縱向嶺谷區(qū)農(nóng)業(yè)水資源時空格局與持續(xù)利用

前言

在全球氣候變化驅(qū)動下，高原山地環(huán)境中水資源的脆弱性日趨明顯?？v貫我國西南與中南半島的縱向嶺谷區(qū)，主體在云南低緯高原，受到東南季風(fēng)和西南季風(fēng)的交互影響，其地表水汽循環(huán)、徑流形成、水資源變化及其時空格局復(fù)雜多變。高原山地環(huán)境、縱向嶺谷地表“通道一阻隔”作用與季風(fēng)的交互影響，區(qū)域水資源的脆弱性十分突出，開發(fā)利用困難，導(dǎo)致作物種植結(jié)構(gòu)不匹配、農(nóng)業(yè)灌溉需水的空間分布極為復(fù)雜，經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護極不協(xié)調(diào)?；谶^去的研究基礎(chǔ)和國內(nèi)外相關(guān)成果的應(yīng)用，研究小組通過對縱向嶺谷區(qū)所涉及云南境內(nèi)的元江一紅河、瀾滄江一湄公河、怒江一薩爾溫江、伊洛瓦底江及對比區(qū)長江、珠江等流域內(nèi)的自然地理、經(jīng)濟發(fā)展、水文氣象、水資源分布特點及開發(fā)利用現(xiàn)狀進行了綜合研究，獲取了包括不同流域、不同海拔高程、不同氣候類型下的農(nóng)業(yè)灌溉用水等大量的調(diào)查分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。利用這些數(shù)據(jù)，以數(shù)學(xué)模型技術(shù)為手段，交叉運用了地理、生態(tài)、水資源、氣象、農(nóng)業(yè)灌溉等學(xué)科的理論方法，對縱向嶺谷區(qū)的水資源開發(fā)利用特點及存在問題、大型灌區(qū)用水管理現(xiàn)狀、農(nóng)業(yè)灌溉需水量在不同時間和空間尺度上的分異規(guī)律、灌區(qū)實時預(yù)報調(diào)度、水資源合理配置等進行了較深入、系統(tǒng)的分析研究：與一般條件下參考作物蒸騰蒸發(fā)量（ET0）相比，發(fā)現(xiàn)了縱向嶺谷及低緯度高原地區(qū)ET。年內(nèi)變化的“延遲現(xiàn)象”；揭示了縱向嶺谷區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉需水因子空間變異性及其與“通道一阻隔”作用的關(guān)系以及“通道一阻隔”作用對縱向嶺谷不同海拔、經(jīng)度、緯度區(qū)水稻灌溉需水的影響；探明了干熱河谷ET0及灌溉需水的變化趨勢和突變過程；改進了概念性實時灌溉預(yù)報模型中的逐日ET0預(yù)測方法；運用MIKEBASIN軟件建立了水資源“三次供需平衡”分析模型，對云南境內(nèi)的元江-紅河、瀾滄江-湄公河流域現(xiàn)狀、2020年、2030年不同規(guī)劃水平年多種情景下的水資源配置方案進行了模擬分析，提出了縱向嶺谷區(qū)的灌溉實時調(diào)度系統(tǒng)理論框架和農(nóng)業(yè)水資源管理調(diào)控措施。研究成果進一步完善了我國的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉理論，有些內(nèi)容在國內(nèi)外系首先深入研究并取得了可喜成果，具有較高的科學(xué)性和廣泛的應(yīng)用價值。相關(guān)成果已在當(dāng)?shù)亍肮?jié)水型社會建設(shè)規(guī)劃”、“行業(yè)用水定額標(biāo)準(zhǔn)編制”、“流域綜合規(guī)劃修編”、“灌區(qū)節(jié)水改造及續(xù)建配套規(guī)劃”、“灌區(qū)用水管理”等方面得到了應(yīng)用，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟和社會效益。該書的出版，為全面、深入地認(rèn)識縱向嶺谷區(qū)農(nóng)業(yè)水資源的變化規(guī)律及合理利用與有效管理提供了科學(xué)依據(jù)，對國內(nèi)外相關(guān)地區(qū)的地表水汽分布格局與變化規(guī)律的研究以及農(nóng)業(yè)水利用與管理的研究與實踐，都有重要借鑒價值。

