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项目阐明了西北内陆黑河流域水资源有限性和土地开发利用等人类活动对水循环过程及生态土地环境影响规律;查清自然水循环、不同水文年条件下黑河流域中游区安全引水量及其可灌溉农田面积阈值;查明目前实际农田用水量已超过黑河流域水资源承载能力,中游区农田灌溉消耗水量过大是造成下游区生态环境和土地质量退化的主导因素;提出水资源承载力是度量耕地开发利用规模合理性的尺度,科学调控中游区耕地开发利用规模是有效控制水资源紧缺态势和保护下游区生态环境的重要途径的结论; 研究初步查明黑河流域中游平原区地下水储存量及张掖盆地可利用地下调蓄空间;提出加大出山地表径流在山前倾斜平原入渗补给地下水的强度,充分发挥巨厚砂砾含水层系统地下水调蓄功能,是解决西北内陆干旱区春季农田灌溉水源严重不足和提高供水安全保障能力重要举措的认识;研究揭示了西北内陆干旱区水土资源和谐可持续利用主要面临的"水-土-生态-环境"系统内在固有规律及其与人类的协调机制;建立了黑河流域干流区水土资源优化配置指导思想、原则和多种方案;提出的水土资源调控与优化利用的基本思路和模式及对策。 2100433B
成果登记号 |
20060161 |
项目名称 |
西北地区水资源演化与水土资源可持续利用 |
第一完成单位 |
中国地质科学院水文地质环境地质研究所 |
主要完成人 |
张光辉、张发旺、谢俊奇、张晓玲、万力、李文鹏、王贵玲、聂振龙、申建梅、王金哲、严明疆 |
研究起始日期 |
2004-01-01 |
研究终止日期 |
2005-12-01 |
主题词 |
西北地区;地下水;水土资源 |
任务来源 |
部门计划; |
国外发达国家城市雨水利用的主要经验是: 1.建立了完善的屋顶蓄水和由人渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统;制定了一系列有关雨水利用的法律法规;收集的雨水主要用于冲厕所、洗车、浇庭院、...
应该算是!地下水补给(recharge to groundwater)是指通过降雨、灌溉、地下径流、渠道或河道渗漏等多种途径对地下水量的补充。补给来源有大气降水、地表水、凝结水、灌溉回归水、含水层的越...
随着能源、化工建设的发展以及人口的增长,水资源供需矛盾日趋突出,水污染问题也越来越严重,严重制约着经济社会的可持续发展。因此,加强水资源保护对社会经济可持续发展起着至关重要的作用。笔者认为,加强水资源...
西北地区煤炭、水资源、环境可持续发展研究
西北地区煤炭资源具有质量优良及资源相对集中的特点、研究西部煤炭资源的合理开发对建立我国合理的能源结构具有十分重要的意义,根据西北水资源和煤矿供水的一些特点,在分析了煤矿开发对水资源的需求与现状的基础上,提出了西北地区煤炭开发的水资源对策及建议。
基于生态足迹法的陕北地区水资源可持续利用评价
应用生态足迹法,对陕北地区1997-2006年的水资源承载力和生态足迹进行核算,这10年陕北地区水资源利用呈生态赤字状态,生态赤字由1997年的3 626.87 hm2增加到2006年的9 342.21 hm2,短短10年间,生态赤字量增加近2倍,并且赤字还在不断的增加,这对于该地区社会经济可持续发展造成很大的威胁,随着该区能源重化工基地的建设,用水量还要大幅度增加,水资源问题日益严重。为此,根据评价针对陕北地区特有的经济地位和环境条件,为区域水资源的可持续利用提出了3点建议。
水资源可持续利用为保证人类社会、经济和生存环境可持续发展对水资源实行永续利用的原则。可持续发展的观点是20世纪80年代在寻求解决环境与发展矛盾的出路中提出的,并在可再生的自然资源领域相应提出可持续利用问题。其基本思路是在自然资源的开发中,注意因开发所致的不利于环境的副作用和预期取得的社会效益相平衡。在水资源的开发与利用中,为保持这种平衡就应遵守供饮用的水源和土地生产力得到保护的原则,保护生物多样性不受干扰或生态系统平衡发展的原则,对可更新的淡水资源不可过量开发使用和污染的原则。因此,在水资源的开发利用活动中,绝对不能损害地球上的生命支持系统和生态系统,必须保证为社会和经济可持续发展合理供应所需的水资源,满足各行各业用水要求并持续供水。此外,水在自然界循环过程中会受到干扰,应注意研究对策,使这种干扰不致影响水资源可持续利用。
