基于模糊综合评价的四川省水土资源承载力时空演变分析

【目的】正确认识和评价水土资源承载力,为四川省水土资源高效利用、生态文明建设提供科学依据。【方法】基于四川省经济社会、资源环境等相关数据,构建模糊综合评价模型,分析了四川省水土资源承载力的动态变化及区域差异。【结果】2005—2014年,四川省水土资源承载力整体呈波动缓慢上升趋势,其中压力子系统与响应子系统均缓慢上升,与水土资源承载力变化趋势基本一致;状态子系统评价指数呈明显波动上升趋势。从空间分布特征看,高等承载力区主要集中在东、中部地区,呈现出东高西低的特点。相对而言,2005—2014年四川省各市州水土资源承载力呈不同程度的波动变化。川中平原区、川东北丘区的大部分市州水土资源承载力有减小趋势,而川南丘区、川西高原区和攀西山地区整体呈上升态势。【结论】2005年以来,四川省的水土资源承载力小幅提升,但仍有较大的改善需求和空间。为全面提升水土资源承载力,提出了通过供给侧改革转变经济发展方式、严格控制用水定额和执行土地使用管制制度、重视水土资源的生态环境功能等对策。     

沿海地区农业水土资源承载力评价及其障碍因子分析

【目的】水土资源是维持农业可持续发展的关键因素。针对沿海地区水土资源面临日益严峻的质与量的问题,深入了解沿海地区水土资源的承载能力,评估影响沿海地区水土资源承载力的障碍因素,指导水土资源优化配置。【方法】以南通沿海地区4个县市为研究对象,构建农业水土资源承载力评价指标体系,利用变异性筛选评价指标,运用熵权TOPSIS模型对南通沿海地区的农业水土资源承载力进行评价。基于障碍度模型,对农业水土资源承载力的主要障碍因子进行分析。【结果】(1)南通市各沿海地区农业水土资源承载力水平较佳,南通市区、如东县、海安县、海门市综合指数在0.45～0.60区间,资源开发利用程度合理;而启东市综合指数在0.30～0.45区间,农业水土资源承载力水平处于平衡状态。(2)各子系统对南通市沿海地区农业水土资源承载力的影响差异显著,其中农业水土资源对南通市沿海地区农业水土资源承载力均有较大程度的影响效果(33.30%～56.62%)。(3)农田灌溉水资源效益是制约海安县、如东县和南通市区农业水土资源承载力提升的关键因子,耕地生产力是海门市和启东市农业水土资源承载力提升的关键因子。【结论】本研究成果可为指导江苏乃至...     

黄河流域农业水土资源时空匹配特征分析

【目的】探明黄河流域水土资源匹配不均衡导致的结构性缺水原因。【方法】基于"绿水"、"蓝水"的农业用水综合分析框架,采用基尼系数、广义农业水土资源匹配系数、变异系数、Spearman秩相关系数,分析黄河流域水土资源匹配状态、时空匹配特征。【结果】2010—2016年沿黄9省区灌溉"蓝水"与耕地面积在流域内部整体呈相对匹配状态;采用广义农业水土资源匹配系数法,增加降水"绿水"指标,评估得到沿黄各省套二级分区四川省(龙羊峡以上)的农业水土资源匹配程度相对较好,内蒙古自治区(内流区)较差,二者相差约2.3倍;各省套二级分区水土资源时间变异呈下降趋势,说明灌溉"蓝水"开发已趋于稳定;同一省区在不同二级分区的水土空间匹配性差异较大,其中水土资源匹配格局较好的省区灌溉"蓝水"比例较高。【结论】针对黄河流域水土资源时空匹配差异明显、开源潜力不大、节水空间有限等特点,加强区域间水系连通、实施跨流域调水工程尤为重要。     

