天山北坡经济带主要城市用水效率的时空差异

[目的]分析天山北坡经济带主要城市用水效率对于促进水生态文明城市建设,推动天山北坡经济带发展。[方法]基于2004—2015年天山北坡经济带7个主要城市面板数据,利用超效率DEA模型和Malmquist指数研究各城市用水效率及其时空差异。[结果](1)2004—2015年,天山北坡经济带7个主要城市的水资源利用效率总体呈波动上升趋势,且2004—2008年期间的用水效率低于2009—2015年;空间上,乌鲁木齐市、克拉玛依市、石河子市、昌吉市和阜康市水资源利用效率高于乌苏市和奎屯市;(2)2004—2015年天山北坡经济带7个主要城市水资源全要素生产力指数呈"W"型波动,增长不稳定;技术变化(techch)是制约天山北坡经济带7个主要城市水资源利用效率提升的主要因素;(3)SAR模型表明用水效率具有空间依赖性;在时空尺度上,在0.05显著水平下,总用水量、生活用水、人口和生态用水与用水效率显著相关,但城市间距离、工业用水和农业用水与用水效率的相关性不显著。[结论]政府应大力改进生产技术,普及节水工艺;优化产业结构,平衡各城市间的水资源投入比例,提高技术进步贡献率,是提高天山北坡经济带主要城市水资源利用效率的途径。     

中国西北干旱区石羊河流域重点治理综合效应评价

2007年中国启动石羊河流域重点治理项目,旨在提高用水效率,改善区域生态环境,全面准确地评价石羊河流域重点治理效应对于当地政策的调整与完善具有重要意义。该研究分析了石羊河流域重点治理前后气象、水文、生态、社会经济等多项指标的时空变化,并采用压力-状态-响应框架构建了石羊河流域生态系统健康评价模型,定量评估了流域重点治理综合效应。结果表明,石羊河流域气候呈现暖湿化的趋势,蔡旗断面年径流量提升至4.01×10⁸ m³。流域下游地下水超采状况得到改善,中游地下水埋深持续下降。流域耕地扩张与林地缩减趋势得到缓解。流域生态健康评价指数呈波动增加趋势,金昌市评价指数增长幅度略高于武威市,分别达到Ⅳ级0.353、Ⅲ级0.413,治理均取得积极效果。在重点治理的后续规划中,科学的水资源配置方案与农业灌溉用水规模控制是流域管理机构需要重点关注与推进的工作。     

黄河流域与长江经济带农业水资源利用效率与影响因素的差异性研究

[目的] 探查黄河流域与长江经济带农业水资源利用效率与影响因素间的差异性特征,为有效提升两地农业用水效率与农业可持续发展决策提供科学依据。[方法] 基于2009—2019年黄河流域与长江经济带19省市的面板数据,利用超效率SBM模型,并结合Malmquist指数、核密度估计、标准差椭圆、Tobit回归等方法对其差异性进行分析。[结果] ①农业水资源利用效率均呈整体上升趋势,黄河流域各年效率值波动幅度较大,内部差异明显,其效率重心于山西省与陕西省边界摆动;而长江经济带各年起伏较缓,其效率重心呈现向西南部迁移趋势,年均效率值略高于黄河流域。②技术进步均是引起农业水资源利用效率变动的主要原因,2009—2019年黄河流域技术进步指数略高于长江经济带。③影响两地农业用水效率增长的因素差异较大,其原因与其所处的自然地理环境与经济发展水平有较大联系。[结论] 黄河流域与长江经济带农业水资源利用效率整体良好,但区域差异性较大。因此,要因地制宜采取针对性措施,并从科技投入、政府引导与农民参与等多个维度推动两地农业用水效率的提升与持续优化,实现流域农业的可持续发展。     

新疆白杨河流域水资源的优化配置

[目的] 针对新疆白杨河流域存在供需用水矛盾、地下水超采、生态用水量被挤占等问题,对该流域进行水资源优化配置,为新疆白杨河流域经济健康发展及水资源分配提供合理依据。[方法] 运用水资源综合评价模型对新疆白杨河流域、达坂城区、托克逊县水资源承载力进行分析,建立以缺水量最小、经济效益最大、公平性最优为目标函数的多目标模型,采用第二代非支配排序算法（NSGA-Ⅱ）对多目标模型求解,获得理论最优配水方案。[结果] 新疆白杨河流域综合评价指数为1.0;规划年（2030年）水资源优化配置后,相对于ARIMA模型预测结果和计划配水方案用水量分别减少23.7%和9.9%,而GDP分别增加10.5%和降低1.4%,流域配水公平性由差距悬殊到绝对平均。[结论] 新疆白杨河流域水资源目前处于濒临超载和轻度不协调状态;水资源优化配置方案能够实现地区的水资源高效利用及合理配置。     

