农业节水在行动

2009年初，我国北方旱情严峻，连续3个多月，华北、黄淮、西北、江淮等地15个省、市未见有效降水。冬小麦告急，大小牲畜告急，农民生产生活告急。不仅农业用水，工业生产，城市用水纷纷告急，生态也在告急。世界各地频发的旱灾以及与此相关的山火和饥荒等引起国际社会深深的关注。     

黄淮海地区农业水问题及保障性对策

黄淮海地区是中国粮食主产区和农业发展的核心区.自1998年以来,农业用水整体呈下降趋势,但农业用水比例仍在70%以上,总量维持在1000亿m3左右.黄淮海地区农业面临着较为严重的用水危机,其农业水资源可持续性利用的障碍性因素主要有水资源总量相对匮乏、水质恶化、农业用水被挤占、农业用水效率低以及极端水文事件及全球气候变化等.黄淮海地区用水安全的保障性对策主要是:实施南水北调工程和非常规水资源利用,提高农业供水量;加强农业面源污染等水污染治理,改善水质;加强节水型农业建设,合理配置农业水资源,提高用水效率/效益;建设土壤墒情监测和灌溉预报系统,提高农业用水应急处理能力;改革农业水资源管理体制等.     

农业高效用水理论研究综述

农业高效用水包括节水灌溉和旱作农业,其核心是提高自然降水和灌溉水的利用效率和效益．农田蒸散的测定方法各有利弊．FAO先后建议用Penman修正式和Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量．Jensen乘法模型和Blank加法模型在作物水分生产函数研究中得到广泛应用．土壤适宜含水量和土壤干旱下限指标的最新研究成果,为低定额的农业供水提供了土壤物理学的重要依据．水分亏缺对与产量形成相关的各个生理过程影响的先后顺序为细胞扩张＞气孔运动＞蒸腾运动＞光合作用＞物质运输．不很严重的干旱反而对物质运输有促进作用．农田灌溉研究已由传统的充分灌溉,转向非充分灌溉、调亏灌溉和控制性分根交替灌溉．未来农业高效用水理论将在界面、土壤水动力学、生物节水、缺水逆境等方面深入开展研究。     

新疆生态用水量的初步估算

以新疆为例 ,在干旱区生态用水的概念与分类基础上 ,依据部分试验资料及理论公式推导结果 ,确定了各类生态用水的用水定额 ,并以林业、草场资源等统计数据为依据 ,对新疆 1 995年的生态用水进行了初步估算。结果表明 ,全疆生态用水总量达 2 3 7.9× 1 0 8m3。其地区分布情况是北疆占 1 7.8%,东疆占 5.4 %,南疆占 76.8%。就其类型而言 ,天然植被生态用水量最大 ,其中又以低地草甸为最大     

石羊河流域综合治理灌区水效率变化研究

石羊河流域灌区是人-地-水矛盾高度集结之地,也是流域综合治理的重点地区,其用水效率的高低深刻影响着绿洲的稳定性和三生系统(生产-生活-生态)的和谐发展状态。选择DEA模型,测度了《石羊河流域治理规划》实施前后13个灌区农业用水效率变化。结果表明:综合治理前后各灌区用水效率存在明显的时空差异,以2007年为拐点,总体呈现前期波动下降、后期稳定提升的发展历程。用水效率中游井泉灌区中游山水灌区下游山水井泉混合灌区,映射出流域治理的强大影响力。重点治理区域高于非重点区域,但下游红崖山水库灌区用水效率仍很低。各灌区水土冗余是影响用水效率的共性因素。水冗余井泉灌区山水灌区,但冗余度和松弛变量均在减少,说明水资源节约程度在加强。治理前井泉灌区和混合灌区土冗余最多;治理后山水灌区和下游红崖山水库灌区土地在减少冗余度,说明"关井压田"对井泉灌区起到明显作用。     

