气候变化与人类活动对地下水埋深变化的影响

以通辽市科尔沁区为研究区,利用累积距平、M-K突变检验和累积量斜率变化率比较法,对降水量变化与地下水埋深变化进行突变检验,定量评估研究区气候变化与人类活动对地下水埋深变化的贡献度。结果表明:地下水埋深多年来呈显著上升趋势,降水对地下水埋深动态变化的影响存在明显的滞后现象,滞后期为3 a;研究区地下水埋深与降水量突变点为1998年,前期1980—1998年为基准期,后期1999—2016年为影响期;研究区气候变化对地下水埋深变化影响的贡献度为24.5%,人类活动对地下水埋深变化影响的贡献度为75.5%,人类活动是造成地下水埋深下降的主要原因。     

三峡入库径流变化归因多方法识别

受气候变化、人类活动等因素影响，近年来长江上游径流特性发生明显变化，给长江上游流域水资源的合理开发利用、三峡及上游水库群等国家战略淡水资源库作用的发挥带来诸多挑战，径流变化归因定量识别的研究对流域水资源的开发利用具有重要的意义。基于1951-2013年三峡入库径流序列资料，采用Mann-Kendall法、Spearman法、Pettitt法等统计方法，诊断了三峡入库径流的演变规律；基于同期气象、土地利用等资料，分别利用气候弹性模型、水热耦合平衡模型、SWAT模型定量识别三峡入库流量变化原因。结果表明：(1)三峡入库径流在1993年前后发生明显的突变，1993年以前为径流受气候变化和人类活动影响较小的相对天然期，1993年以后径流为受气候变化和人类活动影响较大的变化期；(2)研究期三峡入库径流发生了显著减少，减少速率为8.8 mm/10 a，长江上游大规模的人类活动是三峡入库径流减少的主要原因，降水量减少和气温上升是径流减少的重要原因；(3)气候弹性模型法与SWAT模型法归因识别结果一致，水热耦合平衡模型法低估了人类活动这一引起三峡入库径流减少的主要因素；(4)考虑土地利用时空变异的SW...     

基于SWAT模型的皇甫川流域径流模拟研究

随着气候变化和人类活动影响,分布于干旱半干旱地区的河川径流量显著减少,这已引起严峻的生活生产及生态等方面问题。本文基于SWAT模型,成功构建典型干旱半干旱地区皇甫川流域分布式水文模型,采用1990-1999年月径流资料进行参数率定,2000-2004年月径流资料作为模型验证,对模型的适用性做了评估。研究结果表明：率定期的Nash-Sutcliffe系数Ens值和相关系数R2均为0.80,相对误差Re为-4.6%,验证期的Ens值为0.66,相关系数R2为0.67,相对误差Re为10.1%,总体模拟结果较为满意。这为干旱半干旱地区分布式水文模型的应用奠定了基础,为皇甫川流域未来的水资源规划管理提供了科学参考依据。     

基于DPSIR模型的黔中地区水资源脆弱性评价研究

全球气候变化和西南喀斯特地区社会经济的发展,区域水资源脆弱性问题逐渐凸显。选取人类活动强烈、喀斯特地貌发育典型的黔中典型区县为例,基于DPSIR模型构建了反映黔中地区水资源脆弱性的评价指标体系,采用熵权-TOPSIS法对研究区2007、2015年的水资源脆弱性进行了诊断评价。结果表明:镇宁县、关岭县水资源脆弱性分别出现降低、六枝特区大致保持稳定外,普定县、平坝县水资源脆弱性均呈上升趋势(加剧),上升程度为16.44%、7.03%,其中普定县、平坝县2015年水资源脆弱性贴近度为0.487 8、0.496 1,为中度-偏重度脆弱。分析认为,黔中地区经济社会迅速发展对水资源需求的急剧增加,大型水资源工程缺乏及水资源利用率低,尤其是地下水资源是区域水资源脆弱性上升的主要原因。此外,区域石漠化等生态环境破坏也是造成水资源脆弱性增加的重要因素。     

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。     

黄土高原典型区雨水资源化潜力模拟与评价

为充分利用雨水资源应对黄土高原水土流失和干旱缺水的问题,引入分布式水文模拟技术,构建具有物理成因机制的分布式雨水资源化潜力评估模型,解决雨水资源利用的核心问题--评价当地的雨水资源化潜力。通过研究黄土高原典型区域黄河河口镇至龙门段(河龙区间)的雨水资源情况,定量评估该区域雨水资源化潜力,结果表明:在气候变化和人类活动的双重背景下,20世纪80年代后,黄河流域河龙区间的地表径流量、土壤有效水增量和雨水资源化潜力呈现上升趋势;河龙区间大部分地区雨水资源呈增长趋势,雨水资源可基本满足现有条件下区域植被恢复的用水需求。气候变化对雨水资源化潜力起正影响作用,贡献率为63.4%,土地利用/覆盖变化则为负影响,贡献率为-36.6%。人类活动对区域雨水资源利用的影响不容忽视,应大力发展干旱半干旱区降雨-径流调控技术,提高雨水资源化利用率,以保障区域生态-经济协同可持续发展。     

