蓝绿水研究引发了科学界对水资源概念及评价的重新思考,逐步影响着人类对水资源管理的思维方式,已经成为水文水资源领域研究热点。在我国干旱区内陆河流域,对水循环的认识仍然是以蓝水(地表水和地下水)为主,对流域生态系统及人类极其重要的绿水(源于降水、存储于土壤并通过植被蒸散消耗掉的水汽)及其用水模式却了解甚少。本研究拟选择干旱区典型内陆河流黑河为研究对象,以蓝绿水研究为核心在流域尺度上集成水文-用水耦合模型,模拟蓝绿水时空演变过程及人类和生态系统用水模式变化;应用耦合模型模拟在仅考虑气候变化、仅考虑人类活动以及综合考虑气候变化和人类活动三种情景下蓝绿水形成过程,分析蓝绿水演变的自然和人为驱动机理。通过研究干旱区黑河流域蓝绿水演变,探讨气候变化和人类活动影响下生态-水文过程响应机制,为国家内陆河流域综合管理、水安全、生态安全以及经济可持续发展提供基础理论和科技支撑。
Green water;Blue water;Water footprint;Virtual water;
蓝绿水研究引发了科学界对水资源概念及评价的重新思考,逐步影响着人类对水资源管理的思维方式,已经成为水文水资源领域研究热点。该项目以干旱区内陆河流域黑河为研究对象,采用SWAT水文模型,在流域尺度上揭示了1960-2010年蓝绿水空间分布规律与历史演变趋势;结合S-M-K等统计检验方法与SWAT水文模型,阐明了1960-2010年间黑河流域、上中下游及各子流域三种空间尺度蓝绿水演变趋势、变化幅度及突变规律;采用标准化降水指数和降水距平指数等方法确定流域典型干湿平年份,并分析不同典型年份蓝绿水时空变化特征;采用用水模型,评价了2004-2006年蓝绿水足迹及年内分布特征,并结合蓝绿水资源状况,定量评价了黑河流域水资源利用的可持续性;采用投入产出表法和用水模型,定量评价了黑河流域及甘肃省1997年、2002年、2007年三个年份、不同用水部门水资源消耗及虚拟水交易,探讨了黑河流域实体水与虚拟水相互转化的规律。该项目将水文-用水-经济模型耦合,构建了内陆河流域蓝水-绿水、实体水-虚拟水的广义水资源评价体系,刻画了黑河流域水资源使用的不可持续性和节水型社会建设以后技术节水明显但总体节水效果不明显的特征,并阐明了水资源利用效率提高引发的“反弹效应”导致农业生产扩张、出口增加是导致节水型社会节水不明显的重要原因。研究结果加深了对蓝水、绿水和虚拟水相互转化规律的科学认识,并为实施最严格水资源管理,以保障黑河流域水安全、生态安全以及经济可持续发展提供了理论基础和科技支撑。