生态环境用水研究现状、问题分析与基本构架探索

生态学与水文学交叉研究是目前国际上前沿研究领域之一,生态环境用水研究则是连接生态过程与水文过程、刻画生态演化与水资源相互关系的核心问题。对生态、环境用水产生与发展的基本过程进行了回顾,并根据对已有成果的综合分析提出了目前研究中存在的5方面主要问题。首先,生态用水尚需理论上的进一步升华,这一点突出体现在生态用水的概念与内涵表述上;其次,在生态用水研究中,缺乏合理的生态保护目标的建立,因而影响到了研究成果的实际应用价值;第三,目前的研究均是针对较大尺度所作的,不能在生态机理与物理机制上揭示生态用水规律,因此,不适于具体问题的深入分析,个别实验在由“点“尺度向生态用水计算的“面“尺度转换时缺乏基础,从而严重影响了研究成果的精度;第四,生态用水机理是生态用水研究中至为关键的工作,以往研究主要依据野外宏观观测资料来探讨,缺乏直接的实验依据;第五,没有涉及生态用水对生态系统稳定性、生态用水满足程度及其波动性对生态系统影响等方面,从而也使得研究成果的科学性受到影响。同时作者认为,中国工程院“中国可持续发展水资源研究报告“中的生态环境用水概念对我国地大物博,地质地貌与气候类型多样的特点给给予了更多的关注,故可以确定为全国性的生态环境用水概念。最后文章认为应当将生态用水与环境用水分别予以考虑,并给出了其新的概念构架。     

基于生态需水保障的农业用水安全评价——以山东省引黄灌区为例

保障农业用水安全和生态安全是流域水资源管理的重点,针对黄河口和山东引黄灌区的用水矛盾,采用阈值分析与地统计学方法,考虑作物蒸散发和有效降雨计算山东省引黄灌区灌溉需水量,在优先保障黄河口不同等级生态需水条件下分析灌区（划分为不同调控区）可用水量的响应特征,以地理信息系统（GIS）为平台计算具有时空差异的山东省引黄灌区农业用水安全压力指数,进而评价多时空尺度下的山东省引黄灌区农业用水安全。结果表明,在平水年,保障适宜等级的生态需水后大概有33%的年份农业用水安全存在压力,保障最低等级的生态需水约有27%的农业用水面临短缺,但是大部分情况下农业用水安全压力指数都在30%之下,然而保障最高等级生态需水后,有50%以上的年份存在农业用水安全压力,这种压力无论是从出现频次还是在指数强度上都有明显增加。在空间尺度上,以打渔张、刘春家、麻湾和簸箕李等灌区为代表的调控区2、11、13、14和17的农业用水压力显著,代表年内保障最低等级的生态需水后调控区的农业用水安全压力指数超过了20%,保障适宜等级的生态需水后,大部分调控区的农业用水安全压力指数超过了20%,调控区2和13的压力指数超过了30%,保障最高等级的生态需水后大部分调控区的农业用水安全压力指数超过了60%。在引黄水量调配过程中,应该按照水文年的不同保障合理的生态水量,同时充分考虑水文气象因子的空间差异性,在不同调控区细化分配方案,平水年份保障适宜等级生态需水后农业用水短缺由55.28降低到18.25亿m³。该评价方法反映了优先保障生态需水后灌区农业水资源保障情况,并能有效降低农业和生态用水之间的矛盾,为管理部门进行"精细配水"提供依据。     

中国七城市婴儿用水现况调查

目的：了解我国婴儿用水现况及不同用水种类对婴儿矿物质摄入的影响,为相关法规标准的制定提供参考。方法：采用回顾性问卷调查的方式调查了延吉、呼和浩特、海口、成都、杭州、银川、北京等7个城市0~1岁奶粉喂养婴儿的奶粉冲调用水、辅食冲调用水、饮用水的种类和用量,样本量为436份。结果：本次问卷调查回收问卷436份,共计434份有效问卷纳入分析,有效回收率为99.5%。家庭过滤水是常见的用水种类,自来水和矿泉水用水二者总和比例在40%以上。奶粉冲调用水、辅食冲调用水和饮用水种类三者一致者,占到76.3%,三者总用水量为（1 162±372）mL。饮用水中对婴儿矿物质摄入影响较大的矿物质为镁、钙、钠、氯,尤其是镁。自来水和矿泉水带入的镁分别占0~6个月婴儿适宜摄入量的82.1%、129.6%,占7~12个月婴儿适宜摄入量的25.3%、39.9%。不同城市自来水矿物质带入占婴儿矿物质适宜摄入量的比例差异很大,而且不同城市自来水带入的主要矿物质也存在差异,主要为镁和钙;各城市自来水带入的钾均较低。结论：我国不同城市婴儿用水种类存在差异,自来水和矿泉水带入的矿物质尤其是镁、钙,对婴儿矿物质摄入的影响很大,建议出台针对婴儿饮用水及水中矿物质含量方面的标准要求,为婴儿饮水的生产、消费者选择提供科学依据。     

