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1. chinaXiv:202102.00054 [pdf]

甘肃省水资源生态足迹和生态承载力时空特征

李菲; 张小平
Subjects: Geosciences >> Hydrology

基于水资源生态足迹模型,核算了甘肃全省及 14 个市(州)2003—2017 年的水资源生态足 迹和生态承载力,在此基础上计算出其生态盈亏和生态足迹强度,并对其时空变化特征进行分 析。结果表明:(1)2003—2017 年甘肃省水资源生态足迹远大于生态承载力,导致水资源处于生态 赤字状态,但水资源生态足迹总体上呈缓慢下降趋势,水资源生态承载力呈波动上升态势,生态赤 字的变化趋势与生态承载力基本一致,而水资源生态足迹强度呈逐年下降趋势,说明甘肃省水资 源利用效率不断提高,供需矛盾有所缓解;(2)生产用水尤其是农业用水是最大的足迹账户,且呈 下降趋势;生态用水足迹虽然占比很低,但呈快速增长态势,用水结构趋向合理;(3)水资源生态足 迹的区域差异明显,整体上呈现从西北向东南递减的分布趋势。水资源生态足迹强度的区域差异 也较大,但呈缩小的态势;(4)水资源生态承载力的区域差异也十分显著,其高水平区和较高水平 区空间分布相对稳定,呈现出向低值区发展的趋势;(5)水土资源匹配不合理,土地资源少而分散 的甘南高原和陇南山地水资源生态盈余较大,而土地资源丰富的河西地区水资源生态赤字严重。

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2. chinaXiv:202102.00055 [pdf]

基于地理探测器的干旱区内陆河流域产水量驱动力分析 ——以疏勒河流域为例

郑续 ; 魏乐民
Subjects: Geosciences >> Hydrology

明确干旱区产水量的驱动因素,能为区域水资源优化和可持续发展提供科学依据。基于 MODIS 植被指数、HWSD 的土壤数据集以及气象要素数据,采用 InVEST 模型和地理探测器探究疏 勒河流域多年平均产水量的空间分布,揭示不同空间尺度上产水量的单因子及双因子交互驱动机 制。结果表明:疏勒河流域多年平均产水量呈现南部>北部>中部。流域尺度上,产水量空间格局 的主导驱动力为降水,坡度与降水交互驱动作用最为显著。区域尺度上,南部山区、北部马鬃山地 区和中部平原区的主导驱动力各不相同,分别为日照时数、人为干扰强度、降水,双因子交互作用 显示人为干扰强度与其它因子的交互最为显著。不同土地利用类型中,耕地产水量的主导驱动力 为坡度,而其它地类产水量的主要影响因子为降水。各地类中降水与其他因子的交互均大大增强 了单因子驱动力。因此,干旱区产水量多尺度驱动机制研究对区域水资源可持续管理至关重要。

submitted time 2021-02-13 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits37Downloads27 Comment 0

3. chinaXiv:202102.00061 [pdf]

半干旱区降水和水土保持措施强度-径流演变规律研究

胡彦婷
Subjects: Geosciences >> Hydrology

为研究不同时期及水土保持措施条件下,降水量、水土保持措施强度与径流的演变规律, 运用泰森多边形法、Morlet 小波分析法、回归分析法,构建多元功效函数,进行甘肃省定西市安定区 近 60 a 年降水量、措施强度与径流演变研究。结果表明:1957—2016 年年径流量呈递减趋势,达极 显著水平(P<0.001);在 22 ~ 24 a、8 a、4 a 时间尺度上,年降水量和径流具有明显的震荡周期,平均 周期为 15 a、5 a、3 a 左右。梯田、造林、种草及封育等水土保持措施强度逐年递增,分别达 36.14 hm2·km-2、25.26 hm2·km-2、11.56 hm2·km-2 和 3.22 hm2·km-2。随周期(3 a、5 a、15 a)的变长,同等降水 量对产流量影响有所增大;同等水土保持措施强度对产流量影响有所减小;降水量和措施强度组 合解释了径流模数总方差的 57.46% ~ 85.80%;降水量对径流模数的影响约低40%,措施强度的 影响约高于 60%,说明措施强度对径流的影响较降水量更大。近 60 a 径流量的减少,主要是由于 水土保持措施的递增引起。

submitted time 2021-02-13 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits66Downloads34 Comment 0

