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• 2010年, 1卷, 第3期
  刊出日期：2010-11-10

    

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  水专题
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水专题
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  需水供水联合管理面临的新的机遇与挑战

  夏军

  2010, 1(3): 193-201. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.03.001

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  在未来10年以及更长的一段时间，全球和中国的水资源管理面临着紧迫的挑战，这些挑战包括水管控、水与食物、水与自然、水与能源、水与健康以及与气候变化相适应的与水相关的跨国合作，所有这些都与区域和全球尺度水安全相关。为了应对这些挑战，无论在中国还是世界范围，水资源管理战略必须解决需水管理（WDM）和供水管理（WSM）这两个重要问题，以及需水管理和供水管理的联合管理问题。本文将站在一个全球高度上研讨这一紧迫问题。通过分析，建议如下：在地方一级进行关于供水和需水管理的知识转让和经验交流和实践；在国家一级制定完善促进供需水管理的指导方针，最终发展到流域和区域级别。由于大陆或次大陆存在很大的差异，具体的区域指导报告是必要的，其中包括：专门针对现有可利用水资源和水需求的评估（通过使用水文方法进行水资源的评估以及需水调查和预测）；关于组织、机构、税收、培训和教育的供需水的联合管理，在全球范围起草一个联合国公约草案。并在联合国会议上强调跨国界流域管理和/或竞争用水情况下的管理和/或水匮乏的供水需水联合管理的重要性。参照上述列举的目标，这些目标可能侧重于4个方面：在地方和国家一级（短期）供水管理；在地方和国家一级（短期）需水管理；在国家一级（中期和长期）供水管理和需水管理联合管理;在国际/区域一级（中期和长期）供水管理和需水管理联合管理。
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  造林活动对六盘山小流域水平生态水文过程影响的模拟研究

  徐丽宏, 王彦辉, 于澎涛, 时忠杰, 熊 伟, 莫 菲, 张淑兰, 董晓红

  2010, 1(3): 202-210. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.03.002

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  我国黄土高原的六盘山林区在过去30年中实施了大规模造林工程，景观格局发生了显著改变，并由此导致生态水文过程特征和功能的改变。本文选择泾河支流香水河的二级支流草沟小流域为研究对象，应用TOPOG模型对造林可能导致的景观变化及其造成的生态水文影响进行模拟预测，以期为六盘山地区正在进行的退耕还林植被建设提供科学指导。 另外还探讨了应用该模型在研究区进行生态水文过程模拟的适用性以及存在的问题，提出了此模型未来可能作出改进的一些方面。初步情景模拟分析显示，在这一地区，华北落叶松人工林面积的增大如果以砍伐天然阔叶林和开垦灌丛的方式进行，将造成径流的减少，当落叶松林面积从11.5％增大到流域面积的58％，径流可减少28％。开垦灌丛还将引起径流波动加剧，降低水资源保证率。六盘山及其周边的山地林区作为干旱缺水的黄土高原重要水源地，景观规划中应该考虑到植被格局改变对径流量造成的影响，在水土保持和维持一定径流量这两个目标之间进行平衡，作出最优规划。
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  永定河官厅水库下游河道内生态需水量研究

  门宝辉, 张士锋, 夏 军

  2010, 1(3): 211-215. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.03.003

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  作为北京市母亲河的永定河自上个世纪80年代以来三家店以下一直处于断流，河床裸露、河道两岸土地沙化严重，是北京春季沙尘天气的主要沙源之一，由于地下水超采严重，加之无水补给地下水，使得北京西部地区第四纪地下水已经基本枯竭，永定河的生态系统已经受到严重破坏。要想恢复或治理受损的河道生态环境，作为生态系统中最活跃最重要的水分多少要先算清楚。本文采用湿周法计算了永定河官厅水库下游三个控制断面（官厅水库（坝下）、雁翅、卢沟桥）的河道内生态需水流量，计算结果为：官厅水库（坝下）站的河道内流量为3.7 m3 s-1（平水年P=50%，1978年），占年平均流量的20.7%，雁翅站的河道内流量为4.1 m3 s-1（平水年P=50%，1981年），占年平均流量的20.1%，卢沟桥站的河道内流量为1.3 m3 s-1（平水年P=50%，1978年），占年平均流量的22.1%。若能按照计算的流量来补充河道水量，即可使永定河恢复其基本的生态功能，按照Tennant法的标准，基本能使当地的河道生态系统处于较为良好的状态。
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  山区河流系统健康评价方法研究