京津冀城市群用水效率及其与城市化水平的关系

深入分析京津冀城市群用水效率与城市化水平的相互关系,揭示不同城市城市化水平对水资源利用效率的影响,有助于缓解水资源短缺问题。结合超效率数据包络模型,定量分析了京津冀城市群不同行业的用水效率,从人口、经济、社会与土地等不同城市化角度,全面分析了城市发展水平与生活、工业、农业三大行业用水效率之间的相互关系。主要结论为:(1)2006—2015年,京津冀城市群生活和工业用水效率总体上略微下降,而农业用水效率明显上升;不同城市之间存在明显差别,唐山、衡水与沧州市各行业用水效率均较高,邯郸和邢台市各行业用水效率均偏低。(2)城市发展水平对不同行业用水效率的影响存在明显差异。城市化水平的提升可以显著提高生活用水效率,但对工业和农业用水效率具有不同程度的负向影响。综合用水效率仅受到经济城市化的显著影响,相关系数达0.19,表明提高用水效率的关键是进一步调整经济产业结构。(3)城市化水平与用水效率梯度的匹配状态较差。一方面,京津冀13个城市中达到匹配的城市仅有4个,占京津冀城市总数的30.77%,匹配程度较低。另一方面,不存在城市化水平和用水效率双高型的城市,匹配层次较低。综上所述,针对京津冀城市化发展与用水效率的失衡关系,应审视水资源投入产出结构并尝试行业联动等节水发展模式。     

基于生态需水保障的农业生态补偿标准

面向流域农业需水和生态需水间的矛盾问题和协调发展的要求,提出了基于生态需水保障的农业生态补偿标准计算方法。其中考虑农业用水定额计算基于生态需水保障的农业用水短缺,引入水分生产函数模型建立保障生态需水量产生的农业用水短缺与产量损失间的关系,根据不同季节作物产量响应系数的变化,定量确定具有时间和等级差异性的农业生态补偿标准。以保障黄河口生态需水引起的山东引黄灌区农业损失补偿标准分析为实例,计算了冬小麦和夏玉米种植户不同等级的生态补偿标准。结论认为,农业生态补偿标准需根据不同的来水过程及生态需水等级确定,面积稳定和保障功能显著的粮食作物应作为补偿标准计算的依据。     

浅谈酿造用水对啤酒酿造的影响

啤酒作为人们生活餐桌、节日庆典、朋友聚会的必备饮品之一,已经成为我们生活中饮品的一部分。啤酒中大部分成分是水,水的质量直接影响啤酒的品质和风味,世界许多知名啤酒生产企业对啤酒酿造用水都有严格的要求,因此,啤酒酿造用水也被业内人士成为"啤酒的血液"。本文从啤酒酿造用水选取入手,来探究啤酒酿造用水对啤酒酿造的影响。     

生态用水及其核算方法

生态用水研究是近年来国内外关注的热点。在综合分析国内外生态用水研究进展情况的基础上,针对河流、植被、湿地以及城市4种生态用水类型,对其核算方法进行了分析,比较了不同方法的优缺点及适用范围。提出目前生态用水研究还存在如下问题：(1)生态用水核算中采用的不同方法都有其各自的局限性,但又都是针对具体的研究区域、特定的生态系统的较实用方法。因此在生态用水的核算方法上关键是方法的选择和结合具体案例对核算方法在深度、精度上的进一步探讨;(2)生态用水的机理研究不够深入。以往研究直接以植被生长用水量、鱼类等需保护动物用水量等作为替代生态用水量,难以反映生态系统需水的真实状况;(3)在研究尺度上往往都显得过于宽泛,对研究区域的基本情况、生态条件及水资源现状很难有详细明确的认识,因此数据的真实性及结果的可应用性也必然降低。文章最后认为,今后生态用水研究应点面结合,加强机理研究,增强研究结果的实践意义。     

生物制药注射用水工艺的质量控制趋势分析

目的分析2014—2015年度制药注射用水系统4个重要质量指标的趋势,为制水系统日常运行及生产过程中的质量控制提供依据。方法对注射用水p H、电导率、总有机碳(Total organic carbon,TOC)、微生物限度4项质量指标进行趋势分析。结果 104周注射用水的质量检测结果显示p H均在5.0~7.0之间,25℃电导率均≤1.3μS/cm,TOC远低于药典标准0.50 mg/L,微生物限度检查未检出细菌、霉菌和酵母菌,各项指标均符合《中华人民共和国药典》2010版(二部)标准,且连续2年趋势稳定。结论制水系统运行正常,可以持续有效地生产出符合制药工艺要求的注射用水,为生物制药提供了安全保证。     

