黄土高原地区提高山坡地径流利用率的有效途径

黄土高原地区水资源缺乏,山坡地面积大,有限降水因不能有效利用而严重限制山坡地的生产力,影响了本区的经济稳定和持续发展.通过资源分析,指出了提高径流利用率的有效途径,对山坡地今后的改造发展具有一定的指导意义和现实意义.     

黄土高原地区坡地雨洪径流优化集存技术：池窖联蓄系统研究初报

对黄土高原地区山坡地雨洪径流优化集存技术－池窖联蓄系统基本涵义,研究背景,设计思路,系统组成,功能特点及设计要点等作了较为详细的介绍。初步试验证明,本系统具有充分拦蓄,有效分离,分区贮存雨洪径流和泥沙的显著优点,是黄土高原干旱半干旱地区提高水资源效率,治理水土流失,改善生态环境和实现经济可持续发展的有效措施,建议在同类地区示范推广。     

黄土高原地区淤地坝建设战略思考

淤地坝是黄土高原地区人民群众在长期同水土流失斗争实践中创造的一种行之有效的水土保持工程措施,在拦泥保土、减少入黄泥沙、防洪减灾、淤地造田、巩固退耕还林(草)、保障生态安全、促进粮食生产和水资源合理利用及经济社会稳定发展等方面发挥了重要作用,是黄土高原水土流失综合治理的关键措施之一。依据黄土高原地区地貌特征、水土流失特点及经济社会发展方向,以减轻水土流失、合理利用水资源、改善生态和人居环境为主要目标,采用遥感与地理信息系统等分析手段,结合调研、历史资料分析,总结了下一阶段淤地坝建设面临的挑战及重要意义,分析了适宜淤地坝修建区域,通过对减少入黄泥沙需求、大型淤地坝与中小型淤地坝的配置比例等方面分析论证,进而确定了黄土高原地区淤地坝新建规模、除险加固规模,并提出了发挥淤地坝蓄水功能的新思路,旨在为下一步淤地坝建设提供技术支撑。     

略论水土保持措施对西北地区水资源保护利用的战略意义

水土保持是一项涉及多学科的边缘科学,各项措施的实施已为西北尤其是黄土高原地区控制水土流失、发展农业经济起到了很好的效果。本文着重从水土保持措施对水资源的保护、利用方面进行了分析,以阐明水土保持措施在西部大开发的生态建设中对水资源保护及合理利用的重要意义。     

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...     

陕北干旱半干旱地区雨水集蓄与高效利用技术的分析

干旱的山坡地雨水资源潜力巨大,雨水的集蓄与高效利用为解决干旱缺水与水土保持找到一个结合点,分析了降雨特点,总结了雨水利用的发展过程,提出了雨水及径流资源利用的主要形式(1)蓄水保墒技术.蓄水技术主要有水土保持耕作法,以及改良土壤,增强土壤持水能力.保墒技术有覆盖(秸秆覆盖、地膜覆盖)保墒,耕作保墒技术.(2)雨水叠加利用技术.主要有鱼鳞坑以及径流林业等形式,集水技术在空间上对降水起到了有效的再分配作用.(3)雨水聚集利用技术.在山坡地径流汇集处兴修"旱井",把降水富集并存储起来,使自然降水变成时空可调的现实水资源.(4)雨水在聚集条件下高效利用技术.在雨水聚集利用技术的基础上,利用地形落差,实施自压滴灌或渗灌,使降水与植物需水错位可得到改善和缓解.最后,提出了雨水聚集和高效利用需要研究解决的关键技术.     

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。     

山坡地枣园低压渗灌系统试验研究初报

本项试验采用先进的渗灌理论,利用当地生产的再生塑料管,为山坡地枣园精心设计了一套成本低,施工简便,易于黄土高原地区使用的渗灌系统。结果表明：根系分布层直接渗灌技术,不仅其节水效果显著,而且可以改善土壤的理化性能,减少地表水分蒸发损失,增加土壤含水量,减轻病虫的危害,提高枣树生长量,促进枣树早挂果。     

新时代黄土高原地区淤地坝规划思路与布局

为适应习总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上提出的"有条件的地方要大力建设旱作梯田、淤地坝等"新要求,依据黄河流域黄土高原地区地貌特征、水土流失特点及经济社会发展方向,以减轻水土流失、合理利用水资源、改善生态和人居环境为主要目标,采用遥感与地理信息系统等分析手段,结合调研、历史资料分析,总结了现状淤地坝的分布区域,揭示了适宜修建淤地坝区域,并通过对减少入黄泥沙需求、大型淤地坝与中小型淤地坝的配置比例等方面的分析论证,确定了黄土高原地区淤地坝新建规模、除险加固规模和提质增效规模,旨在为下一步淤地坝建设提供技术支撑。     