石羊河流域土地利用结构合理性评价

[目的]评价石羊河流域土地利用结构,为石羊河流域土地利用总体规划的修编、土地利用机构的优化以及土地资源的可持续利用提供依据。[方法]利用解译的石羊河流域5期(1980,1995,2000,2006,2012年)土地利用数据,基于TOPSIS方法,采用熵值法确定指标权重,结合灰色关联度分析,对石羊河流域土地利用结构的合理性进行综合评价。[结果](1)5期石羊河流域土地利用结构合理度总体上较高,均在75%以上,在时间上总体呈波动上升趋势。其中,2006到2012年上升19.54%,增幅最大;(2)不同土地利用类型变化对土地利用结构的合理性影响不同,其土地利用结构合理性关联度依次为:未利用土地(0.973 8)林地(0.961 1)草地(0.950 4)耕地(0.935 2)居民用地(0.757 6)水域(0.709 0);以石羊河流域耕地为参考数列,对影响耕地的其他土地利用结构进行了灰色关联度分析,发现对耕地影响最大的是林地(0.938 5)和未利用地(0.935 0),其次是草地(0.902 1),再次是居民用地(0.797 7)和水域(0.722 9)。[结论]限制石羊河流域未利用土地的开发,保护林地,调整草地和耕地比例,控制居民地的过快增长和严格保护水域,对优化石羊河流域土地利用结构具有决定性的作用。     

基于SWAT模型和SUFI-2算法的石羊河流域月径流分布式模拟

[目的]揭示石羊河流域径流量对土地利用变化的响应机制,为旱区水资源的合理配置和优化利用提供理论依据。[方法]利用石羊河流域DEM、气象、土壤、1995与2000年2期土地利用等数据,结合RS和GIS技术,构建SWAT分布式水文模型。基于SWAT模型及SUFI-2算法,对石羊河流域1980—2009年的月径流过程进行模拟。[结果]流域内1995与2000年土地利用均以耕地、林地、城乡工矿居民用地面积显著增加,草地、水域、未利用地减少为主;影响SWAT模型模拟效果前3位的参数分别是CN2,Alpha_Bf,Timp;校正期和验证期月流量的模拟值和实测值拟合较好,其Nash Suttcliffe系数Ens和相关系数R2均大于0.8,相对误差|Re|均小于10%。[结论]采用SUFI-2算法的SWAT模型在石羊河流域月径流模拟中具有一定程度的适宜性。     

石羊河流域综合治理成效及后续治理建议

在综合分析石羊河流域水资源问题、水资源问题形成因素的基础上,结合石羊河流域综合治理目标总结了石羊河流域综合治理取得的成效。提出了更新水库现有调度模式,实施生态调度;发展集雨节灌日光温室,开辟灌溉新水源;推广节水灌溉集成技术,压缩农业灌溉用水;培育政府调控与市场调节相结合的水资源管理模式等石羊河流域后续治理建议。     

石羊河流域农户生计脆弱性测度及致脆机理

[目的]有效揭示农户生计脆弱性影响因子的作用过程以及农户生计脆弱性的致脆机理,为石羊河流域乃至整个中国生态脆弱区农户生计可持续发展提供科学参考。[方法]基于石羊河流域样带农户调查数据,运用综合指数法、脆弱性函数评估模型和障碍度模型等方法,分析石羊河流域农户生计脆弱性的空间格局,识别了流域易脆群体,继而揭示了流域农户生计脆弱性致脆机理。[结果](1)石羊河流域农户生计脆弱性指数为0.644,处于相对较高水平,整体呈现“北高南低”的空间格局,并表现出在县城周边区域低值积聚分布的特征;(2)农户生计脆弱性的大小为：传统农业主导型(0.99)>新型农业型(0.80)>传统非农型(0.64)>非农主导型(0.60)>畜牧主导型(0.49),表现出随着非农化程度增加而脆弱性减小的特征;(3)耕地缩减面积、生态治理、邻里冲突、农业市场波动和农业支出压力是影响农户暴露度-敏感性的前5位障碍因子;耕地面积、社会关系网络、经济收入、牲畜资本量和劳动力数量是影响农户适应能力的前5位障碍因子。[结论]总的来说,农户暴露度-敏感性和适应能力共同构成生计脆弱性动态循环,决定着脆弱性的演化方...     

