黑河流域水资源约束下的产业结构调整研究--以张掖市为例

黑河流域是我国西北干旱地区主要的内陆河流域之一 ,近几年来 ,由于水资源的不合理利用而导致生态环境日益退化。位于黑河流域中游的张掖市是整个流域经济的主体 ,也是流域内用水量最大的地区。本文分析了张掖市产业结构现状与流域水资源短缺的矛盾 ,提出了应优化调整大耗水产业 ,大力发展节水型产业 ,建立节水型社会经济体系     

西北干旱区水资源利用与生态环境重建研究

西北干旱地区是我国西部大开发战略的重点建设区域之一。但是长期以来，由于气候干旱以及在市场经济利益驱动下所形成的人类对水产 过度开发利用，导致了一系列阻碍区域经济发展的严重生态环境问题。水资源的合理利用是干旱区振兴流域经济的主要保证，也是促使生态经济系统向良性方向发展的关键因素。本文从分析西北干旱区内陆河流域水资源系统特征、开发利用现状以及主要的水环境问题出发，得出干旱区生态恢复与重建必须以水资源的合理利用为核心的结论，同时提出了干旱区水资源利用优化途径与生态重建的基本对策。     

西北干旱区水资源开发的水文效应及其利用模式的变化

作者在对西北干旱地区水资源利用状况研究的基础上,进一步系统的分析了水资源利用后对西北干旱区环境的变化及其水文效应,进而使整个水资源开发利用模式发生变化。作者指出了流域统一规划的重要性与合理利用的途径。     

黑河流域生态用水与产业发展研究--以张掖市为例

黑河流域是我国西北干旱地区主要的内陆河流域之一。近年来,由于水资源的不合理利用导致生态环境日益退化,引发了一系列生态经济问题。通过结构用水研究,得出黑河流域用水结构不合理,农业用水所占比重较高,水资源利用效率较低,耗用了大量的稀缺水资源,挤占了生态用水。位于黑河流域中游的张掖市既是整个流域经济的主体,也是流域内用水量最大的地区,产业发展与生态用水矛盾突出。在分析张掖市产业发展现状与流域生态建设之间矛盾的基础上,提出了在生态用水优先的前提下,应优化调整大耗水产业,大力发展节水型产业,建立节水型社会经济系统,以实现生态环境与社会经济协调发展。     

黄河流域水资源可持续利用多目标规划模型研究

通过研究近年来黄河流域水资源变化规律,预测流域社会经济发展状况,分析黄河流域紧张的水资源供需形式。在流域水资源与经济协调发展基础理论的指导下,建立了黄河流域水资源利用的多目标规划模型,通过对多目标规划的水资源配置规则研究,探讨了流域水资源优化配置的新方法。在考察了21世纪各水平年黄河流域水资源承载程度的基础上,通过寻求提高流域水资源承载水平的调控手段,系统地研究黄河流域水资源可持续利用模式,为分阶段提出黄河水资源利用对策提供依据。     

干旱区内陆河流域水资源使用权多目标优化分配——以甘肃省石羊河流域为例

干旱区内陆河流域水资源短缺,供需矛盾突出,上中下游用水竞争强烈,水资源的使用权分配对解决流域内不同区域间用水冲突和水资源合理利用具有重要的理论与实践价值。提出干旱区内陆河流域水资源使用权的优化分配原则,考虑不同规划年可利用水资源量和净需水量,以流域人均自产粮食需求需水为水资源使用权分配的约束下限,建立多目标优化分配模型。以石羊河流域为例,得到在不同规划水平年下分别考虑外调水和自产水情况下的流域水资源使用权的分配方案。结果表明,各行政分区缺水率差异明显减小,并与《石羊河流域重点治理规划》分水方案比较,金川区生产用水使用权分配显著增加。     

西部干旱区水资源利用与生态环境重建研究

水资源的合理利用是干旱区振兴流域经济的主要保证 ,也是促使生态经济系统向良性方向发展的关键因素。本文从分析西北干旱区内陆河流域水资源系统特征、开发利用现状以及主要的水环境问题出发 ,得出干旱区生态恢复与重建必须以水资源的合理利用为核心的结论 ,同时提出了干旱区水资源利用优化途径与生态重建的基本对策     