前言
第一章 总论
第一节 西北地区水资源供需状况及对发展节水农业的要求
一、节水农业在中国国民经济可持续发展中的地位
二、西北地区水资源供需状况与发展节水农业的紧迫性
三、西北地区节水农业的几种用水类型及其农业节水的途径
第二节 西北地区节水农业研究的现状与前景
一、西北地区农业节水研究的现状与存在的问题
二、西北地区节水农业技术研究的前景
第三节 西北地区节水农业发展的宏观决策研究
一、西北地区节水农业标准分析
二、节水农业分区及不同类型区节水农业发展模式研究
第四节 西北地区节水农业发展与水资源持续利用方略
一、西北地区发展节水农业的对策
二、西北地区农业水资源持续利用方略
参考文献
第二章 农业节水机理
第一节 农业节水的生物学基础研究
一、水分亏缺对作物生长和产量的影响机制
二、作物不同生育阶段对水分亏缺的允许程度
三、作物水分利用效率的潜力及其提高途径
四、节水农业中作物水分管理基本理论问题
第二节 作物根系吸水过程与SPAC中水分转化效率
一、作物根系生长与根系密度分布
二、作物根系吸水模式的研究
三、SPAC中的水分转化效率与提高途径
第三节 控制性分根交替灌溉对作物水分利用的影响及其节水效应
一、控制性分根交替灌溉新技术的概念及其理论依据
二、控制性分根交替灌溉对作物水分利用影响的试验研究
三、控制性分根交替灌溉方法的田间运行及其节水效应
第四节 作物调亏灌溉机理研究
一、作物调亏灌溉研究状况与展望
二、模拟调亏灌溉对玉米根系生长及水分利用效率的影响
三、不同亏水处理对玉米水分利用效率的影响及最佳调亏灌溉方案分析
参考文献
第三章 作物需水量与节水型灌溉制度
第一节 作物需水量的计算与预报方法
一、作物需水量的计算方法
二、缺水条件下作物蒸发蒸腾量的计算
三、作物蒸腾量的计算方法
四、作物叶面蒸腾与棵间蒸发分摊系数的计算方法
五、作物需水量的预报
第二节 作物水分生产函数及有限水量最优分配方法的研究
一、作物水分生产函数
二、缺水条件下有限灌溉水量在作物生育期内的最优分配方法
第三节 西北地区主要农作物节水型灌溉制度的研究
一、主要作物净灌溉需水量的分析计算方法研究
二、不同类型区主要作物节水高产型灌溉制度的确定
三、灌溉水源不足时的非充分灌溉制度
参考文献
第四章 土壤与作物水分监测及预报技术
第一节 土壤水分动态监测技术的改进研究
一、土壤水分电磁测量的理论与潜力分析
二、介电式土壤水分测定方法的研究
三、时域反射仪土壤水分测定方法的研究与改进
四、γ射线法测定土壤水分动态的研究
五、区域土壤水分的监测
第二节 土壤墒情预报技术的研究
一、经验公式法
二、水量平衡法
三、土壤水动力学方法
四、土壤含水率预报的随机方法
五、区域土壤水分的预报技术
第三节 作物水分诊断方法与预报
一、作物水分亏缺定量诊断方法
二、用作物冠层温度诊断作物水分状况
参考文献
第五章 农田节水灌溉技术
第一节 农田灌水质量指标分析与评估的研究
一、对农田灌水方法与灌水技术的基本要求
二、评估农田灌水方法与灌水技术的主要经济指标
三、评估农田灌水方法与灌水技术的质量指标
第二节 常规畦灌法的改进
一、畦灌条件下土壤入渗特性应用参数的计算
二、推算畦灌灌水技术要素的水量平衡法
三、灌区田间灌水技术测验与分析
四、长畦分段灌溉法
第三节 块灌法与阶式水平畦灌法灌水技术的研究
一、块灌与水平畦灌的概念及研究概况
二、块灌法灌水技术研究
三、水平畦灌法与阶式水平畦灌法
四、土壤气阻机理及其对土壤人渗影响的研究
五、侧堰式田间配水技术的研究
第四节 自压喷灌与微灌技术的研究
一、陕西省长安县王庄自压喷灌工程
二、自压喷灌系统中管道水力学实验
三、自压喷灌规划设计中的若干问题
四、固定式自压喷灌系统水力自动化
五、微灌系统中变孔径多孔管道的压力分区设计法
参考文献
第六章 输水系统节水技术
第一节 低压管道输水灌溉技术研究
一、管灌技术特点及发展概况
二、管灌系统管材的试验研究
三、渠灌区低压管道输水灌溉系统设计方法研究
四、低压管灌系统量水装置的试验研究
第二节 渠道防渗技术的研究与应用
一、渠道防渗的材料与技术
二、渠道防渗衬砌的优化设计
三、防治衬砌渠道冻胀破坏的技术
第三节 渠道量水新技术的研究
