浅谈河湖水系连通的重要性

针对世界范围内一系列水资源问题和挑战,河湖水系连通的思想应运而生。为了满足江河治理的重大需求,提高水资源优化配置、改善河湖健康状态、增强河湖水系水旱灾害的抵御能力,迫切需要加强河湖水系连通的研究,但相关的理论和技术尚处于探索阶段,远远落后于实践。论文根据新形势下保障国家水安全和提高生态文明水平的新要求,讨论了河湖水系连通的概念及内涵,并讨论了河湖水系连通的重要性、河湖连通的关键问题等。     

丰枯遭遇对引汉济渭受水区水资源配置的影响研究

河湖水系连通对提高我国水资源统筹调配能力具有重要的意义.然而,河湖水系连通水资源配置是一个十分复杂的系统优化问题,影响因素众多,传统水资源配置技术和方法不能完全满足河湖水系连通水资源配置的需求,特别是不能充分考虑丰枯遭遇对河湖水系连通水资源配置的影响.本文选择引汉济渭工程作为河湖水系连通典型案例,重点研究丰枯遭遇对河湖水系连通水资源配置的影响和重要性.通过对比传统水资源配置结果和基于丰枯遭遇分析的水资源配置结果,可以得到以下认识:①相比传统水资源配置,基于丰枯遭遇分析的水资源配置方案对不同情景下的总可供水量计算更加合理,提高了连通区域的水资源统筹调配能力;②相比传统水资源配置,基于丰枯遭遇分析的水资源配置方案更加灵活,增强了水资源管理对气候变化的适应能力.     

现代水资源管理新思想及和谐论理念

冰资源管理已进入一个全新的阶段,现代水资源管理理念应运而生。在总结水资源管理发展历程,指出其存在问题的基础上,阐述了构建现代化水资源管理体系的必要性,剖析了反映水资源管理新思想的“三条红线”和“河湖水系连通战略”内涵,“三条红线”从用水总量控制、用水效率控制、水功能区限制纳污三方面体现了水资源管理的配置、节约与保护任务要求,将水资源管理工作更加严格化、精细化和系统化;“河湖水系连通战略”是国家新形势下的一种治水方略,目的是通过构建河湖水系连通网络体系,提高水资源统筹调配能力、改善水环境状况、抵御水旱灾害,从而根本上解决我国三大水问题,最终实现人水和谐。最后,介绍了和谐论理念、量化方法及在水资源管理中的应用,包括构建人与自然和谐相处的和谐论途径、水资源管理的和谐论策略、分区分部门水资源合理分配的和谐论模型、跨界河流分水问题的和谐论模型、跨流域调水问题的和谐论模型、水污染物总量控制的和谐论模型等,为水资源管理工作指明了方向。     

河湖水系连通演变过程及驱动因子分析

河湖水系连通是古今中外行之有效的治水举措,也是适应我国新时期水利发展需要的治水新方略。河湖水系连通是以水循环物理过程为基础,伴随化学、生物和人文过程的复杂过程,有其自身的演变规律。本文从生产方式的变革和人水相互关系出发,探讨了河湖水系连通的历史演变过程,划分出四个发展阶段,分析了不同发展阶段的河湖水系连通演变特征,辨识出在自然营力和人类活动影响下河湖水系连通的关键驱动因子,分析了不同驱动因子对河湖水系连通演变的作用机制。     

南方河网地区河湖水系连通的实践与思考

南方河网地区是我国人口、资源、产业密集区。随着工业化和城市化进程的加快,南方河网地区面f临着河湖萎缩,洪涝灾害频繁,区域抗旱应急能力不足,水污染严重,水质性缺水问题突出等一系列水资源和水环境问题,对区域防洪安全、供水安全和生态安全造成严重影响。在对典型河湖水系连通工程进行归类总结的基础上。探讨了南方河网地区实施河湖水系连通的关键问题,包括连通需求分析,基础条件论证,连通方式选择及连通保障体系的建立。     

