近10年我国用水与水资源利用情况时空特征研究

水资源是社会经济发展的重要物质基础,地下水是水资源的重要组成部分,水资源合理开发利用是社会经济可持续发展的重要因素之一.基于《中国统计年鉴》及《中国水资源公报》中2003—2012年用水及供水相关数据,利用EOF展开方法,分析了我国31个省级行政分区用水和水资源利用情况的空间分布及时间演变特征.研究结果表明:全国总用水量不断增加,但增幅有所减小,各地区用水总量变化趋势多样,中东部变化较大,西部变化较小,河北省、浙江省、海南省、青海省和甘肃省与其他地区反相变化;江苏省、浙江省和广东省地下水资源的利用与工业产业协调发展,可作为其他地区的典范;北京市、天津市、河北省、山西省、陕西省、甘肃省和青海省通过调整产业结构,地下水资源利用状况向良好的趋势发展;新疆维吾尔自治区和内蒙古自治区的地下水资源利用现状和趋势不容乐观,应注意增强环保意识,调整产业结构,以求水资源得到协调、可持续的开发和利用.     

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。     

缓解和解决京津唐地区水资源供需矛盾探讨

从如何解决好该地区水资源供需矛盾的角度出发,分析讨论了京津唐地区水资源概况、水资源开发利用现状和未来对水资源的需求情况,在此基础上,提出和探讨了解决京津唐地区水资源问题的若干途径,并认为节约用水特别是农业节水开展地下水库人工调储和解决京津京津占区水资源问题的根本,也是一条经济可行的途径,至于南水北调尚需进一步研究 。     

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。     

黄河流域农业水资源利用效率综合评估研究

为了评估黄河流域及其各省(区)农业水资源利用效率,根据专家意见与实际数据支撑构建农业水资源评估指标体系,采用熵权模型计算评估指标集中各指标的权重值,将各省(区)的评估指标通过权重加权,得到综合指数,对黄河流域及其各省(区)的综合农业水资源利用效率进行对比分析。结果表明,评估指标体系各指标的熵权计算值中,各指标的权重相差不大,表明评估指标集中各指标对综合指数的影响程度相当。黄河流域9省(区)的综合指数计算结果中,山西、山东、河南与陕西的综合农业水资源利用效率较高,甘肃、四川与内蒙古处于中等水平,而宁夏相较于其他几个省(区)明显低下。农业水资源利用效率低下的原因,与黄河调水量、农业基础设施情况及灌溉管理机制有关。黄河调水量的减少,使得国家分配给农业的调水量在不断减少;农业基础设施薄弱,直接导致农业用水浪费,灌溉水量增多;灌溉管理机制不完善,使得农业用水不合理,农业水资源利用效率不高。     

中国水资源年景评估方法及其应用研究

根据产水模数及水资源利用率两项指标 ,将我国水资源状况分为三类 :常年缺水区、旱年缺水区、常年不缺水区 ,确定北方地区为水资源评估业务服务的重点地区。为实现年水资源的定量评估 ,利用降水历史资料和水资源总量资料 ,根据水资源总量、产水系数与降水的关系 ,建立了全国及各省 (市、区 )年水资源总量的评估模型 ,并形成水资源年景评估业务系统。     

基于EFDC模型对鄱阳湖湖面面积的推算方法

鄱阳湖是中国最大的淡水湖泊,水位与面积是湖区生态系统中的重要参数.主要研究鄱阳湖水位与面积的数学关系,以便用水位来快速推求湖面面积.利用美国EFDC水动力学模型对典型年份面积进行模拟,得出逐日模拟面积,而后根据康山、棠荫、都昌和星子4站实际水位与模拟面积建立数学关系,最后使用遥感数据对模拟面积进行验证.结果表明,典型年份鄱阳湖水位与面积具有高动态性,平均相对误差为4.14%,模拟面积与实际面积误差较小.     

东昆仑山邻近地区水资源开发利用

与东昆仑山区及南疆东部生产建设最直接关联的是水资源，根据水资源承载能力和如何合理使用水资源，生态用水及工农业、生活用水按比例合理分配，达到保护、发展林木、草场、扼制沙化，稳定和逐步发展工农业，提出依各河径流按林4农3牧2的比例模式分配水资源。     

沿海缺水灌区地表水地下水联合调配管理信息系统

根据沿海地区实际情况,集成以往的研究成果及相关数据,建立沿海缺水灌区地表水地下水联合调配管理信息系统.该系统具有友好的界面,是地理信息系统、数据库技术以及水资源系统模拟优化等多技术综合集成的动态管理系统.模型具有一定的通用性,可为沿海缺水灌区地表水地下水规划管理服务,也可为各级水管部门准确及时提供水资源信息.     