气候变化和人类活动对西拉木伦河径流的影响

【目的】定量识别气候变化和人类活动对西拉木伦河流域径流变化的影响程度。【方法】以西拉木伦河流域为研究对象,基于该流域1958―2015年气象水文资料,采用皮尔逊相关分析、逐步多元回归分析、双累积曲线、累积距平、SCRCQ方法,揭示引起流域径流变化的主导因素,量化气候变化与人类活动对流域径流的影响程度。【结果】年径流的变化最主要受到夏季降水的影响,其次是夏季平均气温。T1(1972―1981年)、T2(1982―1997年)、T3(1998―2015年)阶段降水对径流变化的影响程度分别为0.26%、17.51%、26.13%;人类活动对径流变化的影响程度分别为99.74%、82.49%、73.88%;各阶段径流的变化主要是由人类活动导致,但随着时间推移,降水对径流的影响作用增强,人类活动减弱。     

近55年来气候变化和人类活动对增江径流变化影响的定量研究

为探讨增江流域径流的变化特征及其对气候变化和人类活动的响应,选取1960-2015年河流实测径流量进行计算和分析。结果表明:56 a年来,增江流域径流总体呈微弱增加趋势,每10 a增加0.6 mm,1960s径流量最少,2000s的径流量最多,1960-1972年为枯水期,1972-1984年为丰水期,1984-1991年为枯水期,此后至今一直为平水期。增江流域具有明显的丰枯季节变化,汛期流量占年径流总量的80%,径流总体呈明显的不对称双峰型,最大峰值出现在6月份,而次峰都出现在8月,夏季Cv值最小,冬季丰枯振荡最为明显。域内气候增暖明显,降雨量增加,蒸发量减少,下垫面参数n减小,对径流的增加十分有利。径流对各因子的敏感度绝对值为:最低气温最高气温降水相对湿度太阳辐射LUCC风速。气候变化和人类活动的多年平均贡献率分别为51.1%、48.9%。1980s后人类活动对径流影响程度大幅增加,2000s后人类活动影响减少,趋于缓和,人类正在努力和自然处于一种和谐平衡关系。因此,人类活动对径流变化的影响不容忽视。     

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。     

法治视野下再生水利用研究——评《再生水利用政策法规与制度建设》

受人口增长、环境污染以及气候变化等因素影响,全球水资源短缺压力不断增大。水资源属于常规能源,最显著的特点是可再生、无污染。开发水资源对江河的综合治理和综合利用具有积极作用,对促进国民经济发展,改善能源消费结构,缓解由于消耗煤炭、石油资源所带来的环境污染有重要意义。     

应对全球气候变化的农业抗旱与节水技术需求

一、干旱缺水已成为我国农业面临的常态问题 1998年,联合国曾预言21世纪第一位的问题是人口,第二位是水资源。随着世界经济的发展和人口的增加,人类对水资源的需求量在不断增加,但可供人类直接使用的水资源却不断减少。国内外专家的研究指出,气候变化将改变水资源的分配格局,     

变化环境下岩溶灌区水分循环响应过程研究

岩溶灌区水文特性分析中,要考虑岩溶区(覆盖岩溶区、裸露岩溶区)、非岩溶区的产汇流特点以及岩溶区和非岩溶区之间的水分转化关系。由于受岩溶区多孔隙、地上地下双重空间结构基岩的水文系统的影响以及人类活动和水管理措施的影响,岩溶灌区水分循环呈现复杂性和脆弱性的特点,对变化环境的响应十分显著。基于岩溶灌区水分循环特点,建立岩溶灌区分布式水文模型,将气候变化模型、人类活动参数化模型和分布式水文模型有机耦合,研究灌区水分循环对变化环境的响应过程,可为岩溶灌区水资源高效利用提供参考,制定农业节水、水资源调配应对策略。     

