小流域雨水资源化潜力及其可持续利用分析

针对黄土高原地区水资源严重短缺的态势和生态环境建设的需要，基于可持续发展理念，以小流域作为研究单元，以雨水资源作为研究对象，提出小流域雨水资源化潜力的概念，分析不同层次的小流域雨水资源化潜力，探讨雨水资源可持续性与可持续利用的关系，建立了小流域雨水资源不同利用类型的判别模式，为黄土高原雨水资源的持续高效利用和流域生态环境健康发展提供理论依据。     

区域雨水资源化潜力计算方法与利用规划评价

 雨水资源化潜力是雨水利用规划的基础,也是半干旱地区水资源开发和生态建设的基础,研究其计算方法十分必要。讨论并定义了雨水和雨水资源化潜力的概念,提出了影响雨水资源化潜力的地形特征因子、降水特征因子和利用方式因子的计算模型,建立了雨水资源化潜力、雨水利用程度的计算模型和计算步骤,并进行了雨水利用规划分析评价。     

粤北岩溶区雨水资源空间可利用潜力评价

利用3S技术开展粤北岩溶区雨水资源空间可利用潜力评价,可以为区域雨水资源评价提供方法参考,为研究区域雨水资源开发利用提供决策支持。选取了岩性、气候、土壤、地形和植被因素作为评价指标,利用粤北岩溶区的遥感数据、气象数据、DEM等,在3S技术的支持下实现了评价指标空间量化和表达,并基于此评价了粤北岩溶区雨水资源空间可利用潜力。结果表明:(1) 3个模型计算结果均显示雨水资源可利用潜力呈现块状分布、梯度变化的特点,且从模型1到模型3,梯度变化逐渐增大。(2)粤北岩溶区雨水资源空间可利用潜力空间分布不均,区域差异较大。(3)主成分分析显示,雨水资源空间可利用潜力受到各因素的综合影响,贡献率较大的是岩性因素和地形因素。     

基于GIS和人工神经网络的区域水资源压力评价模型及其验证

水资源是一种战略性资源，对于区域的生态环境安全和可持续发展具有重要意义。运用GIS二次开发技术，建立了区域水资源管理信息系统。系统包括数据管理子系统、模型库子系统和水资源管理子系统。基于人工神经网络的区域水资源压力评价模型被集成在模型库子系统中，该模型通过水资源压力指数来定量地反映区域水资源状况与区域人口、经济、环境之间的关系是否协调。分别以整个陕西省和陕西省各地市的水资源压力评价为例，对该系统模型进行了验证。结果表明，基于GIS和人工神经网络的区域水资源压力评价模型具有理论上的可行性和现实意义。最后探讨了基于GIS和人工神经网络的区域水资源压力评价模型的应用前景。     

宁南山区小流域雨水资源潜力与供需分析

根据宁南山区典型小流域土地利用现状和相关雨水集蓄资料,计算了彭阳王洼小流域雨水资源潜力,结合小流域节水农业发展规划,对雨水资源开发利用潜力及其供需关系进行了初步评价。结果表明:(1)示范区雨水资源最大理论潜力为7682598m3,就地利用、异地利用和叠加利用3种利用方式的比例分别为50.96%,7.16%和41.88%。(2)示范区雨水资源可实现潜力量为7164885m3,占全流域雨水资源理论潜力的93.26%。(3)目前示范区小流域的需水总量为3739352m3,仅占可实现供水量的52.19%,从示范区小流域雨水资源的可实现潜力来看,还有较大的开发利用潜力。(4)示范区小流域雨水资源利用评价结果表明小流域所制定的雨水利用规模对雨水资源的利用还很不充分,应适当地扩大雨水就地利用规模。     

利用SCS-CN方法估算流域可收集雨水资源量

流域可收集雨水资源的定量研究对于雨水资源开发利用及其工程规划和建设具有十分重要的意义。该文以北京市门头沟区小流域为研究对象,采用遥感和地理信息系统技术,对流域下垫面特征有关的空间和属性数据进行提取和分析;在此基础上,结合不同水平年降雨资料,运用美国农业部水土保持局(Soil Conservation Service)开发的径流曲线模型(Soil Conservation Service curve number method,SCS-CN),得出不同下垫面特征的径流系数,结合地理信息系统技术生成径流潜力空间分布图。计算了平水年(P=50%)、丰水年(P=25%)、枯水年(P=75%)可收集雨水资源量分别为1.2×107,2.2×107,0.8×107m3;为小流域综合治理和雨水集蓄利用工程的规划与设计提供科学依据。     

