基于水足迹的云南省楚雄州水资源利用评价

传统用水量指标仅仅考虑了地表水和地下水使用量(蓝水),忽略了对人类生产贡献巨大的绿水,水足迹是指在一定的物质生活水平下,维持一定人群消费所需要的总的水资源数量,包含蓝水和绿水,水足迹真实地反映了一个地区人类消费对水资源的占有情况,为水资源科学管理提供了一个新的方法。引入了水足迹的概念和计算方法和相关评价指标,计算分析了2005年云南楚雄州生产用水量和水足迹。结果表明,楚雄州2005年的总的生产系统耗水量26.2亿m3,远远高于水资源公报中统计的蓝水消耗量,全州总的水足迹为13.257亿m3,人均水足迹516.52 m3,水足迹占生产系统耗水量的50.6%,其余49.4%的生产耗水以虚拟的形式流往其他地区。     

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。     

基于水足迹理论的苏北地区水资源评价

水资源是区域经济发展及社会活动的重要保障。基于水足迹理论,计算2011-2013年苏北地区水足迹,并对该区域水资源状况进行评价。研究结果表明:2011-2013年苏北地区水足迹分别为594.51、629.14、661.73亿m3。人均水足迹分别为2 068.58、2 187.56、2 380.422m3/人。2011-2013年苏北地区内部水资源基本能满足当地生产生活需求,但水资源经济效益有待提高。总体而言,区域水资源状况较为理想,但也面临一定的压力,需要提高水资源利用效率,全面建设节水型社会。     

北京市农业生产消费虚拟水对比分析及评价

基于虚拟水理论和北京市养殖场实地调研资料计算了农产品单位虚拟水量,结合生产、消费数据计算了北京市虚拟水量。从虚拟水角度对广义水资源利用情况进行了评价,并通过灰水足迹概念来衡量水污染程度。结果表明:1动物产品虚拟水量高于农作物,牛肉虚拟水量最大,猪肉、鸭肉、蛋类、鸡肉次之,农作物中大豆、花生、水稻的虚拟水量较高。22000—2012年间,农作物生产虚拟水量年均减少0.59亿m~3,平均蓝水利用率41.2%,绿水利用率58.8%。32000—2012年间,农产品生产虚拟水量呈现波动减小,消费虚拟水量增加,农村居民人均虚拟水消费显著低于城镇居民。413年间,虚拟水进口量介于13.26~42.20亿m~3之间,水资源自给率下降,农业万元产值水资源使用量由0.42亿m~3/亿元减小至0.20亿m~3/亿元,水资源人口承载密度略微增加。5农业灰水足迹由6.24亿m~3减小到3.90亿m~3,年均减小0.20亿m~3。     

基于水足迹视角下的水资源利用与经济协调发展脱钩分析——以贵州省为例

为了探讨贵州省水资源利用与经济协调发展之间的关系,利用贵州省2006-2015年统计数据计算其水足迹指标以及水足迹评价指标,并构建协调发展脱钩评价模型对水资源利用与经济发展之间的关系进行评价,结果表明:贵州省2006-2015年水足迹总体上呈波动下降趋势,其中农业用水是水足迹的主要组成部分,平均占比为57.83%,农业用水中,粮食作物和蔬菜水足迹占比最大,平均占比为38.42%和41.96%;水资源自给率、水资源压力指数和水资源匮乏指标均较高;GDP增长与水资源利用的关系整体上在波动中由弱脱钩的初级协调向强脱钩的优质协调转化。基于以上结论,通过改变消费结构、改变虚拟水贸易结构以及优化产业结构来进一步促进贵州省水资源利用与经济增长之间更好的协调发展。     

新疆畜牧业发展用水研究——基于水足迹的视角

利用水足迹相关理论,构建畜牧业水足迹核算公式,分析新疆畜牧业2016年的相关数据发现:生产单位质量的畜禽产品用水足迹由高到低依次为大牲畜(14.15 m3/kg)、绵羊(8.73 m3/kg)、山羊(6.23 m3/kg)、禽(3.76 m3/kg)、猪(3.08 m3/kg);新疆畜牧业的总用水足迹为185.27亿m3,其中绿水、蓝水、灰水足迹分别为12.42亿m3、106.86亿m3、65.99亿m3,灰水足迹的占比为35.62%,对环境保护带来的压力是种植业的3倍;各畜禽用水足迹分别为大牲畜(85.79亿m3)、绵羊(62.88亿m3)、禽(16.44亿m3)、猪(15.27亿m3)、山羊(4.88亿m3);根据灰水足迹的占比,各畜禽对环保产生的压力由高到低依次为大牲畜、猪、禽、绵羊、山羊。     