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。     

微观尺度分析挠力河流域耕地利用水土资源匹配时空动态

该文基于供给与需求视角,构建了微观尺度下的水土资源匹配指数测算模型,在综合考虑区域气候和水资源变化、耕地利用结构调整、作物各生育期需水量差异等因素基础上,研究2000—2015年挠力河流域作物全生育期和各生育期耕地利用水土资源匹配的时空动态。结果表明:除作物生育前期需水量围绕2.92×10~9 m~3上下波动和作物生育后期耕地利用水资源有效供给量波动降低外,作物全生育期和各生育期需水量和水资源有效供给量均呈增长态势。作物全生育期耕地利用水土资源匹配程度总体较低,其指数主要分布在0.45以下,但呈现出升高趋势且差异化增强。作物各生育期耕地利用水土资源匹配指数变化复杂,以2010年为界,表现出明显的阶段性特征;作物需水量、水资源有效供给量和水土资源匹配指数均呈现出其高值区由流域中游东部向流域中游西部和流域下游转移并扩张的空间动态特征。研究可为挠力河流域耕地利用水土资源高效利用提供参考。     

水土资源在城市化进程中增长阻尼的计量分析——以西安市为例

基于growth drag概念模型和有关研究,引入了水土资源对城市化水平发展的增长阻尼模型。对该模型修正后,以西安市为例,结合计量经济学原理对因水土资源的限制所导致的城市化发展水平的下降进行了计算和分析。结果发现,由于水资源的约束,城市化每年的速度要下降0.010875%。由于土地资源的约束,城市化每年的速度要下降0.004696%。总的增长阻尼大约是0.015571%,其中水资源的约束作用比较明显,这主要得益于西安市土地资源的增长,水土资源的集约利用以及资本弹性系数的下降。然而,从被利用资源随时间变化的趋势上看,西安市的增长阻尼数据在未来可能变大。     

乌江流域蓝绿水对气候和土地利用变化的响应

为了更深入地研究气候变化和土地利用变化对乌江流域蓝绿水时空分布的影响,该研究采用SWAT（soil and water assessment tool）模型,利用1985—2019年逐日气象数据以及1990年、2000年和2010年土地利用数据,设定多种变化情景,定量分析了蓝水绿水对乌江流域气候和土地利用变化的响应。同时,还利用5个CMIP6（Coupled Model Intercomparison Project Phase 6）模式集合平均（multi-modal ensemble,MME）以及FLUS（future land-use simulation）模型,预估了乌江流域在2015—2100年间蓝绿水的时空变化。结果表明：1）SWAT模型在乌江流域的校准期和验证期的决定系数（coefficient of determination,R²）分别为0.94、0.87,纳什系数（nash-sutcliffe coefficient,NSE）分别为0.94、0.77,FLUS模型的Kappa系数为0.764,证明其在流域水文模拟和未来土地利用预估方面的可靠性。2）在1985—2014年间,乌江流域的蓝水、绿水都呈现出先增加后减少的趋势。蓝水、绿水均先分别增加了137.3、7.9 mm/a,然后分别减少了127.5、12.7 mm/a。气候变化对蓝水变化的影响贡献占比为99%,对绿水变化的影响贡献占比平均为88%,表明气候变化在蓝水和绿水变化中的主导地位。3）到2040年,城镇用地面积几乎比2010年扩张了近1.5倍。在2015—2100年,无论是在SSP2-4.5还是SSP5-8.5情景下,蓝水、绿水都呈增加趋势。因此未来需要合理规划乌江流域的土地利用,控制城镇化速度。研究结果可为乌江流域合理规划土地利用、实现水资源综合管理提供支持和参考。     

GIS支持下的区域水土资源优化配置研究

水土资源供需之间的矛盾日趋尖锐，而水资源作为土地农业利用的瓶颈因素，决定着区域的土地利用方向，因而有必要将水土资源结合起来进行优化配置研究。以河北省怀来县为例，应用GIS技术获取水土资源优化配置研究的基础资料；在对怀来县水土资源利用特点与存在问题分析的基础上，以区域生态环境建设和资源利用效益最佳为目标，选择粮食作物、 其它作物、林地、灌木林地、 疏林地、 其它林地、 低覆盖度草地、中覆盖度草地和高覆盖度草地9种土地利用类型作为决策变量，利用灰色线性规划模型，分别针对沙源地基本受到控制、沙源地受到控制和沙源地受到控制且作物类型结构较合理3种状态，在常规用水、单位面积节水10％和单位面积节水20％等3种假设条件下，对水土资源进行优化配置，获得水土资源优化利用方案；最后应用GIS空间分析与管理软件将土地利用优化方案落实到空间地块单元上。     

土地利用/覆盖及其变化的土水资源效应研究

土地利用/覆盖及其变化的土水资源效应是LUCC环境效应研究的重点。在分析土水资源以及土地利用与土水资源之间相互关系的基础上,对国内外土地利用/覆盖变化及其对土壤质量和水资源影响的研究现状进行回顾,指出LUCC土壤效应的研究主要集中在土壤养分和土壤侵蚀两个方面,LUCC水效应侧重水质、水量方面。在此基础上,提出了土地利用/覆盖变化土水效应研究中存在的侧重单项因素影响研究、反馈机制研究较少、综合动态模拟不够、研究尺度单一等问题,阐明了研究内容的综合性、研究尺度的多样性、研究方法的定量性等未来研究的趋势方向。     

