛被用于水文和水资源管理研究中。而这一概念只是强调给定空间范围内水和物质的时间分布,且流域边界相对稳定。＂水资源域＂为在某一时段向河口或某一地点,传送水、水中营养物、泥沙或其它物质的空间范围。水资源域概念的提出,能够对水和物质随时间和空间二者相互变化的动态分布加以解释,综合考虑了不同尺度的时空即时变化对水资源及物质传播的影响。这一新概念应用遥感、空间分析、追踪及模拟技术分析流域空间模式与过程,为水资源探索、分析、模拟及预测提供了一种全新的方法与途径。本文提出并定义了＂水资源域＂的概念,然后应用分布式大流域模型计算了美国茅密河的水资源分布。     

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。     

引入绿水概念的水资源评估及其管理革新研究

传统的水资源评估和管理只考虑了地表水和地下水,即"蓝水",而忽视了在维护生态系统和雨养农业等方面具有重要作用的"绿水".引入绿水概念,并针对绿水研究中缺乏小尺度评估方法等问题,以碧流河上游地区为例,使用SWAT水文模型在小尺度统一评估了蓝水量和绿水(包括绿水流和绿水贮存),并研究了其时空分布规律.探讨了绿水概念给水资源管理带来的革新.研究结果表明,使用SWAT分布式水文模型统一评估流域蓝水和绿水,是引入绿水概念后进行小尺度水资源评估的有效办法,值得在中国的流域推广使用.评估结果和相关的时空分布研究对水资源管理有重要的指导作用.绿水概念的引入为水资源的管理与决策提供了新的思路和更加科学的办法.     

中国陆地水系统数值模拟与综合集成研究平台建设

面向国家水资源综合研究的需求,本文提出了建设中国水系统数值模拟和综合集成研究平台的方案,包括水资源科学数据库、水系统数值模拟平台、水资源数据和产品的真实性检验系统、基于网络的水系统协同应用环境、水资源综合决策支持系统和水资源数据、产品服务与发布系统六大部分。中国水系统数值模拟和综合集成研究平台建设的总体目标即是通过对水资源数据、模型、知识的综合集成,利用计算机和网络的先进技术,引入水系统协同研究的新理念,搭建起可以满足不同部门和人员需要的开放式的水资源研究和应用平台,服务于不同部门和机构,不同层次科研人员、管理人员乃至社会公众研判、决策的水资源科学数据和产品,从而推动水资源科学综合研究和应用的全面发展,起到为国家重大水问题、水工程研究和决策,为国家水资源安全和发展战略制定提供基础科技支撑和科技保障的作用。     

西南岩溶地区流域水资源供需影响因素分析

从岩溶地区流域水资源供给和需求两个方面,分析了我国西南岩溶地区流域水资源供给的气候与大气降水,地形特征,植被与土壤及地质构造,表层岩溶带及岩溶发育程度,水资源产业发展状况及其供水制约,水资源质量等影响因素;分析了岩溶流域水资源需求方面的工业用水,农业用水,城镇居民用水,生态环境用水等的影响因素。     

生命之源的研究者与守护者——中国工程院院士王浩

从在清华大学水利系负笈求学,到硕士毕业后进入中国水科院水资源所,再到后来主持完成一系列国家科技攻关、973计划、重点基金等重大课题,创建流域水资源二元演化模式,创立水资源的评价理论与方法,王浩院士的一生都在和水打交道。他常说,水资源利用是关系国计民生的大事,需要理论基础知识来攻关,更需要深入实地调查研究。     

水资源分类方案及学科体系

水资源的界定和分类是开展水资源研究和管理工作的基础,水资源学学科体系建设对学科未来发展具有重要意义。水资源的分类进一步明确了水资源学的研究对象,是构建水资源学学科体系的基础内容,在梳理现有水资源分类方案的基础上,按照多原则-多维度-多类别的分类思路,提出了水资源分类新方案,包含9个维度26种类别;在总结水资源学发展历程基础上,构建了水资源学学科体系框架,明确了水资源学的研究对象,梳理了包含水量平衡原理、水资源价值理论、水资源可持续利用理论和人水和谐论等代表性理论体系,总结了涵盖监测与模拟方法、水资源模型等方法的方法论和一系列应用实践;考虑水资源分类,从不同角度探讨了水资源学派生出的分支学科,并对水资源学研究方向进行了展望。为水资源研究和管理工作以及水资源学学科建设提供参考。     

流域水资源适应性管理研究

不确定性是流域水资源管理取得成功的巨大障碍,而适应性管理是目前有效处理不确定性问题的管理模式。根据适应性管理研究情况,在分析流域水资源管理不确定性问题基础上,提出用适应性管理模式解决这类问题,为流域水资源管理研究提供一个有效可行的方法。     

公路建设对区域水资源影响程度评价方法研究

本研究结合公路建设对流域水文过程的作用机制,从公路建设、环境背景以及路河作用三方面选取12个基本指标构建指标体系,提出了进行公路对区域水资源潜在影响以及现状路网影响程度的评价方法,并在层次分析法的支持下以綦江流域为例进行了评价应用.结果表明该评价方法具有较高的可靠性,公路对区域水资源的影响程度受地形条件和路河位置关系影响显著,单位长度路段的影响强度取决于公路施工强度和影响范围,但不同等级的公路对流域尺度的影响强度则由公路长度和单位长度路段特征共同决定.研究结果可以用于指导区域水资源评价和交通建设规划.     

广东北江流域水资源可持续利用存在的问题及解决对策

探讨北江流域水资源可持续利用存在的问题,从建立北江流域水资源优化配置体系、做好水资源保护及水土保持工作等方面提出解决对策。     

西南岩溶流域水资源的概念及其内涵与组成

在分析前人关于中国西南岩溶地区水资源研究成果的基础上,依据岩溶学、水资源学和经济学理论及西南岩溶地区水资源的实际情况,提出了岩溶地区流域水资源的概念,深刻分析了其内涵,全面论述了我国西南岩溶地区流域水资源的组成。