投影寻踪分类模型在黑河流域农业用水方案健康性评价中的应用

针对黑河流域农业用水比重大的特点,从农业资源利用、用水协调性、用水效率及效益4个方面构建了农业用水健康指标评价体系;建立了基于加速遗传算法的农业用水健康性投影寻踪评价模型;对黑河流域11个县1999、2006、2020年,3个水平年不同来水频率(50%、75%、95%)实际和拟定共计10个农业用水方案进行综合评价,并对结果进行分级。结果表明,各水平年拟定方案健康等级均高于实际农业用水方案,流域农业用水随时间1999—2006—2020年趋于健康发展,反映了各评价指标的贡献率和方向性,农业健康用水方案优化配置水资源,评价结果与区域近年来的农业用水发展情况相符,符合干旱地区水资源匮缺及生态环境脆弱的实际。     

石羊河流域水资源问题及其对策

从石羊河流域水资源短缺、植被退化、土壤盐渍化和水质恶化等方面,分析了由于流域水资源的不合理开发利用所产生的负面影响,提出了开源节流、水资源优化配置、建立流域水资源权威管理机构等水资源合理开发利用的途径和建议。     

白杨河流域水资源可利用量与生态耗水分析

水资源是人类社会赖以生存、发展必不可少的物质基础,是干旱地区生态系统的关键生境要素。在分析白杨河流域概况及水资源特性的基础上,对区域水资源可利用量及生态耗水现状与生态需水预测进行了初步探讨。说明干旱区水资源的开发利用,应充分考虑区域生态用水的要求,杜绝盲目、掠夺式开发,使区域内自然生态系统得以休养生息。     

灌区广义水资源不确定性多目标优化配置

针对农业水资源配置系统的复杂性和不确定性，构建模糊可信性随机多目标农业水资源优化配置模型，以农业灌溉净经济效益最大和绿水利用占比最大为目标，对丰水年、平水年和枯水年下不同分区各生育阶段的水稻灌溉水量进行优化配置。将模型应用于湖北省漳河灌区，目标权重组合分别为（0.5, 0.5）、（0.75, 0.25）和（0.25, 0.75），可信性水平取0.5、0.6、0.7、0.8、0.9和1.0，得到不同情景下农业水资源配置方案。结果表明：多目标规划模型能够很好统筹社会经济发展目标与资源节约目标，优化方案的绿水利用占比在0.835以上，经济效益最高达14.153亿元；更高的可信性水平对应更低的系统效益与更高的绿水利用占比，丰富的优化方案能够帮助决策者权衡系统收益与违规风险；当水资源短缺时，应该优先保证抽穗期和孕穗期的作物需水，使因缺水造成的水稻减产损失最小化。总的来说，优化模型所得到的水资源配置方案能够为漳河灌区水资源管理者提供理论指导，同时为类似地区的农业水资源优化配置提供参考。     

基于区域水盐平衡的阿瓦提灌区水土资源优化配置研究

为了探讨限额配水条件下阿瓦提灌区水土资源的可持续利用,根据灌区的现状和规划,设置了4个方案结合RS、GIS技术应用水盐平衡模型从区域的四个水平衡(地表水平衡、地下水平衡、供需水平衡、耗水平衡)和盐平衡等多个角度分析了各个子灌区的水土资源平衡,并提出优化配置建议。分析表明:保持现有耕地的情况下,必须在灌区内因地制宜合理开发利用地下水资源,与地表水统一调配才能满足该灌区新的水土资源平衡。而且,还需改善排水,最好是结合暗管或竖井排水,才能达到合理的灌排比,从而满足盐渍化严重农区的排盐要求。由此,从社会发展和环境保护的角度进一步提出,恢复弃耕地,逐年分阶段开发利用已开垦的未耕地,调整种植结构错开用水高峰,推广节水灌溉方式降低灌溉定额,地下水与地表水统一调配、统一管理、统一水价、实施"井灌井排"措施的干旱内陆区农业水土管理模式。     

