2卷第2期 Vol 22 No. 2 02年4月 CIENTIA GEOGRAPHICA SINICA Apr.,2002 文章编号:10000690(2002)02-016204 水资源的天然可再生能力及其与 更新速率之间的关系 沈珍瑶,杨志峰,刘昌明 (北京师范大学环境科学研究所环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京100875) 摘要:阐述了水资源的可再生性及天然可再生能力的表示方法,探讨了水资源天然可再生能力与水资源更新速 率之间的关系。研究结果显示用单位面积单位时间的可更新水资源量来表述水资源天然可再生能力具有突出 的优点。研究同时表明水资源更新速率与可更新水资源量之间关系密切,如果获得了水资源更新速率,则较易 获得其可更新水资源量,从而可以研究水资源的可再生性。以全国水资源一级分区及黄河流域二级分区为例评 价了其水资源的天然可再生能力。 关键词水资源;可再生性;天然可再生能力;更新速率 中图分类号:TV213.9文献标识码:A 生性具有天然、天然-人工复合及社会三大特 性21 水资源的可再生性是水资源的主要特性之 本文的目的是探讨如何定量描述水资源的可 它主要由水循环决定。在水循环过程中,作为水资再生性问题,限于篇幅,先探讨水资源天然可再生 源的淡水不断得以再生,但对于一个具体的区域,性的定量表示方法。注意到本文探讨的水资源天 水分循环再生所得到的补给水量总是有限的,因此然可再生性实际上只具有相对意义,但它是研究水 循环过程的无限性与再生补给水量的有限性,决定资源可再生性的基础所在。 了水资源在一定限度内才是取之不尽用之不竭的 这也说明了水资源的可再生性是有条件的不是无1水资源天然可再生能力的表述 限的 我们用水资源的天然可再生能力来度量水资 由于在天然水资源系统进行的水资源可再生源的天然可再生性,并希望用之来比较水资源天然 性已经大大地受到人类活动的影响,因此研究水资可再生性的强弱 源的可再生性除要研究天然情况下的水资源可再 初步认为水资源的天然可再生能力如果用某 生性外,还要考虑人为作用叠加情况下的天然系统个流域或地区的年可更新水资源量来表述,可能不 中的水资源可再生性。更进一步,在纯粹的社会系太合适。因为尽管对于这个流域或地区,年可更新 统,在利用水资源时,也存在水资源的重复利用问水资源量越大,则其可再生能力越强;反之,年可更 题,这种利用实际上也是水资源可再生性的一种表新水资源量越小,则其可再生能力越弱。但是却不 现,只是这种表现与天然水资源系统没有多大的关利于不同流域或地区之间的比较 系而已。 因此用某个流域或地区的年可更新水资源量 对于水资源的可再生性,目前尚未有文献对之除以该流域或地区的面积来表示水资源的可再生 进行深入探讨,一些文献给出了水资源可再生性研能力可能更合适。这样可以比较不同流域或地区 究的基本思路,并初步定义了水资源可再生性的概之间的地表水水资源的可再生能力、地下水水资源 念并对其特点进行了简要阐述,指出水资源的可再的可再生能力及天然系统中水资源的可再生能力 收稿日期2001-03-01;修订日期2001-06-30 基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(C99943605)资助 作者简介:沈珍瑶(1967-),男,浙江省酆县人,副硏究员,现为北京师范大学环境科学所博士后,主要从事水环境、水资源、核环境及 废治理等研究工作。Emil:z.y.shen@63.net 201994-2009chinaAcademicJOurnalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
收稿日期 :2001 - 03 - 01 ; 修订日期 :2001 - 06 - 30 基金项目 :国家重点基础研究发展规划项目( G1999043605) 资助。 作者简介:沈珍瑶(1967 - ) ,男 ,浙江省鄞县人 ,副研究员 ,现为北京师范大学环境科学所博士后 ,主要从事水环境、水资源、核环境及三 废治理等研究工作。E2mail :z. y. shen @263. net 文章编号 :1000 - 0690 (2002) 02 - 0162 - 04 水资源的天然可再生能力及其与 更新速率之间的关系 沈珍瑶 , 杨志峰 , 刘昌明 (北京师范大学环境科学研究所环境模拟与污染控制国家重点联合实验室 , 北京 100875) 摘要 :阐述了水资源的可再生性及天然可再生能力的表示方法 ,探讨了水资源天然可再生能力与水资源更新速 率之间的关系。