虚拟水理论与方法的研究进展

虚拟水是当前研究的热点领域，是实体水资源概念在经济社会领域中的拓展。本文在对虚拟水相关概念和意义介绍的基础上，对国内外有关虚拟水问题的研究进展分虚拟水理论研究、虚拟水贸易与粮食安全、虚拟水战略、水生态足迹、虚拟水量化等5个方面进行了归纳和总结，最后探讨了未来虚拟水的研究方向，认为水资源概念的扩展、虚拟水的量化、以虚拟水概念理论制定相关政策、水生态足迹和虚拟水贸易平衡等5个方面是未来可以深入讨论的重点。     

虚拟水引入对北京市水资源承载能力的影响研究

根据近年来北京市产业结构、经济社会规模及用水量变化，研究了虚拟水引入量。通过实施农业种植结构调整与虚拟水战略对外调水、再生水及自产水资源进行配置，采用定额趋势法分析了虚拟水引入对北京市水资源承载能力的影响。提出水资源管理对策措施。研究成果对北京市农业产业结构调整与布局具有参考价值。     

浅析ET与农作物产品虚拟水之间的关系

首先引入ET和虚拟水及水分生产率的概念,详细介绍目前ET和虚拟水及水分生产率的计算方法,并对ET与农产品虚拟水的相互联系进行重点探讨,同时就目前国际上较为先进的ET技术和虚拟水战略理论的概要进行解释,提出了农业结构战略性的调整和区域水资源管理的有效措施和建议。     

虚拟水研究分析

虚拟水作为21世纪的一种新水资源观,为缓解我国水资源压力和粮食安全问题开辟了研究的新领域.在分析虚拟水概念的基础上,对虚拟水贸易、虚拟水战略、水足迹、虚拟水量化结合研究现状进行实例分析,证实了我国实行虚拟水战略的可行性.结合虚拟水在我国的发展情况,提出进一步的研究重点.     

水足迹研究进展及其对农业水资源利用的启示

在明确水足迹起源、概念的基础上,综合评述基于虚拟水理论的水足迹方法、生命周期评价和基于生命周期评价的水足迹方法。比较不同方法的特点及其研究意义,认为基于虚拟水理论的水足迹方法适用于区域层面,而基于生命周期评价的水足迹方法更适用于产品层面的研究;二者结合可为农业水资源可持续利用提供从区域到产品尺度的研究方法及思路。     

虚拟水理论在河北省农业用水管理中的战略应用分析

从河北省水资源匮乏的实际以及虚拟水理论入手,调查分析了河北省主要粮食产品的区域贸易量和出口贸易量以及由此引发的虚拟水的流出量,得出河北省2000-2005年输出的虚拟水总量平均为20.78亿m3,这期间粮食作物灌溉用水量平均为202.48亿m3,占粮食作物用水量的10.26%。据此,在深入探究虚拟水理论应用于农业用水管理的理论基础上,进一步提出虚拟水理论在河北省农业用水管理中的应用思路。     

虚拟水域虚拟水战略研究进展

水资源短缺是阻碍社会经济发展的主要因素。在当前的水资源研究中，虚拟水研究是水资源管理领域较前沿的一个课题，为水资源的可利用方式选择、区域性缺水、国家粮食安全等问题指明了道路。虚拟水是一种概念水，是生产产品所消耗的水量。虚拟水战略是指贫水国家或地区通过贸易的方式从富水国家或地区购买水密集型农产品（尤其是粮食）来获得水和粮食的安全。文章概述了虚拟水研究进展及虚拟水的计算方法，从国内外研究虚拟水的进展与涵盖内容进行了比较，指出了以后国内虚拟水研究的方向，最后从政策涵义上分析了虚拟水及虚拟水交易。     

水足迹在河北省水资源管理中的实证研究

虚拟水和水足迹是当今水科学研究的新热点,被认为是解决粮食与水资源安全的重要策略,是衡量人类对水资源系统真实占有量的有效手段。首先介绍了虚拟水、水足迹的概念及其相关理论与计算方法,然后在可获取的实际资料的基础上,计算了2000-2007年河北省居民消费的虚拟水数量和水足迹总量。结果表明：全省8年间的虚拟水消费量在水足迹构成中所占比重最大,同时全省人均水足迹占有量逐年增加,但仍处于较低水平。研究结果可为河北省水资源的可持续管理决策提供相应的理论支持。     

山东省水足迹演变趋势及水资源管理对策

水足迹是反映人类对水资源消费利用情况的一个全新概念。本文从虚拟水的角度计算了山东省2005—2011年的水足迹和人均水足迹,并在此基础上探析其发展变化趋势及影响因素,进一步明确山东水资源开发利用和管理的方向及对策。     