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。     

“一带一路”倡议下甘肃省灰水足迹测度及GM(1,1)模型预测研究

【目的】研究"一带一路"倡议下甘肃省水资源利用情况。【方法】采用灰水足迹模型,分析了2003—2015年甘肃省剩余灰水足迹、灰水足迹效率、水环境荷载指数指标,运用GM(1,1)模型定量预测了2016—2020年甘肃省生活、工业和农业部门的灰水足迹。【结果】(1)2015年甘肃省的灰水足迹为115.2亿m3,各部门对灰水足迹的贡献度依次是:生活农业工业;(2)2003—2015年,灰水足迹总量呈上升趋势,但部分年段小幅下降,工业灰水大幅提高,增加了105.91%;(3)剩余灰水足迹总体呈上升趋势,2013—2015年增幅最大,增加了67.11%,说明甘肃省的水资源压力逐年加大,水污染不断加重、水质即将出现恶化;(4)灰水足迹效率提高了约2.3倍,表明在单位灰水足迹上能够创造出更多的GDP;甘肃省灰水足迹效率均值为38.62元/m3,与中国平均灰水足迹效率42.21元/m3相比,仍处较低水平;(5)水环境荷载指数呈波动上升趋势,在2003年基础上增长了1.2倍,2013年以来,该指数快速上升,逼近0.8,表明甘肃省的水环境压力在不断增大,所排污染物持续增多,存在水环境恶化风险。【结论】基于GM(1,1)模型预测,2016—2020年生活、工业灰水有所下降,到2020年将分别减少到6.976 9×109m3和3.569 9×109m3;农业灰水持续增长,2020年将达到7.620 6×109m3,对水资源构成较大威胁。     

基于水足迹理念的水资源短缺评价—以2022年冬奥会雪上项目举办地为例

2022年北京冬奥会雪上项目将在崇礼区举行,随着旅游业的发展使得当地面临一定的水资源压力和风险,这对崇礼区水资源及水环境的治理和改善提出了更高的要求.以冬奥会主要雪上项目举办地崇礼区为研究区,基于水足迹理论,核算了2006―2015年崇礼区水资源消耗情况,并结合水量、水质评价崇礼区水资源压力.结果表明,崇礼区2006―2015年平均水足迹为6232.2万m3;蓝水足迹为3389.7万m3,其中种植业消耗蓝水足迹最多;多年平均绿水足迹为2842.4万m3,全部来自种植业;平均灰水足迹为2686.3万m3,其中畜牧业灰水足迹为1524.9万m3,占比达到57％,为主要的污染来源.多年平均水量性缺水指标(Iblue)为2.19,属于重度缺水;水质性缺水指标(Igrey)均值小于1,不存在水质性缺水问题.月尺度的水短缺研究表明,崇礼区水量性水资源短缺集中在5―7月,其中5月份最大,Iblue达5.86.总体而言,崇礼区水环境状况较好,但仍存在水量性水资源短缺的情况,因此需要加强水资源管理,实现水资源的可持续利用.     

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。     

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。     

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.     

基于水足迹理论的连云港市水资源安全评价

基于水足迹理论,建立了区域水资源安全评价指标体系,将其应用于区域水资源安全评价的研究中。以连云港市为例,计算了连云港市2008年的人均水足迹、水资源匮乏度、水资源压力、虚拟水赤字等评价指标,真实客观地分析了连云港市的水资源安全现状,从降低水足迹角度提出了应对水紧缺状态的建议。     

河套灌区粮食水足迹与虚拟水净输出时空演变

为了正确评价灌区内水资源使用对改善现有水资源管理的影响,文中引入水足迹与虚拟水概念,同时考虑降雨和灌溉用水,计算了1960—2008年内蒙古河套灌区粮食水足迹与虚拟水净输出量的时空变化,进一步评价了灌区水资源在区域内和区域间的分配.结果表明：1960—2008年河套灌区粮食水足迹由3.534×109m3减小为1.634×109m3,自2000年灌区粮食虚拟水净输出量呈下降态势,两者构成均以蓝水为主（90%）;空间分布上,河套灌区中部地区（杭后、临河和五原）的粮食水足迹和虚拟水净输出量较大,而其他地区（磴口和前旗）较小;1960—2008年,粮食生产用水在灌区用水总量中所占比例呈显著下降趋势,年均下降1.07%.粮食生产用水的大部分以虚拟形式输送到灌区外部,该比例近年有所降低,但2008年仍高达76.22%.未来河套灌区应注重绿水和蓝水资源利用效率的提高.该研究为灌区水资源管理宏观政策的制定和可持续发展的实现提供理论依据.     