研究结果显示用单位面积单位时间的可更新水资源量来表述水资源天然可再生能力具有突出 的优点。研究同时表明水资源更新速率与可更新水资源量之间关系密切 ,如果获得了水资源更新速率 ,则较易 获得其可更新水资源量 ,从而可以研究水资源的可再生性。以全国水资源一级分区及黄河流域二级分区为例评 价了其水资源的天然可再生能力。 关 键 词 :水资源 ;可再生性 ;天然可再生能力 ;更新速率 中图分类号 :TV213. 9 文献标识码 :A 引 言 水资源的可再生性是水资源的主要特性之一 , 它主要由水循环决定。在水循环过程中 ,作为水资 源的淡水不断得以再生 ,但对于一个具体的区域 , 水分循环再生所得到的补给水量总是有限的 ,因此 循环过程的无限性与再生补给水量的有限性 ,决定 了水资源在一定限度内才是取之不尽用之不竭的 , 这也说明了水资源的可再生性是有条件的 ,不是无 限的。 由于在天然水资源系统进行的水资源可再生 性已经大大地受到人类活动的影响 ,因此研究水资 源的可再生性除要研究天然情况下的水资源可再 生性外 ,还要考虑人为作用叠加情况下的天然系统 中的水资源可再生性。更进一步 ,在纯粹的社会系 统 ,在利用水资源时 ,也存在水资源的重复利用问 题 ,这种利用实际上也是水资源可再生性的一种表 现 ,只是这种表现与天然水资源系统没有多大的关 系而已。 对于水资源的可再生性 ,目前尚未有文献对之 进行深入探讨 ,一些文献给出了水资源可再生性研 究的基本思路 ,并初步定义了水资源可再生性的概 念并对其特点进行了简要阐述 ,指出水资源的可再 生性具有天然、天然 人工复合及社会三大特 性[1 ,2 ] 。 本文的目的是探讨如何定量描述水资源的可 再生性问题 ,限于篇幅 ,先探讨水资源天然可再生 性的定量表示方法。注意到本文探讨的水资源天 然可再生性实际上只具有相对意义 ,但它是研究水 资源可再生性的基础所在。 1 水资源天然可再生能力的表述 我们用水资源的天然可再生能力来度量水资 源的天然可再生性 ,并希望用之来比较水资源天然 可再生性的强弱。 初步认为水资源的天然可再生能力如果用某 个流域或地区的年可更新水资源量来表述 ,可能不 太合适。因为尽管对于这个流域或地区 ,年可更新 水资源量越大 ,则其可再生能力越强 ;反之 ,年可更 新水资源量越小 ,则其可再生能力越弱。但是却不 利于不同流域或地区之间的比较。 因此用某个流域或地区的年可更新水资源量 除以该流域或地区的面积来表示水资源的可再生 能力可能更合适。这样可以比较不同流域或地区 之间的地表水水资源的可再生能力、地下水水资源 的可再生能力及天然系统中水资源的可再生能力 , 第 2 2 卷 第 2 期 2 0 0 2 年 4 月 地 理 科 学 SCIENTIA GEOGRAPHICA SINICA Vol . 22 No . 2 Apr. , 2 0 0 2
2期 沈珍瑶等:水资源的天然可再生能力及其与更新速率之间的关系 163 显然这个数值越大,则表明该流域或地区的水资源 可知地表水可再生能力计算方法类似于传统 可再生能力强,反之亦然。但应该认识到天然系统径流模数的计算方法,而天然水资源可再生能力类 中水资源的可再生能力并不是简单的地表水水资似于平均年产水模数的计算方法,但可再生能力是 源的可再生能力与地下水水资源的可再生能力之一个通量的概念,因此同这两个概念有一定区别 和,而应该考虑去除地表水与地下水可更新资源中 应注意到这种比较目前是在中大尺度上,在小 重复计算的部分。 尺度及微元尺度上需要做更多的工作。不过上述 显然上述水资源可再生能力概念的物理意义可再生能力的概念仍可推广到小尺度及微元尺度 非常明确,即单位面积单位时间的可更新水资源但存在如何界定该尺度可更新水资源量问题 量,实际上是一个通量的概念,这个概念与文献[312全国一级区及黄河流域二级区水 的概念基本类似,但又有区别 下面给出可再生能力的计算公式 资源天然可再生能力的评价 表1给出了全国一级区水资源5及其可再 生能力,由表可知就地表水可再生能力而言,可再 ⑨2)生能力强的流域为浙闽台诸河片、珠江流域、西南 Natural O+OG-Ot 3诸河片及长江流域,此四区明显高于全国平均水 式中:、、F分别为地表水地下水、天然水平:可再生能力差的流域为内陆诸河片黄河流域 系统水资源可再生能力 海滦河流域;可再生能力一般的流域为淮河流域 A为流域或区域的面积 额尔齐斯河流域、辽河流域及黑龙江流域,但其值 也低于全国平均水平;可见强弱有明显的分区。就 Q、QG、Qmm为单位时间该面积上地表水、地地下水可再生能力而言,其总体排序与地表水 下水及天然水资源系统的可更新水资源量 Q为单位时间该面积上重复计算的可更新水致,但相对而言其变化幅度较小。