鲁中南山区小流域雨水资源化潜力的定量评价研究

为了探讨我国北方土石山区小流域雨水资源潜力及其水资源供需态势，为高效开发利用流域雨水资源和大规模开展生态环境建设工程提供理论依据。以代表该地区典型区域的鲁中南山区小流域为研究区域，在确定了小流域雨水资源理论潜力和现实潜力计算方法的基础上，对典型小流域雨水资源潜力及水资源供需平衡进行了定量分析。结果表明：该地区小流域总需水量中生态需水的比重最大，占总需水量的68．11％，农业生产需水量其次，占31．37％，人畜生活需水量最少，仅为0．52％。以小流域降水资源作为水资源的评估基础，当降雨设计频率分别为50％，75％和95％时，典型小流域的需水量占可供水量比重分别达到63．1％．75．2％和101．7％，研究区域典型小流域基本上都处于用水高度紧张状态，同时，提出了该地区未来小流域水资源开发利用的方向。     

鄂尔多斯市水资源承载能力综合评价与分析

水资源是一种战略性资源,对于区域生态环境安全和区域可持续发展具有重要的意义,水资源承载力是进行区域生态环境建设和确定社会经济发展方向的基础。鄂尔多斯市是内蒙古自治区经济发展速度最快的城市之一,通过对鄂尔多斯市水资源承载能力的综合评价,实现对于鄂尔多斯市水资源开发利用程度的总体把握,为鄂尔多斯市的经济发展提供理论依据。采用相似评价模型对鄂尔多斯市水资源承载能力进行综合评价。结果表明:鄂尔多斯市水资源开发利用程度已经具有相当的规模,尽管水资源开发仍具有一定的潜力,但应当开始重视水资源的综合管理,以实现水资源的可持续利用。     

基于3S技术的可收集雨水资源潜力的计算与分析

目前已有的雨水收集利用工程中，出现了部分蓄水设施无水可蓄和部分蓄水设施经常溢流的情况，主要原因是区域集雨能力不了解，集雨工程建设不科学之故。该文提出了区域可收集雨水资源潜力和局地径流汇集能力两个指数，采用地理信息系统(GIS)、遥感(RS)和全球定位系统(GPS)技术对区域的地形地貌及下垫面状况进行了较为精确的刻画与描述，在此基础上计算了区域内少雨、平水、多雨3种年型下的可收集雨水资源潜力；模拟了区域内的降水径流状况，计算了区域内的局地径流汇集能力，结果可用于指导雨水收集利用工程的设计与建设。     

基于熵权可拓模型的农村居民点整理潜力研究--以河北省太行山山前平原区为例

定量评价区域农村居民点整理潜力对于区域经济增长和社会发展具有重要意义。本文引入整理效益因素并结合经济、社会和自然因素构建区域农村居民点整理潜力指标体系, 运用熵权和可拓学理论, 对太行山山前平原区农村居民点整理潜力进行实证研究。结果表明: 不同区域农村居民点整理潜力差异较为显著, 石家庄市周边县市以及环北京市13个县市区整理潜力值为[0.7, 1.0], 属于优先整理区; 重点整理区包括保定市中部、石家庄市南部以及邯郸市北部的12个县市区, 整理潜力值为[0.4, 0.7); 邢台市、邯郸市南部以及保定市西部13个县市区整理潜力值为[0, 0.4), 属于适度整理区。根据研究结果针对不同的整理区提出了不同的整理模式, 本文建立的熵权可拓模型将有助于推进区域农村居民点进行有序整理和土地整治规划的编制。     

黄土高原小流域雨水资源承载能力综合评价

研究提出黄土高原小流域雨水资源承载能力的概念,建立了小流域雨水资源承载能力综合评价模型和评价指标体系,并利用所建模型对黄土高原11个国家科技攻关试验区小流域雨水资源承载能力进行综合评价。     

半干旱地区集雨利用模式及其评价

集雨利用是半干旱地区提高生产力和实现区域农业持续发展的重要途径。该文根据国内外近年集雨利用的研究和实践，结合半干旱地区实际，总结提出了雨水收集利用的5种模式，即庭院集雨人畜饮水利用模式、庭院集雨多种经营利用模式、人工汇集雨水农田补灌利用模式、山坡地集雨林草建设利用模式和小流域集雨综合利用模式，对这些模式雨水收集和利用特点和系统化建设效果进行分析；并对集雨利用模式的效益，特别是社会、经济和生态效益评价的指标体系进行探讨，为合理和安全利用雨水资源提供参考。     

小流域集水效率的试验研究--以山东安口小流域为例

小流域的农业生产主要以雨养农业为主,其集水效率是雨水集蓄利用工程的关键。以山东安口小流域为例,通过对影响小流域集水效率的主要因素——土壤入渗能力的试验,揭示土壤入渗对流域集水的影响,并利用径流系数法对集水量进行了估算,也具有较高的准确性。试验研究表明,在类似于安口流域的这类区域,土壤稳定入渗率较低,而径流系数较高,平均为0.46,因此利用(天然)径流场收集雨水发展雨养农业则极为有利。     