中老铁路建设对沿线景观格局影响的尺度效应

线性交通廊道建设对区域景观格局产生深刻影响,科学分析廊道建设对景观格局的影响及尺度效应,明确景观格局的变化趋势,从而构建线性交通廊道建设与生态保护均衡发展格局,对铁路所在区域实现可持续发展具有重要意义。本文以中老（中国—老挝）铁路为研究对象,基于2015和2020年的土地利用数据,采用土地利用转移矩阵及回归分析等研究方法,分析铁路沿线整体和不同类型的景观格局指数变化特征及其空间差异,揭示中老铁路建设对沿线景观格局的影响及尺度效应。研究表明：①中老铁路沿线区域土地利用以林地为主,2020年铁路廊道土建工程完工后,林地面积减少,耕地面积有所增加,部分减少的林地面积转化为耕地。②铁路建设导致沿线缓冲区整体景观格局的异质性增强,斑块连通程度减弱,斑块面积缩减,林地破碎度加剧。③整体景观和林地的斑块密度、分散指数均与铁路影响尺度呈倒“U”型关系,铁路对整体景观和林地的景观格局产生显著影响的拐点分别位于铁路两侧6 km和8 km附近。本文结果可用于评估铁路等线性交通廊道的建设对沿线景观带来的影响,对未来中国与澜沧江—湄公河流域的其他国家在实现互联互通的同时,如何制定更具针对性的景观格局保护政策与措施提供科学依据。     

相对丰水地区水资源合理配置研究

我国水资源合理配置研究主要集中于水资源匮乏的北方地区,相对丰水地区的水资源合理配置研究较少,随着社会经济的发展,丰水地区的水质污染日趋严重,造成丰水地区水质型缺水及生态环境恶化等问题.本文根据水资源合理配置的目的和基本原则,建立相对丰水地区水资源合理配置模型,该模型不仅进行河道外水量配置,同时还要保证航运和良好的河道生态环境.首先进行研究区不同河道的水功能区划,制定水质标准,然后预测生活和工业污染物排放量和入河量,进行纳污能力计算,确定河道最小需求流量,将其引入到水资源合理配置模型中,并以全国节水型试点城市--四川省绵阳市为例进行了应用研究.结果表明2010年涪江江油城区段、绵阳城区段、安昌河和芙蓉溪河段最小需求流量分别为30.5m3/s、52.5m3/s、5.10m3/s和2.34m3/s、通过加强节水、水利工程的建设和合理配置河道内和河道外需水,2010年绵阳市缺水问题基本可以解决,但芙蓉溪河段满足不了河道最小流量需求,本文通过水资源合理配置模型分析,提出了相应的生态工程措施和补水方案,保证河道内需水和良好的水环境需求.     

基于不同尺度的中国人文发展水平研究： 由分县、分省到全国

在经济增长日益快速和区域差距不断扩大的中国,社会和谐发展受到了广泛关注。本文选择联合国开发计划署（UNDP）提出的人文发展指数作为评价和谐社会发展的主要依据,从全国、分省、分县3个空间尺度出发,深入探讨了中国人文社会发展态势及其空间格局。研究结果表明：①国家层面,中国人文发展指数2005年达到0.755,处于中等人文发展水平;②分省尺度,中国人文发展水平东部高西部低,地区差异明显,人均GDP的区域差异是导致中国分省差距的重要因素;③分县尺度,中国处于中等人文发展水平的土地和人口都在4/5以上,呈现“中间大、两头小”的纺锤分布,高低两极差异悬殊。     

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。     

尼罗河流域水资源开发利用与流域管理合作研究

尼罗河是非洲跨越国家最多的国际河流,流域涉及10个国家。尼罗河流域大部分处于干旱半干旱地区,用水压力很大。20世纪80年代以来,随着地区政治局势的逐渐缓和以及人口的快速增长,上、下游国家在尼罗河水资源利用上的竞争和矛盾冲突越来越激烈。在一些国际组织和发达国家的援助下,尼罗河流域国家于20世纪90年代开始了流域管理合作的步伐,成立了尼罗河流域合作倡议组织,开展了流域对话及有关联合行动,并协商签署尼罗河流域合作框架协定。本文对尼罗河流域水资源状况、历史水分配、当前开发利用与利益冲突、流域管理合作的倡导及发展等进行了系统的梳理和分析,并讨论总结了有关经验和结论：①地区政治环境的改善对推动流域管理合作发挥了积极作用;②共同利益的增多为流域管理合作提供了重要的内部驱动力;③建立流域管理合作制度是实现流域可持续发展的重要保证;④第三方在流域管理合作发展中发挥重要影响及促进作用;⑤流域管理合作面临的挑战和难题需要创新的解决方案。这些经验和结论对国际河流水资源的合理开发利用及流域可持续发展具有一定的参考价值。     

