库坝池窖联合高效利用水资源技术推广应用效果研究

库坝池窖联合高效利用水资源技术的主要原理是通过对库、坝、池、窖等水资源的联合调度,实现"秋水春用、低水高用",并通过节水灌溉实现水资源的高效利用,解决当地农作物春季干旱缺水的问题。2012年,库坝池窖联合高效利用水资源技术被列入水利部科技推广项目进行推广。2013年,宁夏水利科学研究院结合彭阳县南山流域水资源调蓄工程进行技术推广,效益非常显著。该技术的推广前景在宁南山区乃至整个黄土高原地区都非常广阔。     

好水河灌区库坝水资源联合调度研究

好水河流域内的张银水库、11座水保骨干坝、15座中小型淤地坝,在降水频率75%的情况下每年可为好水河灌区提供灌溉水量316.78万m3。由于缺乏水资源联合调度工程,水资源的利用效率极低,灌溉水利用系数只有0.3,且灌区灌溉面积逐年下降,目前已不足333 hm2。开展灌区库、坝、池水资源联合调度技术研究,建设库、坝、池水资源联合调度工程,推广利用库、坝、池联合调度和蓄、引、提相结合的水资源统一管理调度模式,使灌溉面积达到933 hm2,库坝拦蓄的水资源利用率达到73%。研究结果表明,发挥水保骨干工程在水资源配置中的作用,实现库、坝、池、窖水资源联合调度,是加快宁夏南部山区生态建设、发展现代旱作节水农业的有效途径。     

动态规划在地下水地表水联合调蓄建模中的应用

地下水地表水联合调蓄是优化区域水资源配置,维系社会经济可持续发展的重要策略之一。由于地下水地表水调蓄问题具有时变性、阶段性或层次性,动态规划在调蓄模型构建过程中得到了广泛应用。在分析梳理动态规划模型应用进展及模型求解流程的基础上,结合实例,对于由多个用户和多个供水点组成的联合调蓄问题,以供水费用最小为目标函数,其中供水费用系数为阶跃函数,以地下地表供水点的蓄水量为状态变量,选取典型水文年,构建出可以进行调蓄评价和辅助决策的动态规划模型。     

基于聚合模型的水库群引水与供水多目标优化调度

该文以深圳市城市供水系统中的公明供水调蓄工程为例,对区域水资源的合理配置和高效利用展开研究。工程中公明水库被用作城市供水的储备水源,以防止连续枯水年份或发生水污染等严重事件对城市供水构成的巨大威胁。为此,充分考虑调蓄工程的供水运行特点,将调蓄工程中的水库群聚合为"虚拟水库",并建立调蓄工程的引水与供水调度模型;调度模型以引水量最小和公明水库换水量最大为目标函数,采用多目标遗传算法NSGA-II对引水与供水调度模型进行优化求解。在此基础上,采用模糊优选方法在Pareto优化解集空间中寻找满意解,并选择3个代表解对调蓄工程的供水进行模拟。对比与分析模拟计算结果,表明优化调度模型能够高效利用外流域引水资源和提高公明水库的水量交换。     

泾惠渠灌区水环境劣变特征及地下水调蓄能力分析

为确保泾惠渠灌区水环境安全及地下水资源的可持续开发利用,该文通过对20世纪80年代以来泾惠渠灌区地表水和地下水环境劣变特征分析,重点指出了灌区地下水环境劣变的严重性,同时也证实了对地下水实施涵养调蓄的必要性。从取水条件、地下库容、蓄水水源和蓄水方式4个方面论证了灌区具备良好地下水调蓄能力,并利用体积疏干法对灌区各测站的地下调蓄库容进行计算,确定出灌区最大调蓄库容达6.46亿m3,年调蓄库容0.281亿m3。提出对灌区春、夏两季适当加大地表灌溉力度,并针对调蓄空间较大的石桥、泾阳等站进行优先调蓄,实现灌区“以井补渠,以渠养井”,即涵养了当地地下水资源,又有利于灌区水资源的可持续利用,最终保障了灌区的生态环境及粮食安全。     