基于减少水足迹的水资源管理措施

水足迹是衡量人类真实水资源需求的概念,因此通过水足迹研究,能够寻找调整水资源消费模式的切入点,并据此采取相应的措施减少水足迹,提高水资源利用效率。基于上述理论,提出了减少水足迹的水资源管理措施:提高工业用水效率,调整产业结构和消费模式,发展虚拟水贸易,可以直接降低区域水足迹;提高灌溉水有效利用率,提高绿水利用率可以降低农业水足迹;通过加强非传统水资源特别是再生水、海水、雨水的利用,可以提高水资源重复利用,间接降低水足迹。因此建议在流域上利用水足迹理论,将水资源和生态系统整合起来,进行水资源管理。     

沿海围垦区水资源管理决策系统开发研究

江苏沿海开发对于缓解江苏地区人多地少的矛盾、补充耕地资源不足与加快长三角产业发展具有重要作用。但是,江苏沿海开发也对水资源需求产生重大而深远的影响,使得水资源保障面临巨大挑战,因此建立信息及时可靠、模型切实有效、会商简洁高效的系统来支持沿海围垦区水资源管理决策是非常必要的。采用Java语言编写,基于Oracle数据库和GIS技术,以C/S与B/S相结合的结构模式构建起来一个面向决策者和管理人员的决策支持系统,其中包括信息管理与查询子系统、用水预测子系统、来水预测子系统、水量调度子系统与决策会商子系统五部分。沿海围垦区水资源管理决策系统的开发与研究对于优化江苏沿海水资源供需格局,破解江苏沿海水资源保障难题具有重大意义,也具有广泛的推广应用前景。     

国外跨流域调水工程的运营管理对我国的启示

通过分析国外重大跨流域调水工程的管理与运营过程中涉及的技术、环境、法律以及经济等多学科的问题,从立法、水权、水价、水资源统一管理、工程建设的投资管理以及跨流域调水的运营管理模式等"软环境"方面,总结了国外跨流域调水工程运营管理的成功经验,为我国跨流域调水工程的实施提供参考。     

南水北调中线水源区水文特征分析及其 水资源适应性利用的思考

南水北调中线调水工程是为了解决华北地区缺水问题而采取的特大型调水工程,水源区地理特征是调水水量和水质的重要基础。然而,从目前的研究现状看,对水源区边界、面积、河流长度等主要特征参数和水资源特征系统梳理不足,水资源利用仍存在一些问题。基于此,从地理学的角度,借助地理信息技术和统计学方法,结合实地调研,对南水北调中线水源区主要特征参数进行系统梳理;分析和总结水资源特征、水资源开发利用演变过程以及存在的问题;基于水资源适应性利用理论,结合南水北调中线水源区实际,提出其水资源适应性利用的研究思路和战略措施建议。研究成果对保障南水北调中线可持续调水、支撑水源区水资源开发利用和协同管理提供技术支撑。     

我国西北地区主要农作物贸易对区域水资源影响

随着我国粮食生产重心的北移,西北地区在全国粮食安全中的作用日益凸显,然而该地区水资源缺乏,水土资源时空匹配性差对当地的生态安全、粮食安全和水安全构成了巨大威胁。近些年,伴随着城市化和区域贸易的快速发展,西北地区农作物产量和外运量均快速增长,大量的农作物虚拟水伴随贸易输送到全国各地,进一步加剧了西北地区的水资源压力,严重制约当地的可持续发展。基于此,本研究对2000-2015年西北地区主要农作物生产水足迹和伴随着农产品贸易的虚拟水流动格局进行了量化分析,在此基础上评估了西北地区农产品贸易输出引发的水资源压力。结果表明,研究期内2000-2015年西北地区主要农作物生产水足迹呈上升趋势,从2000年的417.16亿m~3增长到2015年的439.87亿m~3。与此同时,农产品贸易伴生的虚拟水流动量显著增加,从2000年的220亿m~3增长到2015年的272.99亿m~3,严重加剧了当地的水资源压力。陕西、内蒙古、新疆和甘肃水资源压力均高于全国平均水平,陕西更是呈重度水资源压力状态。因此,本文从技术发展和宏观战略层面提出了创新农业实体水资源利用效率、建立虚拟水补偿机制以及合理优化调整区域产业结构的应对策略与建议,为保障我国西北地区水资源可持续利用提供了科学参考。     

基于污染物总量控制的流域水环境 管理绩效优化研究 - 以吉林省招苏台河流域为例

为探寻流域污染物总量控制和水环境管理绩效之间的关系,建立覆盖流域社会、经济、生态的水环境综合管理绩效指标体系,计算环境绩效并分析其变化趋势,以水污染物削减量为决策变量,以投入资金量最小为优化目标,设置环境绩效优化、控制断面水质达标、污染物削减提升的约束条件,构建基于结构、工程、监管提升的流域水环境管理绩效优化模型。以吉林省招苏台河流域为例,利用Lingo8.0软件编程进行优化求解,得到优化方案总投资15.09亿元,COD、氨氮总削减量分别为9 879.1t,619.68t,规划期末水环境管理绩效提升至0.856。水环境管理绩效指标体系可较全面的反映绩效值的定量变化,得到的优化方案满足流域水环境质量改善和污染物总量控制的要求,有效降低资金投入,为流域管理和发展提供参考。     