黑龙江省水土资源承载力综合评价及空间分异特征研究

水土资源承载力研究是土地科学和水资源科学研究的重要问题,研究水土资源承载力有助于深入了解水土资源的利用结构和分布规律,从而合理调整水资源供给和土地利用转变,有效促进社会经济与环境和谐发展。采用改进的DPSIR水土资源承载力指标体系,并利用时序全局因子分析方法,对黑龙江省水土资源承载力进行综合评价,深入分析各个子系统和各地区水土资源承载力的演化规律。结果表明:1由各个子系统共同作用形成的水土资源承载力系统,使黑龙江省水土资源利用方式向着更合理的方向发展,其中各子系统的作用形成明显的层次。2东北振兴战略实施以来,黑龙江省各地区水土资源承载力的变化呈现"N"字型态势,其演化阶段可以分为:增长期、衰落期和反弹期。同时水土资源承载力与各地区水土资源利用方式的差异性存在较强的关联性。3水土资源承载力具有明显的空间分异特征,黑龙江省西部、北部和南部水土资源承载力在不断地提高,东部水土资源承载力相对较弱;总体而言,近年来黑龙江省水土资源承载力发展整体趋于良性,呈上升态势。     

基于生态安全的毛乌素沙地水资源承载力评价

毛乌素沙地地区作为我国生态治理成功有效的典型区域,相较于其他主要沙漠、沙地而言,具有资源丰富、水热配合好等优点,同时也是受到人类活动及气候变化威胁较大的生态脆弱区,如何保障生态安全的同时协调社会经济高质量发展,成为了当地所需解决的首要难题。以内蒙古鄂尔多斯毛乌素沙地地区为研究对象,构建基于生态安全的综合水资源承载力评价体系,运用投影寻踪法计算综合水资源承载力评价值,引入障碍度模型遴选地区承载力优势指标与劣势指标,采用耦合协调度模型测算资源-生态-社会系统耦合发展现状。结果表明：2000年至今毛乌素沙地地区的水资源承载力总体时间上呈现曲折上升趋势,但仍有提升空间,在空间上形成了“南北高,中心低”的空间分布特点,期间地下水供水能力、灌溉水利用系数和三产用水定额等是水资源承载力系统的主要“优势指标”,而人口、灌溉面积以及城镇化率则是阻碍水资源承载力提升的关键“劣势指标”,地区内各旗县耦合协调度从“十五”规划至今一直在中等水平范围内浮动。     

湖北省水资源环境与经济发展耦合关系时序特征研究

【目的】评价湖北省水资源环境与经济发展耦合协调水平,提出合理建议。【方法】运用耦合协调度模型分析了湖北省2006-2017年水资源环境与经济发展耦合关系时序特征。【结果】2006-2017年,湖北省水资源环境综合指数整体呈波动上升趋势,经济发展综合指数呈线性增长趋势。湖北省水资源环境与经济发展耦合协调度表现为线性增长趋势,且具有阶段性,2006-2010年和2011-2017年分别为经济发展滞后于水资源环境水平的过渡发展阶段和水资源环境滞后于经济发展的协调发展阶段,2017年水资源环境与经济发展达到良好耦合协调。【结论】为实现水资源环境与经济发展的优质耦合协调发展,湖北省重视经济转型升级和城镇生活污水控制。     

滇池流域水资源承载力评价与驱动力研究

【目的】探求滇池流域水资源承载力与流域社会经济发展、环境的协调关系。【方法】选取水资源、社会经济、环境相关指标,构建滇池流域水资源承载力综合评价模型,计算分析流域2011—2015年的压力指数、承载力指数、协调指数、水资源承载力指数的变化趋势,并用因子分析法进一步对流域水资源承载力进行评价,利用提取出的主要因子构建水资源承载力驱动力模型,识别出影响滇池流域水资源承载力的主要驱动力。【结果】滇池流域2011—2015年水资源承载力指数呈上升趋势;滇池流域水资源承载力的主要驱动力有人类活动因素和自然因素,包括城镇化率、经济发展因素以及年均气温和年降水量。人均GDP和年降水量属于正向驱动因子,城镇化率和年均气温是负向驱动力。【结论】基于社会经济可持续发展与水资源系统协调发展,应加大外流域向滇池流域调水工程的建设,形成多水源联合调水的格局,同时在保证大力发展经济的基础上控制人口数量,建立健全流域水资源系统多水源供水的水资源高效配置与统一调度方案。     