黄土高原地区雨水集蓄利用

给出了雨水集蓄利用的概念,并针对黄土高原地区十分匮乏的水资源和严重的水土流失现状,提出了在该地区实施雨水集蓄利用的必要性和可行性。在此基础上,对黄土高原地区雨水集蓄利用所取得的成就进行了介绍:一是雨水集蓄利用为农村生产、生活提供了水源,二是为农村产业结构的调整创造了条件,三是为改善生态环境奠定了基础,四是促进了农村精神文明建设。指出了雨水集蓄利用存在的问题:一是在农村存在两种错误认识,二是技术研究开展的少或者研究深度不够,三是工程配套跟不上或不匹配,四是投入不足。     

跨流域多水源多目标多工程联合调水仿真模型—南水北调东线工程

南水北调东线工程是我国水资源优化配置的一项战略性基础工程。以系统分析的思想为基础,对跨流域多水源多目标多工程调水所涉及的水资源问题分析研究,建立南水北调东线工程联合调水仿真模型,提出了调度模型的计算过程以及调算的水文系列和计算时段。建立仿真模型的目的是为南水北调工程决策提供方便实用的科学分析工具和仿真平台,为工程的决策提供技术支持。     

宁夏水资源可持续利用的理性思考

宁夏水资源极度短缺,严重制约经济发展,依据水资源可持续利用的思想,从农业用水、工业用水、生活用水和水务管理四个方面分析了宁夏的水资源现状,对其现状进行理性思考并提出了对策,即实体水和虚拟水策略的联合运用、节水型社会构建及水务科学管理模式构建,其中实体水和虚拟水的联合调度包括“四水”的联合调度和虚拟水战略在宁夏的运用。     

石羊河流域综合治理成效及后续治理建议

在综合分析石羊河流域水资源问题、水资源问题形成因素的基础上,结合石羊河流域综合治理目标总结了石羊河流域综合治理取得的成效。提出了更新水库现有调度模式,实施生态调度;发展集雨节灌日光温室,开辟灌溉新水源;推广节水灌溉集成技术,压缩农业灌溉用水;培育政府调控与市场调节相结合的水资源管理模式等石羊河流域后续治理建议。     

黄土高原淤地坝工程水资源利用模式与展望

水资源是影响生态环境安全的关键因素,是实现社会经济可持续发展的重要因子.为缓解黄土高原地区水资源短缺现状,提高淤地坝工程水资源利用效率,结合黄土高原地区降水稀少、蒸发量大、分布不均等特点,分析了淤地坝工程存在的水资源需求量大、水资源利用不合理等问题,初步探讨了黄土高原淤地坝工程水资源利用模式,提出拦蓄灌溉、雨水蓄集及地...     

晋陕蒙能源基地榆神府矿区水土流失综合评价

苏南丘陵区存在多种利用当地土地资源方式，诸多利用方式也改变了土壤的性能，一般是人类干预下的耕地的土壤侵蚀及养分流失高于处在自然半自然状态下的非耕地。为了定量了解由土壤侵蚀引起的养分流失，首先应掌握土壤侵蚀的强度，^137Cs示踪法可以对此提供帮助。使用此法需解决2个问题：确定研究区域的^137Cs背景值与建立估算土壤侵蚀的模型，我们在这方面做了合理的尝试。以此为基础，估算了各种利用方式下土壤养分流失量；为了与黄土和红壤区土壤侵蚀的危害相比较，提出了等值侵蚀模数的概念，以便揭示苏南地区土壤侵蚀的潜在危害性。通过研究初步确认耕地尤其是水田可能是太湖水体营养元素的主要农业来源。     

中国河口环境问题及其可持续管理对策

河口位于河流—海洋交互区 ,是一具有重大资源潜力和环境效益的湿地生态系统类型。但由于长期以来不合理地开发利用 ,已导致了中国河口生境退化 ,生物多样性急剧下降 ,环境污染加剧 ,海岸侵蚀及河口淤积日益严重等环境问题 ,保护及合理开发利用河口资源势在必行。分析了我国河口面临的威胁 ,河口管理、保护和开发利用中存在的主要问题 ,并由此提出了解决这些问题的可持续管理对策与措施。     