內(nèi)容概要

　　《縱向嶺谷區(qū)農(nóng)業(yè)水資源時空格局與持續(xù)利用》結(jié)合縱向嶺谷區(qū)的地理、氣象、農(nóng)業(yè)、水資源及其開發(fā)利用特點進行主要農(nóng)作物灌溉定額區(qū)劃。揭示了區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉需水的空間變異性、與“通道-阻隔”作用的關(guān)聯(lián)，水稻灌溉定額與經(jīng)緯度、海拔高程的變化關(guān)系，以及參考作物騰發(fā)量ET0年內(nèi)變化的“延遲現(xiàn)象”。分析了1950s以來縱向嶺谷區(qū)的ET0變化，及元江-紅河、瀾滄江-湄公河、怒江-薩爾溫江、金沙江等干熱河谷灌溉需水因子的長期變化趨勢和轉(zhuǎn)折變異性。改進灌溉實時調(diào)度中的逐日ET0預(yù)測方法，構(gòu)建灌溉預(yù)報調(diào)度系統(tǒng)框架，提出了農(nóng)業(yè)水資源管理調(diào)控措施。借助MIKEBASIN技術(shù)平臺，以瀾滄江-湄公河（云南部分）、元江-紅河流域為例，建立各水平年情境下的流域水資源利用系統(tǒng)模擬模型，實現(xiàn)系列年水資源配置的“三次供需平衡”。本書可供從事地理、資源環(huán)境、農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉、氣候變化等領(lǐng)域的科研、教學(xué)、管理人員，水利水電工程規(guī)劃設(shè)計人員，以及相關(guān)高校的研究生參考使用。