一、灌溉渠道量水方法与量水建筑物的选择
二、U形渠道平底抛物线形无喉段量水槽的研究与应用
三、闸前短管式量水分水闸
四、大比降渠道量水的研究与应用
五、多功能量水仪表的研究与应用
参考文献
第七章 灌区水量流量调配技术
第一节 灌区计划用水管理系统的研究
一、灌区计划用水管理系统的基本功能
二、灌区计划用水管理系统的结构
三、灌区计划用水管理系统(GQJHYS)使用说明
第二节 斗渠系配水技术的研究
一、斗渠系配水的0―1规划模型
二、模型求解方法
三、出水口优化组合及闸门调节计划
第三节 灌区动态配水模型及其应用的研究
一、某次灌水全灌区净灌溉增产值最大目标模型
二、某次灌水整个灌溉管理部门的水费收入最高目标模型
三、两种模型的比较与结论
第四节 灌溉渠系流量与水量实时调控技术
一、渠系运行与系统控制特征
二、系统控制建模与模块编制
三、模型应用
第五节 灌区节水灌溉决策支持系统的研究
一、决策支持系统(Decision Support System,简称DSS)概述
二、节水灌溉决策支持系统
参考文献
第八章 黄土高原雨水浑水资源高效利用技术
第一节 雨水集蓄技术及其利用模式的研究
一、雨水利用发展与研究概况
二、降雨模式的研究
三、集水技术
四、蓄水技术
五、雨水径流集蓄利用系统的优化调蓄模式
第二节 黄土区坡地降水人渗产流规律及土壤水调蓄技术研究
一、黄土区小流域降雨人渗分布规律的研究
二、黄土区天然降雨条件下坡地水量转化的动力学模式及其应用
三、利用成腔爆破技术调蓄土壤水分的研究
第三节 西北地区高含沙浑水综合利用技术研究
一、高含沙浑水利用概况与高含沙洪水水文特征
二、高含沙浑水的物理力学性质研究
三、明渠高含沙层紊流态及阻力规律研究
四、高含沙水流的冲淤挟沙规律与明渠输送
参考文献
第九章 西北地区地面水地下水资源持续高效利用技术
第一节 水文干旱与枯水径流预测及水资源评价理论与方法的研究
一、水文干旱预测方法研究
二、河流枯水径流预报方法研究
三、水资源评价理论与方法研究
第二节 西北地区地下水资源持续高效利用技术的研究
一、灌区地下水水位动态机理及其调控模型
二、新型井管的研制与应用
三、新型井管成井技术研究
四、辐射井技术
五、黄土台塬灌区地下水持续利用的理论与技术
第三节 用太阳能淡化苦咸水的研究
一、试验研究方法
二、不同棚型蒸凝水量的分析比较
三、影响蒸凝水量的主要因素
四、提高蒸凝水量和水质的措施
第四节 西北旱区灌溉水库优化调度模型与应用(以武威南营水库为例)
一、水库及灌区概况
二、数学模型建立与模型参数确定
三、模型优化成果与应用
第五节 区域水资源持续利用优化决策研究(以民勤湖区为例)
一、湖区存在的主要问题及其解决途径
二、湖区水资源分配及农林牧生产结构数学模型的建立
三、模型的求解
四、最优策略的确定
参考文献
2100433B
实现水资源可持续利用的机理包括:
(一) 水的循环规律是水资源得以循环利用的保证
水资源优越于大多数其他自然资源在于其可通过太阳能的作用使陆地上的水源不断得到更新和补充,从而使维持一切生命活动的水源不断更新。但是随着人类社会的不断前进和人口的增长,人类对水资源开发利用和治理的广度和深度越来越大,对水的需要不断增加,而自然界所能提供的可以得到更新和补充的新鲜水量却有一定限度,因而在一些地区出现了水资源的供需失衡;有些地区因过度开发和污染破坏了当地的水源,直接威胁人类生存的环境、,因而人们要求保持水资源的持续利用并改善人类的生存环境,从而引出水资源承载能力的概念,相应而言,各个地区均需拥有水资源承载能力所能维持的承载水量,该水量必须能在水循环的条件下得以持续维持。
(二) 水量守恒原理是水资源得以持续利用的客观现实
水量守恒原理,就是指一定量的水在其循环运动过程中,可以变换形态和存在空间,但其数量不变。具体来说,在循环中,能够在一年或多年之间可以得到恢复的水量,该部分水量可以由人类控制、调节并能按照需要供应,并以它作为分析水供需关系的依据。
作为该部分水量应具有以下特征:
1、能按照社会的需要提供或可能提供的水量;
2、该水量拥有可靠的来源,且该来源通过水循环不断能得到更新和补充;
3、该水量可由人工加以控制;
4、该水量和水质能够适应用水要求;
5、该水量主要功能系供水,兼具生态功能 。