基于耦合协调度模型量化耕地自然质量与立地条件协同关系

耕地自然质量条件与立地系统共同决定了耕地可持续的生产能力,测算二者之间的协同比例关系可为耕地资源的保护分区提供理论和方法借鉴。该文以辽宁省不同地貌区为例,通过构建不同地貌区耕地自然质量评价系统与耕地立地条件评价系统,运用耦合协调度模型量化分析二者之间的协同关系,最后依据二者之间协同关系特征建立耕地资源保护分区。研究结果表明:在辽宁省西部的丘陵地貌区、中部的平原地貌区以及东部的山地地貌区,耕地资源保护优势条件特征存在区域差异,3个地貌区耕地自然质量条件与立地条件协同关系比值分别为4:6、6:4和5:5,应遵循耕地资源条件的地域差异特征实行协同保护。在此基础上,依据耕地资源优势条件特征将辽宁省耕地区域划分为核心保护区、优势整治区以及重点调控区,并提出不同区域耕地资源差异化的利用和保护措施。该研究结果体现了不同地貌区耕地资源优势保护条件特征的差异性与规律性,可为省域尺度耕地资源的永续利用提供参考借鉴。     

国际荒漠化协会联合主席，水土保持专家王飞先生论基于土盐-水盐双分离的旱区盐碱地水土资源管理模式

[目的]从区域资源综合利用与水土资源管理角度探讨干旱地区土壤盐碱地治理问题,旨在寻求旱区盐碱地治理与开发利用新模式,以创新旱区盐碱地治理观念与技术,为旱区农业可持续发展、生态保护和环境治理提供支撑。[方法]根据在陕西、宁夏和新疆等省区的野外调查和研究经验,结合有关水土资源高效利用研究成果,通过综合分析目前国内外盐碱地治理方法中存在的主要问题,提出了一种旱区盐碱地水土资源高效利用的管理新模式。[结果]旱区盐碱地水土资源管理新模式是通过高效水调控促进土盐—水盐分离(简称:旱区盐碱地双分离治理模式),可以综合概括为"减少区域水损失,低耗水充分洗盐,集约化水盐分离,水土资源高效利用"。其中"减少区域水损失"是旱区水资源管理与生态保障的前提,"低耗水充分洗盐"是节省洗盐的时间成本和水资源成本的基础,"集约化水盐分离"是实现水盐分离和水盐分别再利用的核心技术,"水土资源高效利用"是旱区农业发展用水的核心经济原则。[结论]旱区盐碱地双分离治理模式通过集约化水土资源管理,可以提高水盐分离效率,提升土地和水资源利用效率,其资源、环境和生态风险小,治理效益持续时间长,有助于维持和提升盐碱地治理的区域经济功能和生态系统服务价值。     

Ecological Environment Protection in Chinese Rural Hydropower Development Practices: A Review

This paper reviews the ecological environment protection measures of Chinese rural hydropower development schemes. China??s rapid economic growth is making great energy demands and developing rural hydropower currently provides 30.4?GW annually. There is a conflict of interest between hydropower development and ecological and environmental protection. Potential problems include changes in hydrological condition, eutrophication, downstream nutrient reduction, sediment deposition, aquatic ecosystem alteration, and ecological water demand variation. Since most of the rural hydropower resources are located in ecologically fragile regions, it is significantly more important that ecological environment protection is being considered. As exploitation of rural hydropower has developed in China, ecological environment protection schemes had to adapt to changing boundary conditions. Due to improvements in environmental protection management, various environmental impact assessment methods have been applied including fuzzy analysis hierarchy process, ecological scheduling, pressure-state-response, and ecological environment evaluation index. The latter index can both qualitatively and quantitatively analyze ecological environment impacts and has become the most frequently used tool in the evaluation of rural hydropower exploitation. To rebalance the interests regarding energy generation and environmental protection, countermeasures originating from different aspects such as engineering design optimization, management improvement, and ecological restoration were recommended to promote ecological environment protection. The review concludes that by taking ecological environment protection into consideration in the whole rural hydropower plan, adopting ecological scheduling to guarantee river ecological water demand and implementing ecological restoration in watershed management are the most effective approaches in furthering sustainable development of rural hydropower.     

