一种水电站水足迹改进计算方法

传统水足迹计算方法在评价水电开发中水资源消耗时,未考虑水电站建设前河流天然状态下已有水量蒸发,一定程度上会高估水力发电水足迹。改进传统水足迹计算方法,将水库库区水面年蒸发量E改为年新增蒸发量ΔE,更能直观反映水力发电能耗比。以澜沧江中下游6座已建成水电站为案例,对比水足迹传统及改进计算方法,评估水电开发的水资源消耗,结果显示:传统方法求出平均水足迹为2.38 m3/GJ,改进方法为1.93 m3/GJ;改进计算方法考虑了建坝前河流天然状态下已有水量蒸发,水力发电水足迹计算结果更准确;水电站建设前后水面面积改变程度是影响计算结果改进程度的关键因素。     

基于水足迹理论和灰靶模型的汉江干流水资源可持续利用评价

以汉江干流10个地级市为研究对象,计算2008-2015年水足迹参数,实现水足迹的时空分析;从PSR视角,构建水资源可持续利用综合评价体系,采用熵权灰靶模型评价2015年汉江干流水资源可持续利用强度。结果表明:①2008-2015年汉江干流水足迹呈缓慢增长态势,增长率24.28亿m~3/a;农业水足迹占比最大,平均为87.78%。②水足迹经济效益仅武汉市最高,为62.72元/m~3,其余各市集中在9～22.72元/m~3;水资源压力指数仅汉中、安康和十堰三市较小。③2015年汉江干流各市综合水资源可持续利用水平多集中在中、差等级,仅上游的汉中和安康市为优等级;就准则层而言,均表现为上游的可持续性优于中下游,其中,响应层的可持续性最佳,压力层的可持续性最差。     

宁夏主要农作物生产水足迹及其变化趋势研究

【目的】探讨宁夏地区2008—2017年作物生产水足迹及其变化趋势为调整宁夏地区农业用水结构以改善水资源短缺问题提供理论依据。【方法】基于水足迹理论,本文利用气象和农业有关数据,对宁夏回族自治区2008—2017年主要农作物的生产水足迹进行了量化处理,并结合气象因素与作物产量,对其进行了时空分布及变化趋势分析。【结果】①宁夏地区10年研究期间各作物的生产水足迹总体上呈减小趋势,在5种主要农作物中,大豆的平均综合生产水足迹最大,为4.51 m^3/kg,玉米的平均综合生产水足迹最小,为0.91 m3/kg;②各作物蓝绿水足迹比例最高的是稻谷,为5∶1,最低的是大豆,为1.4∶1;③10年研究期各地区综合作物生产水足迹大小排序为:吴忠市(15.58m^3/kg)>中卫市(13.71m^3/kg)>石嘴山市(12.77m^3/kg)>银川市(9.46m^3/kg)>固原市(8.21m^3/kg);④各地区蓝绿水足迹比例从南到北依次递增,固原市最小为1.2∶1,石嘴山市最大为5∶1。【结论】在水资源十分缺乏的宁夏地区,需根据各作物耗水规律适当调整种植结构、灌溉模式等减少农业用水量以缓解水资源短缺问题。     

黑龙江省粮食水足迹时空分布规律与影响因素分析

为分析黑龙江省粮食水足迹的变化规律,根据水足迹理论,选取2008—2018年黑龙江省11个地区进行粮食水足迹评价,并对其时空分布规律及影响因素进行研究。结果表明:黑龙江省粮食蓝水足迹、绿水足迹的空间分布差异显著,呈现南北高、东西低的分布趋势。通过斯皮尔曼相关系数分析可知,东、西横向地区人口密度大,可用于粮食生产的灌溉水资源消耗少,粮食蓝水足迹较低;南、北部致力于农业生产,农业灌溉用水消耗较大,粮食蓝水足迹较高。南、北部降水储蓄率高,因而南、北部粮食绿水足迹较高;东、西部横向地区地势较为平坦,植被少,降水不易蓄积,所以东、西部绿水足迹相对较低。利用时间序列模型对黑龙江省粮食水足迹进行预测得出,2021—2025年黑龙江省粮食总水足迹平均值为2 050 m~3/t。本研究可为黑龙江省农业水资源的合理分配和利用提供参考。     