采煤区水土资源损毁相关影响因素分析

【目的】探讨煤炭企业生产视角下水土资源损毁的关键影响因素。【方法】借助EViews软件对研究区内12个煤炭企业共15个水土资源损毁影响因素进行散点拟合,定量分析了各因素对水土资源损毁的影响;选取7个影响因素进行核密度估计并描述了其曲线特征,结合多元回归模型分析了多因素对研究区水土资源损毁的综合影响并确定了其主要影响因素。【结果】影响研究区水资源耗损的主要因素是地下水径流量和总用水量,二者对数的核密度曲线双峰不明显,地下水径流量核密度曲线变化区间较大;服务年限与井田面积是土地资源损毁主要的影响因素,其对数的核密度曲线都是单峰,服务年限核密度曲线走势陡峭。【结论】研究区水土资源损毁的主要影响因素是地下水径流量、总用水量、服务年限与井田面积。     

基于水生态足迹模型的重庆市水资源可持续利用分析与评价

【目的】探讨重庆市水资源的可持续发展前景。【方法】运用水生态足迹、万元GDP水生态足迹等模型分析了重庆市2003—2016年水生态足迹、水生态承载力及水资源开发利用状况。【结果】2003—2016年重庆市水生态足迹除个别年份有微弱下降外,总体呈上升趋势,变化范围为0.725 6～1.407 2亿hm~2,用水量主要集中在第一产业和第二产业,城乡居民生活污水是影响重庆市水质的主要来源;水生态承载力受降水影响大,变化范围为0.513 0～0.894 2亿hm~2,地区分布不平衡;万元GDP水生态足迹在2011年突升,总体呈下降趋势,水资源利用率在不断提高,但水资源的开发利用不合理,开发利用潜力大。【结论】基于水资源可持续开发利用,应加大对重庆市生活污水的处理率,优化产业结构,将发展重心移至第三产业,利用政策辅助,优化地区用水结构。     

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。     

地表水空间分布与土壤类别多样性关联分析

为探索水土资源在空间分布上的内在联系,选取河南省不同生态环境和社会发展条件下5个典型样区,将多样性理论与研究方法应用于地表水资源的空间分布离散性评价中.计算了各样区及样区分区域内1 km×1 km网格尺度下的地表水体空间分布多样性和土壤类别构成组分多样性,并探索了两者之间的内在联系.研究表明:多样性理论与研究方法适用于水土资源分布的评价研究并具有广阔应用前景;水体总面积和其空间分布离散性之间存在线性正相关关系,大尺度样区下相关系数值高达0.70,小尺度分区下减小为约0.45;水体空间分布离散性与土壤分类单元数目之间存在一定程度的负相关变化趋势,该趋势随研究区面积的增大和人类活动干扰的减弱而增强;水体分布对土壤类别的空间构成产生重要影响.     

珠海市农村宅基地整治潜力测算与土地整理

【目的】随着新型城镇化的快速发展,农村宅基地用地需求日益增长,土地资源紧缺,用地矛盾日趋突出,为了缓解宅基地用地问题,急需测算宅基地整治潜力,提高农村宅基地整治潜力测算的准确度。【方法】课题组基于真实完整的农村地籍调查数据,利用准确详实的宅基地房屋信息和权属调查信息,用宅基地整治潜力模型对珠海市宅基地进行潜力估算,分析宅基地潜力空间分异特征,并由此划分了宅基地整治的分区类型。【结果】1)珠海市农村宅基地的整治潜力占整个珠海市宅基地总面积的58.67%,整治潜力巨大,2个区平均每户拥有1.62宗宅基地,户均宅基地面积为177.42 m²,是标准面积(120m2)的1.48倍。2)从潜力来源看,一户多宅的宅基地整治潜力最大,占整个珠海市宅基地整治潜力的46.76%,闲置、废弃等宅基地的潜力次之,分布零散的宅基地潜力最小。3)从潜力分布看,珠海市宅基地整治潜力具有明显的空间分异特征,总体呈现“北密南疏”的空间分布格局,斗门区的整治潜力远远大于金湾区。4)珠海市宅基地可划分为重点整治区、一般整治区、弹性整治区3类整治时序分区,重点整治区是宅基地整治的重点,主要集中在斗门区...     

