2018年广东空中水物质评估及开发分析

利用2018年1月1日至12月31日逐小时欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)第五代全球大气再分析产品——ERA5和中国气象局多源降水分析系统(CMA multi-source precipitation analysis system,CMPAS)中逐小时降水产品(CMPAS-hourly),采用基于大气水物质收支平衡方程的水物质评估方法对广东2018年空中云水资源及空中水汽、水凝物时空分布进行评估。对广东省整体而言,2018年水汽降水效率为5.1%,水凝物降水效率为89.6%,水汽和水凝物都为净输出。从空间分布来看,水汽总量自西南向东北逐渐减少,水凝物总量高值区在粤西云雾山、天露山及粤东莲花山的南坡,云水资源总量从北部山区向沿海地区逐渐减小,水凝物降水效率从沿海地区向北部山区逐渐减小。从时间变化来看,水汽总量在夏季最大,水凝物总量在8月下半月和9月上半月最大,云水资源总量非汛期高于汛期;水汽和云水资源的变化月内尺度大于天气尺度,水凝物的变化天气尺度大于月内尺度。     

1956-2007年河南省降水和水资源变化及评估

利用河南省103个气象站的降水量和各省辖市的水资源资料,分析了河南省1956-2007年降水和水资源变化特点,对降水资源量和水资源量进行了丰枯评估;分别采用线性相关法和产水系数法以降水量估算水资源量,并对估算效果进行了对比分析。结果表明：1) 52年来河南省年降水资源量呈不明显的减少趋势,减少速率为2.32亿m3/10a;省内不同区域降水资源量的变化趋势不太一致,豫北、豫西和豫中为减少趋势,豫东、豫西南和豫南呈不同程度的增加趋势。2) 52年来全省水资源总量呈减少趋势,减少速率为10.85亿m3/10a,大于降水资源量的减少速率,省内各区域水资源量均呈弱减少趋势,减少速率为豫西最大,豫北次之,豫中最少;全省水资源总量的年代际变化特点与降水资源量基本一致。3) 水资源总量与降水量关系密切,用年降水量估算水资源总量,平均相对误差为10%～22%;将线性相关法和产水系数法两种估算模式分别用于不同丰枯程度年景的估算,可减小估算误差。     

城市雨水资源化潜力研究

我国水资源短缺,许多城市都面临着水资源短缺问题。充分利用城市降水资源,实施雨水资源化是一条既经济快捷又广泛有效的途径,并可带来一系列生态环境效应。根据城市下垫面性质的不同,将城市建成区划分为不透水区、园林绿地区和水域区3种类型,分别分析了在这3种下垫面情况下雨水资源的利用方式和利用潜力,提出了城市雨水资源化潜力模型。最后利用逐日降水资料,分析了商丘市2000-2005年城市雨水资源化现实潜力。计算结果表明,商丘市年平均雨水资源化可能潜力为22.94×106m3,现实潜力为18.58×106m3,接近常年城市供水总量的30%。     

城市雨水资源化潜力研究

我国水资源短缺,许多城市都面临着水资源短缺问题.充分利用城市降水资源,实施雨水资源化是-条既经济快捷又广泛有效的途径,并可带来一系列生态环境效应.根据城市下垫面性质的不同,将城市建成区划分为不透水区、园林绿地区和水域区3种类型,分别分析了在这3种下垫面情况下雨水资源的利用方式和利用潜力,提出了城市雨水资源化潜力模型.最后利用逐日降水资料,分析了商丘市2000-2005年城市雨水资源化现实潜力.计算结果表明,商丘市年平均雨水资源化可能潜力为22.94×106m3,现实潜力为18.58×106m3,接近常年城市供水总量的30%.     

基于ERA5资料的陕西地区云水资源评估

利用1981—2020年欧洲中心高分辨率ERA5再分析资料及站点实测降水资料,通过中国气象局人工影响天气中心发布的云水资源监测评估方法,对陕西云水资源进行了评估。结果表明：陕西年均水汽总量28 6702×108 t,水凝物总量1 9384×108 t,降水总量1 3907×108 t,云水资源总量5477×108 t,“南多北少”的纬向分布特征明显;近40 a陕西全域云水资源呈下降趋势,含量丰沛的南部地区下降最为明显;液态水凝物主要位于低层850~600 hPa,固态水凝物主要位于中层650~350 hPa,根据水凝物垂直分布,春、秋两季人工影响天气的适宜催化高度约为3~5 km,冬季2~4 km,夏季4~8 km;陕西西、南边界水汽和水凝物净流入,东、北边界净流出,区域整体净收支为正,多年气候倾向率为负,呈下降趋势。     

