基于SD变化环境下农业水资源供需平衡模拟

为了探讨变化环境对农业水资源供需平衡的影响,运用系统动力学软件Vensim-Dss建立了农业水资源供需平衡的系统动力学模型,综合考虑社会经济发展和气候变化情景,仿真模拟了变化环境下农业供、需水量及缺水量的变化情况.石羊河流域模拟结果表明:未来农业供水量和需水量受气候变化的影响程度不同,但 2033年以后,农业供水量在不同气候变化情景下的变化趋势相同;不同行政区农业水资源系统对气候变化的响应存在明显差异,金昌市A2气候情境缺水率大于B2情景,在2029年、2038年缺水率分别达到32.0%,28.6%, B2情境下,2021年开始出现轻度缺水,中度缺水年仅出现在2023年和2039年,缺水率分别为30.7%,30.5%;武威市A2气候情境下缺水率小于B2情景,仅2038年为中度缺水,缺水率为24.9%,B2气候情景中度缺水年较多,2023年缺水率最大,达到33.2%.研究结果可以对变化环境下区域用水规划和农业发展规划提供指导.     

基于"量-质-域-流"四维指标体系的水资源荷载状况评价——以黑河流域三地市为例

随着社会经济用水不断增加，水资源供需矛盾加剧，水资源系统出现荷载不均衡现象，制约了区域发展，危及生态环境良性循环。本文从水资源系统的负荷需求和承载能力出发，基于“量、质、域、流”四个维度构建水资源荷载均衡评价指标体系，采用指标规范化的正态云模型，评价2015年黑河流域张掖市、酒泉市、阿拉善盟水资源配置方案的荷载均衡状况，并依据负荷与承载能力评分二维坐标，分出低负荷-高承载能力、低负荷-低承载能力、高负荷-高承载能力和高负荷-低承载能力四个分区。评价结果表明：2015年三地水资源荷载状况均为Ⅳ级，张掖市综合评分为3.697，酒泉市为3.657，阿拉善盟为3.901，三地均处于高负荷-低承载能力区域；三地在水质维度上处于低负荷-高承载能力区间，水质维度评分均处于Ⅱ级，酒泉市水质评分优于张掖市，张掖市水质评分优于阿拉善盟；在水量、水域、水流维度上均处于高负荷-低承载能力区间，水量方面三地处于Ⅳ级，张掖市优于酒泉市，酒泉市优于阿拉善盟；水域方面张掖和阿拉善盟评分均处于Ⅴ级，酒泉评分处于Ⅳ级；水流方面三地均处于Ⅴ级。需要采取调控手段在水量、水域、水流方面上进行“增强承载”和“卸荷”。     

基于SRI与Copula函数的黑河流域水文干旱等级划分及特征分析

【目的】基于SRI对黑河流域水文干旱进行等级划分及特征分析。【方法】利用2种不同的径流丰枯等级分类方法,对黑河流域莺落峡水文站的径流资料进行概率统计分析,提出基于SRI的水文干旱等级划分标准(标准1),分别采用标准1和基于标准化降水指数(SPI)的干旱等级划分标准(标准2),识别水文干旱历时、烈度、烈度峰值3个干旱特征变量,利用Copula函数进行水文干旱多变量联合分布研究,选取RMSE、AIC、BIC准则作为联合分布拟合优度检验的判别依据优选Copula函数类型,计算了不同干旱事件的重现期。【结果】基于标准1的水文干旱等级划分结果比标准2更符合实际干旱情况;单变量重现期介于联合重现期与同现重现期之间,可以进行干旱事件重现期估计;黑河流域发生持续2.68个月的重旱事件的重现期为3 a。【结论】基于SRI的干旱等级划分在多变量水文干旱研究中使联合分布函数拟合更优,分析得到的干旱特征更接近实际情况。     

西北干旱内陆区石羊河流域用水结构演变及其驱动力分析

基于1991~2004年的甘肃省水资源公报中的用水数据,采用信息熵描述用水结构的演变,运用因子分析法研究用水结构演变的驱动力。结果表明,石羊河流域的用水结构特点是以农业用水为主,工业、生活及生态用水比例小;1991年以来总用水量变化不明显,农业用水比例降低,工业、生活用水比例相应增加;用水结构信息熵结果表明:金昌市的用水结构信息熵显著增加,而武威市和全流域的未来趋势不明显;因子分析结果显示以农业发展为主的社会经济因子是石羊河流域用水结构演变的主要驱动力。因此,石羊河流域应继续加大用水结构调整力度,通过关井压田和节水技术的推广降低农业用水比例,发展高效节水农业。     