基于SWAT模型分析三江源兴海地区水资源演化对近40年气候变化的响应

气候条件在水资源形成、演化过程中扮演着非常关键的角色,气候条件的变化将通过水资源对社会经济与可持续发展产生作用。本文以三江源头地区的青海省兴海县为代表,通过对兴海县近40年气候资料分析和水资源有关参数的计算,结合兴海县水资源演变状况。根据工农业和生产用水和生活用水不同水平对水资源的要求,分析了兴海县气候和气候变化对水资源演变的影响,为了合理利用和开发水资源提出了参考建议。     

应用区域地基全球定位系统观测分析北京地区大气总水汽量

利用2000年6月1日～8月11日北京地区地基全球定位系统(Globe Positioning System)网遥感大气总水汽量试验的观测资料,分析了北京地区夏季大气总水汽量的时空变化,研究了大气总水汽量与日平均温度、地面水汽压和降水的关系.研究结果表明:大气总水汽量存在明显的时空变化,对于地理位置基本相近的台站,海拔高度的影响比较明显,一般情况下高山站的水汽总量低于平原站;在晴天,地面水汽压与大气总水汽量有较好的相关性,而在云雨日,由于高低层大气湿度的变化常常不同步,用地面水汽压估算的大气总水汽量具有较大的偏差;大气总水汽量短时间内的快速增加往往对应有降水过程出现,但总水汽量的大小与降水量之间并没有明显的相关,在降水预报中应综合考虑总水汽量的前期平均水平、短时的增幅和峰值大小等条件的影响.     

全国碳交易下中国钢铁行业的基准线法研究

自2011年来,中国碳排放权交易机制不断健全完善,其中基准线法被确定为全国碳交易初始配额分配的主要方法。钢铁行业作为仅次于电力行业的第二大碳排放部门,加快对其开展基准线法碳交易的测算、设计和评价,对纵深推进全国碳交易市场建设具有重要意义。文中基于2018年钢铁企业直报的温室气体排放数据和单位产品碳强度这一关键指标,确定了中国钢铁行业开展全国碳交易的基准线方案。结果显示,钢铁行业碳交易基准线应包括炼钢及之前的6个工序,基准值宜采用效率较高的前70%至80%范围内的企业碳强度均值,在配额确定时无需考虑行业区域差异,但针对企业间碳强度差异较大的工序应设立从历史法到基准线法的过渡期。     

基于约束性分析的数据与作物模型同化方法

同化观测数据可为作物生长模型的区域应用提供支持。该文定义了观测数据对模型参数的约束性,研究发现华北夏玉米观测数据对WOFOST模型的可约束参数主要包括初始总干物重、不同发育阶段的比叶面积、初始最大CO₂同化速率、叶片衰老系数、初始土壤有效水、最大根深日增量以及初始根深的初始土壤水分含量等。建立了基于参数约束性分析的观测数据与作物生长模型同化方法和流程, 利用优化算法进行作物生长模型所有参数和变量初值的敏感性分析,遴选出各状态变量的敏感参数;根据拟合度与优化结果之间关系进行敏感参数的约束性分析,获得不同变量的可约束参数;组合优化可约束参数得到各参数最优值,由此实现了观测数据与作物生长模型的同化。约束性体现了观测数据对模型参数或变量初值的控制能力,可约束参数作为待优化参数使数据模型同化获得了最优结果。     

区域海气耦合模式对华北夏季大气水汽输送模拟结果的检验及其与单独气候模式的比较分析

将区域海气耦合模式RegCM3-POM和区域气候模式RegCM3 40年(1963-2002年)的模拟结果与NCEP/NCAR再分析资料进行对比,检验区域海气耦合模式对中国华北地区夏季大气水汽含量和水汽输送特征的模拟能力,比较耦合模式与单独区域气候模式的差异.结果表明,区域海气耦合模式RegCM3-POM的模拟性能相对于单独区域气候模式RegCM3,大气水汽输送特征的模拟能力有了较大的改进.分析显示两种模式都能够较好地再现东哑地区气候平均夏季大气水汽储量浅红和水汽输送的空间分布特征,而耦合模式对大气水汽输送的模拟更为合理.在对流层中低层更接近观测;耦合模式对中国华北地区夏季平均大气水汽输送通量在垂直方向卜的分布型及水平4个边界水汽输送收支的模拟,相对于单独大气模式有了一定的改进;耦合模式对伴随华北地区夏季早涝的大气水汽异常输送也具有较好的模拟能力,其模拟的水汽输送异常的来源与观测基本一致,尤其是在20°N以北地区,耦合模式结果相对于单独区域气候模式有了很大的改进.但同时耦合模式在低纬度海洋上对气候平均夏季大气水汽含量模拟的偏差比区域气候模式显著;与观测相比,耦合模式对来自孟加拉湾地区的大气水汽输送模拟偏弱,而对西太平洋副热带高压西侧水汽输送模拟偏强,与华北夏季旱涝相联系的水汽输送异常的模拟在低纬度海洋上也存在明显偏差.     