体现在天然水资 表1全国一级区水资源及其可再生能力评价表 able 1 Water resource and its reproducible ability in China 地表水 地下水 重复 水地表水可地下水可水资源可 分区 流域面积资源量资源量计算量资源量再生能力再生能力再生能力 (103×m3a)(108×m3/a)(108×m3/a)(105×m3/a)和m3/(m2m))hm3(m2m))hmy(m2n)) 黑龙江流域 245 辽河流域 345027 l04 0.14 0.056 0.167 海滦河流域 31816 132 0.09 0.083 0.132 黄河流域 淮河流域 329211 1808500 9613 0.136 0.532 珠江流域 580641 1092 0.807 0.811 浙间台诸河片 239803 2557 578 2592 1.066 0.256 1.081 西南诸河片 内陆诸河片 33217131064 0.032 0.036 额尔齐斯河流域 28124 0.284 表2给出的是黄河流域水资源可更新量41平均状态,但即使该流域中地表水水资源可再生能 及其可再生能力的情况,由表中可知黄河流域水资力最强的洮河0.208m/(m2a),其也未达到全 源可再生能力变化也较大,就地表水而言洮河、伊国的平均水平0.284m/(m2n))。因此从地表水 洛河、湟水、兰州以上干流区间、沁河、三门峡至花水资源角度,整个黄河流域是很缺乏的。 园口干流区间、黄河下游区为可再生能力较强区, 从地下水可再生能力看,整个黄河流域变化不太 而鄂尔多斯内流区、干流兰州至河口镇、洛河泾河明显除鄂尔多斯内流区、洛河、泾河、干流兰州至河 及干流河口镇至龙门为可再生能力较弱区,其余为口镇及河口镇至龙门为较弱区为其余变化不大。 o1994-2009cHinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
显然这个数值越大 ,则表明该流域或地区的水资源 可再生能力强 ,反之亦然。但应该认识到天然系统 中水资源的可再生能力并不是简单的地表水水资 源的可再生能力与地下水水资源的可再生能力之 和 ,而应该考虑去除地表水与地下水可更新资源中 重复计算的部分。 显然上述水资源可再生能力概念的物理意义 非常明确 ,即单位面积单位时间的可更新水资源 量 ,实际上是一个通量的概念 ,这个概念与文献[ 3 ] 的概念基本类似 ,但又有区别[3 ] 。 下面给出可再生能力的计算公式 : Fs = Qs A (1) FG = QG A (2) Fnatural = Qnatural A = Qs + QG - Qit A (3) 式中 : Fs、FG、Fnatural分别为地表水、地下水、天然水 系统水资源可再生能力 ; A 为流域或区域的面积 ; Qs 、QG、Qnatural为单位时间该面积上地表水、地 下水及天然水资源系统的可更新水资源量 ; Qit为单位时间该面积上重复计算的可更新水 资源量。 可知地表水可再生能力计算方法类似于传统 径流模数的计算方法 ,而天然水资源可再生能力类 似于平均年产水模数的计算方法 ,但可再生能力是 一个通量的概念 ,因此同这两个概念有一定区别。 应注意到这种比较目前是在中大尺度上 ,在小 尺度及微元尺度上需要做更多的工作。不过上述 可再生能力的概念仍可推广到小尺度及微元尺度 , 但存在如何界定该尺度可更新水资源量问题。 2 全国一级区及黄河流域二级区水 资源天然可再生能力的评价 表 1 给出了全国一级区水资源[4 ,5 ]及其可再 生能力 ,由表可知就地表水可再生能力而言 ,可再 生能力强的流域为浙闽台诸河片、珠江流域、西南 诸河片及长江流域 ,此四区明显高于全国平均水 平 ;可再生能力差的流域为内陆诸河片、黄河流域、 海滦河流域 ;可再生能力一般的流域为淮河流域、 额尔齐斯河流域、辽河流域及黑龙江流域 ,但其值 也低于全国平均水平 ;可见强弱有明显的分区。就 地下水可再生能力而言 ,其总体排序与地表水一 致 ,但相对而言其变化幅度较小。体现在天然水资 源可再生能力上也基本与此一致。 表 1 全国一级区水资源及其可再生能力评价表 Table 1 Water resource and its reproducible ability in China 分 区 流域面积 (km 2 ) 地表水 资源量 (10 8 ×m 3 / a) 地下水 资源量 (10 8 ×m 3 / a) 重复 计算量 (10 8 ×m 3 / a) 总水 资源量 (10 8 ×m 3 / a) 地表水可 再生能力 〔m 3 / (m 2·a) 〕 地下水可 再生能力 〔m 3 / (m 2·a) 〕 水资源可 再生能力 〔m 3 / (m 2·a) 〕 黑龙江流域 903 418 1 166 431 245 1 352 0. 