基于水稻生产水足迹的盘锦市水资源利用效率评价及水土资源测算与评价

水足迹是评价人类活动对水资源开采和水环境污染程度的重要方法。为缓解盘锦市水资源问题，结合水稻生产水足迹评估水资源利用效率，探究水稻生产中水土资源配置及短缺压力。结果表明：(1)2009-2021年，盘锦市水稻生产单位质量水足迹年均值为1.26 m³/kg。从用水来源来看，绿水足迹和蓝水足迹占水足迹总量的比重较大。(2)盘锦市水资源利用程度较高，表现为大多数年份基本不存在水资源压力；水资源开发程度较高；消耗等量水资源所带来的经济价值逐渐增加。(3)考虑资源数量的水土资源匹配系数均值为0.375万m³/hm²，考虑资源质量的匹配系数均值为0.273万m³/hm²，盘锦农业生产所产生的资源数量影响大于质量产生的影响。(4)整体上，水资源短缺压力高于土地资源短缺压力，基于生产视角的水资源短缺压力受社会、经济、生产环境发展因素的影响较小，经济环境因素对土地资源短缺压力影响显著。研究结果可在推动农业用水的高效利用、提高水资源利用率、促进农业水土资源合理配置方面，实现区域水资源的可持续利用。     

基于水足迹理论的宁夏水资源安全评价

基于水足迹理论和计算模型及水资源安全评价指标,以宁夏2012年统计数据为依据,计算了该区2012年的水资源足迹,并对水资源利用现状进行了评价。研究表明:12012年宁夏总的水资源足迹为100.894亿m3,人均水资源足迹为1 558.953m3/人;2农业是宁夏水资源消耗量最大的产业,水资源足迹达到84.715亿m3,占本地生产服务用水量的63.086%;3宁夏水资源匮乏度为93.377%,水资源压力指数为124.280%,水资源利用处于不可持续状态。因此,可通过调整产业结构,转变消费理念和消费结构,从外流域调水和发展虚拟水贸易等方式缓解地区水资源压力,实现区域水资源可持续利用。     

基于水足迹理论的山西省水资源利用与经济发展脱钩状况分析

为充分了解山西省水资源利用现状及变化趋势。基于水足迹理论分析了山西省及其各行政区2007-2016年的水资源利用状况,探讨了水资源配置和利用的时空变化特征,并结合协调发展脱钩评价模型对山西省水资源利用与经济增长协调发展进行评价。结果表明:①近十年来山西省水足迹总体呈现上升趋势,各行政区之间差异显著,其中运城市水足迹值最高,阳泉市最低。全省多年人均水足迹平均值为731.22 m~3/人。②水足迹结构在研究时限内基本稳定,农业水足迹占比一直保持在90%左右,工业用水小幅下降,生活、生态用水小幅上升。③山西省水资源自给率水平非常高,平均值为98.97%。除太原市外,其他地区水资源自给率均保持在97%以上。④山西省水足迹经济效益由2007年的28.13元/m~3上升到2016年的43.23元/m~3,各行政区10年间水足迹经济效益均有不同程度的提高。⑤10年间山西省各行政区的水资源压力指数均大于1,整体水资源压力指数由2007年的1.96上升到2016年的2.24,说明山西省水资源利用长期处于不安全状态,且地区差异明显。⑥山西省经济增长与水资源利用之间除2013年、2014年外均表现为协调关系。     

石河子地区农畜产品水足迹研究

农畜产品水足迹研究可揭示农畜产品生产系统与水资源消耗的联系与矛盾,为水资源的合理配置和农畜产业结构调整提供指导。采用水足迹的研究方法,对石河子地区2010年度农畜产品的生产和消耗进行水足迹分析,并通过虚拟水量的计算,以达到对石河子地区农畜业耗水量的直观认识。研究结果表明,2010年度石河子垦区总水足迹为103 813万m~3。其中,农产品生产用水量为74 146.1万m~3,畜产品生产用水量为19 936万m~3。     