基于两阶段随机规划方法的绿洲水资源优化配置

选取塔里木盆地南缘和田地区策勒绿洲作为典型研究区,以当前绿洲种植的核桃、红枣及石榴经济林种为重点研究对象,针对绿洲水资源灌溉系统中的不确定性和复杂性,引入概率密度函数和离散区间方法,构建区间两阶段模糊随机规划模型,对各经济林种在各灌季的配水目标进行优化,模拟分析不同林种在不同灌季的最优配置水量。结果表明:灌溉主要集中在夏季与秋季;在策勒河来水量不确定时,春季依然需要少部分水量进行灌溉,应优先灌溉红枣和石榴;夏秋时,主要对红枣与核桃灌溉,同时对石榴的灌溉面积进行动态调节,获得种植业最大收益,系统收益区间为[0.67×10~8,1.32×10~8]元。通过典型案例运用分析,显示该模型不仅充分考虑到不确定性因素对系统收益的影响,风险进行权衡并以区间形式给出优化结果从而获得较为科学的决策方案。     

干旱、盐胁迫条件下两种盐生植物生物量分配对策的研究

以2种一年生盐生草本植物钠猪毛菜、盐生草为试验对象,研究干旱和盐分胁迫对2种盐生植物生长和生物量分配的影响。结果表明:不同程度干旱和盐分胁迫显著影响了2种盐生植物的生长、生物量积累和生物量的分割。生长分析表明:2种盐生植物在生长率、根冠比、叶面积比方面皆存在明显可塑性,且根冠比、叶面积比的变化均受到个体发育漂变的影响;在整个营养生长期的不同处理组中,根冠比、叶面积比总体上呈逐渐降低趋势。不同干旱胁迫处理下2种盐生植物的根冠比和叶面积比的变化与最优理论和模型的预测相一致;随干旱胁迫的加重,根冠比增大而叶面积比减小。但在盐分胁迫条件下,2种盐生植物并未出现基于最优分配理论来调节生物量分配模式,且2种盐生植物根冠比和叶面积比的响应表现出明显的种间差异。此外,不同处理组间植物生物量分配特征(根冠比、叶面积比)的差异,往往只存在于生活史的某一时期,在整个营养生长期间,并不自始至终保持一致。     

Investigation of crop evapotranspiration and irrigation water requirement in the lower Amu Darya River Basin,Central Asia

High water consumption and inefficient irrigation management in the agriculture sector of the middle and lower reaches of the Amu Darya River Basin(ADRB)have significantly influenced the gradual shrinking of the Aral Sea and its ecosystem.In this study,we investigated the crop water consumption in the growing seasons and the irrigation water requirement for different crop types in the lower ADRB during 2004–2017.We applied the FAO Penman–Monteith method to estimate reference evapotranspiration(ET0)based on daily climatic data collected from four meteorological stations.Crop evapotranspiration(ETc)of specific crop types was calculated by the crop coefficient.Then,we analyzed the net irrigation requirement(NIR)based on the effective precipitation with crop water requirements.The results indicated that the lowest monthly ET0 values in the lower ADRB were found in December(18.2 mm)and January(16.0 mm),and the highest monthly ET0 values were found in June and July,with similar values of 211.6 mm.The annual ETc reached to 887.2,1002.1,and 492.0 mm for cotton,rice,and wheat,respectively.The average regional NIR ranged from 514.9 to 715.0 mm in the 10 Irrigation System Management Organizations(UISs)in the study area,while the total required irrigation volume for the whole region ranged from 4.2×109 to 11.6×109 m3 during 2004–2017.The percentages of NIR in SIW(surface irrigation water)ranged from 46.4%to 65.2%during the study period,with the exceptions of the drought years of 2008 and 2011,in which there was a significantly less runoff in the Amu Darya River.This study provides an overview for local water authorities to achieve optimal regional water allocation in the study area.     