  王丽萍, 郑江涛, 周 婷, 周晓蔚

  2010, 1(3): 216-221. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.03.004

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  本文通过对山区河流的基本特征研究，从生态功能和人类服务功能两大角度建立了山区河流健康评价系统，并基于投影寻踪理论构建了山区河流健康评估指标体系。以中国西南地区某典型山区河流为研究对象，本文对该河流水电开发前后的健康状况进行了研究。结果显示水电开发后河流综合健康状况较现状有显著提高。在此基础上，本文进一步通过对投影指标体系的结构特征分析，提出了维持河流健康的对策。
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  基于遥感驱动分布式时变增益水文模型

  叶爱中, 段青云, 曾红娟, 李 林, 王彩云

  2010, 1(3): 222-230. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.03.005

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  提出了一个完全采用遥感数据驱动的分布式时变增益水文模型，该模型通过融雪、产汇流等水文过程计算，给出流量的雪盖、蒸散发、径流等水文要素。在拉萨河流域，该模型采用遥感USGS-SRTM的3秒DEM、遥感TRMM（The Tropical Rainfall Measuring Mission）降水、Modis-LST(Land Surface Temperature)数据，建立分布式水文模型，模拟了2001-2008年日水文过程。模拟结果效率系数接近0.7，相关系数接近0.8，水量平衡误差5%以内。说明完全依靠遥感驱动水文模型进行水文水资源模拟可行。该模型为解决高寒山区无资料或缺资料地区水文水资源问题提供了一个新方法。
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  分布式土壤侵蚀和泥沙输移非点源污染子模型及其应用研究

  夏 军, 薛金凤

  2010, 1(3): 231-237. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.03.006

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  官厅水库妫水地区土壤侵蚀较为严重。为控制妫水地区的土壤流失非点源污染，本文建立了一个参数较少、便于应用的分布式土壤侵蚀和泥沙输移子模型。该模型由USLE模型和泥沙输移模型组成。首先，本研究确定了USLE中各因子的计算公式，用该模型计算土壤流失。然后，将流域概化为河网，利用曾提出的应用于经Laplace变换和逆变换求得的一维水质迁移转化方程的解中的面积汇污系数和S曲线之间的关系，推导得到了分布式泥沙输移模型。最后，从妫水河流域土壤图、土地利用图中提取地理信息，以DEM为依据，研究了该模型在妫水河流域的应用。结果表明，该模型不仅可用于研究非点源泥沙污染，而且可用于研究流域内土壤侵蚀的空间分布，为实现农业最佳管理提供科学依据。妫水流域土壤流失主要来自坡度较大、地表植被覆盖差的丘陵和山地，控制土壤流失应该将重点放在该流域内的丘陵和山地上。
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  中水设施建设适宜性评价：以北京市为例

  翁建武, 陈远生

  2010, 1(3): 238-248. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.03.007

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  水资源的缺乏使越来越多的城市和城区开始使用中水作为额外的经济合理的供水水源，并为此制定相应政策。然而，不适宜的中水利用政策往往对用水户使用再生水产生不利影响。本研究目的在于评价中水设施建设适宜性并分析不同行业的中水利用适宜情况，为制定或修订中水利用政策提供参考。本研究以北京市为研究区，在中水生产成本影响因素分析基础上，得到了中水设施建设限制因素和中水设施建设适宜条件，并对北京市机关、高校、饭店的用水户进行了适宜性评价。本研究结果表明，运行水量对中水生产成本有决定性影响。有效原水量对应的给水量、有效中水需求量、建筑面积适合作为中水设施建设影响因素，它们的下限可作为中水设施建设适宜条件。本研究通过分析北京市部分机关、高校、饭店用水户的用水情况，得到这些行业的中水设施建设适宜条件，并用于适宜性评价。评价结果表明，大部分机关用水户和大部分一、二星级饭店不适宜建设中水设施，而大部分高校和大部分三星级以上饭店适宜建设中水设施。
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  主成分分析和熵值法相结合的水质综合评价模型及其在郑州市金水河的应用