生态价值视角下水土资源保护评价——以长河流域为例北大核心CSCD

泽州县长河流域压煤面积大,水资源浪费严重、土地损毁现象普遍。【目的】改善研究区生态环境质量。【方法】通过提取坡度、归一化植被指数(NDVI)、土地利用类型和土地损毁数据,采用最小累积阻力模型,建立了水源涵养、土壤形成与营养循环以及水土资源综合保护最小累积阻力面,通过对阻力面的分析,研究严重损毁下矿区水土资源保护问题。【结果】在水源涵养最小累积阻力面中,低、中、高阻力区面积分别占总面积的54.5%、35.8%、9.7%;阻力值以源地(水域)为中心,向外扩散增大。在土壤形成与营养循环最小累积阻力面中,低、中、高阻力区面积分别占总面积的23.4%、35.2%、41.4%;阻力呈现出以土地损毁最严重的区域为中心,向外扩散减小的形状。在水土资源综合累积阻力面中,低、中、高阻力区分别占总面积的8.8%、80.9%、10.3%;高阻力主要分布在西北部,低阻力主要分布沿河流,南部阻力最低。【结论】高阻力区保护工作难度最大,在保护工作中,重点在于改善土地损毁状况。中等阻力区保护工作难度适中,应该针对性地调整沿水域分布的采矿区。低阻力区保护工作难度最低,说明该区域的生态环境质量高,但更应该采取相应措施维持甚至进一步提高生态环境质量水平。     

生态价值视角下水土资源保护评价——以长河流域为例

泽州县长河流域压煤面积大,水资源浪费严重、土地损毁现象普遍。【目的】改善研究区生态环境质量。【方法】通过提取坡度、归一化植被指数(NDVI)、土地利用类型和土地损毁数据,采用最小累积阻力模型,建立了水源涵养、土壤形成与营养循环以及水土资源综合保护最小累积阻力面,通过对阻力面的分析,研究严重损毁下矿区水土资源保护问题。【结果】在水源涵养最小累积阻力面中,低、中、高阻力区面积分别占总面积的54.5%、35.8%、9.7%;阻力值以源地(水域)为中心,向外扩散增大。在土壤形成与营养循环最小累积阻力面中,低、中、高阻力区面积分别占总面积的23.4%、35.2%、41.4%;阻力呈现出以土地损毁最严重的区域为中心,向外扩散减小的形状。在水土资源综合累积阻力面中,低、中、高阻力区分别占总面积的8.8%、80.9%、10.3%;高阻力主要分布在西北部,低阻力主要分布沿河流,南部阻力最低。【结论】高阻力区保护工作难度最大,在保护工作中,重点在于改善土地损毁状况。中等阻力区保护工作难度适中,应该针对性地调整沿水域分布的采矿区。低阻力区保护工作难度最低,说明该区域的生态环境质量高,但更应该采取相应措施维持甚至进一步提高生态环境质量水平。     

哈萨克斯坦水资源与人口、GDP的时空匹配研究

【目的】探究哈萨克斯坦水资源利用与经济社会发展的匹配关系,促进中亚干旱地区人口-资源-经济的可持续发展。【方法】根据基于数列的匹配度计算方法,确定了哈萨克斯坦1995—2015年16个州(市)水资源利用与人口、GDP的匹配水平。【结果】①不同部门用水量与GDP、人口的时间匹配度的变化趋势不同,水资源利用量与GDP匹配度的波动变化大于其与人口的匹配度。②1995—2015年,总体上各部门水资源利用量与其GDP的匹配度先上升后下降,与其人口的匹配度则逐年上升,至"相对匹配"的稳定状态;其中,克孜勒奥尔达州、南哈萨克斯坦州和阿拉木图市的匹配水平较差。③水资源利用总量与人口的匹配水平空间相关性不显著,与GDP的匹配水平空间相关性较显著,整体呈现西部优、南部劣,且逐渐由西向东转移的态势。【结论】应针对具体地级州(市)的实际情况采取不同措施,使水资源利用与经济社会协调发展。     