黄河流域水-能源-粮食纽带关系协同演化及预测

水、能源、粮食存在互相依赖的纽带关系,黄河流域作为三者矛盾突出且集中的典型区域,实现水-能源-粮食纽带关系协同演化,是保障流域资源安全、维护生态平衡、实现可持续发展的重要前提。基于协同学原理,按照序参量-子系统-复合系统的逻辑,从流域层和区域层,对2010—2019年黄河流域的水-能源-粮食纽带关系协同演化进行实证分析及ARIMA预测。结果发现：①从全流域看,3个子系统有序度演化近10年来均有上升,但三者间纽带关系演化长期处于低协同状态,其中,水-粮食协同度略高于能源-粮食协同度和水-能源协同度;②分区域看,上游和下游各子系统有序度演化近10年来升降各异,而中游各子系统有序度演化不断上升,3个区域中水-能源-粮食纽带关系演化均长期处于低协同状态;③根据ARIMA预测,纽带关系短期仍处于低协同状态,水资源相对于能源和粮食仍是首要约束。最后,从流域层提出“以水为刚性约束,多要素互动”,从区域层提出“生态位错位发展,多区域协同”等政策启示。     

黄河流域高质量发展的基本条件与核心策略

黄河流域整体处于工业化中期到后期的转型发展和区域经济的起飞发展阶段,大体处于集聚功能大于扩散效应的“虹吸效应”阶段和区内发展的激烈竞争时期。高质量的中/高速经济增长是黄河流域现代化进程和可持续发展的前提。在大致梳理流域（区域）高质量发展的内涵及其理论演变的基础上,本文探讨了黄河流域高质量发展的基本条件及其核心策略。域内高质量发展的基本条件表现为农业发展的多样性和脆弱性,流域经济联系的松散性,经济发展阶段性及其内部差异性的约束,外部投资和产业转移等动力不足的约束等。这决定了流域高质量发展必表现为长期性、多样性、竞争性、协同性甚至区域化的倾向。因此,黄河流域高质量发展需探索“弯道超车”的核心策略：①在智能社会和全球化浪潮中,谋高质量增长,即持续探寻域内适合国家需求和地方特色的新型产业转型发展模式,建构适合各地方的特色化产业集群/产业链,提升综合竞争力;②探寻同质前提下的协同新模式,谋划流域协同和寻求特色化的新型城镇化模式,包括适合各地的人口城镇化策略和城乡统筹模式,尤其是基于土地流转的乡村人口向河谷/川地/盆地、平原、城镇的持续迁移路径,提高劳动生产率,关注水资源和基础设施建设等问题;③实施“中心突破”的体制,寻求中心带动的流域空间重构,推动中心城市和城镇群的健康发展,促进高质量发展。黄河流域高质量发展是一个至少20~30年的长期探索过程。     

50年来渭河干流径流变化及其驱动力分析

利用渭河干流林家村、咸阳和华县3个水文站1960年以来的径流资料,应用Kendall秩相关系数、R/S分析、降水-径流双累积曲线法等多种数值模型方法,计算分析了渭河径流的年内分配特征、年际变化特征、径流变化趋势、降水变化和人类活动对径流变化的影响。结果表明：①渭河径流量年内主要集中于5月-10月份,占年径流总量的75%左右;年际变化剧烈,1960年-1970年基本处于丰水期阶段,1994年后基本处于枯水期阶段,其余年份呈丰枯波动;②径流变化趋势现在处于极显著的递减状态（p〈0.001）,递减率处于-17.752（m3/s）/10a至-37.654（m3/s）/10a之间;未来的一段时间内将保持同一势态;③受人类活动和气候变化的影响,渭河径流发生了由多到少的突变;④渭河径流量减少的主要原因是人类活动,降水变化为次要原因     