黄土高原水土保持与雨水资源化

在分析黄土高原水土保持工作难度的基础上，进一步研究区域水土保持的科学内涵，以及水土保持与雨水资源化的关系。认为：黄土高原水土保持的关键与核心在于如何实现雨水资源化；降雨径流调控与利用不仅可实现雨水资源化，而且可以同步解决制约该区发展的干旱缺水与水土流失并存2大难题。在此基础上，提出了黄土高原水土保持亟待研究的科学问题与技术问题，并初步构建了黄土高原水土保持与雨水资源化的技术体系框架。     

大型雨水集蓄工程的规划设计及应用

在黄土高原的黄土丘陵沟壑区因地制宜建设大型雨水集蓄工程,可有效利用雨水资源,为水保措施和当地群众的生产生活服务。大型雨水集蓄工程具有易管护、自动化程度高、集蓄的雨水干净等特点。提出了大型雨水集蓄工程的规划设计方法,并进行了实例分析。     

黄土高原生态经济区功能定位研究

在以往黄土高原生态经济分区的基础上,定义了生态经济功能定位的概念,确定了黄土高原经济发展的主导性资源,并对其主导性和空间分布进行了系统论述;运用区位商分析法评价了黄土高原18个生态经济区的资源比较优势和产业比较优势,系统归纳总结了黄土高原生态功能极重要的区域及其分布格局;根据生态经济功能定位依据,运用系统分析和综合归纳法,对各生态经济区进行特征描述和功能定位,为区域可持续协调发展提供参考。     

黄土高原地区粮食生产潜力与粮食生产发展战略探讨

在运用DSSAT3模型模拟研究黄土坑原地区28个代表点小麦、玉米、谷子、大豆和马铃薯（或水稻）生产潜力的基础上，统计计算了14个生态类型区粮食作物单产潜力及其开发率结果表明，黄土高原地区可望在2020年前实现区域粮食自给，但其前提是需要投入巨大的物质和技术，加之该区广大山塬旱区粮食生产效益低，故该区粮食生产目标应定位于保证农业人口的粮食自给，不宜过分强调区域粮食自给和商品粮生产，粮食短缺部分应从国内外粮食市场寻求解决，以免造成生态环境恶化及经济的巨大浪费。     

苏南地区景观格局特征与坑塘水质关联关系

研究不同空间尺度景观类型与景观格局指数对农村坑塘水质的影响程度和机制对于快速城镇化背景下乡村水环境保护具有重要的现实意义。基于实地水样采集数据及土地利用数据,以苏南地区农村坑塘为研究对象,结合相关分析、冗余分析等数理统计方法,初步探讨经济发达区农村坑塘水质与土地利用/景观格局之间的特征关系。结果表明:1)苏南地区农村坑塘水质状况不一,自北向南,电导率(COND)、NH_3-N有增加趋势,磷酸盐(TDP)有减少趋势,溶解氧(DO)先降后增。平原区坑塘污染较严重,以DO污染为主,低山丘陵区污染程度较轻,主要为磷元素和DO污染。不同尺度缓冲区内土地利用强度较大,耕地、建设用地占主导地位,平均面积比例在57.34%～73.19%;2)不同景观类型对水质影响存在差异,建设用地与NH_3-N、DO呈正相关,与TDP、COND呈负相关,耕地在200 m尺度上与COND、NH_3-N呈显著正相关,在400～500 m尺度上与TDP呈显著正相关,林地和草地对水质净化具有一定正效应,且在200 m尺度上较明显;3)景观格局指数与水质特征关系较明显且存在尺度差异。相关分析中,100 m尺度下的最大斑块指数(LPI)、景观聚集度指数(AI)与COND、NH_3-N呈显著负相关,100 m尺度下的景观形状指数(LSI)、景观分离度指数(DIVISION)与COND、NH_3-N呈显著正相关。冗余分析中,100 m缓冲区内,第一排序轴(约束轴)累积百分比为94.4%,相关系数为53.3%,较好表达水质指标与景观格局指数的关系;4)LPI、LSI、DIVISION、斑块结合度指数(COHESION)及AI与地区水质特征关系最为明显。斑块密度越小,破碎度越低,聚集与连接度越低,分离度越高则越有利于地区坑塘水质的保护。通过多维度分析,在一定程度上揭示了苏南地区坑塘生态水文过程,有利于经济发达区农村坑塘管理和水质保护,研究结果可为政府相关部门决策提供一定参考。