三江平原建三江地下水动态变化特征

【目的】探明建三江分局地下水动态变化规律,为水资源开发利用及科学管理提供理论支撑。【方法】在综合分析建三江分局1997—2017年15个农场监测井地下水位标高、农业种植结构、土地利用类型等统计资料的基础上,应用衬度系数方差分析、Arcgis空间插值分析、OriginPro趋势分析等方法,分析了地下水动态变化规律及地下水流场空间变异特征。【结果】由于地下水的过量开采,地下水位呈持续下降趋势,下降幅度为1.60～9.29 m,中东部、中西部下降幅度表现为最大;地下水位衬度系数方差与地下水位下降幅度空间异变特征一致,中西部、中东部地下水动态受人类开采作用影响最为强烈;地下水流场空间异变特征明显,北西、南东、南部地下水水力梯度明显增大,局部地区地下水接受河水入渗补给,中部低平原区为地下水集中汇流区。【结论】地下水过量开采引起的地下水流场变化,激发了河水入渗补给地下水能力,增加了地下水侧向径流补给量,改善了地下水径流条件;为合理开发利用地下水,优化地下水资源管理提供了水文地质依据。     

我国主要棉区水资源状况及灌溉排水发展方向

根据我国主要棉区137个气象站点降雨量数据、全国灌溉试验数据以及近几年各省水资源公报数据,以GIS为主要工具系统分析了我国主要棉区棉花生育期降水、地表水资源、地下水资源以及水资源总量空间分布状况,根据我国主要棉区的棉花需水特点和降雨利用情况,估算了各分区的棉花净灌溉需水量,提出了各分区节水灌溉发展方向。     

采煤沉陷区水资源综合利用研究与生态修复方案

以淮北市海孜沉陷区、童亭沉陷区和临涣沉陷区(三者统称为临海童湖)为研究对象，基于采煤沉陷区特点及区域水资源状况，采用沉陷区内部整治及与外部河流水系沟通方案，将临海童湖作为平原湖泊蓄滞雨洪资源，为临涣工业园区供水。通过调节计算可引水量和可供水量，临海童湖蓄水能在一定程度上缓解临涣工业园区供水紧张的局面，最后提出了临海童湖水资源调度运行方案和水生态修复方案。研究结果表明：利用采用沉陷区作为平原湖泊蓄滞雨洪资源有利于解决淮北市水资源短缺问题，这将是采煤沉陷区未来开发利用的一个十分重要的方向。     

基于水资源承载力的新疆耕地后备资源开发布局研究

结合新疆水资源利用情况与耕地后备资源分布状况,通过建立DPSIR指标体系利用均方差决策法计算出各指标权重值,从而测算出新疆14个地区的水资源承载力等级水平,结果表明东疆地区耕地后备资源水资源承载力水平高于南疆地区,且耕地后备资源分布与水资源承载力等级较为吻合,承载力水平高的地区应当优先开发耕地后备资源,承载力差的地区应当根据实际情况适度开发,合理开发利用每一寸耕地后备资源。研究结果有助于进一步科学规划水资源利用方式,合理开发耕地后备资源,缓解当前土地压力,改善耕地生态环境。     

基于地下水数值模拟的宝山农场引江灌溉模式研究

【目的】确定宝山农场合理的农业引江灌溉模式,为区域水资源优化配置提供科学依据。【方法】针对松花江流域引江灌溉产生的地表水和地下水的综合开发利用问题,利用三江平原水文地质资料和宝山农场地下水水位长系列实测资料对MODFLOW-2000模型进行了参数识别、验证及模型敏感性分析,并模拟分析了4种情景对宝山农场地下水水位的影响。【结果】构建的地下水模拟模型能够反映灌区井群地下水位的实际变化过程。敏感性分析表明,长序列地下水变化过程及地下水位分布情况受初始地下水位影响很小;说明当研究区域内利用地下水灌溉及部分地区(沿江10km)采用引江水灌溉模式时,地下水资源基本上可以维持供采平衡,在保证地下水合理开采的前提下不会发生内涝;而研究区域内均采用引江灌溉模式则会使地下水位-抬高导致内涝,内涝情况随着与河道距离的增加而愈发严重。【结论】引江水灌溉时,需加强对地下水位的观测,当地下水位过高时,应减少引江灌溉用水,适当增加地下水抽取量进行灌溉,以保障研究区地下水和地表水的高效利用。