書籍目錄

序前言第一章 綜述第一節(jié) “通道一阻隔”作用及其水生態(tài)環(huán)境效應(yīng)第二節(jié) 氣候變化在縱向嶺谷區(qū)的區(qū)域響應(yīng)第三節(jié) 縱向嶺谷區(qū)農(nóng)業(yè)水資源研究對節(jié)水灌溉和水資源配置的科學(xué)意義第二章 縱向嶺谷區(qū)水資源時空格局與開發(fā)利用第一節(jié) 縱向嶺谷區(qū)的水資源分布特性第二節(jié) 縱向嶺谷區(qū)的水資源工程第三節(jié) 縱向嶺谷區(qū)的用水及消耗量第四節(jié) 縱向嶺谷區(qū)水資源開發(fā)利用評價第五節(jié) 水資源利用特點及存在問題第三章 縱向嶺谷區(qū)重點灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水管理現(xiàn)狀第一節(jié) 綜述第二節(jié) 蒙開個灌區(qū)第三節(jié) 平遠(yuǎn)灌區(qū)第四節(jié) 洱海灌區(qū)第五節(jié) 耿馬灌區(qū)第六節(jié) 勐海灌區(qū)第七節(jié) 潞江壩灌區(qū)第八節(jié) 盈江灌區(qū)第九節(jié) 麻栗壩灌區(qū)第十節(jié) 瑞麗江灌區(qū)第四章 縱向嶺谷區(qū)農(nóng)業(yè)需水量空間變化規(guī)律第一節(jié) 農(nóng)業(yè)氣象及種植業(yè)特點第二節(jié) 作物需水量與設(shè)計灌溉制度第三節(jié) 灌溉用水定額分區(qū)第四節(jié) “通道一阻隔”作用對水稻灌溉需水的影響第五節(jié) 農(nóng)業(yè)需水空間變異性及與“通道一阻隔”作用的關(guān)系第五章 縱向嶺谷區(qū)農(nóng)業(yè)需水量時間變化規(guī)律第一節(jié) 參考作物騰發(fā)量的變化趨勢第二節(jié) 元江-紅河干熱河谷灌溉需水的變化趨勢第三節(jié) 瀾滄江-湄公河河谷灌溉需水定額變化趨勢第四節(jié) 怒江一薩爾溫江干旱河谷灌溉需水量變化趨勢第五節(jié) 金沙江干熱河谷灌溉需水量變化趨勢第六節(jié) 滇池流域氣候變化及與水資源利用的關(guān)系第六章 縱向嶺谷區(qū)灌溉實時預(yù)報調(diào)度第一節(jié) 灌溉實時預(yù)報調(diào)度研究概述第二節(jié) 參考作物騰發(fā)量計算方法的應(yīng)用對比第三節(jié) 逐日參考作物騰發(fā)量預(yù)測改進方法第四節(jié) 縱向嶺谷區(qū)灌溉實時預(yù)報調(diào)度系統(tǒng)第五節(jié) 縱向嶺谷農(nóng)業(yè)水管理調(diào)控措施第七章 基于生態(tài)需水和農(nóng)業(yè)節(jié)水的水資源配置第一節(jié) 水資源配置的概述第二節(jié) 生態(tài)環(huán)境需水研究概述第三節(jié) 河道外生態(tài)環(huán)境需水計算方法第四節(jié) 河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水計算方法第五節(jié) 元江紅河流域生態(tài)環(huán)境需水量研究第六節(jié) 元江-紅河流域水資源配置案例第七節(jié) 瀾滄江-湄公河流域(云南部分)水資源配置案例參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：王忠靜等（1998）根據(jù)可持續(xù)發(fā)展理論，在總結(jié)和延伸了水資源規(guī)劃的多目標(biāo)發(fā)展、相互作用、動態(tài)與風(fēng)險性、公眾接受和滾動規(guī)劃的原則基礎(chǔ)上，提出一種交互式宏觀多目標(biāo)優(yōu)化與方案動態(tài)模擬相結(jié)合的決策支持規(guī)劃思想和操作方法，用分段靜態(tài)長系列法模擬水資源系統(tǒng)的動態(tài)特性，開發(fā)出相應(yīng)的規(guī)劃決策支持系統(tǒng)。尹明萬等（1999）結(jié)合大連市大沙河流域水資源實際情況，研制出第一個針對小流域規(guī)劃的水資源配置優(yōu)化與模擬耦合模型。在“九五”期間，同家又啟動了“九五”國家重點科技攻關(guān)項目“西北地區(qū)水資源合理開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護研究”，將水資源配置的范疇進一步拓展到社會經(jīng)濟一水資源一生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，配置的對象也發(fā)展到同時配置國民經(jīng)濟用水和生態(tài)環(huán)境用水，并且研究和提出了生態(tài)需水量計算方法（陳志愷，2004）。甘泓和尹明萬（2003）結(jié)合新疆的實際情況，研制出了第一個可適用于巨型水資源系統(tǒng)的智能型模擬模型，該模型有兩個突出特點：一是考慮了生態(tài)供水的要求；二是水系統(tǒng)巨大，要素眾多，為保證計算精度和加快計算速度，模型中采用了智能化技術(shù)。謝新民等（2000）根據(jù)寧夏的實際情況和亟待研究解決的問題，基于社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和水資源可持續(xù)利用的觀點，利用水資源系統(tǒng)分析的理論和方法，分析和確立寧夏水資源優(yōu)化配置的目標(biāo)及要求，建立的水資源優(yōu)化配置模型系統(tǒng)由4個計算模型和兩種模式組成：淺層地下水模型、需水預(yù)測模型、基于灌溉動態(tài)需水量計算的水均衡模型、目標(biāo)規(guī)劃模型，以及南部山區(qū)當(dāng)?shù)厮Y源高效利用模式、引黃灌區(qū)地表水與地下水聯(lián)合高效利用模式，通過各模型之問不斷交換信息、循環(huán)迭代計算，對各種方案進行分析和計算，然后建立了能評價和衡量各種方案的統(tǒng)一尺度，即評價指標(biāo)體系，利用所建立的評價模型對各方案進行分析和評價，最后研制出水資源配置智能型決策支持系統(tǒng)，可友好地為決策者或決策部門提供全面的決策參考和可供具體操作、實施的水資源優(yōu)化配置推薦方案，為寧夏水資源的合理開發(fā)和可持續(xù)利用提供決策支持。王浩等（2003）在“黃淮海水資源合理配置研究”中，首次提出水資源“三次平衡”的配置思想，系統(tǒng)地闡述了基于流域水資源可持續(xù)利用的系統(tǒng)配置方法，其核心內(nèi)容是在國民經(jīng)濟用水過程和流域水循環(huán)轉(zhuǎn)化過程兩個層面上分析水量虧缺態(tài)勢，并在統(tǒng)一的用水競爭模式下研究流域之間的水資源配置問題，是我國水資源配置理論與方法研究的新進展。王勁峰等（2001）針對我國水資源供需平衡在空間上的巨大差異造成了區(qū)際調(diào)水的需求，提出了水資源在時問、部門和空間上的三維優(yōu)化分配理論模型體系，包括含4類經(jīng)濟目標(biāo)的目標(biāo)集、7類變量組合的模型集和6種邊際效益類型的邊際效益集，由此組成了168種優(yōu)化問題，并提出一種解析解法。王浩等（2002）系統(tǒng)地闡述了在市場經(jīng)濟條件下，水資源總體規(guī)劃體系應(yīng)建立以流域系統(tǒng)為對象、以流域水循環(huán)為科學(xué)基礎(chǔ)、以合理的配置為中心的系統(tǒng)觀，以多層次、多目標(biāo)、群決策方法作為流域水資源規(guī)劃的方法論。

編輯推薦

《縱向嶺谷區(qū)農(nóng)業(yè)水資源時空格局與持續(xù)利用》：“973”計劃項目及（2003CB415100）縱向嶺谷·通道-阻隔·跨境生態(tài)安全（六）。

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