基于水足迹理论的县域农业用水评价及影响因素分析

水资源是一个地区发展的基础和重要保障,对区域水资源进行评价与分析研究,对于制定合理的水资源战略有重要的意义。利用水足迹理论,对甘肃省景泰县的农业水足迹进行了结构分析、时空变化分析和水足迹综合影响因子分析和评价。水足迹结构变化分析显示,景泰县农业水足迹2010—2019年整体上总量呈现不断增长的变化趋势,其中经济作物水足迹最高,畜产品水足迹次之,粮食作物水足迹最低;从2010—2019年农业水足迹增长变化来看,粮食作物水足迹增加了102％,畜产品水足迹增加了38％,经济作物水足迹增加了22％。农业水足迹空间变化分析结果显示,2010—2019年景泰县农业水足迹从东向西转移,农业水资源消耗重心由东向西转移;各乡镇农业水足迹增长型主要为景泰县西部区域,下降型为中东部地区,波动型区域为东北部地区。主成分影响因素分析结果显示,第1主成分影响贡献率高达64.997％,第2主成分和第3主成分分别为11.333％、10.504％,说明经济因素和农业生产因素对于景泰县的农业水足迹影响最大,而气候因素和人口因素影响相对较低。未来景泰县需从调整农业结构出发,发展高水效农业,促进区域农业水资源可持续利用。      

基于田间实际耗水的作物生产水足迹

为了衡量田间尺度粮食生产对资源的真实利用,基于水足迹及作物耗水理论,提出基于作物实际耗水的农作物生产水足迹计算方法,并以陕西关中的小麦、玉米为研究对象,对1998,2005及2010年的生产水足迹进行了计算.结果显示：同一年份同一作物不同地区间耗水量具有较大差异,同时,关中地区3个代表年份平均小麦、玉米耗水量分别比需水量小16.2%和12.4%;小麦、玉米生产水足迹有减小趋势,代表年平均值分别为0.96,0.77 m^3/kg;各地区小麦虚拟水中蓝水比例在10%-40%,玉米则在20%-50%范围内变化,且年际、地区间的蓝水占有比例均无明显变化趋势;3个代表年小麦、玉米的总水足迹之和分别为70.1,59.8及60.7亿m3,均大于当地的水资源总量,其中蓝水所占比例均值为29.1%.基于作物实际耗水的作物生产水足迹的计算对基于水足迹和虚拟水贸易的科学研究及政策制定均有重要意义.     

岷江上游生态环境友好型水电站建设探析

生态环境友好型水电站建设是水利工程落实生态环境保护的重要内容,是生态环境保护的具体工作举措。岷江上游水电开发引发了诸多生态环境问题,急需开展更加深入更加系统的研究。系统总结并分析了岷江上游水电建设中生态敏感因子的构成,建议了一套针对岷江上游生态环境友好型水电站建设内容及技术体系,包括理论研究、规划论证、工程技术体系和运行监管等4个方面。     

黑河中游合理水价制定方法研究探

国务院西部开发重大工程——黑河流域治理和调水的主要目的是促进中游节水，增泄下游水量改善生态环境。水价是促进节水的最重要经济手段。结合《黑河中下游节水措施和合理水价研究》课题，以经济社会可持续发展为根本，以水资源的科学管理、合理配置、高效利用和有效保护为核心，在深入调查研究黑河中游水价现状的基础上，分析了传统水价制定方法及其不足之处，指出了制定合理水价的必要性，提出了实行两部制水价是符合黑河中游水价现状的合理水价，并将其运用到黑河中游水价制定，最后对两部制水价的应用效果进行评价。     

黄河流域农业系统水资源价值及其空间分布研究

【目的】分析黄河流域农业系统水资源空间分布特征。【方法】以黄河流域为研究对象,通过能值理论与方法、空间自相关分析法及空间滞后回归模型,研究了农业系统水资源价值空间分布特征及其主要影响因素。【结果】①农业系统水资源价值介于4.01～6.10元/m~3,流域中下游价值较高;②农业系统水资源价值全局莫兰(Moran)指数为0.277 2,呈空间正向自相关特征;主要以高值集聚型(H-H)聚集在流域中下游;③农业系统水资源价值空间变化的主要影响因素为GDP、海拔、用水量。【结论】以价值引导水资源分配,增加流域中下游农业用水有助于提高流域整体水资源农业生产效益。     