渭河流域面向生态的水资源合理配置与调控模式探讨

面向生态的概念的提出 ,拓展了水资源研究的内涵 ,代表着今后水资源研究的发展方向。作为一个全新的科学理念 ,如何与水资源合理配置与调控有机结合起来 ,是一个极富挑战性的命题。本文立足于流域社会经济与生态环境协调发展 ,以实现流域水资源永续利用为目标 ,分析了陕西省渭河流域面向生态的水资源合理配置与调控模式的内涵 ,提出了其基本原则。在此基础上 ,从流域生态环境现状及未来需求出发 ,探讨了陕西省渭河流域面向生态的流域水资源合理配置与调控模式的基本内容 ,分析了陕西省渭河流域 2 0 0 0年、2 0 1 0年、2 0 2 0年水资源合理配置与调控方案 ,并从 4个方面论述了相应的对策措施。研究成果 ,不仅丰富了水资源的理论研究 ,而且可为管理部门提供科学的决策依据。     

基于区间两阶段抗风险随机规划的绿洲水资源优化配置

合理配置绿洲灌区的水资源是缓解绿洲水资源压力的主要解决方法。选取塔里木盆地南缘和田地区策勒绿洲作为研究区域,使用离散概率函数处理策勒河近60 a的年径流量数据,结合策勒绿洲特色经济果林种植特点,建立含有抗风险方法的区间两阶段随机规划模型,并基于灰度线性规划的解法对该模型进行求解。结果表明：在策勒河来水量不确定时,应优先灌溉红枣;相比原区间两阶段随机规划方法,引入抗风险方法后得到的配水策略虽略保守,却可以在枯水年与平水年保持总收益区间上限不变的同时,将总收益的区间下限分别从5.1×10⁷元、2.12×108元提高到5.6×10⁷元、2.17×10⁸元。通过典型案例应用分析,显示区间两阶段抗风险随机规划模型的应用不仅能够保证在满足各作物需水要求的情况下争取收益最大化,并且可以抵御由于水量不足而带来的风险。     

新疆天山北麓奎屯河流域径流变化特征研究

奎屯河流域水资源总量为17.83×108m3,其中地表径流量为16.21×108m3,占水资源总量的90%以上。因此,研究径流补给来源及变化特征有助于掌握水资源的变化趋势,为水资源的开发利用提供可靠的依据。本文采用奎屯河流域各水文站径流系列资料,选取变差系数、年际极值比、集中度、集中期等参数,分析了奎屯河流域径流补给特性、来源、年内分配规律及年际变化特征。分析结果表明:奎屯河流域径流补给具有地带性和多样性特点,补给来源主要以冰川融水和雨水补给为主;年内分配极不均匀,集中程度高;年际变化相对稳定,变幅小,多年呈微弱增加趋势。     

疏勒河中游绿洲生态环境需水研究——Ⅰ.方法与参数选取

干旱内陆河流域绿洲生态环境需水研究是内陆河流域水资源综合管理和优化配置、保护和恢复生态环境中最为关键的科学问题之一,本研究针对疏勒河中游绿洲生态环境现状以及天然植被、河流湖泊等生态需水特征,建立了基于天然植被、河流、湿地和防治耕地盐碱化的疏勒河中游绿洲生态环境需水定量化模型,以期为干旱内陆河流域绿洲生态环境需水研究提供一种可借鉴方法。模型计算结果表明,疏勒河中游绿洲2013年天然植被、河流基本生态、河流输沙、河流渗漏补给、水面蒸发和湿地生态环境需水量分别为1.90×108m3、1.00×108m3、1.11×108m3、0.83×108m3、0.68×108m3、2.70×108m3。根据目前疏勒河流域中游绿洲水资源与生态环境现状,应加强水资源的综合管理,协调农业用水与生态用水关系以及不同区域和不同部门间水资源配置量,提高水资源综合利用效率;进一步制定中游绿洲近期和远期生态保护和生态恢复目标,确定生态综合治理重点区,准确计算基于生态保护目标的流域中游绿洲生态需水量及阈值。