  马建琴, 郭晶晶, 刘晓洁

  2010, 1(3): 249-252. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.03.008

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  水质评价对决策者决定水的使用功效尤为重要。水质综合评价系统中涉及到大量因子与指标,因子之间相互作用，致使水质的评价工作相对困难。主成分分析法可以消除因子间的相关性，因而被广泛应用于水质评价,但其忽略了数据离散程度的问题。熵值法则考虑了数据的离散特点。为更好地进行水质的综合评价，本文提出把主成分分析法和熵值法结合起来确定指标权重的方法，建立了水质评价模型，并采用该模型对郑州市金水河再生水2009年的水质情况进行评价，将评价结果与单独采用主成分分析或熵值法的结果进行了比较。结果表明了该方法的可行性与实用性，能够为非常规水资源利用提供理论依据和决策参考。
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  北京市通州区水资源综合承载力

  张永勇, 夏 军, 王中根

  2010, 1(3): 253-258. https://doi.org/3969/j.issn.1674-764x.2010.03.009

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  目前，通州区已被定为北京市的新的发展中心，但水资源短缺和污染已经严重限制了当地的可持续发展。本文以可持续发展为原则，基于“自然—社会”水循环，提出了通州区水资源综合承载力量化模型。根据通州区的未来发展规划，设计了3种情景来提高该地区的水资源综合承载力。研究表明水资源短缺严重制约了通州区的城市化进程和可持续发展，外调水、本地区节水和控制污染是解决通州区水资源短缺的有效途径。
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  基于贝叶斯网络的南水北调工程运行综合风险分析

  佘敦先, 杨晓华, 夏 军

  2010, 1(3): 259-267. https://doi.org/1674-764x.2010.03.010

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  南水北调工程是目前我国最大的调水工程。随着工程的建设和运行，由不确定性问题引起的风险问题越来越受到关注，工程运行的风险分析也摆在管理者的面前，如何识别、评估、降低和控制风险的发生成为南水北调工程运行中的一个重要问题。本文首次将贝叶斯网络理论引入到南水北调综合风险分析中，选取东线工程宝应抽水泵站为研究对象，利用贝叶斯网络推理功能得出宝应站运行综合风险发生的概率为0.025%，风险发生的等级为“较低”。利用情景分析的方法，得出在影响综合风险的因素中，泵站的管理维护状况条件改变时，综合风险变化最大，因此需要予以重点关注。
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  基于统计降尺度模型的博斯腾湖流域未来最高和最低气温变化趋势分析

  邱 冰, 姜加虎

  2010, 1(3): 268-273. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.03.011

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  SDSM 统计降尺度模型是解决空间尺度不匹配问题的有效工具，它使气候变化响应研究得以在区域尺度上展开。本文将SDSM 模型应用于博斯腾湖流域分析它的适用性，并对流域未来最高和最低气温的变化趋势进行了预测。以日最高气温和最低气温为预报量，选取合适的NCEP 大气环流因子为预报因子，建立预报量与预报因子间的回归关系。使用1961–1990、1991–2001年的实测数据和NCEP大气变量分别对SDSM 模型进行率定和验证，效果较好。把HadCM3 输出的A2、B2 情景下的大气环流变量作为模型输入变量，模拟流域未来3个时期（21世纪20、50和90年代）的气温变化。结果显示，流域未来日最高气温和日最低气温都呈现明显上升趋势，升高幅度依次为：日最高气温＞日平均气温＞日最低气温，且A2 情景下气温增幅略大于B2情景下的增幅；冬季气温增幅最小，夏季增幅最大。分析结果可为博斯腾湖流域开展气候变化的水文响应研究以及气候变化的适应性研究提供科学依据。
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  首都生态经济区的提出及其战略构想

  张义丰, 兰婷婷, 刘春腊, 张宏业

  2010, 1(3): 274-283. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.03.012

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  北京作为全国的政治、经济、文化中心，具有强大的综合创新优势，必须在实现经济体系高效性与生态系统稳定性上做出表率，建设首都生态经济区是北京山区科学发展的必然趋势。首都生态经济区地域范围为北京的七山区县，其建设要以“两山、五河、七组团”为空间结构，以“一区、三基地、一平台”为框架性目标。作为探索北京山区环境、经济与社会协调发展的路径，建设首都生态经济区是优化山区生态环境建设的现实需要，符合山区发展转型的客观要求，具有重要的科学意义、实践基础和理论依据，应遵循打破行政界限、生态主导发展等原则，力争用10-15年的时间，建设生态产业经济带（走廊）、拓展生态经济区地域空间范围、打造中国北部生态经济增长极，以建设成北京绿色崛起先导区和全国生态经济示范区。
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  简介

  中国科学院地理科学与资源研究所

  2010, 1(3): 284-288.

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