冯家山水库供水持续性评价

结合可持续发展理念与风险分析的理论和方法,选取可靠性、弹性、脆弱性、均方差及最大缺水率等5个性能指标为持续性指标,以冯家山水库为研究对象,针对生活、工业、生态环境、农业灌溉等水库用水户,合理选取性能指标构建持续性指标,对其持续性进行了评价;并用这4个用水户作为用水群的组成构建群持续性指标对水库供水持续性进行了评价.冯家山水库供水持续性评价结果表明,在现状情形下,水库供水持续性为35%,持续性较低;尤其农业灌溉供水持续性仅为29%.减少农业灌溉对水库需水要求的30%时,生活、工业、生态环境、农业灌溉用水户的可靠性及持续性都得到提高,此时,农业灌溉供水持续性为40%,水库供水持续性为45%,水库供水持续性得到提高.可在灌区采取一定的节水措施,以减少农业灌溉对水库的需水,提高农业灌溉用水户的持续性和水库供水持续性,降低缺水风险,促进水库的可持续发展.     

甘肃省民勤县天然植被生态需水研究

【目的】研究干旱地区天然植被的生态需水量,为区域生态用水与经济用水的合理配置提供参考。【方法】针对西北干旱地区水资源短缺、降雨量少、植被退化、盖度降低等现状,以甘肃省民勤县为例,采用联合国粮农组织(FAO)提出的干旱区受破坏非完全覆盖的天然植被生态需水计算方法,计算植被生态需水定额,扣除有效降雨后得到生态缺水定额,再结合遥感解译的不同类型植被的生态植被面积,获得植被生态需水量和生态缺水量。【结果】民勤县植被适宜和最小的生态需水量在枯水年分别为7 652.0万和4 045.3万m3,平水年分别为7 554.9万和3 994.0万m3,丰水年分别为6 546.3万和3 460.8万m3。植被适宜和最小的生态缺水量在枯水年分别为6 040.3万和2 433.7万m3,平水年分别为5 714.6万和2 153.8万m3,丰水年分别为4 220.4万和1 331.4万m3。【结论】利用FAO提出的生态需水计算方法可以得到植被生长期各月生态需水量,计算结果与利用热脉冲法所得结果差异较小,说明该方法计算结果可靠,可以推广应用于其他干旱区。     

武威市石羊河流域种植结构调整与节水思路

石羊河流域武威市属区水资源紧缺,严重制约了区域的社会经济发展.从水资源实际和供水情况看,现状农业种植结构存在总种植面积大、水资源严重超栽、夏秋作物种植比例不合理、种植结构单一等问题.种植结构调整要围绕水资源的合理配置和高效利用,以水定灌溉规模,以结构调整促发展的思路.节水与结构调整相结合,变革耕作制度,提高水资源的利用效率,运用水价杠杆,激励结构调整,依法治水,合理高效利用水资源.     

干旱区面向生态的水资源合理配置研究进展与关键问题

水资源合理配置一直是干旱区水资源开发利用的一个关键问题。该文从研究内容、研究方法以及配置机制等方面分析了水资源合理配置的国内外研究现状与发展态势，指出中国干旱区在生态水文过程的机理、生态需水基础数据积累、水资源的生态价值以及水资源配置的水文学科学基础研究等方面是面向生态的水资源合理配置的制约因素，并提出了该领域应进一步研究生态水文过程与作用机制、流域尺度生态需水计算的理论基础、水资源的生态价值的评价、分布式流域模型、自然与人工复合系统下水资源转化、演变的规律、面向生态的水资源合理配置机制与流域水资源多维调     

宝鸡峡灌区耗水量变化规律及影响因素分析研究

综合目前各种耗水量的概念或定义,从关中灌区水资源形成及转化的角度出发,并考虑到灌区以农业灌溉为主,兼有其他行业供水、用水、耗水及排水为一体的特点,界定了灌区耗水量的概念。通过对灌区用水对象和耗水机理的分析,建立了灌区耗水量计算模型。通过模型计算与分析,表明农业用水耗水量是宝鸡峡灌区的耗水大户;灌区1991～2003年耗水量总体呈小幅度递减趋势波动,与农业用水耗水量的变化趋势一致,而工副业、城市及农村生活用水耗水量呈线性递增的趋势,灌区农业用水耗水量的变化支配着总耗水量的变化。     

石羊河流域参考作物蒸发蒸腾量空间分布规律的研究

根据甘肃省石羊河流域及周边的17个站近50年的观测资料,应用1998年FAO灌溉排水丛书第56分册最新推荐的Penman-Monteith公式计算各站历年参考作物蒸发蒸腾量ET0,分析了海拔高度与ET0的相关性.石羊河流域ET0值空间变化比较大,从山区到绿洲平原ET0多年平均值呈递增趋势.同时借助地理信息系统软件MapGIS6.5和Arcyiew3.1建立了石羊河流域参考作物蒸发蒸腾量的空间分布式模型,本研究只考虑了海拔高度对参考作物蒸发蒸腾量的空间分布的影响,暂未对坡地上的辐射及温度进行校正.