碳市场与电力市场机制影响下发电机组成本分析与竞争力研究

碳市场和电力市场将共同发挥市场对资源优化配置的决定性作用,对共同市场主体发电企业带来经营和发展挑战。在考虑碳成本的基础上,采用发电机组经济性影响模型,定量分析了碳市场不同发展阶段对发电机组发电成本的影响,定量评价不同能源结构投资收益经济性,以及对集中竞价市场出清顺序的影响。结果表明,随着有偿配额比例和碳价增加,碳成本占发电成本比例逐步攀升,燃煤机组碳成本占发电成本比例最高将达29%,燃气机组此比例达6%;在设定碳市场高比例配额有偿分配和高碳价情况下,煤电和气电单位发电收益逐步降低甚至出现亏损,远低于可再生能源,推动投资逐步向清洁高效火电机组和可再生能源倾斜;碳成本将成为竞价市场需考虑的重要因素,并影响发电机组出清顺序,进一步巩固高效率、低排放机组在集中竞价市场中的竞争力。     

冬小麦夏玉米土壤水分预报及优化灌溉模型

利用土壤水分平衡方程，结合河南省冬小麦和夏玉米的生长规律和1994～2000年冬小麦、夏玉米田实测土壤湿度资料，建立了河南省冬小麦、夏玉米土壤水分预报及优化灌溉的计算机模型。用1998～1999年郑州市麦田实测土壤湿度资料验证该模型模拟结果，未来10、20、30天土壤湿度相对误差分别为-7．3％～7．7％、-8．3％～6．8％、-7．6％～7．7％，表明利用该模型，可以较为准确地预报未来1个月的土壤水分变化，并可根据小麦、玉米不同发育期特点，给出以最高产量和最佳经济效益为目标的灌溉建议。     

全球变化下澜沧江-湄公河流域水量平衡模拟

流域水文模型是区域水资源评价的重要工具,基于普林斯顿全球气象驱动数据集和澜沧江-湄公河流域（简称：澜湄流域）八个水文站实测资料,分析了澜湄流域不同区间的水文特性,采用RCCC-WBM模型（Water Balance Model developed by Research Center for Climate Change,RCCC-WBM）开展了区间径流及水量平衡模拟研究。结果表明：1）澜湄流域不同区间气候水文差异显著,上游气温低且年内变幅大,下游气温高年内变幅小;尽管不同区间降水、径流的年内分配特征总体一致,但径流的年内分布峰值大多滞后降水峰值一个时段。2）RCCC-WBM模型能够较好地模拟出澜湄流域不同区间的径流过程,率定期和验证期的月径流模拟效率系数（Nash-Sutcliffe Efficiency,NSE）均在60%以上,总量模拟误差（Relative Error,RE）也均控制在±10%以内,模型具有较好的区域适应性。3）模拟的土壤含水量都具有先衰减后增加再衰减的年内分配特征;不同季节径流和蒸发耗散的水源不同,降水是汛期水分耗散的主要来源,而土壤含水量是非汛期径流和蒸发消耗的主要水源。     

棉花耗水规律和灌溉随机控制

根据5年田间试验资料,分析了棉花产量与耗水量的抛物线关系,确定了棉花最佳耗水量;根据棉花植株在不同土壤湿度情况下气孔阻力、蒸腾强度和蕾铃脱落率的变化,确定了不同生育阶段的适宜水分指标和干旱指标。在此基础上,研制了棉花灌溉随机控制模型,可以动态预报棉田土壤有效水分含量和实际蒸散量,并从经济效益和水分利用效率的角度提出优化灌溉决策。     

河南省冬小麦生产水足迹时空特征分析

为了清晰地描述冬小麦生产中耗水特征,基于水足迹理论和量化方法,分析了河南省小麦生产水足迹特征,并对造成水足迹区域差异的因素进行归因分析。结果表明:小麦生产水足迹的空间分布差异显著,其中豫西、豫中、豫南和豫北的小麦水足迹较高,而豫东地区的生产水足迹较低。豫南绿水足迹比例最高为34.5%,豫北绿水足迹最低为13.6%,绿水足迹所占比例呈现出从南向北递减的空间分布格局。归因分析结果显示,化肥、农机动力、降水量和平均气温是影响小麦水足迹空间差异的主要因素,且农业生产因子对水足迹的影响大于气象因子的。因此,提高农业生产效率和农业水资源利用效率,对河南省水资源的合理配置和高效利用有重要意义。     

Spatially explicit assessment of water embodied in European trade: A product-level multi-regional input-output analysis

Responsible water management in an era of globalised supply chains needs to consider both local and regional water balances and international trade. In this paper, we assess the water footprints of total final demand in the EU-27 at a very detailed product level and spatial scale—an important step towards informed water policy. We apply the multi-regional input-output (MRIO) model EXIOBASE, including water data, to track the distribution of water use along product supply chains within and across countries. This enables the first spatially-explicit MRIO analysis of water embodied in Europe’s external trade for almost 11,000 watersheds world-wide, tracing indirect (“virtual”) water consumption in one country back to those watersheds where the water was actually extracted. We show that the EU-27 indirectly imports large quantities of blue and green water via international trade of products, most notably processed crop products, and these imports far exceed the water used from domestic sources. The Indus, Danube and Mississippi watersheds are the largest individual contributors to the EU-27’s final water consumption, which causes large environmental impacts due to water scarcity in both the Indus and Mississippi watersheds. We conclude by sketching out policy options to ensure that sustainable water management within and outside European borders is not compromised by European consumption.