遥感综合观测与模型集成研究为黑河流域生态环境保护与可持续发展提供科技支撑

中国科学院黑河遥感试验研究站（以下简称“黑河遥感站”）立足寒旱区内陆河流域,通过星空地一体化的综合观测手段,精细化地观测黑河流域的水文气象要素,在科学上为寒旱区定量遥感、尺度转换、模型集成等方面的研究作出突出贡献,在服务国家需求上为流域可持续发展、生态环境保护、国家公园建设等提供科技支撑。黑河遥感站构建了我国第一个多要素-多尺度-精细化流域综合观测系统,积累了大量的长期观测数据,为流域综合观测提供了示范;开展了深入的寒旱区定量遥感研究,形成了一系列寒旱区关键特色遥感数据产品,且得到了广泛应用;构建了异质性地表遥感产品真实性检验的理论框架和方法体系,并形成了相关国家标准;在黑河流域生态-水文-社会经济模型,以及流域可持续发展决策支持系统的发展中起到关键支撑作用。总体上,黑河遥感站实现了从传统单站观测向流域综合观测系统的转型,实践和推进了观测-模型-决策一体化研究,是新时代山水林田湖草系统综合监测的典型,也是以流域为单元开展地球表层系统科学研究的示范。     

国家黑河流域综合治理工程生态成效科学评估

黑河是我国西北地区第二大内陆河,2001年国家实施了该流域的综合治理工程。文章基于近10年来对黑河流域自然-经济系统水循环、水过程和生态与环境变化研究成果和阶段认识,对生态治理效果及其生态环境影响进行了科学评估。整体上,黑河流域水资源主要受西风带影响,主要产流区为中高山区。近10年和百年是流域器测记录以来和千年尺度上的丰水期,这为流域分水和综合治理提供了有力的水资源保障,而持续增长的社会经济系统水资源需求压力是导致流域中下游和经济发展-生态用水之间矛盾的主要根源。在中游地表水利用量得到有效控制的情况下,中游地区社会经济系统用水结构产生显著变化,但地表水资源限制和中游耕地面积持续增加导致局地地下水水位及储量呈减少趋势,且面临枯水期水资源严重超载问题。进入下游的水量接近规划要求,下游水系统和生态环境恶化趋势得到有效遏制,但还未全面恢复,并存在较大空间异质性;持续增加的由河岸林地开垦而来的耕地,对下游生态与生产用水分配带来更大的压力,下游需要更为精细的水资源时空管理和调控措施。在未来可能面临的枯水期,流域社会-经济-生态可持续发展目标下的水资源管理将面临更大的挑战。     

新疆塔里木河水资源开发利用与生态保育对策

该文分析了塔里木河近50年来水资源开发利用过程中出现的生态与环境问题。研究表明,塔里木河上游三源流灌区用水量的增加是导致塔里木河干流区来水量不断减少的主要原因,而塔里木河干流下游来水量的大幅度减少,则因塔里木河干流上中游耗水量增加引起。塔里木河下游来水量的锐减,造成下游河道断流321km,尾闾湖泊干涸,地下水位下降,天然植被全面衰败,沙漠化过程加剧。为此,要坚持生态与经济、上游与下游协同发展的原则,实现流域水资源的统一管理,打破水资源发生和利用过程中的多元主体边界; 加快实施塔里木河流域的“供水、堵水和输水”工程;控制源流引水,减少干流上、中游低效耗水,确保下游基本用水,实现流域水过程的完整性和水资源的可持续利用。     

新疆塔里木河水资源开发利用与生态保育对策

该文分析了塔里木河近50年来水资源开发利用过程中出现的生态与环境问题.研究表明,塔里木河上游三源流灌区用水量的增加是导致塔里木河干流区来水量不断减少的主要原因,而塔里木河干流下游来水量的大幅度减少,则因塔里木河干流上中游耗水量增加引起.塔里木河下游来水量的锐减,造成下游河道断流321km,尾闾湖泊干涸,地下水位下降,天然植被全面衰败,沙漠化过程加剧.为此,要坚持生态与经济、上游与下游协同发展的原则,实现流域水资源的统一管理,打破水资源发生和利用过程中的多元主体边界;加快实施塔里木河流域的"供水、堵水和输水"工程;控制源流引水,减少干流上、中游低效耗水,确保下游基本用水,实现流域水过程的完整性和水资源的可持续利用.