129 0. 048 0. 150 辽河流域 345 027 487 194 104 577 0. 141 0. 056 0. 167 海滦河流域 318 161 288 265 132 421 0. 091 0. 083 0. 132 黄河流域 794 712 661 406 324 743 0. 083 0. 051 0. 093 淮河流域 329 211 741 393 173 961 0. 225 0. 119 0. 292 长江流域 1 808 500 9 513 2 464 2 364 9 613 0. 526 0. 136 0. 532 珠江流域 580 641 4 685 1 115 1 092 4 708 0. 807 0. 192 0. 811 浙闽台诸河片 239 803 2 557 613 578 2 592 1. 066 0. 256 1. 081 西南诸河片 851 406 5 853 1 544 1 544 5 853 0. 687 0. 181 0. 687 内陆诸河片 3 321 713 1 064 820 683 1 201 0. 032 0. 025 0. 036 额尔齐斯河流域 52 730 100 43 39 103 0. 190 0. 082 0. 195 全国 9 545 322 27 115 8 288 7 279 28 124 0. 284 0. 087 0. 295 表 2 给出的是黄河流域水资源可更新量[4 ,5 ] 及其可再生能力的情况 ,由表中可知黄河流域水资 源可再生能力变化也较大 ,就地表水而言洮河、伊 洛河、湟水、兰州以上干流区间、沁河、三门峡至花 园口干流区间、黄河下游区为可再生能力较强区 , 而鄂尔多斯内流区、干流兰州至河口镇、洛河、泾河 及干流河口镇至龙门为可再生能力较弱区 ,其余为 平均状态 ,但即使该流域中地表水水资源可再生能 力最强的洮河〔0. 208 m 3 / (m 2·a) 〕,其也未达到全 国的平均水平〔0. 284 m 3 / (m 2·a) 〕。因此从地表水 水资源角度 ,整个黄河流域是很缺乏的。 从地下水可再生能力看 ,整个黄河流域变化不太 明显 ,除鄂尔多斯内流区、洛河、泾河、干流兰州至河 口镇及河口镇至龙门为较弱区为 ,其余变化不大。 2 期 沈珍瑶等 :水资源的天然可再生能力及其与更新速率之间的关系 163
164 表2黄河流域水资源及其可再生能力评价表 Table 2 Water resource and its reproducible ability in the Yellow River 分区 流域面积 地表水 地下水 总水 地表水可地下水可水资源可 资源量 资源量 计算量 资源量再生能力再生能力再生能力 (103×m3/a)(103×m3/a)(108×m3a)(108×m/a)(m3/m2n)(m3m2)(m/m2t) 50. 0.153 0.069 0.153 洮河 25527 21.0 53.1 0.082 0.208 兰州以上干流区间 108.5 0.066 州至河口镇 48 26.7 0.030 河口镇至龙门 111595 0.053 汾河 39471 26.6 0.064 0.088 泾河 21 0.022 洛 0.023 62440 33.6 85.6 0.074 龙门至三门峡干流区间 16623 伊洛河 l8881 34.7 13 0.184 0.193 沁河 13532 18.4 13.1 10.5 21 0.136 0.097 0.155 三门峡至花园口干流区间 9202 33 0.151 黄河下游区 鄂尔多斯内流区 42269 0.008 0.015 0.022 从天然水资源可再生能力上说洮河、伊洛河、法最终结果的合理性。显然这一思路的出发点是 黄河下游区、湟水、兰州以上干流区间、沁河、三门确定水的交换周期,此处交换周期的概念我们认为 峡至花园口干流区间及渭河为可再生能力较强区,与传统的水资源更新周期或水文更新时间 鄂尔多斯内流区、干流兰州至河口镇洛河、泾河为( (turover time or replacement time)的概念是一致 可再生能力较弱区,其余介于中间 的。