北京市水足迹及农业用水结构变化特征

运用水足迹的理论和方法计算评价了1990—2005年北京市水足迹及水资源利用的可持续性,在此基础上进一步分析了北京市农业用水结构的变化特征。结果表明:(1)北京市水足迹从1990年的81.5亿m3上升至2005年的168.6亿m3,人均水足迹由750.1m3上升为1096.0m3;(2)北京市水资源匮乏度不断升高,1995年以来水资源自给率呈下降趋势,与之相对应的水资源依赖度越来越高;(3)农业部门用水量在本地用水量中的比例平均每年为55.1%,虚拟水净输入量在虚拟水净输入总量中的比例平均每年达到89.1%;(4)高耗水型作物产品生产用水比例升高加大了农业用水压力,动物产品生产用水量呈增加趋势,2001—2005年动物产品生产引入的虚拟水占到其虚拟水总量的81.3%。北京市水资源利用呈不可持续状态,通过农业系统内部结构的优化调整,实现农业部门水资源的高效利用是缓解北京市水资源紧缺问题的关键。     

虚拟水在农业生态系统中的作用与贡献分析

水是农业生态系统中最重要的组成要素之一,也是粮食生产的一个重要安全保证,在确保粮食资源持续供应增长人口的需求中起到了根本的作用.文中分析了虚拟水的政策内涵,并依据对我国过去20年粮食生产与进口替代趋势的分析和国内外的粮食生产条件,估算出1980～2000年,小麦进口每年有10.2×10⁹ m³水和27.7×10⁶ hm²土地输入,玉米进口约有0.3×10⁹m³水和1.6×10⁶ hm²土地被间接利用.这对缓解我国农业用水和耕地资源紧张状况,灵活利用粮食贸易进口,解决粮食生产中的用水困境,利用虚拟水进口来补偿水资源的贡献率,具有重要的现实意义.     

黄河流域可持续发展评估及协同发展策略

作为我国重要的生态屏障和经济带,黄河流域生态保护和高质量发展是我国的重大战略需求。目前,黄河流域水资源利用效率较低、水资源配置不甚合理等问题,阻碍了流域整体的可持续发展。以黄河流域上、中、下游9个省份作为研究对象,引入目标间均衡度这一新的评估方法,通过分析上中下游在可持续发展目标达成状况、发展路径、对黄河水资源的依赖程度和工农业用水效率等方面的差异,探讨了基于水资源优化利用的协同发展策略。研究结果表明：(1)2000—2015年间,黄河九省的可持续发展指数都有了显著提高,在不考虑各可持续发展目标间的均衡度时,中下游地区的可持续发展状况显著优于上游地区,考虑均衡度后则未发现显著差异;(2)忽略均衡度对评估结果带来的偏差也体现在省级层面上,如宁夏和山西在不考虑均衡度时都被认为取得了良好的发展,但实际上两者的发展主要体现在少部分目标上,和环境保护相关的部分目标反而出现了退步,这说明不考虑均衡度可能会高估可持续发展目标达成度;(3)黄河流域上中下游均有对黄河水资源较为依赖的省份,这些省份间工农业用水量和用水效率等存在较大差异,总体来看,上游地区用水效率较低,中下游地区用水效率较高;(4)取水量...     

河湖生态系统生态用水优化研究——以滇池流域为例

生态需水是河流与湖泊生态系统健康的重要基础。湖泊流域的河流与湖泊生态系统之间存在密切的水量联系,目前对流域内生态用水的研究多为单一生态系统生态需水简单相加,忽略了河流和湖泊之间复杂的水量联系。基于河湖复合生态系统之间的水量联系构建了河湖生态系统生态用水优化模型,并以滇池为例分析了河湖生态系统生态用水规律。结果表明：湖泊流域中单一河流或湖泊生态需水计算结果不能满足复合生态系统的生态用水要求,需要综合考虑河流和湖泊之间的水量联系;在当前水质状况下,牛栏江每年的调水量不能满足滇池流域的生态用水要求;滇池流域水体污染对流域内生态用水影响较大,随着水体污染程度的下降,流域生态用水量和调水量呈指数下降,河流生态用水呈线性下降。     

