摘要：黄河流域是中国重要能源和粮食主产区,然而水资源短缺已成为制约能源、粮食发展的关键要素。为优化流域水资源、能源、粮食之间的关系,引入协同学原理构建水资源-能源-粮食整体分析框架,建立具有总分结构、互馈关联的协同优化模型,采用多要素均衡智能算法,提出黄河流域粮食生产、能源开发与水资源调配一体优化的布局方案。结果表明,通过水资源-能源-粮食协同优化,2030年增加流域供水量23.98亿m3;优化了流域粮食生产布局,人均粮食产量提高12%;优选了能源产业规模和结构,煤炭开采、石油加工和火电总装机分别增加了2.86倍、4.08倍和0.80倍;在满足生活、生态环境用水的同时实现了粮食增收、能源增产。

摘要：在分析多年调节水库功能的基础上,辨析提出多年调节水库旱限水位的概念和内涵。基于最优控制理论和自适应技术,以干旱年份流域供水总收益最大为目标建立具有在线辨识、自动寻优的多年调节水库旱限水位最优控制模型,并引入人工鱼群智能求解算法,实现多年调节水库跨年度补水收益最大化和出库过程最优化。以黄河流域20世纪90年代连续干旱枯水时段为例,优化提出龙羊峡水库旱限水位控制方案,集成多年调节水库旱限水位控制策略。结果表明,通过龙羊峡水库旱限水位最优控制实施跨年度补水和蓄丰补枯,可增加干旱枯水年份的供水量,在一定程度上减轻流域旱灾损失。

摘要：构建了一个新的水文干旱评估指标——标准水资源指数(SWRI),结合分布式水循环模型、Copula函数及统计检验等方法,形成了一套完整的水文干旱识别、评估及特征分析的基本框架。以海河北系为例,定量识别了1956—2009年间的水文干旱事件,并对其干旱特征及变化规律进行了剖析。结果表明:海河北系近54年发生的34次水文干旱主要集中在短历时、低强度、小面积区间内,空间上主要分布在张家口、大同及北京等地区;干旱指标的联动关系上,干旱历时、强度与面积指标间呈显著的线性或指数相关关系,90%的水文干旱历时低于40个月、干旱面积占比不超过43%,干旱强度低于9.0;在给定的干旱特征指标值(如干旱面积)条件下,另一干旱指标值越大(如强度越大)干旱发生概率越小,且存在明显的特征区间;单变量水文干旱重现期介于联合重现期和同现重现期之间。

摘要：为定量研究灌区灌溉需水与气象干旱的关系、合理组织抗旱水源,以黄河流域1956—2010年水文、气象、地下水以及作物参数等资料为基础,选取RDI干旱评估指标系统评估了黄河流域上、中、下游5个主要灌区的历史干旱情况,采用作物水量平衡方程计算了灌区灌溉需水量;采用灰色关联和相关分析方法,研究了主要灌区气象干旱与灌溉需水的关联程度,并建立了灌区灌溉需水量与RDI的定量关系。结果表明:RDI干旱评估指标可用于黄河流域灌区的气象干旱评估;黄河流域上、中、下游主要灌区灌溉需水量与RDI存在显著的关联关系,随着降水量增加(作物可利用的有效降水量增加),灌区灌溉需水量与RDI的灰色关联度和相关系数不断增大;主要灌区灌溉需水量对RDI变化的响应程度不一,干旱程度每增加一个等级(RDI指数减小0.5),上游青铜峡灌区、内蒙古河套灌区灌溉需水量平均增加约1.04亿m^3,中游汾河灌区、渭河灌区需水量增加约2.19亿m^3,下游引黄灌区需水量增加约6.22亿m^3。

摘要：从粮食安全角度提出了最小保有灌溉需水量的概念及预测方法,建立了区域灌溉需水量对干旱的响应关系,预测了黄河流域及流域外引黄地区2020年不同干旱条件下的最小保有灌溉需水量。结果表明:黄河流域及流域外引黄地区最小保有灌溉面积为371.3万hm^2,占全部有效灌溉面积的42.3%;不同干旱等级的最小保有灌溉需水量为187.0亿~239.0亿m^3;随着干旱等级由轻旱到特旱,最小保有灌溉需水量分别较无旱情况增大5%、11%、19%和28%。

