区域主要作物生产实体水-虚拟水耦合流动过程解析与评价

水安全是粮食安全的刚性基础.在农业生产过程中(产前、产中、产后)自然-经济-社会(三元)因素驱动下,其水资源消耗形成实体水-虚拟水(二维)嵌入转化、互为反馈、相互影响的耦合流动过程.本文基于实体水-虚拟水"二维三元"耦合流动理论,集成构建了以水量为参数的区域作物生产广义实体水-虚拟水耦合流动过程量化方法,并应用于我国"丝绸之路经济带"沿线西部六省,对其1985～2013年主要作物实体水-虚拟水耦合流动过程进行解析与评价.揭示了区域作物生产实体水-虚拟水耦合流动现象,发现六省间水资源消耗与流动存在资源与经济效益的此消彼长现象.表明以农田尺度实体节水为目标的资源单视角传统农业水资源管理理念,已不足以实现多空间尺度水资源的资源-经济同步高效利用的管理目标,而具有资源-经济-社会三重意义的区域农业全产业链实体水-虚拟水统筹管理应为有效解决思路.基于此,初步提出三点思考:(1)现代农业节水应实体水-虚拟水统筹考虑;(2)需加快突破农业生产实体水-虚拟水耦合流动量化、评价方法与调控关键技术;(3)建议基于农业全产业链视角,建立基于实体水-虚拟水二维度理论的农业水资源管理体系,确保实现各阶段水资源管理"三条红线".     

跨境水分配及其生态阈值与国际法的关联

以澜沧江-湄公河流域为案例,对跨境水资源国际双边和多边条约,协定数据库资料、湄公河区域性国际协定等进行分析,归纳出公平合理和不造成重大危害的分配原则、水资源分配指标体系和相关模式,判识该流域水资源分配最大、最小流量和水位等重要阈值;利用流域各国水资源开发利用现状及发展目标信息,为保证流域生态环境用水和以各国境内产水量为基础,建立以水量分配为核心的水资源全局分配、项目分配和流域综合分配三类5种分配方案,比较各方案效益．结果表明:(1)全局分配方案可公平确定各国的用水额,但无法维护流域生态目标;(2)项目分配方案可满足大多数流域国需求,但难以满足流域生态(特别是防止三角洲盐水入侵)及越南的发展目标;(3)综合分配方案可满足预期内各国的发展需求和流域生态的可持续性,但利益获得者有必要提供补偿以体现跨境水资源分配的公平性．     

二元水循环条件下水资源管理理念的初步探索*

中国存在水资源短缺、水生态退化以及水环境恶化等问题,一方面是由于中国水资源本底差的客观条件,另一方面是由于水资源管理的不完善。为此,本文针对后者, 结合“自然人工”二元水循环过程,对现代环境下的流域/区域水资源管理作了新的探索,提出“以耗水（ET）管理为核心,七大总量控制为约束”的水资源管理新理念。通过与传统水资源管理的对比,论述了在二元水循环条件下开展“以耗水（ET）管理为核心,七大总量控制为约束”的水资源管理的重要性; 同时,通过分析实施耗水和七大总量控制指标的现代先进的技术说明了开展的可行性。     

现代农业节水漫谈

Question:什么叫农业节水?Answer:农业节水并非一味地减少用水量,而是为了可持续性地实现一定农业生产目标,高效利用一切可用农业水资源,尽量减少农业用水过程中的一切无效损耗,提高农业水资源转化为农产品的效率。随着人口增加,保障粮食安全已成为世界可持续发展的首要问题,2030年世界人口将达75亿,粮食需求达33亿吨,按现有用水效率计算,农业灌溉用水将增加30%(现有2810立方千米),缺口达750立方千米,水资源短缺已成为全球粮食安全的主要制约因素。缓解粮食增产需求与农业可供     