我们在此定义水资源的更新速率为其更新周 3水资源天然可再生能力与更新速期的倒数 率之间的关系 理论上若某系统的水资源更新速率或更新周 期及该系统中水资源占有的体积为已知,则可以得 根据上述探讨,要计算水资源天然可再生能到其可更新水资源量。对于地表水地下水系统都 力,关键是确定各种系统的可更新水资源量 是如此。同样可以得到若该系统的水资源更新速 对于天然水资源系统可更新水资源量的确定,率越大或更新周期越短,则其水资源可再生能力越 目前主要在大中尺度上进行利用区域上的水量平强的结论。对于不同的水资源系统,水资源更新速 衡方法,如我国第一次水资源评价,根据实际情况率大小的比较究竞有多大意义仍需进一步探讨,但 进行分级,然后再进行具体评价其评价结果我们它是计算水资源可再生能力的基础 已在表1给出。这种做法对于区域尺度的比较有 更新水资源量与水资源更新速率之间的关 效但也存在太租达不到精细刻划的目的,一定程系可用下述式子表示 度上存在不易对小区域进行水资源管理等等问题 Os qs XIs 另一个思路6与此不同,即“从水的交换周期 确定可更新水资源量,精确地确定水资源量并建立 区域总量计算模式;根据可更新量,计算水资源的 人口与经济的承载力为恢复和创建可持续利用的式中:41、90、qm分别为地表水、地下水及天然水 水资源供水系统及管理供应系统。这个思路打破水资源系统水资源更新速率 了传统水资源评价的思路,希望从小尺度甚至微元 、VG、Vmu分别为地表水水资源、地下水水 尺度上研究水资源的可再生性,再在此基础上进行资源及天然水资源系统占有的体积; 综合,最后达到刻划中大尺度水资源的目的,这个 其余符号意义同式(1)~(3) 思路正好与传统水资源评价的思路相反,但传统的 注意到天然水资源系统更新速率并非地表水 水资源评价结果可以在中大尺度上用来印证本方水资源更新速率与地下水水资源更新速率的简单 o1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
表 2 黄河流域水资源及其可再生能力评价表 Table 2 Water resource and its reproducible ability in the Yellow River 分 区 流域面积 (km 2 ) 地表水 资源量 (10 8 ×m 3 / a) 地下水 资源量 (10 8 ×m 3 / a) 重复 计算量 (10 8 ×m 3 / a) 总水 资源量 (10 8 ×m 3 / a) 地表水可 再生能力 (m 3 / m 2·a) 地下水可 再生能力 (m 3 / m 2·a) 水资源可 再生能力 (m 3 / m 2·a) 湟水 32 863 50. 2 22. 7 22. 7 50. 2 0. 153 0. 069 0. 153 洮河 25 527 53. 1 21. 0 21. 0 53. 1 0. 208 0. 082 0. 208 兰州以上干流区间 164 161 244. 0 108. 5 108. 5 244. 0 0. 149 0. 066 0. 149 兰州至河口镇 163 415 14. 2 48. 7 26. 7 36. 2 0. 009 0. 030 0. 022 河口镇至龙门 111 595 59. 7 40. 3 29. 6 70. 4 0. 053 0. 036 0. 063 汾河 39 471 26. 6 25. 2 17. 1 34. 7 0. 067 0. 064 0. 088 泾河 45 421 20. 7 10. 0 8. 9 21. 8 0. 046 0. 022 0. 048 洛河 26 905 9. 9 6. 1 5. 1 10. 9 0. 037 0. 023 0. 041 渭河 62 440 73. 1 46. 1 33. 6 85. 6 0. 117 0. 074 0. 137 龙门至三门峡干流区间 16 623 12. 1 10. 2 5. 9 16. 4 0. 073 0. 061 0. 099 伊洛河 18 881 34. 7 15. 3 13. 6 36. 4 0. 184 0. 081 0. 193 沁河 13 532 18. 4 13. 1 10. 5 21. 0 0. 136 0. 097 0. 155 三门峡至花园口干流区间 9 202 12. 2 6. 8 5. 1 13. 9 0. 133 0. 074 0. 151 黄河下游区 22 407 29. 2 25. 3 15. 0 39. 5 0. 130 0. 113 0. 176 鄂尔多斯内流区 42 269 3. 3 6. 5 0. 3 9. 5 0. 008 0. 015 0. 