干旱区石羊河流域水资源研究进展

水资源是干旱区石羊河流域生态环境最重要的限制性因子和主要组成部分。随着经济和人口的迅速增长,石羊河流域生产生活用水不断占用生态环境用水,大部分地区水资源利用已经超过了极限,导致生态环境不断恶化。该文按照“产生的问题—影响机制—过程模拟和情景预测—提出对策”这一思路总结了国内近30a的研究成果,研究结果发现:石羊河流域水资源开发利用对生态环境的影响机制研究较少,在实践中仍然面临着许多问题。因此,今后的重点应以机制为基础,从流域的宏观角度,过程模拟和情景预测为突破口,综合开展石羊河流域水资源开发利用对生态环境影响问题的研究。     

湖北省土地利用碳排放总量及其效率

[目的]分析区域碳排放总量及效率的变化特征,为全面把握研究区域经济发展质量,进一步提升资源利用效率提供理论依据。[方法]基于IPCC碳排放清单,运用DEA和Malmquist指数模型对湖北省2001—2011年土地利用碳排放效率进行分析。[结果](1)湖北省土地利用碳排放在研究时序内年均增长9.3%,增速低于GDP增速(14.13%),建设用地是土地利用碳排放的主要来源;(2)土地利用碳排放效率均值为0.803 6年,2006年前后效率呈现下降和上升的特征,效率变化与农业政策优惠、金融危机等外部因素互动特征显著;(3)研究时序内土地利用碳排放全要素效率年均提高24.64%,效率提升主要来自于技术进步,综合技术效率变化对效率提升主要起负面作用。[结论]湖北省土地利用碳排放总量持续增加,土地利用碳排放效率不足,土地利用碳排放全要素效率指数稳中有升。湖北省应着眼于调结构,控产能,在依托技术进步提升效率的同时,更加注重经济系统运行效率的提升。     

中国黑河流域与澳大利亚墨累-达令河流域水管理对比研究

水管理问题是中国西北内陆河流域社会经济发展及生态环境建设的关键问题之一,而有效的水管理,是中国各大河流尤其是西北内陆流域面临的重要问题。在对中国西北黑河流域与澳大利亚东部墨累-达令河流域概况分析的基础上,探讨了两流域水管理的相关问题,在借鉴墨累-达令河流域管理的成功经验基础上,提出了优化黑河流域水管理的对策:(1)优化用水结构,提高经济效益;(2)重视统一管理,实现水资源优化配置;(3)强化组织管理,制定流域管理法;(4)鼓励公众参与,进一步深化水权制度改革。     

黄河流域与长江流域生态环境建设的差异与重点

在分析说明黄河流域和长江流域生态环境建设现代成就的基础上,比较了两流域生态环境建设的差异,对两流域生态环境建设的重点提出了一些看法。     

白龙江流域泥石流特征分析

泥石流孕灾环境和流域形态是泥石流发育及其活动的基础,把握孕灾环境和流域形态特征对开展泥石流防灾减灾工作具有重要的现实意义。在分析白龙江泥石流空间分布格局的基础上,从区域构造环境、地形地貌、地层岩性和降水等方面研究了流域泥石流的孕灾环境特征,探讨了各因子与泥石流分布的耦合关系。针对白龙江干流250条泥石流沟,运用数理统计方法,对其流域面积、主沟长和相对高差等重要参数进行了统计分析,明确了干流泥石流的流域形态特征。     

闽江赣江上游流域长时间序列NPP变化分析

闽江和赣江上游流域是闽赣水系的主要水源涵养区,其生态环境好坏直接关系到区域水资源可持续利用;而植被净初级生产力(NPP)对生态变化具有重要指示作用,因此有必要分析流域长时间序列NPP变化趋势及原因。通过对闽江和赣江上游流域NPP自1990年以来6期数据的模拟计算,结合DEM和实地考察,发现:(1)两流域NPP总体上都经历了一个快速增长期,且增长最快阶段均为1995—2000年,既得益于当地良好的水热条件,也与政策驱动有关;(2)NPP增长较快地带主要位于对自然破坏相对较少的高海拔山区和欠发达偏远地区;(3)闽江上游流域各期NPP值均高于赣江上游流域,且全流域普遍增长趋势较赣江上游流域明显,得益于其更丰沛的降水和更少的植被破坏;(4)闽江上游流域NPP增长相对持续稳定,赣江上游流域则经历了两次波动,应与城镇化等经济开发有关。     

泾河流域高含沙水流的尺度效应研究

基于泾河流域1965—2014年5—9月的逐日降雨量、逐日径流量和逐日含沙量数据,选取日含沙量≥100kg/m3作为高含沙水流,分析了泾河高含沙水流的空间特征及其变化,并参考降雨量探讨变化成因。结果表明,研究期内泾河流域的高含沙水流变化可以分为3个阶段:1965—1978年为多发期,1979—1990年为略微减少期,2006—2014年为显著减少期。将泾河流域分为南北两个分支,高含沙水流具有明显的尺度效应,北支的产沙模数随流域面积增加而减少,产流模数随流域面积增加而增加,南支的产沙模数随流域面积增加而增加,产流模数也随流域面积增加而增加。南北两个分支的产流模数和产沙模数在3个阶段经历了相似的变化,先是1979—1990年略微减少,之后在2006—2014年显著减少,使最初的复杂尺度效应转变为后期简单的线性尺度效应。分析结果说明泾河流域内部各区域在水土保持措施长期实施下高含沙水流均得到有效控制。     