固体废物管理和温室气体耦合控制的不确定双层规划

以北京市城市固体废物管理系统为例,采用不确定双层规划方法建立优化模型(IBLP-GC),其中以区间参数反映系统的不确定信息,从环境角度体现对温室气体排放量的严格控制,从经济角度体现区域管理成本最小化,实现环境目标和经济目标的集成化.并提出基于模糊满意度的相互作用2阶段算法对模型进行求解.结果表明,在规划期内,填埋场、生化处理厂、焚烧厂的处理比例达到0.25:0.35:0.40,垃圾资源化利用率达到75%;填埋场是温室气体的首要排放源,而生化处理厂和焚烧厂是管理成本的主要贡献单元.3种模型的综合对比分析表明,系统成本越低,温室气体排放量越高,造成较低的垃圾资源化程度;开展填埋气综合利用是一种潜在的、能同时降低温室气体排放量和削减系统成本的途径;与2个不确定单目标规划方法(ILP-GHG和ILP-COST)相比,不确定双层规划模型能够提供不确定条件下的综合考虑环境影响和经济效益的固体废物管理规划方案.     

线性规划法在水资源系统规划优化配置中的应用

水资源系统规划是根据流域或区域国民经济发展规划及生产、生活、生态环境对水资源的需求,结合区域水资源条件和特点,选择和制定水资源综合开发利用的最佳方案和实施计划,实现水资源的优化配置和高效利用.为了实现水资源的可持续利用,促进我国人口、资源、环境和经济的协调持续发展,需要对水资源进行合理有效规划、研究水资源规划方法.目前水资源系统分析方法很多,比如模型化方法、预测方法、优化方法等,而线性规划法是优化方法中最基本的方法,是数学规划的一个重要分支.线1947 G.B.Dantzing 性规划建模相对简单,自年美国学者提出求解线性规划的单纯形法以后,线性规划的应用范围便不断扩大,同时也是运筹学中应用最为广泛的一个分支,在水资源系统规划管理中也得到了广泛应用.     

对水利工程管理理念转变的思考

水利工程管理是一个综合性的系统工程,作为水利工程管理单位,如何保证工程的安全良性运行、充分发挥工程效益、实现水资源的优化配置和可持续利用,确保人民群众饮水安全、防洪安全、粮食用水安全、经济用水安全、生态用水安全五大目标的实现尤为重要.文章针对工程管理理念及工作重心转变进行了探讨.     

气候变化对华北农业水资源影响的研究进展

水资源是制约华北平原农业稳定和可持续发展的主要因素。气候变化对华北平原水资源和农业需水影响显著。1950年以来,华北平原气候总体趋向于暖干化,潜在蒸散呈下降趋势。近30年实际蒸散量呈现弱的上升趋势,与潜在蒸散有互补关系。未来气候变化情景下,区域水分盈余量下降,华北地区干旱化趋势加重。作物生育期耗水量和灌溉需水量增加,其中北部地区水量亏缺更为严重,南部地区水量盈余则减少。调整春季高耗水作物种植面积和空间布局,减少农业用水量,是适应气候变化的必要途径。     

西北绿洲农田玉米水量平衡和水分运移规律

<正>绿洲农田水量平衡及水分运移规律的研究,对于制定合理的灌溉措施和节约水资源具有非常重要的现实意义.目前分析水量平衡的模型一般分为以下2种:一是基于质量守恒的水量平衡模型;二是基于理查德方程的水动力学模型.相比而言,水量平衡模型参数少,使用更为方便.土壤水量平衡主要包括:降雨、灌溉、实际蒸散发、深层渗漏、径流和土壤储水量的变化.由于深层渗漏量难以监测且误差较大,因而常常通过水量平衡的其他几个分量计算得到.2009~2012年连续观测了黑河中     

流域“自然-社会”二元水循环理论框架

流域水循环的“自然-社会”二元演变是导致近年来水问题和水危机的本质原因. 实现缺水地区供用水、水环境、水生态安全的国家目标, 必须依靠以流域水循环为统一基础的水资源科学调控, 其首要的科学基础是对高强度人类活动干扰下的流域水循环与水资源演变的内在机理及其规律的认知. 本文从我国二元水循环演进历史、流域二元水循环理论、典型流域水资源演变规律、流域二元水循环模式与概念模型4 个方面进行探讨, 为变化环境下水循环的基本认知模式、现代环境下水资源衰减规律等提供研究参考.     