022 黄河流域 794 712 661. 4 405. 8 323. 6 743. 6 0. 083 0. 051 0. 094 从天然水资源可再生能力上说洮河、伊洛河、 黄河下游区、湟水、兰州以上干流区间、沁河、三门 峡至花园口干流区间及渭河为可再生能力较强区 , 鄂尔多斯内流区、干流兰州至河口镇、洛河、泾河为 可再生能力较弱区 ,其余介于中间。 3 水资源天然可再生能力与更新速 率之间的关系 根据上述探讨 ,要计算水资源天然可再生能 力 ,关键是确定各种系统的可更新水资源量。 对于天然水资源系统可更新水资源量的确定 , 目前主要在大中尺度上进行 ,利用区域上的水量平 衡方法 ,如我国第一次水资源评价 ,根据实际情况 进行分级 ,然后再进行具体评价 ,其评价结果我们 已在表 1 给出。这种做法对于区域尺度的比较有 效 ,但也存在太粗、达不到精细刻划的目的 ,一定程 度上存在不易对小区域进行水资源管理等等问题。 另一个思路[6 ]与此不同 ,即“从水的交换周期 确定可更新水资源量 ,精确地确定水资源量并建立 区域总量计算模式 ;根据可更新量 ,计算水资源的 人口与经济的承载力 ,为恢复和创建可持续利用的 水资源供水系统及管理供应系统。”这个思路打破 了传统水资源评价的思路 ,希望从小尺度甚至微元 尺度上研究水资源的可再生性 ,再在此基础上进行 综合 ,最后达到刻划中大尺度水资源的目的 ,这个 思路正好与传统水资源评价的思路相反 ,但传统的 水资源评价结果可以在中大尺度上用来印证本方 法最终结果的合理性。显然这一思路的出发点是 确定水的交换周期 ,此处交换周期的概念我们认为 与传 统 的 水 资 源 更 新 周 期 或 水 文 更 新 时 间 (turnover time or replacement time) 的概念[7 ]是一致 的。我们在此定义水资源的更新速率为其更新周 期的倒数。 理论上若某系统的水资源更新速率或更新周 期及该系统中水资源占有的体积为已知 ,则可以得 到其可更新水资源量。对于地表水、地下水系统都 是如此。同样可以得到若该系统的水资源更新速 率越大或更新周期越短 ,则其水资源可再生能力越 强的结论。对于不同的水资源系统 ,水资源更新速 率大小的比较究竟有多大意义仍需进一步探讨 ,但 它是计算水资源可再生能力的基础。 可更新水资源量与水资源更新速率之间的关 系可用下述式子表示 : Qs = qs ×Vs (4) QG = qG ×VG (5) Qnatural = qnatural ×Vnatural (6) 式中 : qs 、qG、qnaural分别为地表水、地下水及天然水 水资源系统水资源更新速率 ; Vs 、VG、Vnatural分别为地表水水资源、地下水水 资源及天然水资源系统占有的体积 ; 其余符号意义同式(1) ～(3) 。 注意到天然水资源系统更新速率并非地表水 水资源更新速率与地下水水资源更新速率的简单 164 地 理 科 学 22 卷
期 沈珍瑶等:水资源的天然可再生能力及其与更新速率之间的关系 叠加。同时在实际工作中,由于地表水与地下水系通量形式)来表示水资源的天然可再生能力具有突 统水资源更新速率相差极大,而且地表水与地下水出的优点 水资源占据体积不具可比性,因此不一定要给出天 3)通过对全国特别是黄河流域天然水资源可 然水资源系统的水资源更新速率,而是可能从另一再生能力的评价,进一步揭示本文给出的水资源可 角度探讨地表水可更新水资源与地下水可更新水再生能力评价方法的合理性 资源重复计算的部分 4)通过探讨水资源可再生能力与水资源更新 显然在此方法中获取水资源更新速率是评价速率之间的关系,可以发现搞清水资源的更新速 水资源可再生性的关键,理论上,水资源的更新速率,即可较易研究水资源的可再生性,因此需进一 率可以通过利用分布式水文模型,在确定计算单元步开展更新速率的研究 计算单元为单位的水资源更新速率值但实际工作参考文献 中有相当难度,这不仅仅在于流域分布式水文模型1]水与可持续发展一定义及内涵水科学进展,1998(4) 建立的困难,更为困难的是在需要获得较大区域的 水资源更新速率时,如何在计算单元间进行合并问 [2]沈珍瑶.水资源可再生性初探[A].中国博士后2000土木 水利分册)[C]北京:科学出版社200 题,关于这方面的工作,我们在今后将进一步介绍 °[3]牟海省.水资源内涵及价值评估若干模式的探讨[A]刘昌 结论 明,何希吾,任鸿遵,中国水问题研究[C].北京:气象出 社,1996.9~12 本文对水资源的可再生性进行了简要评述给14水利电力部水文局中国水资源评价N.