冬小麦优化灌溉技术是缓解农业用水紧张的重大措施

泰安市年水资源总量为30.43亿方,人均占有量为528立方,占全国人均占有量的五分之一,是世界人均占有量的二十分之一;亩均占有量是484立方,仅占全国亩均量的四分之一,足见我市水资源的紧缺程度。另一方面,根据世界气候专家预测,未来几十年内有气候变暖、中纬度地区降水减少的趋势,这意味着本来就缺水的我市将变得更为干旱。据泰安市多年降水资料统计,年平均降水量为722.6mm,五十、六十、七十年代平均降水量分别为711.6mm、739.8mm、716.4mm,而1981—1989年平均降水量只有575.3mm,只占多年平均值的80％。1986—1989年的四年     

基于InVEST模型的黑河流域上游1990-2018年产水量模拟

基于InVEST模型,以1990年、2000年、2010年和2018年土壤、气象及土地利用/覆被数据作为输入,对黑河流域上游近30年产水量进行评估,采用时空地理加权回归方法（Geographically and Temporally Weighted Regression,GTWR）分析降水、潜在蒸散发及植被净初级生产力（Net Primary Productivity,NPP）对产水服务影响的时空异质性,从而探究黑河流域上游产水服务时空演变特征,结合土地利用/覆被变化揭示流域不同下垫面下产水能力及差异,并识别不同区域的主导驱动因素及驱动强度。结果表明：（1）1990-2018年4期产水总量均值为1.67×109 m3,产水深度均值为167.11 mm,2018年产水量最高（205.80 mm）,2000年产水量最低（137.01 mm）。（2）草地对黑河流域产水总量的贡献最大（76.5%）,冰雪和荒漠的平均产水深度最高,林地平均产水深度最低。（3）降水对产水量影响的正向效应显著,潜在蒸散发对产水量负向驱动明显,NPP对产水量影响整体上负向驱动较强,正向驱动微弱。（4）各因素对产水量影...     

渭河平原的水资源与农作物需水量的研究

将渭河平原的大气降水、地表径流、地下水作为水资源并与作物需水量进行对比，得出水分盈亏量。说明渭河平原大部分地方为缺水区。     

1956—2010年海河区降水变化对水资源供需影响分析

基于全国水资源综合规划和水资源公报获得的海河区1956—2010年降水、水资源系列资料和基准年水资源需水预测成果,分1956—1979年和1980—2010年两个时段,初步分析了降水变化对海河区水资源量和需水量的影响。结果显示:与1956—1979年相比,降水变化导致海河区1980—2010年水资源量减少约86亿m3,经济社会需水量增加约22亿m3,经济社会总缺水量77亿m3,占总缺水量的75%。降水减少加剧了海河区水资源的供需矛盾。     

热带气旋降水监测及评估业务系统

采用热带气旋降水的客观分离方法和实时的热带气旋路径、强度以及同期的气象观测资料建立了热带气旋实时监测与评估系统.系统主要包括热带气旋实时资料接收,热带气旋降水客观分离,热带气旋降水资源评估和对社会经济影响估算以及图形显示等功能.通过降水客观分离方法技术的引入和业务系统的自动化实现,大大提高了对热带气旋影响评估的时效和能力.     

南水北调背景下华北水资源的优化调配

水资源的优化配置是现代水资源规划和管理的重要内容,它主要解决水资源分布与生产力不相适应的问题。作者应用水资源优化配置模型,计算了在南水北调背景下,华北水资源的优化调配方案。在此方案实施的条件下,华北地区中长期的缺水问题将基本上得到解决,且经济仍能保证安全高速发展。     

西北地区建立节水型社会的对策研究

西北地区是我国水资源最为缺乏的地区之一,水资源短缺和利用不合理已成为该地区经济社会可持续发展的主要障碍。本文通过对西北地区水资源及其利用现状的分析和评价,提出实现该地区水资源可持续利用的关键是建立节水型社会,而建立节水型社会的重点在于建立、健全水资源的行政管理体制、市场运行机制和法制体系;建立科学合理的用水指标体系;大力调整农业产业结构。逐步形成节水型农业种植体系;大力调整工业产业结构。逐步建立节水型的工业体系。     

气候变化条件下水资源短缺的状况及适应性措施：海河流域的模拟分析

运用中国科学院农业政策研究中心开发的中国水资源模型,模拟分析了气候变化条件下海河流域的水资源短缺状况及相应的适应性措施的有效性。结果表明：随着社会经济的发展,到2030年海河流域的水资源短缺比例将提高25%,气候变化将使水资源短缺比例进一步提高2%～4%。无论是供给管理还是需求管理的适应性措施,在缓解水资源短缺方面都具有一定的有效性。但是,多标准的评估结果表明,所分析的几种需求管理的适应性措施比供给管理的适应性措施的可行性更高。在需求管理中,采用既提高灌溉水价又提高工业水价的混合水价政策可能是最优的策略选择,采用农业节水技术为次优策略选择。     