线性规划法在水资源系统规划优化配置中的应用

水资源系统规划是根据流域或区域国民经济发展规划及生产、生活、生态环境对水资源的需求,结合区域水资源条件和特点,选择和制定水资源综合开发利用的最佳方案和实施计划,实现水资源的优化配置和高效利用。为了实现水资源的可持续利用,促进我国人口、资源、环境和经济的协调持续发展,需要对水资源进行合理有效规划、研究水资源规划方法。目前水资源系统分析方法很多,比如模型化方法、预测方法、优化方法等,而线性规划法是优化方法中最基本的方法,是数学规划的一个重要分支。线性规划建模相对简单,自1947年美国学者G.B.Dantzing提出求解线性规划的单纯形法以后,线性规划的应用范围便不断扩大,同时也是运筹学中应用最为广泛的一个分支,在水资源系统规划管理中也得到了广泛应用。     

线性规划法在水资源系统规划优化配置中的应用

水资源系统规划是根据流域或区域国民经济发展规划及生产、生活、生态环境对水资源的需求,结合区域水资源条件和特点,选择和制定水资源综合开发利用的最佳方案和实施计划,实现水资源的优化配置和高效利用。为了实现水资源的可持续利用,促进我国人口、资源、环境和经济的协调持续发展,需要对水资源进行合理有效规划、研究水资源规划方法。目前水资源系统分析方法很多,比如模型化方法、预测方法、优化方法等,而线性规划法是优化方法中最基本的方法,是数学规划的一个重要分支。线性规划建模相对简单,自1947年美国学者G.B.Dantzing提出求解线性规划的单纯形法以后,线性规划的应用范围便不断扩大,同时也是运筹学中应用最为广泛的一个分支,在水资源系统规划管理中也得到了广泛应用。     

节水抗旱稻及其发展策略

立足于节水抗旱的生理与遗传机制, 对提高干旱条件下水稻产量有积极作用的 避旱和耐旱两方面进行阐述, 并结合过去多年的抗旱研究积累, 提出了发展节水抗旱稻 的策略与方法, 主要包括4 个方面: (ⅰ) 可指导育种实践的抗旱性评价方法体系; (ⅱ) 抗旱资源的抗旱性分析与发掘; (ⅲ) 成功的节水抗旱稻育种技术流程; (ⅳ) 强调注重理 论研究成果的积累与育种工作相结合, 从育成品种出发研究解析节水抗稻的分子机制.     

利用卫星重力观测研究近5年中国陆地水量中长空间尺度的变化趋势

重力卫星观测为研究中长空间尺度陆地水量变化趋势提供了崭新的途径. 利用近5年重力卫星GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment)的时变重力场观测数据研究了我国中长空间尺度陆地水储量变化趋势. 结果显示, 我国陆地水量变化趋势幅度较大的主要有5个典型区域: 华北京津冀地区、青藏高原区域、三峡库区、青川甘交界区域以及新疆阿尔金山自然保护区. 前两个区域, 陆地水(冰)储量存在明显的减少趋势. 在华北的京津冀地区, 2003~2007年该区域陆地水量以大约2.4 cm/a的速率下降, 相当于约52亿立方米/年(河北省约45亿立方米/年), 河北省水利局统计近30年来, 该省地下水超采平均达到40亿立方米/年; 由GRACE重力卫星“捕捉”到2003年6月三峡蓄水前后库区周围12万平方公里范围内平均水量变化达到5.0 cm等效水柱高; 此外, 研究结果显示在青、川、甘三省(自治区)交界区域陆地水量具有约1.1 cm/a的增加趋势, 表明该区域气候近几年有逐渐变湿润的趋势.     

水旱稻分化与节水抗旱稻

 普通野生稻在向栽培稻演化的过程中,形成旱稻和水稻两类适应不同土壤水分条件的生态类型,其中旱稻先于水稻驯化且长期受到“产量-抗旱性”的“双向选择”。采用“双向选择”策略,可将水稻的高产优质特性与旱稻的节水抗旱特性整合,育成节水抗旱稻。节水抗旱稻的水分利用效率高、抗旱性强,适合于“旱直播旱管”的绿色栽培模式,既可在水田不淹水栽培,又可在旱地或山坡地直播种植,拓展了栽培稻的种植空间。节水抗旱稻生产过程中可大幅度节约灌溉用水、减少面源污染和甲烷排放,降低劳动成本。     