湖南省灰水足迹变化特征及其驱动因子分析

核算了湖南省2001-2015年的农业、工业和生活灰水足迹,并采用扩展STIRPAT模型分析了其变化原因,以期为利用水资源和治理水污染提供合理建议。分析结果表明,湖南省灰水足迹由2001年的690.747亿m3下降到2015年的671.946亿m3,其中,农业灰水足迹占比最大,从49%缓慢上升至51%;工业灰水足迹占比最小,从23%下降至9%;生活灰水足迹占比从28%上升至40%。城镇化水平、第三产业占比、第二产业占比、人均GDP、灰水足迹强度和外商直接投资是灰水足迹的重要驱动因素,它们各自的影响系数分别为0.799 6、0.654 3、0.650 5、-0.814 8、-0.589 2和-0.511 5,表明前3个因子对灰水足迹具有促进作用,而后3个因子具有抑制作用。经济增长与灰水足迹之间存在倒"U"型环境库兹涅兹曲线关系,但不存在"污染天堂"现象。     

基于作物生产水足迹的农业灌溉水价研究

水价与农业节水和农民利益紧密联系,合理的农业水价能够减少水资源量使用、提高用水效率,达到节水目的。以博爱县为研究区,利用水足迹理论,计算P=75%水文年作物生产水足迹,在避免浪费和浇灌不彻底条件下,核算作物灌溉用水量。计算结果显示,小麦的产品水足迹是0.632 m3/kg,玉米的产品水足迹是0.622 m3/kg,将蓝水足迹折算为基础水价,得到基础水价为0.23元/m3;为便于水费收取和管理,将其折算为抽水电费,得到终端水价,即基础电费1.33元/k Wh。同时可结合用户节水情况,实施阶梯水价。该研究为农业水资源管理和水价综合改革提供参考。     

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。     

黄河流域粮食与能源水足迹压力与绿色发展脱钩关系研究

黄河流域作为我国粮食与能源的主要产出地区,水资源的缺乏对其可持续发展构成了巨大威胁.为探究黄河流域水资源与绿色发展的关系,通过测算2011-2016年黄河流域粮食与能源水足迹,揭示虚拟水流动对水资源压力影响,并根据"五大发展理念"构建绿色发展指数,最后通过Tapio脱钩模型探究水资源压力与绿色发展的关系.结果表明:①黄河流域粮食和能源水足迹的空间差异性较大,山东和四川粮食和能源水足迹最高;②黄河流域多数省份存在缺水压力,宁夏达到极端缺水程度;③全流域绿色发展指数基本呈现逐年上升的趋势,且与水足迹压力指数的脱钩状态随时间变化有所改善.研究结果对黄河流域生态保护和高质量发展具有一定的理论意义.     

岸堤水库流域洪水资源利用潜力计算方法研究

以岸堤水库流域为例,阐述了洪水资源利用及利用潜力等相关概念,根据对洪水资源可利用量、洪水资源不可利用量及洪水资源利用潜力评价方法的论述,采用极限分析理论,建立了岸堤水库流域洪水资源利用潜力评估方法,评价了岸堤水库流域洪水资源利用的现状和潜力,得出岸堤水库流域1970-2012年多年平均实际利用量为1.58亿m~3,现状利用潜力为0.87亿m~3,理论利用潜力为1.90亿m~3,实际利用率为38.9%,计算结果可为岸堤水库流域洪水资源利用方面的管理决策提供理论依据。     

城乡统筹背景下重庆市水生态足迹分析及预测

为研究城乡统筹背景下重庆市水生态足迹情况,利用水生态足迹模型,分析了重庆市2000—2014年水生态足迹和水资源承载力,运用GRNN模型预测了2015—2018年城乡人均水生态足迹与人均水资源承载力。结果表明,12000—2014年重庆市水生态足迹总体呈上升趋势,由0.093 2亿hm~2增长到0.143 5亿hm~2。水资源承载力受降水量的影响,整体波动较大。水生态压力指数介于0.115 6~0.235 9之间,远小于1,水资源开发利用空间大。2城乡水生态足迹与水资源承载力有差异:农村总水生态足迹大于城市,但人均水生态足迹小于城市。农村总水资源承载力与人均水资源承载力均大于城市。城市水生态压力指数大于农村,但二者都小于1,说明城市水资源利用程度高,但城市发展对水资源的压力也大。3预计2015—2018年重庆市城乡人均水生态足迹总体上都呈上升态势,城市人均水生态足迹将由0.386 64 hm~2增长到0.409 62 hm~2,增长了6%。农村人均水生态足迹将由0.276 50 hm~2增长到0.336 57 hm~2,增长了22%。城乡人均水资源承载力在一定范围内相对稳定,水生态足迹增长将威胁水资源可持续利用。在充分考虑重庆市水资源的时空分布基础上,优化产业结构、转变发展方式、统筹城乡布局,可促进重庆社会经济可持续发展。