北京:水利电力出 出了水资源天然可再生能力的表示方法,并用实例 版社,1987.140~14 5]中国自然资源丛书编辑委员会.中国自然资源丛书(水资源 探讨了水资源可再生能力评价方法的应用,最后探 卷)[M].北京:中国环境科学出版社,1995.163~165 讨了水资源可再生能力与水资源更新速率之间的[6]刘昌明,孙睿水循环的生态学方面:土壤-植被-大气系统 关系,通过研究得到如下几点认识 水分能量平衡研究进展[].水科学进展,199,10(3):251 l)可再生性是水资源的主要特点之一,它主 要由水循环决定 [7 Slutsky A H, Yen B C. A macroscale natural hydrologic cycle water 2)用单位时间单位面积水资源可更新量(即 available model [J]. Journal of Hydrology, 1997, 20(1): 329 Water resource re producible ability and its relationship with refresh rate SHEn Zheryao, YANG Zhi-feng, LIU Chang-ming r State Key aint Laboratory g Enironmental Simulation and Pollution Control, Institute d Environmental Science, Bejing Nornal University, Bejing 100875, Abstract The reproducibility and its ability of natural water resource are intoduced in this paper, the relationship be- tween reproducible ability and refresh rate of water resource is discussed. The results show that it has many advantag to use refresh water resource per area per time as reproducible ability of water resource. The relation between repo ducible ability and refresh rate of water resource shows that if the refresh rate of water resource is kown, it is very easily to achieve the reproducible ability of water resource. The first order water resources areas in China and the sec- ond order water resources subareas of Yellow River are taken as an example to assess the natural reproducible ability Key words Water resource; Reproducibility; Reproducible ability; Refresh rate o1994-2009cHinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net
叠加。同时在实际工作中 ,由于地表水与地下水系 统水资源更新速率相差极大 ,而且地表水与地下水 水资源占据体积不具可比性 ,因此不一定要给出天 然水资源系统的水资源更新速率 ,而是可能从另一 角度探讨地表水可更新水资源与地下水可更新水 资源重复计算的部分。 显然在此方法中获取水资源更新速率是评价 水资源可再生性的关键 ,理论上 ,水资源的更新速 率可以通过利用分布式水文模型 ,在确定计算单元 水量平衡的基础上获得 ,并可获得随时间变化的以 计算单元为单位的水资源更新速率值 ,但实际工作 中有相当难度 ,这不仅仅在于流域分布式水文模型 建立的困难 ,更为困难的是在需要获得较大区域的 水资源更新速率时 ,如何在计算单元间进行合并问 题 ,关于这方面的工作 ,我们在今后将进一步介绍。 