变化环境下流域水资源评价方法的研究进展

2023-10-26 理论教育版权反馈

【摘要】：为解决全球水资源短缺的紧张态势，世界各国政府以及联合国均投入大量的人力物力进行了相关水资源的研究，我国也不例外。此次水资源评价工作基本查明了全国各地区地表水资源数量及其时空分布特点，为全国各地区水资源评价、水利规划和农业区划提供了重要的科学依据。第三阶段，即目前水资源评价所处的阶段，主要围绕水资源调查评价和水资源开发利用调查评价两部分内容展开。

由于水资源不仅是一切生物赖以生存和发展的基本条件，也是人类生产生活不可或缺的重要资源。随着气候变化加剧、人口增长和经济发展，全球水资源匮乏的状况日益严重，地区性水危机已凸现。为解决全球水资源短缺的紧张态势，世界各国政府以及联合国均投入大量的人力物力进行了相关水资源的研究，我国也不例外。由于我国是一个水资源不丰富的国家，且具有降水时空分布不均、雨热不同期和天然来水与作物需水不相匹配等特征，进一步加剧了区域水资源的不足，也引发了大量与水相关的生态、环境问题。为解决日益严峻的水资源问题，我国政府从20世纪60年代就开始了有关水资源的研究。

自20世纪60年代以来，科技部先后在“六五”、“七五”、“八五”和“九五”期间设置四期国家重点科技攻关项目，对流域水资源展开了大量研究。在“六五”、“七五”国家重点科技攻关项目“华北地区水资源评价及开发利用”中，提出了水资源评价方法，对华北地区的地表、地下水资源量进行了评价；之后，在“七五”期间，提出了华北地区“大气水—地表水—土壤水—地下水”为核心的“四水”转化模式，并利用“四水”转化规律提出了地表水—地下水的补偿运用方式，在实践中取得了良好效果。在“八五”攻关项目中，对水资源开发利用过程中，对人为与自然因素的交互作用进行了深入分析，提出了基于宏观经济的水资源优化配置理论与方法，并以此为基础提出了缓解华北地区水资源短缺问题的具体方案。“九五”攻关西北水资源项目—— “西北地区水资源合理开发利用与生态环境保持研究”，以水为纽带研究水资源，将水资源、国民经济、生态环境放置在流域水资源演变和生态环境变化的统一背景下，提出了西北干旱区的生态需水量计算方法和基于二元模式的区域水资源承载能力的理论框架，在生态蓄水量计算方法和水资源承载能力研究方面取得了新的突破。

同时，通过连续四期国家攻关研究，有关人工水循环过程对水资源的影响研究也取得了新的发展。在研究过程中，将河道外人工侧支循环过程中的水资源输移、转化按照水循环过程分为取水、输水、配水、用水、排水、污水处理、回用回灌等环节进行了研究；在单项人类活动对流域的产流、汇流、蒸发、入渗特性的改变方面，从影响参数到水资源转化规律进行了程度不等的研究；且通过大量试验和调查分析，对典型城市、典型灌区的水资源在人工水循环过程中单环节的转化关系及其影响因素有了初步认识。这些均为“自然—人工”二元水循环全过程的水资源研究奠定了基础，使我国在对水资源的评价内容、评价方法方面均取得了极大进展。(www.chuimin.cn)

在水资源评价内容方面，从20世纪70年代末至今，水资源评价内容就其发展历程可集中概括为三个阶段。第一阶段主要指在70年代末到80年代初我国第一次水资源评价阶段，其评价的主要内容包括地表水资源、地下水资源和水源污染评价以及对水汽输送量计算、江河天然湖泊水化学特征分析等相关评价。此次水资源评价工作基本查明了全国各地区地表水资源数量及其时空分布特点，为全国各地区水资源评价、水利规划和农业区划提供了重要的科学依据。第二阶段是指按照1999 年水利部颁布的《水资源评价导则》（SL／T238—1999）开展的水资源评价。其评价的内容包括水资源数量、质量、水资源开发利用及影响因素评价在内的三方面内容。第三阶段，即目前水资源评价所处的阶段，主要围绕水资源调查评价和水资源开发利用调查评价两部分内容展开。除此之外，随着人类活动强度的加剧和水资源匮乏程度的日益严峻，越来越多的非常规水资源被纳入到水资源评价的范畴。特别是国家基础研究规划（973）项目“黄河流域水资源演变规律与二元演化模型”项目（以下简称“黄河973”），结合水资源动态转化的全过程，依据水资源的内涵和可利用潜力，以降水为最大潜在可利用水资源，提出广义水资源评价。这不仅包括对传统的径流性狭义水资源的评价，也包括非径流性水资源评价，如对土壤水的评价，同时又进一步对水资源的利用效率做了初步评价。

在评价方法方面，有关水资源的评价方法多年以来基本集中于由20世纪80年代第一次全国水资源评价确立的方法，即以径流性水资源为基本评价口径，以静态天然水资源量为评价目标，分离式评价为具体评价模式。尽管此评价方法对摸清流域／区域的水资源家底、合理利用流域／区域水资源具有重要的意义，但是对于在农业生产和生态环境中发挥重要作用的非径流性水资源却并不涉及。在高强度人类活动的干扰下，非径流性水资源通过水循环的动态转化过程，在生产和生活中发挥着极为重要的作用，对径流性水资源具有重要的替代作用。因此，以分离式评价方式开展的以径流性水资源为基本评价口径的水资源评价方法，就如何全面利用不同赋存形式的水资源，开展包括非径流性水资源在内的评价已表现出严重不足。为此，“黄河973”项目，结合水资源的动态转化的全过程，提出的基于“分离—耦合”方式的二元水循环模式下的全口径水资源评价理论和方法，为全面评价不同赋存形式的水资源数量和动态转化关系奠定了基础。但该方法目前仍停留在理论探讨阶段，并未应用到国家水资源评价的实践中。

变化环境下流域水资源评价方法的研究进展

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