实体水-虚拟水"二维三元"耦合流动理论基本框架

在变化环境下,区域水资源系统演变规律正在发生深刻变化。解决新形势下出现的水问题单单依靠传统的实体水资源规划、调度和调控手段还不够。虚拟水概念和理论的提出拓展了水文水资源的认知范畴,丰富了水问题的解决手段。然而,如何搭建虚拟水理论与传统水文水资源认知体系的统一框架,认识自然-经济-社会连续系统中水资源演化的新规律,目前学界还没有成熟统一的看法。该文首先提出了实体水-虚拟水耦合流动效应的基本理论框架,指出实体水-虚拟水耦合流动是现代环境下自然-经济-社会水资源系统呈现的新特征。其次,从文明进步和生产力发展角度,论述了人类社会水文水资源系统的演化历史,将水文水资源系统演进大体分为三个阶段:早期的实体水"一维一元"自然循环阶段,近现代的实体水"二元"水循环阶段和当前的实体水-虚拟水"二维三元"耦合流动阶段。最后,该文详细论述了实体水-虚拟水耦合流动过程的路径结构,并针对其流动过程和状态表征提出了定量表达方程,初步构建了实体水-虚拟水耦合流动基本理论框架。     

市场经济与自然资源管理系统工程

本文系统分析了市场经济体制下资源优化配置的假设前提与市场失灵的基本概念，阐明了政府干预应遵循的原则以及造成政府失灵的原因。着重讨论了自然资源作为公共物品的特征以及从自然特点出发，按照市场原则保护、利用与开发自然资源的必要性和复杂性。论述了自然资源管理系统工程的定义、结构、过程系统、逻辑系统和知识系统，并扼要介绍了效益费用分析法。     

2011—2021年黄河中游城市群高质量发展与水资源保护利用耦合关系

[目的]探讨黄河中游城市群高质量发展与水资源保护利用的时空协调关系,为该区域水资源的可持续利用与水生态有效保护提供决策支持和科学依据。[方法]基于黄河中游19个城市2011—2021年高质量发展与水资源保护利用两系统的面板数据,运用组合赋权、耦合协调度模型、地理探测器模型等方法,分析该区域高质量发展与水资源保护利用的耦合协调度及其时空特征。[结果]黄河中游城市群的高质量发展和水资源保护利用水平不断提高,区域间差距逐渐缩小。两个系统的耦合协调度呈现上升趋势,一些地区已从濒临失调转变为初级协调阶段。此外,区域间的耦合协调度呈现正的空间自相关,由西安和郑州市两个中心城市向外呈放射状递减。对外贸易依存度、第三产业产值所占比例对两系统协调度影响较大,且交互因子之间呈非线性加强或双加强关系。[结论]为提升黄河中游城市群高质量发展与水资源保护利用的空间依赖度,应加强区域间合作,优化水资源利用结构,提高水资源管理能力,增加科技投入,提高区域创新能力,积极推动区域协同发展。     

A risk analysis methodology for assessing natural resources degradation

Risk analysis has been employed, amongst other things, both to estimate the probability of future water demand emergencies in reservoir systems (using simulation modelling), and to estimate environmental and public health risks (using empirical data). We assert that this framework, when coupled with simulation modelling, can be applied to examine and compare the impacts of resource exploitation, land use and production strategies which may cause land degradation. Our representation of risk analysis relies on the assumption that each land use strategy is associated with a risk of the system (i.e., social system, production system, ecosystem) attaining a subjectively unacceptable environmental condition (e.g. poor human nutrition, crop failure, degradation of a natural resource) sometime during a management planning period. The research methodology entails: (1) the identification of critical variables in the social and biological environment that are affected by exploitation and management of resources; (2) the identification through interviews, surveys, and research of regions of unacceptability in these variables that determine the dynamics of local environmental degradation; (3) the translation of resource policy and practice into a computer model of impact on the resource system; (4) many iterations of simulation of the system to determine the ‘risk of failing’ in each of the critical variables. The presentation of risk probabilities to decision-makers represents a reduction of many simulations into an understandable estimate of environmental impact. More importantly, risk analysis is potentially a learning tool for human system studies, and an interface for applied social science and ecological research.     

流域治理效益的环境经济学分析方法

 流域治理效益不仅包括有效实物产出价值,而且更多地表现为一种环境资源价值。前者主要包括经济作物、林业、畜牧业和水产养殖业等增加的产值;后者主要是通过流域治理可以涵养水源、保护土地资源、固碳制氧转化太阳能、防风固沙、减免山洪等自然灾害、减少泥沙淤积和保护生物多样性等改善生态环境,改善人类生存环境、促进各项产业发展等社会环境资源价值。基于劳动价值论、边际效用价值论和市场价值论等经济理论,用市场价值法、恢复费用法和影子工程法等建立了流域治理效益价值评估的指标体系和生态环境价值分析计算方法,为流域治理效益的价值评估建立了基础。