4. chinaXiv:202102.00062 [pdf]

新时期新疆水库大坝建设的主要问题与对策建议

李江; 柳莹
Subjects: Geosciences >> Hydrology

截止 2018 年,全疆(含兵团)已建、在建及拟建水库 722 座(包括电站水库),总库容 295.0 × 108 m3。有力地改善了水资源调控和利用效率,在灌溉、供水、防洪、发电、旅游等方面发挥了极其 重要的作用。新时期按照水利部“水利工程补短板、水利行业强监管”的工作总基调,针对南北疆 水资源配置不平衡问题、水资源利用不充分问题,谋划提出了兴建数十座大中型山区水库,以及提 升已建水库大坝信息化管理水平、加强水库调度运行管理,在满足生态需水的前提下统筹生活、生 产供水,最大程度发挥水库效益、确保水库安全运行。针对新时期气候变化条件下水库洪水风险 分析、大坝建设需要重点关注的几项关键技术、山区水库替代平原水库、河流健康与生态调度、水库 清淤与能力提升、水库信息化与智能调度以及延长服役期等问题进行了探讨,提出若干对策建议。

submitted time 2021-02-13 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits46Downloads33 Comment 0

5. chinaXiv:202101.00022 [pdf]

新疆沙产业状况与水资源承载力研究

刘洪霞
Subjects: Geosciences >> Hydrology

采用 2000、2005、2010、2015 年 4 期土地利用/土地覆盖遥感解译数据以及新疆水资源公报 和统计年鉴资料,旨在评价新疆沙产业与水资源承载力状况。通过计算未利用土地转化成农地、 林地、草地的数量,分析 16 a 来新疆沙产业发展状况,结合水足迹模型和区域水资源承载力评价指 标,计算新疆 2000—2015 年水足迹,对区域水资源承载力进行评价。结果表明:(1)2000—2015 年 间,随着新疆人口增长和经济的发展,新疆沙产业发展迅速,部分沙地、戈壁等未利用土地和草地 被开发成耕地、林地、工矿和城镇及农村居民用地。(2)新疆水足迹整体呈上升趋势,水足迹以消费 农产品水足迹占主体,且消费农产品水足迹量快速增加,主要原因是新疆地区大力发展沙产业,利 用未利用土地、草地进行植物、沙生药材种植。(3)新疆人均水足迹、水资源压力指数、水足迹效益 指标呈现增加趋势,但数值明显低于我国人均水平。新疆社会经济发展总体趋势向好,但水资源 利用方式仍然比较粗放,水资源未得到合理开发。因此,新疆应采取优化产业结构、调整农作物种 植比例和用水结构,以增大水资源所支撑的沙产业发展规模,研究可为区域产业结构及消费模式 调整提供依据。

submitted time 2021-01-06 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits149Downloads80 Comment 0

6. chinaXiv:202101.00026 [pdf]

近 60 a 以来祁连山中部气候变化及其径流响应研究

程鹏
Subjects: Geosciences >> Hydrology

利用 1960—2017 年水文、气象资料,采用相关分析、Mann-Kendall 和小波分析等方法,研究 了祁连山中部气候和径流量变化特征。结果表明:(1)近 60 a 来祁连山中部气温、降水和径流量总 体呈现出气温上升、降水增加、径流量增大的趋势。年平均气温以 0.39 ℃·(10 a)-1 的幅度上升,四 季气温升高趋势明显,年平均最低气温和冬季气温的升温幅度最高。降水增加了约 19.2%,降水的 增加主要归因于夏季降水的增多。(2)平均气温在 1993 年出现突变,气温突变时间早于西北其他 地区。气温和降水的主周期分别为 8 a 和 30 a,在径流量周期响应中,短周期(8 a)与平均气温振荡 非常一致,长周期(30 a)与年降水变化较为一致。(3)分析表明,降水和气温都是影响径流量变化 的主要因素,建立的径流量预测模型纳什效率系数为 0.68,能很好的分析和预测径流量,降水和气 温变化分别使径流量增加了 21.1%和 10.9%,降水对径流量的影响作用更大。

submitted time 2021-01-06 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits167Downloads93 Comment 0