水分条件对塔里木沙漠公路防护林植物幼苗生长及生物量分配的影响

设计了35kg·(株·次)-1(对照)、24.5kg(株·次)-1(处理1)和14kg·(株·次)-1(处理2)3种不同的灌溉量,对塔里木沙漠公路防护林植物梭梭(Haloxylon ammodendron)和多枝柽柳(Tamarix ramosissima)幼苗生长及生物量分配的影响开展了实验研究.结果表明:(1)随水分的减少,两植物幼苗主根垂直深度均呈增加趋势,且梭梭在处理2条件下主根垂直深度显著大于对照组,表明在塔克拉玛干沙漠腹地,两种植物幼苗通过根系的伸长生长来适应水分减少,(2)处理1和处理2地下生物量均比对照组有所增加,梭梭幼苗在处理2条件下增加了37.03%,而在处理1条件下只增加了14.51%;多枝柽柳在处理1条件下增加了68.19%,而在处理2条件下只增加了25.78%.表明梭梭幼苗对处理2具有更好的适应性,而多枝柽柳幼苗对处理1具有更好的适应性,(3)与对照组相比,两种植物幼苗在处理1和处理2条件下的细根生物量均有所增加.方差分析表明:两植物种在处理2条件下深层细根生物量显著大于对照组和处理1,这有利于植物幼苗对深层土壤水分的有效吸收,(4)根冠比因物种和水分条件而异,塔克拉玛干沙漠腹地梭梭...     

武宿国际机场新航站楼:机场设备趋向最优

供水系统 供水及分配系统新航站楼的供水源来自现有的供应机场场地的水总管.除此之外,机场还在中央能源中心建设了一座大型的储水罐,为饮用水、公共饮食业和冷却塔的水补给提供存储,储备水源缓解了总管的高峰供应需求,并防止了供给失败导致的供应中断."灰色水"将在楼内重新利用,以供应洗手间冲水等低级用水.建设者还利用低流量装置和智慧控制系统,对洗手间、盥洗室、淋浴等设施采用节水设计,将用水消耗降至最低.废水系统废水系统通过重力将洗手间卫生设备、地面排水管、水池、厨房卫生设备及设备排放的废水输送到机场现有的污水系统.所有厨房的废水将通过各区域厨房的油脂分离器进行单独排放.     

对水利工程管理理念转变的思考

水利工程管理是一个综合性的系统工程,作为水利工程管理单位,如何保证工程的安全良性运行、充分发挥工程效益、实现水资源的优化配置和可持续利用,确保人民群众饮水安全、防洪安全、粮食用水安全、经济用水安全、生态用水安全五大目标的实现尤为重要。文章针对工程管理理念及工作重心转变进行了探讨。     

乌鲁木齐河源高山区固态降水对比测量的主要结果

降水量资料是水量平衡、冰川物质平衡、水文模型、区域及全球气候和环境变化研究的基本参变量。据国外研究,由于雨量器器口之上风速的增加及风向的变化对雨量器承受雨滴(雪粒)的干扰(动力损失,△P_a)、雨量器承水器和储水瓶(筒)内壁吸附部分降水(湿润损失,△P_w),以及降水停止到观测时刻和降水问歇期内雨量器储水瓶(筒)中水分的蒸发(蒸发损     

北京奥运村洪水淹没风险模型研究

随着城市化的加剧, 城市暴雨积水的风险越来越大, 城市洪水问题已成为全球性环境灾害的热点问题. 如何有效分析城市水文过程, 准确评估城市洪水风险是市政建设和水资源管理的迫切需要. 城区人工下垫面复杂, 水利设施众多, 传统的水文模型和水动力模型均难以准确地模拟洪水非恒定演变过程. 以城市复杂环境下的产汇流、排水、积水等过程作为研究对象, 首先建立水文模型实时模拟降雨径流过程, 进而分别建立适用于排水系统的一维水动力模型和适用于地表洪水漫流的二维水动力模型, 最终在地理信息系统平台上将这三类模型进行在线耦合, 最终建立起适用于城市洪水预测模拟的耦合模型系统. 以北京奥运村为例, 针对不同的典型降雨过程, 对该模型系统进行验证和分析, 模拟结果表明该模型能够有效地模拟复杂市区降雨积水过程, 能够提供可信度较高的城市洪水潜在风险评估, 切实指导区域水利设施建设和水资源管理.