气候因子对地表水资源量变化影响的定量分析

变化环境下滨海城市水资源短缺形势日益严重。根据1956-2013年钦州市逐月降雨、径流、蒸发、气温数据,采用双累积曲线和蒸发差值法进行径流还原,计算地表水资源量;采用Morlet小波分析其未来变化趋势;并采用SCRCQ法,定量分析典型流域气候因子对径流变化影响的贡献率。结果表明:(1)钦州市地表水资源量为106.573~111.533亿m3(相对偏差4.4%),还原水量(天然-实测)趋向率达0.406亿m3,表明以人类活动为主的其他因子对径流减少的影响持续增大;(2)BR与AR期相比,钦州市典型流域径流减少主要受到气候变化的影响,其中受蒸发影响最为显著;CR与AR期相比,其他因子贡献率明显高于降雨、蒸发、气温因子,其中钦江流域高达65.0%~75.7%。钦州市地表水资源量总体呈减少的趋势下,其他因子对径流减少的影响程度加剧、范围扩大,这将使钦州市面临更加严重的水资源供需矛盾。     

基于水压力指数的水资源利用状况评估

水资源利用状况评估对区域水资源的合理开发高效利用和综合管理具有重要意义。对水资源利用状况评估的Falkenmark指数与水压力指数方法进行评述,鉴于水压力指数法所需资料易获取并具有指导意义的特性,运用水压力指数法,基于收集整理的全国水资源一级区2006-2015年的水资源总量与总用水量资料,定量评价全国水资源一级区压力指数,分析了全国水资源利用的低压力、中等压力与高压力状态下的空间区域比例,为大时空尺度的水资源可持续利用研究提供参考。     

基于改进组合赋权法的区域水资源承载力评价

水资源作为人类生存和社会发展的重要资源,其承载力对区域实力提升与协调发展起到不容小觑的作用。针对水资源承载力评价中难以呈现空间关系和定量评价不准确的问题,以芜湖市为例从水资源-经济-生态三个方面选取出人均水资源量、产水模数、降雨量等16个评价指标,采取DEMATEL确定各元素间的影响关系,针对传统熵权法的缺陷将传统熵权法进行改良并计算其客观权重,利用网络层次分析法确定各指标主观权重,并采用乘法合成法将主客观权重进行组合,最后运用模糊综合评价法计算区域水资源承载力评价值构建了芜湖市水资源承载力评价体系。以芜湖市2006-2016年数据为例进行计算,结果表明：芜湖市水资源承载力评价值0.407 1～0.637 0之间,其最低值2006年（0.407 1）,最高值为2016年（0.637 0）,该地区水资源承载力除2011年、2013年以外均为上升趋势,水资源承载力处于临界状态。该方法更好的考虑了水资源承载力评价指标间相互影响的网络关系特点,改良了传统熵权法的缺陷,将主客观权重进行组合赋权进而更加可靠、准确地对水资源承载力进行评价。研究结果可为该地区水资源开发利用提供一定参考。     

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GIS的黄河下游分布式水资源模拟

分布式水文模型是水文界研究的焦点问题之一。该研究选用黄河下游流域作为典型研究流域，应用ARC／INFO技术和遥感信息、国内最新水资源调查资料和我国自行开发的LL-Ⅱ分布式水文模型对流域的水资源量进行模拟计算。黄河下游流域内主河道由于泥沙的不断淤积属于典型的地上悬河，而且该地区随着经济的不断发展，人类活动对水资源的影响日益显著，尤其是跨流域调水的影响。本研究充分考虑各种人类活动对水资源的影响，对径流过程进行连续模拟，并取得了较好的模拟结果。     

基于GS的黄河下游分布式水资源

分布式水文模型是水文界研究的焦点问题之一。该研究选用黄河下游流域作为典型研究流域，应用ARC/INFO 技术和遥感信息、国内最新水资源调查资料和我国自行开发的LL-Ⅱ分布式水文模型对流域的水资源量进行模拟计算。黄河下游流域内主河道由于泥沙的不断淤积属于典型的地上悬河，而且该地区随着经济的不断发展，人类活动对水资源的影响日益显著，尤其是跨流域调水的影响。本研究充分考虑各种人类活动对水资源的影响，对径流过程进行连续模拟，并取得了较好的模拟结果。     

气候变化和人类活动对流域水环境的影响研究进展

全球性气候变化耦合人类活动的影响对流域水环境构成严重威胁,相关问题已成为学术界关注的热点。针对气候变化和人类活动对流域水环境的影响机理,以前人的研究成果为基础,从水环境各方面变化特征及归因分析的角度对现有研究成果进行剖析,综述了气候变化和人类活动如何通过改变水体中污染物来源、迁移转化方式、生化反应速率以及物质和能量的交换等过程,进而对流域水环境产生影响;归纳了目前关于气候变化和人类活动对流域水环境影响的已有研究方法;针对目前研究成果中表现出的问题及不足,进一步就相关方面未来的研究方向作出了展望:从过去单纯考虑流域尺度气候变化和人类活动对关键水环境要素的独立影响,目前定量化分离气候变化和人类活动对流域水环境要素的影响权重,逐步过渡到定量化分析全球大尺度气候变化和人类活动交互作用对水环境的综合影响。     

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.