7. chinaXiv:202101.00029 [pdf]

天山北坡经济带“三生空间”发展格局 与智能水网体系建设

邓铭江
Subjects: Geosciences >> Hydrology

天山北坡经济带是新疆生产力集中度较高,现代工业、农业、交通信息、教育科技等较为发达的区域,是国家丝绸之路经济带建设的核心区,对新疆经济社会发展具有重要的带动和辐射作用,国内生产总值均占全疆 53%以上,工业增加值占全疆 67%,城镇化率 68.9%,远高于全疆 42.1%的平均水平,然而水资源却仅占11%。为破解资源性缺水困境而实施的“两河调水”工程正在陆续建成发挥效益,如何优化配置原水与客水、高水与低水、地表水与地下水等各种水源,统筹协调区域、城乡、兵地、产业、经济社会与生态环境等各种需求,已成为亟待研究决策的重大现实问题。通过分析天北带水资源可利用量、生态环境需水量、水资源开发利用现状及存在问题,结合调水工程新增水量,提出了水资源优化配置的原则、贯彻新时期“十六字”治水思路和“五大”发展理念的实践路径与综合调控措施,主要学术观点和结论为:(1)结合“两河调水”工程,在天山北坡建设东西连通的输水大通道,将由南向北流的逐条河流交叉连接起来,形成一个南北交汇,东西贯通,覆盖整个区域的“大水网”,实现全域水源优化配置。(2)按照“以水定地,以水定产,以水定城,适水发展”的原则,强化国土空间管控,按照“生产空间集约高效,生活空间宜居适度,生态空间自然和谐”为原则,优化“三生空间”发展格局。(3)打破旱区弱水资源承载力、高生态胁迫压力、低经济发展能力的桎梏,从水资源—经济社会—生态环境三个维度,科学把控“大水网”建设和水利发展定位,合理配置“三生用水”,耦合协调“三生关系”,实现生态保护和高质量发展。(4)面向未来和新基建工程的喷涌发展,建设水物理网、水信息网、水管理网“三网合一”的智能水网势在必行,代表智慧水利的发展方向,也是当代水利科技前沿。

submitted time 2021-01-06 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits133Downloads88 Comment 0

8. chinaXiv:202006.00212 [pdf]

Ridge-furrow plastic mulching with a suitable planting density enhances rainwater productivity, grain yield and economic benefit of rainfed maize

ZHENG Jing; FAN Junliang; ZOU Yufeng; Henry Wai CHAU; ZHANG Fucang
Subjects: Geosciences >> Hydrology

Soil surface mulching and planting density regulation are widely used for effective utilization of limited rainwater resources and improvement of crop productivity in dryland farming. However, the combined effects of mulching type and planting density on maize growth and yield have been seldom studied, especially in different hydrological years. A field experiment was conducted to evaluate the effects of mulching type and planting density on the soil temperature, growth, grain yield (GY), water use efficiency (WUE) and economic benefit of rainfed maize in the drylands of northern China during 2015–2017. Precipitation fluctuated over the three years. There were four mulching types (NM, flat cultivation with non-mulching; SM, flat cultivation with straw mulching; RP, plastic-mulched ridge plus bare furrow; RPFS, plastic-mulched ridge plus straw-mulched furrow) and three planting densities (LD, low planting density, 45.0×103 plants/hm2; MD, medium planting density, 67.5×103 plants/hm2; HD, high planting density, 90.0×103 plants/hm2). Results showed that soil temperature was higher with RP and lower with SM compared with NM, but no significant difference was found between RPFS and NM. More soil water was retained by soil mulching at the early growth stage, but it significantly varied at the middle and late growth stages. Maize growth was significantly improved by soil mulching. With increasing planting density, stem diameter, net photosynthetic rate and chlorophyll content tended to decline, whereas a single-peak trend in biomass yield was observed. Mulching type and planting density did not have significant effect on evapotranspiration (ET), but GY and WUE were significantly affected. There were significant interacting effects of mulching type and planting density on biomass yield, GY, ET and WUE. Compared with NM, RPFS, RP and SM increased GY by 57.5%, 50.8% and 18.9%, and increased WUE by 66.6%, 54.3% and 18.1%, respectively. At MD, GY increased by 41.4% and 25.2%, and WUE increased by 38.6% and 22.4% compared with those of at LD and HD. The highest maize GY (7023.2 kg/hm2) was observed under MD+RPFS, but the value (6699.1 kg/hm2) was insignificant under MD+RP. Similar trends were observed for WUE under MD+RP and MD+RPFS, but no significant difference was observed between these two combinations. In terms of economic benefit, net income under MD+RP was the highest with a 9.8% increase compared with that of under MD+RPFS. Therefore, we concluded that RP cultivation pattern with a suitable planting density (67.5×103 plants/hm2) is promising for rainwater resources utilization and maize production in the drylands of northern China.