4 结 论 本文对水资源的可再生性进行了简要评述 ,给 出了水资源天然可再生能力的表示方法 ,并用实例 探讨了水资源可再生能力评价方法的应用 ,最后探 讨了水资源可再生能力与水资源更新速率之间的 关系 ,通过研究得到如下几点认识 : 1) 可再生性是水资源的主要特点之一 ,它主 要由水循环决定 ; 2) 用单位时间单位面积水资源可更新量 (即 通量形式) 来表示水资源的天然可再生能力具有突 出的优点 ; 3) 通过对全国特别是黄河流域天然水资源可 再生能力的评价 ,进一步揭示本文给出的水资源可 再生能力评价方法的合理性 ; 4) 通过探讨水资源可再生能力与水资源更新 速率之间的关系 ,可以发现搞清水资源的更新速 率 ,即可较易研究水资源的可再生性 ,因此需进一 步开展更新速率的研究。 参考文献 : [1 ] 水与可持续发展 —定义及内涵[J ]. 水科学进展 , 1997 ,8 (4) : 377～384. [2 ] 沈珍瑶. 水资源可再生性初探[A]. 中国博士后 2000 (土木、 水利分册) [C]. 北京 :科学出版社 ,2000. [3 ] 牟海省. 水资源内涵及价值评估若干模式的探讨[A]. 刘昌 明 ,何希吾 ,任鸿遵. 中国水问题研究[ C]. 北京 :气象出版 社 ,1996. 9～12. [4 ] 水利电力部水文局. 中国水资源评价[M]. 北京 :水利电力出 版社 ,1987. 140～142. [5 ] 中国自然资源丛书编辑委员会. 中国自然资源丛书(水资源 卷) [M]. 北京 :中国环境科学出版社 ,1995. 163～165. [6 ] 刘昌明 ,孙睿. 水循环的生态学方面 :土壤 - 植被 - 大气系统 水分能量平衡研究进展[J ]. 水科学进展 ,1999 ,10 (3) : 251～ 258. [7 ] Slutsky A H , Yen B C. A macro2scale natural hydrologic cycle water available model [J ]. Journal of Hydrology , 1997 , 20 (1) : 329 - 347. Water Resource Reproducible Ability and its Relationship with Refresh Rate SHEN Zhen2yao , YANG Zhi2feng , LIU Chang2ming ( State Key Joint Laboratory of Environmental Simulation and Pollution Control , Institute of Environmental Science , Beijing Normal University , Beijing 100875) Abstract : The reproducibility and its ability of natural water resource are introduced in this paper , the relationship be2 tween reproducible ability and refresh rate of water resource is discussed. The results show that it has many advantages to use refresh water resource per area per time as reproducible ability of water resource. The relation between repro2 ducible ability and refresh rate of water resource shows that if the refresh rate of water resource is known , it is very easily to achieve the reproducible ability of water resource. The first order water resources areas in China and the sec2 ond order water resources subareas of Yellow River are taken as an example to assess the natural reproducible ability. Key words : Water resource ; Reproducibility ; Reproducible ability ; Refresh rate 2 期 沈珍瑶等 :水资源的天然可再生能力及其与更新速率之间的关系 165