摘要：为客观评价黄河流域地表水资源超载状况,基于水资源开发利用长系列资料分析,采用经验公式法对黄河地表水资源超载进行评价,提出技术路线与评价标准,分析沿黄各省(区)水资源超载程度,探讨原因并提出治理措施。结果表明:山东省、内蒙古自治区、宁夏回族自治区和甘肃省长期处于黄河地表水超载状态,部分年份严重超载,但随着管理水平逐渐提高,2011—2020年宁夏回族自治区和甘肃省地表水超载状况有所缓解。

摘要：黄河流域水资源供需矛盾突出,为协调流域水资源与经济社会发展之间的关系,基于1988-2019年黄河流域水资源公报中的各行业用水数据,采用信息熵的方法分析了黄河流域近30年来用水结构的演变规律及空间分布特征。结果表明:1988-2019年黄河流域总用水量呈现两个阶段的变化,总体上呈现先减少后增加的趋势;用水结构信息熵呈现持续增长趋势,由1988年的0.6增长至2019年的1.2,说明黄河流域的水资源利用结构是向有利于经济社会发展的方向演变。从流域用水结构空间分布来看,四川省、陕西省和山西省用水结构信息熵和均衡度较高,均值分别在1.2和0.6以上,宁夏、内蒙古自治区和山东省的用水结构信息熵和均衡度均值分别在0.9和0.5以下,用水结构的合理性在黄河流域处于较差水平;从流域用水结构时间演变来看,四川省用水结构信息熵和均衡度呈减小趋势,其他8省(区)则呈增大趋势,增幅最大的是青海省,增加了40%以上,原因是该省农田灌溉用水量占比减小,而其他行业用水量占比增加。本文评价了黄河流域9省(区)用水结构的合理性,可为流域水资源的规划和节水政策的制订提供参考。

摘要：黄河“八七”分水方案是流域水资源管理的重要依据。颁布30余年来,黄河流域自然环境、经济社会等发生了显著变化,亟需科学认识分水方案对环境变化扰动的适应性。运用动力系统原理构建分水方案适应性的动力微分方程和综合评价模型,从敏感性、稳定性、抗力和恢复力4个方面建立包含20个指标的适应性评价指标体系,定量评价1999年以来分水方案的适应性,并采用HP(Hodrick-Prescott)滤波识别适应性变化趋势。结果表明:分水方案对环境变化的适应性良好,19年中63.2%的年份适应性值大于1;适应性先升后降,2005年达到峰值,之后逐渐降低,2014年起适应性值小于1,表现为不适应。分析影响分水方案适应性的主要因素,提出分水方案调整策略,为支撑流域水资源管理提供方向参考。

摘要：运用能值理论和分析方法,分析了鄂尔多斯市2000-2009年水资源生态经济系统能量流动规律,构建了其能值综合图,计算评价了水资源开发利用状态及其系统可持续发展状况。分析结果表明,鄂尔多斯市经济社会发展主要依靠不可更新资源的投入,且对不可更新资源投入的依赖程度不断增大,水资源投入能值所占比重逐渐减小;鄂尔多斯市在市场贸易中处于明显不利地位,经济发展尚处于高消耗、高增长的发展阶段,工业化水平还有待提高。2000年以后鄂尔多斯市经济系统虽然富有活力和发展潜力,但是随着当地经济发展对不可更新资源的依赖不断增大,系统有向消费型经济系统快速发展的趋势。鄂尔多斯市应加快重点工业产业技术更新和产品升级,延长产业链。

摘要：采用Mann-Kendall趋势检验及突变诊断方法分析了鄂尔多斯市径流变化情况,并探讨了降水、气温、人类活动等环境因素变化对径流变化的影响。结果表明:近50多a来,鄂尔多斯市径流呈显著减小趋势,且在1993年左右发生明显突变;气候变化对径流减少的贡献率约为29%,其中降水减少占19%、气温升高占10%;人类活动对径流减少的贡献率约为71%,其中水土保持建设、水利工程建设、地下水开采分别占18%、10%和22%。