submitted time 2020-06-22 From cooperative journals:《Journal of Arid Land》 Hits5693Downloads522 Comment 0

9. chinaXiv:202006.00125 [pdf]

配重浮球覆盖下干旱区平原水库节水率研究

韩克武; 侍克斌; 杨云鹏
Subjects: Geosciences >> Hydrology

干旱区平原水库具有水面积大、蒸发强烈等特点,本文采用直径100 mm的配重浮球来抑制平原水库的无效蒸发。以月为时间尺度,分别从浮球间孔隙造成的蒸发损失率和风浪环境中配重浮球湿润表面造成的蒸发损失率进行研究,最终建立浮球覆盖下水面蒸发抑制率和节水率计算模型。结果表明:(1)非冰冻期内,浮球间孔隙造成的蒸发损失率呈现先增大后减小,在7月达到全年最高值11.6%;冰冻期内(12月和1月),浮球间孔隙造成的蒸发损失率达到全年最低值9%。(2)相同覆盖面积下,浮球润湿率随风速的增大呈曲线增长,且覆盖面积越大,润湿率随风速的变化速率越慢。相同风速下,浮球润湿率随覆盖面积的增大呈直线下降。各覆盖面积下,单位面积节水率在7月达到最大值,分别为76.6%、78.1%、79.6%、81.2%;在4月达到最低值,分别为51.9%、54.0%、58.2%、61.3%。综上所述,配重浮球在风浪环境中稳定性好、防蒸发节水率高,是一种较为理想的防蒸发材料。

submitted time 2020-06-12 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits7160Downloads614 Comment 0

10. chinaXiv:202006.00130 [pdf]

疏勒河干流径流变化特征研究

孙栋元; 齐广平; 齐广平
Subjects: Geosciences >> Hydrology

通过对流域径流变化特征研究,为水资源高效管理、科学调配和综合利用提供参考依据。选取疏勒河干流昌马堡、潘家庄和双塔堡水库站多年实测月、年天然径流作为数据资料,利用线性倾向、Mann-Kendall等方法,研究了干流径流量年、年内、年际、季节变化和突变特征。结果表明:1956—2016年干流年径流呈现昌马堡站(1.075×108 m3?(10a)-1)>双塔堡水库站(0.253×108 m3?(10a)-1)>潘家庄站(0.126×108 m3?(10a)-1)的线性倾向率,且呈现增加变化趋势;径流年内分配极不均匀,径流主要集中于5~9月份,占年径流量的50%以上;径流年际变化均低于和高于多年平均值分别在70—90年代和21世纪00—01年代;径流不同站点和不同年代平均径流距平呈现差异性季节变化特征,夏季径流量增加对各站点年径流量影响最大;径流突变时间和特征因不同站点呈现不同变化特征,3个水文站突变点分别为1998年、2012年和2006年。研究结果对促进区域水资源综合管理与科学调配,指导区域中长期水资源综合规划与社会经济发展具有重要实际参考借鉴意义。

submitted time 2020-06-12 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits7264Downloads833 Comment 0

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