马营河流域河道治理的必要性及工程设计

马营河位于右玉县东北部,属黄河流域苍头河的一级支流。长期以来,马营河流域治理缺乏统一规划,河道治理没有全面开展,两岸修建的一些防洪工程,分布零散,毁坏也比较严重,全河段的综合防洪能力低于5 a一遇洪水标准。加之近年来河道采砂,私挖乱采,大量弃渣与垃圾堆放在河道,严重影响河道正常行洪和生态环境。为了防洪减灾,保证沿岸居民的生命财产安全;发展生态旅游,调整经济结构;改善生态环境,推动脱贫攻坚;开展马营河河道治理势在必行。从多个方面论述了马营河河道治理的必要性,针对目前河道治理现状,规划布局了堤防、护岸、疏浚、蓄水、排水及植物防护等工程,并进行了具体设计和综合效益分析。     

石羊河流域土壤含水量生态水文模型研究

利用DEM、MODIS资料和石羊河流域周围29个(甘肃19个、青海10个)气象站1976~2005年30年气象数据,基于ARCGIS和SPSS软件,利用主成分分析(PCA)、基因算法(GA's)、地形抬升原理和赫伯特方法,利用土壤湿度、辐射和温度地形分布模型(LANDSET)和空气相对湿度地形分布模型(LANDAM),建立了由两个子模型组成的流域土壤水分含量模型(SWC)。本研究将该水文模型在石羊河流域进行了应用,研究表明:利用该模型计算的石羊河流域土壤含水量参数效果较好;石羊河流域的土壤水分含量在0.068~1之间,其空间分布具有从上游祁连山区到下游荒漠区逐渐减少的趋势;该模型适合于干旱区内陆河流域的土壤水分含量模拟研究。     

基于GIS的大凌河流域水土保持小流域信息系统建立

利用已有的辽宁省水土保持小流域数字化信息系统,灵活地应用ArcView3.2软件的合并、切割、叠加等功能,实现大凌河流域水土保持小流域信息系统的建立。并把属性数据库中的数据导出到Excell表,这样便于没有掌握GIS软件的人,对数据进行有整理和应用。根据土壤强度比重的百分比,建立了大凌河流域小流域的土壤侵蚀强度分级图及属性数据库。根据土壤侵蚀强度的分级情况,针对不同等级土壤侵蚀强度的小流域,提出治理模式,建立治理模式分类编码,输入到属性数据库中,以供综合治理工作的需要。     

基于DEM的黑龙江宾州河流域水系提取试验研究

基于数字高程模型(digital elevation models,DEM)提取河网及相关流域信息是数字水文研究中的热点问题。以东北黑土区宾州河流域为研究区域,采用5m分辨率的DEM作为研究数据,运用ArcGIS9.2中的Hydrology水文处理工具包(Arc Hydro Tools)提取研究区河网特征。研究结果表明,分别采用0.75,1.25,2,2.5,3.75和5km2的集水面积阈值提取流域河网特征时,不同集水面积阈值对确定主河道的空间位置影响较小,但提取的数字流域河网特征会发生较大变化。基于河网密度与集水面积阈值及河源密度与集水面积阈值的关系探讨了适宜的集水面积阈值确定方法,发现取集水面积阈值为2km2时提取的河网特征与实际水系特征基本吻合,精度达95%以上。因此,基于Arc Hydro Tools的流域特征自动提取是切实可行的。     

沂河流域暴雨径流变化特征研究

[目的]探究气候因素驱动下沂河流域暴雨径流的变化规律,阐释流域暴雨径流的影响因素,为深入理解流域水文响应过程和水资源管理提供科学参考。[方法]利用改进后的Lyne-Hollick数字滤波法估算了沂河流域的暴雨径流量,通过水文信号方法与皮尔逊相关系数法,定量分析沂河流域暴雨径流的变化特征及影响因素。[结果](1) 1975—2000年,流域年均暴雨径流指数SFI呈缓慢下降趋势(R²=0.37,p<0.01),年际SFI下降率0.048/10 a,暴雨径流占河川径流比重下降;(2)年均暴雨径流量呈波动增加趋势(R²=0.04,p=0.35),于1998年达到研究时段峰值;(3)暴雨径流量年内季节分配差异显著,年内暴雨径流量峰值出现在7—9月,夏季暴雨径流Q₍s(sf))与冬季暴雨径流Q₍w(sf))差异较大,高暴雨径流变化指数Q_HV、暴雨径流变差系数C₍V(sf))总体呈上升趋势,低暴雨径流量变化指数Q_LV呈下降趋势;(4) 198...