新形势下我国节水现状及问题分析

近年来,通过全面推进节水型社会建设,全国用水总量持续增长势头得到有效遏制,水资源利用效率明显提高,各行业节水取得显著成效。经统计分析,2016年较2010年总用水量、各行业用水量及占比变化不大,万元GDP用水量下降36%,灌溉水有效利用系数由0.51提高到0.54,万元工业增加值用水量下降42%,工业用水重复利用率提高到了88.3%,城镇公共供水管网漏损率维持在15%左右。农业、工业、城镇各重点领域现状节水水平与国际先进水平对比,仍存在较大差距,节水型社会建设任重道远。随着中国特色社会主义进入新时代,对水安全保障提出了更高要求,同时气候变化使得经济社会发展与水资源保障矛盾更为突出,节水工作面临新的形势与挑战。从法律标准、政策机制、科技创新、计量统计、管理体制、节水宣传等方面深层次探讨了现状节水工作存在的问题,并提出新形势下实施国家节水行动的重点及建议。     

三江平原水资源开发利用程度变化与驱动因素

水资源开发利用程度评估与分析研究对于区域水利规划和水资源管理具有实践指导意义。三江平原作为国家商品粮生产基地,具有保障国家粮食安全的重要作用,同时,水资源开发利用问题与供需矛盾也日益凸显。为了定量研究三江平原水资源开发利用状况与态势,运用基于变异系数和相对熵改进的TOPSIS方法,对研究区水资源开发利用程度进行了综合评价,并对1984-2011年研究区水资源开发利用程度变化特征及驱动因素进行了分析。结果表明:2011年三江平原水资源开发利用程度处于中等水平,东北部地区较高,西南部地区较低;2001年是三江平原水资源开发利用程度变化的时间节点,2001-2011年十年间三江平原一半以上分区的水资源开发利用程度发展至中等水平;地下水资源开发利用和农业灌溉是三江平原及其大部分分区水资源开发利用程度变化的核心驱动因素,鹤岗市、双鸭山市和佳木斯市是推动研究区水资源开发利用程度演变的主要分区;相比2011年,2017年三江平原水资源开发利用程度和关键驱动因素无明显变化。研究结果可为三江平原水资源可持续利用提供参考和借鉴。     

大型景观湖三维仿真演示研究

以某大型景观湖为例,研制了大型景观湖仿真演示系统。系统包括景观仿真和水利设施仿真。采用虚拟现实和Virtools仿真技术,构建了湖区三维虚拟现实场景,制作了重点区域景观视频,实现了湖区全景仿真和重点区域仿真;采用三维动画技术,制作了闸门和防渗墙三维动画,实现了水利设施仿真。景观湖仿真演示系统可服务于景观湖工程运行管理,全面介绍景观湖,再现景观湖周边的美丽景观,展示重要水利设施的功能。研究成果对类似大型景观湖仿真演示系统的建设具有指导意义。     

节水减氮对日光温室番茄产量和 水氮利用效率的影响

为降低蔬菜园区经验水肥管理制度造成的资源浪费,提高作物水肥利用效率,探讨了滴灌和膜下沟灌两种灌水技术下,节水减氮对番茄根区深层渗漏量、番茄耗水量、产量和水氮利用效率的影响。结果表明:在采用60%~80%园区经验灌水量的条件下,番茄耗水量降低了17%~43%、水分利用效率提高了9%~59%,灌水量对产量影响不显著;而在50%园区经验施氮量的条件下,番茄增产9%~17%、氮肥利用效率提高12%~35%;滴灌与膜下沟灌相比,春夏茬各试验处理水分利用效率、氮肥利用效率和产量均值分别提高6.9%、8.4%和8.2%,秋冬茬分别提高4.1%、4.9%和5.3%。综合分析表明,与园区经验水氮用量相比,80%的经验灌水量、50%的经验施氮量不会显著降低产量,但可以显著提高水氮利用效率;滴灌与膜下沟灌相比能减少深层渗漏量,减少水肥资源的浪费。     

京津冀地区适水发展问题与战略对策

阐述了适水发展理论的产生背景、内涵及对象与任务。适水发展是依靠科技进步,开发利用广义水资源、提高用水效率,根据水资源条件转变用水模式、优化用水结构和水资源配置,拓展水资源开发利用新空间,实现水资源可持续利用。从适水发展的角度,系统分析了京津冀发展面临的严峻的水资源问题,主要有水资源极度短缺、用水压力大、生态持续恶化和非常规资源资源利用程度低等问题,严重制约京津冀协同与可持续发展。针对存在的主要问题,提出了京津冀走适水发展道路的战略对策,实行水资源开发利用的多方面战略性转变,重塑京津冀适水型产业体系,构建适水型现代工业,发展适水型现代农业,建设适水型城市,实现京津冀地区社会-经济-生态健康永续发展。