基于投入产出模型的黄河“几字弯”城市群用水特征与节水关键区域

黄河“几字弯”区域是黄河流域的关键节点,是实现中西部崛起的关键区域,也是黄河流域生态环境保护和高质量发展的战略支撑。然而,缺水已经成为制约“几字弯”地区经济社会发展的最大瓶颈。利用投入产出模型,从生产侧的实体水和消费测的虚拟水出发,分析“几字弯”地区18个城市的用水量、结构变化和流入流出特征,结合生产与消费两个方面提出了“几字弯”地区城市群节水的重点区域及产业供水调整的建议。（1）“几字弯”区域虚拟水用量由2007年648.5亿m3增加至2017年778.4 亿m3,增加了20.0%,但实体水用量仅变化了-0.04%,各城市虚拟水增长类型差异较大。（2）18个城市实体水占虚拟水的比例由2007年41.7%下降至2017年34.8%,水资源利用效率逐步提高;实体水的用水大户是农业,虚拟水的用水大户是制造业和农业,服务业实体水和虚拟水用量剧增。（3）区域18个城市虚拟水流入量增长明显,但整体仍呈现出虚拟水净流出的特征。制造业虚拟水流出量均在188.9亿m3以上,流入量均不足108.9亿m3,制造业在区域经济中具有一定的比较优势。（4）巴彦淖尔、中卫、吴忠、石嘴山和白银市是“几字弯”18个城市中重点节水的对象。在这些城市中,农业用水比重较大,产出较低,农业是今后节水的重点。鄂尔多斯、包头、石嘴山、乌海制造业具有比较优势,巴彦淖尔的农业用水系数远远高于18个城市的平均值,需要控制其农业用水。对于鄂尔多斯、包头、石嘴山、乌海、巴彦淖尔5市,需要向当地的优势产业制造业和服务业进行供水倾斜、提高比较优势。     

黑河流域水-生态-经济协调发展方案及用水效益

在西北干旱地区的黑河流域,推行流域水-生态-经济协调发展模式,是从根本上高效配置流域水资源,彻底化解流域上、中、下游利益冲突,实现利益共享,保护流域生态环境,全面实施国务院黑河流域分水方案和提高用水效益的重要途径。采用系统动力学模型进行模拟调控实验,从众多实验方案中选择生成水-生态保护型发展方案(WEP)、水-经济高效型发展方案(WEH)、水-生态-经济协调型发展方案(WEE)3种有效方案。从需水总量与用水结构、空间配水结构、经济总量与经济结构、生态环境保护、投水产出效益等方面对3种有效方案进行比较分析。研究认为,WEP方案耗水总量相对较少,利于黑河流域生态环境保护,但经济发展步伐比较缓慢,不利于流域建设小康社会和全面建设节水型社会;WEH方案耗水量大,经济发展步伐快,经济效益显著,但不利于生态环境保护和黑河分水方案的实施,WEE方案耗水量介于WEP和WEH之间,经济效益和生态环境效益都比较显著,同时兼顾了黑河流域的经济发展目标和生态环境保护目标,虽然单纯从经济发展或生态保护角度分析,不是最好的方案,但从流域可持续发展和建设流域生态经济带的角度分析,却是一个最优化的方案。进而确定出WEE方案为满足国务院黑河流域分水方案要求和提高用水效益双重目标的优化方案。为了提高流域单方水产值,建议合理安排黑河流域上、中、下游的产业分工和生态建设分工;大力发展绿色节水产业和红色节水产业,加大节水型经济结构调整力度;强抓节水灌溉,建立高效节水型社会;逐步建立定额水价制度和水权贸易制度,推进水票制和用水户参与式管理模式。     

节水、补源,保护衡水湖

随着经济社会发展加快,城镇生活用水和工农业用水增长速度超过供水增长速度,“三生（生活、生产与生态）”用水共享的矛盾严重。城市生活、工业生产与农业生产大量占用生态用水,引起原有生态系统的退化。衡水湖地处的河北省是我国最缺水的省区之一,地表水资源利用率非常高,到处可见“有河则干,有水则污”的景观。从20世纪70年代开始,河北平原大小河流出现了断流。由于地表水缺乏,而大量开采地下水,开采利用率可达150％,形成严重超采。20年来河北平原已累计超采地下水300多亿立方米,致使太行山山前平原地下水位以每年1．5-2米的速度下降,东部平原以每年0．5-1．5米的速度下降。地下水位下降引起一系列生态与环境问题,包括土地干化、地面下沉、河湖干枯、海水入侵等等。水资源短缺已成为困扰河北,影响京、津生态安全、经济社会稳定和健康发展的关键因素。