元江——红河流域农业灌溉及其发

元江—流域内水资源时空分布极不均匀，上游是资源性缺水地区，中下段又是水资源极度丰富地区，普遍存在严重的季节性缺水问题。流域内贫困面大，种植业在农村经济中占主导地位，面临脱贫致富与保护生态环境的矛盾，不合理的水资源开发及农业灌溉方式，极易造成严重的水土流失和水环境污染。通过分析流域内的农业生产和灌溉用水管理现状，提出切合各地实际、易于被群众所掌握、投资小见效快的农业高效节水灌溉模式     

人类活动影响下长江上游水沙条件变化趋势

长江是中国最重要内陆水运通道之一。近年来,人类活动(梯级水库建设和人工采砂)严重影响了长江上游河道河床演变规律。通过分析长江上游2005至2017年的水沙实测资料,对比长江上游梯级水库联合运行前后(2012年前后)发现,梯级水库群下游年内水文过程与泥沙输运量受水库群运行的影响较大。梯级水库拦沙作用使长江上游河段年均推移质和悬移质较水库群建成前分别减少了87%和98.5%,水库群下游泥沙补给大幅减小引发河床冲刷、粗化,河床表层床沙中值粒径较水库群建成前明显增大。人工大面积采砂破坏长江上游河道河床粗化表层,形成局部挖沙坑,造成河床形态异常演变。总体来看,梯级水库清水下泄与采砂监管将使水库群下游河道表层粗化层更加稳定,河床演变逐渐趋近稳定。     

石羊河流域水资源开发的水土环境效应评价

根据石羊河流域的特点，基于定性分析结果初步建立了水资源开发利用的水土环境效应评价指标体系。为客观、准确评价环境效应程度大小，根据模糊数学原理，提出了二级模糊综合评判模型，并对模型中隶属函数的构建和矩阵合成运算分别进行了探讨。结果表明，该水土环境效应综合排序结果与石羊河流域的上下游行政分区一致，从上游到下游，水资源开发引起的环境负面效应急剧增大。     

基于灰水足迹的流域水环境评价

为实现更加科学的评价流域水环境,基于水足迹理论,提出了更为全面的流域灰水足迹核算评价方法,解决了以往流域灰水足迹评价中污染核算不全面、参数选取原则不统一的问题。以大连市复州河流域为例,从工业、居民生活、畜禽养殖业和种植业四个污染源分析了2018年流域灰水足迹量值与空间特征,同时进行流域水环境评价。结果显示:2018年复州河流域灰水足迹为29.23亿m³,其中工业灰水足迹为0.27亿m³,居民生活污染灰水足迹为6.31亿m³,畜禽养殖业灰水足迹为13.03亿m³,种植业灰水足迹为9.62亿m³,总体上呈现沿河流自上游向下游逐渐递增,在入海口处有所降低的趋势。2018年复州河流域水污染程度为846.35%,表明流域内地表水纳污能力已全部耗尽,无法吸收净化流域内每年产生的污染物数量。研究结果较好的评价了流域水环境现状,可为复州河流域水环境治理与其他流域水环境评价提供参考。     

基于多元统计分析的尼洋河水质评价

为研究尼洋河流域水体污染特征,基于2018年汛期(7-9月)和枯水期(1-3月)水体的监测数据,采用主成分分析和相关性分析法对尼洋河汛期与枯水期水体指标污染特征进行了综合评价。结果表明,2018年尼洋河水体主要以有机污染为主,同时存在水体富营养化污染的风险。总体上,研究区汛期水体水质优于枯水期,汛期和枯水期提取的主成分及各监测断面的综合得分排序存在差异,说明汛期降雨及支流对尼洋河干流水质产生一定的影响,且水体指标浓度值在空间上的分布与流域内农业面源污染源的分布有着密切的关系。尼洋河水体质量在时空分布上总体呈现为下游水体水质最优,中游水体污染严重,上游水体水质优于中游劣于下游。