气候变化条件下水资源短缺的状况及适应性措施：海河流域的模拟分析

 运用中国科学院农业政策研究中心开发的中国水资源模型,模拟分析了气候变化条件下海河流域的水资源短缺状况及相应的适应性措施的有效性。结果表明：随着社会经济的发展,到2030年海河流域的水资源短缺比例将提高25%,气候变化将使水资源短缺比例进一步提高2%～4%。无论是供给管理还是需求管理的适应性措施,在缓解水资源短缺方面都具有一定的有效性。但是,多标准的评估结果表明,所分析的几种需求管理的适应性措施比供给管理的适应性措施的可行性更高。在需求管理中,采用既提高灌溉水价又提高工业水价的混合水价政策可能是最优的策略选择,采用农业节水技术为次优策略选择。     

水分不足地区降水资源供需平衡模式

在自然界与人类系统水分平衡概念的基础上，提出了作降水评价的供需平衡模式。该模式对全面发挥由降水所形成的各种主要水资源成分的潜力是有用的。用此模式作了个例试验，并提出在水分不足地区缓解水分欠缺的途径。     

Quantification of uncertainty sources in a probabilistic climate change assessment of future water shortages

As the incorporation of probabilistic climate change information into UK water resource management gathers apace, understanding the relative scales of the uncertainty sources in projections of future water shortage metrics is necessary for the resultant information to be understood and used effectively. Utilising modified UKCP09 weather generator data and a multi-model approach, this paper represents a first attempt at extending an uncertainty assessment of future stream flows under forced climates to consider metrics of water shortage based on the triggering of reservoir control curves. It is found that the perturbed physics ensemble uncertainty, which describes climate model parameter error uncertainty, is the cause of a far greater proportion of both the overall flow and water shortage per year probability uncertainty than that caused by SRES emissions scenario choice in the 2080s. The methodology for producing metrics of future water shortage risk from UKCP09 weather generator information described here acts as the basis of a robustness analysis of the North Staffordshire WRZ to climate change, which provides an alternative approach for making decisions despite large uncertainties, which will follow.     

水资源脆弱性的研究进展

水资源是影响可持续发展最主要的环境因素,研究水资源的脆弱性以及气候变化对水资源脆弱性的影响关系到我国国民经济可持续发展的重大问题。文章系统地阐述了水资源脆弱性的概念、评价指标体系、研究方法、研究进展以及降低水资源脆弱性应采取的适应对策措施等。并提出今后应进一步明确水资源脆弱性的概念和研究范围,完善现有的指标体系,提高脆弱性图表的统一性和可比性以及应用高新技术开展水资源脆弱性的研究等。     

气候变化对中国东部季风区水资源脆弱性的影响评价

将耦合暴露度、灾害风险、敏感性与抗压性的脆弱性评估模型应用于中国东部季风区水资源脆弱性评价,从水资源供需平衡角度分析了气候变化对东部季风区水资源脆弱性的影响。结果表明,2000年气候条件下,我国东部季风区接近90%的区域水资源处于中度脆弱及以上状态。其中水资源中度和高度脆弱区域约占全区的75%,极端脆弱区域接近15%。中国北方海河、黄河、淮河和辽河流域的水资源脆弱性最高。未来气候变化影响将加剧水资源脆弱性的风险,不同RCP排放情景下2030年代我国东部季风区水资源中度脆弱及以上区域面积有明显的扩大,极端脆弱区域将达到20%～25%。由于未来需水的进一步增加,中国北方水资源脆弱性的格局并未发生根本变化,而南方东南诸河等区域将面临可能发生的水危机。     

河西内陆河流域的水循环特征

本文主要从分析我国西北内陆水循环主要环节出发。揭示河西内陆河流域水循环在山区形成水资源、在平原散失水资源和在人工绿洲产生水循环二元结构、以及水量相互转化和联系的特征；对山区消耗水量，走廊盆地人工绿洲建设引起的地表水与地下水转化的变化及其消耗水量的增加。以及下游水分亏缺等问题作了评价；还对山区与平原绿洲及其之间的局地水循环，西部开发实施黑河和塔里木河综合治理中实现良性循环和传递流域水循环整体概念等问题进行了讨论。     

北方五省农业结构调整与水资源可持续利用研究

采用线性规划方法,以水分生态经济综合指标为最大化目标函数,对北方五省(山西、陕西、宁夏、甘肃、内蒙古)以2000年现状进行农业结构调整,调整后方案可使水分生态经济综合指标提高,对缓解水资源缺乏,提高生态经济效益有明显效果。