区域农业水土资源复杂适应系统配置研究——以三江平原为例

针对三江平原农业用水、用地结构不合理,难以发挥系统最大效能问题,以农垦建三江分局2011年数据为基础,运用复杂适应系统的思想,构建了三江平原农业水土资源复杂适应性配置模型,并对不同地下水开采方案下的农业水土资源优化配置进行了演化分析。结果表明:随着地下水开采量的增加,农业产值和粮食产量都有所增加,生态面积在一定范围内有所减少。随着地下水开采量的减少,其高效利用的土地面积会随之减少,造成大量的土地不能有效得到利用,严重阻碍了区域水资源与土地资源的耦合与当地经济的发展,上述非线性关系以及各子系统对水量变化敏感程度的不同正是其适应性的表现。研究成果对于指导三江平原科学合理的开发利用农业水土资源,提高农业水土资源的利用效率具有重要的理论和实践意义。     

伊洛河上游流域退耕还林还草对蓝水绿水分配的影响

土地利用变化对区域水循环具有重要影响,土地利用决策就是水资源决策,这一命题已经被诸多研究证实并被研究者和决策者所认识。本文以黄河流域中游的伊洛河上游流域为研究区域,应用分布式流域农业生态水文模型SWAT （Soil and Water Assessment Tool）,在我国退耕还林还草的生态恢复和重建的重大背景下,分别设置了6种不同的土地利用变化情景,基于蓝水和绿水的视角,研究土地利用/覆被对流域水循环的影响。本文对SWAT模型输出的月径流结果进行了率定和验证,证明该模型对研究流域水文循环的模拟达到了可接受水平的准确性与合理性。采用单因素方差分析和多重比较,分析基于不同水文年型下土地利用变化对各水文要素变化的影响。结果表明：1）2010-2015年多年平均降水资源总量为34.94亿m³,多年平均蓝水绿水资源总量为34.09亿m³,蓝水资源量占多年蓝水绿水资源总量的33.73%,绿水资源量占多年蓝水绿水资源总量的66.27%。2）不同情景退耕还林或还草,蓝水资源量均减少,绿水流均增加,绿水库均减少。在丰水年和平水年,退耕还林还草对蓝水资源量中地表径流分量影响较明显。该结论对于加深认识伊洛河上游流域土地利用/覆被和水资源的相互关系具有一定意义,为该区域高效合理利用水土资源提供了科学依据。     

省域水资源可持续利用效率分析

我国正面临着严峻的水资源短缺、水质恶化和水生态退化问题,高效、可持续地利用水资源至关重要。为了通过省域之间的相互比较来提高我国省域水资源可持续利用效率,本文从水资源可持续利用的基本要求出发,以国土面积和Ⅲ类以下水资源量为投入变量,以地区生产总值和人口数量为产出变量,应用DEA(BCC)-Tobit两步法测算了中国26个省域水资源可持续利用相对效率,分析了影响省域水资源可持续利用效率的关键因素。结果表明,规模偏大与不合理用水导致我国省域水资源的可持续利用效率总体较低,综合效率均值为0.303,纯技术效率均值为0.592,规模效率均值为0.513。水资源可持续利用效率的省际差异很大,综合效率值的变异系数达1.010,效率提升的潜力很大。第一产业增加值占地区生产总值的比重、单位国土面积环保投资额和耕地占国土面积比重是影响省域水资源可持续利用效率的3个关键因素,影响系数依次为0.015 7、0.014 2和0.004 9。综合分析可知,在充分保护和持续利用耕地的基础上推进工业化、城镇化和农业现代化,调整经济发展结构,加大环保投资有利于提高省域水资源可持续利用效率。     

三峡库区移民安置区土地资源优化利用模式研究

三峡水库是我国特大型水利枢纽工程,三峡大坝蓄水后,大部分移民需后靠安置解决,导致土地利用压力加大。土地资源的优化利用研究对指导安置区农业持续发展以及生态环境建设等有重要的意义。基于移民安置区土地资源的特征和土地优化利用的原则,提出库区土地资源优化利用应突出效益主导、持续协调、产业协调、区域特色等4种模式,并针对当前安置区土地资源优化利用中的主要问题,提出了相应的优化利用对策。     

干旱区内陆河流域绿洲水土资源生态风险动态研究

水土资源是相互作用相互制约的有机整体,贯穿地区社会、经济、环境协调可持续发展的主线。石羊河为西北干旱区典型缺水流域,依托该流域发展的绿洲是人类生产生活的集聚地,存在着特殊而敏感的人与环境关系。以武威市为例,通过构建LUCC生态风险模型,借助GIS技术与相关统计方法揭示其土地利用生态风险动态及空间变化;参照石羊河水资源公报与武威市统计年鉴(2003—2009年),建立水资源利用生态风险识别评估体系,对比研究了不同时段的水资源利用动态风险。结果表明,研究期内武威市土地覆被景观生态风险主要集中在耕地、牧草地和未利用地,且分布面积较广;各区县土地利用综合风险指数均有所增加,土地利用格局的变化产生了一定生态风险;2003—2009年武威市水资源利用生态风险等级显著提高,各地区需结合自身实际情况,采取措施应对水资源生态风险变化。