第19卷第6期 干旱区资源与环境 Vol 19 No 6 2005年11月 Journal of arid land reso urces and environment Nov.2005 文章编号:1003-7578(2005)06-093-05 基于网格水文单元的流域水资源自然再生能力评价 曾维华,孙强,杨志峰 (北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室,北京10087 提要:首先,从水资源自然再生能力的基本概念探讨入手,提出了一种网格水文单元水 资源自然更新率概念,用以表证该网格水文单元的水资源自然再生能力;在此基础上,建立了 种全新的水资源自然再生能力评价方法。其次,在基于GRD的泾河流域水量动态平衡模 拟基础上,通过逐网格计算泾河流域1996年各月水资源自然更新率,来对泾河流域1996年水 资源自然再生能力进行评价。评价结果表明:泾河流域水资源自然再生能力在年内时间尺度 上存在明显的准周期运动规律。泾河流域水资源自然更新率在-1.5到1.5之间,4月为最低 值,6月为最高值,整个趋势受降水量的影响较大,丰水期与枯水期差别明显。与此同时,泾河 流域水资源自然再生能力也存在明显的空间分布规律,具体表现为泾河流域中部的水资源自 然再生能力最高,流域南部地区中等,流域北部水资源自然再生能力较弱。水资源的这种空间 分布规律主要取决于该流域降水、蒸发,以及植被与土壤等下垫面空间分布规律。 关键词:水资源再生能力;GRID;泾河流域;水资源更新速率 中图分类号:TV213.9 文献标识码:A 水资源的再生性是指水资源存储量可以通过某种循环不断补充,且能够重复地开发利用的特征,是水 资源的基本属性。水资源再生是有一定限度的,国际上一致认为水资源最大利用量不能超过其再生量,法 国将水资源可再生性作为流域水资源管理应遵守的原则之一。近几年,在水资源可再生性理论与评价研 究方面,以杨志峰教授为首的国内很多学者从各个角度对水资源再生性理论进行了广泛的研究与探讨,取 得了很多瞩目的研究成果。曾维华、杨志峰等从水资源再生方式角度,提出水资源可再生性可分为自然可 再生性和社会可再生性,而水资源再生能力是由可再生性决定的,具有相对性、波动性和时空分布变异性 的特征;水资源的自然再生能力取决于水资源的自然循环:降水、径流、蒸发、地形以及水文地质条件等 夏军、王中根从水资源的量与质角度,提出水资源的再生性可分为水资源量的可再生性和水资源质的可再 生性,水量可再生性和水质可再生性综合决定了水资源的可再生性,并提出了关于单元水体水量恢复周期 和水资源量可再生性指数的概念,从微观角度研究水资源可再生性。这两种观点是从不同角度对水资源 的可再生性理论进行研究的。在水资源可再生性(能力)评价方面,沈珍瑶、杨志峰等在对水资源再生性 影响因子的定性分析的基础上,建立黄河流域水资源可再生性评价指标体系,利用灰色关联方法与主成分 分析方法进行指标筛选并对评价指标进行赋权;最后,利用灰关联分析方法与模糊综合评判法对黄河流域 水资源可再生性进行了评价13。在此基础上,沈珍瑶、杨志峰等进一步深入地提出定量描述水资源的自然 可再生性问题,将水资源自然再生能力与水资源的更新速率联系起来,认为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再生能力是一条可行之路51 目前所开展的流域水资源可再生(性)能力评价大多以流域分区作为评价单元,通过建立评价指标体 系,利用综合评价方法,评价各水文分区的水资源再生能力。基于栅格(GRD)的流域水资源再生能力评 价刚刚起步,有待在实践中进一步应用。另外,尽管流域水资源可再生性的物理意义研究已取得一定的成 收稿日期:2005-06-21 基金项目:国家自然科学基金(70273005),国家高科技研究发展计划(2003AA601010)。 作者简介:曾维华(1965-),男博士,副教授 zengwh anu. edu.cn,8610-58800486 201994-2009ChinaAcademicJOurnalElectronicPublishingHouse.aLlrightsreservedhttp:/www.cnki.net第 19 卷 第 6 期 干 旱 区 资 源 与 环 境 Vol. 19 No. 6 2005 年 11 月 Journal of Arid Land Resources and Environment Nov. 2005 文章编号 :1003 - 7578 (2005) 06 - 093 - 05 基于网格水文单元的流域水资源自然再生能力评价 3 曾维华 , 孙强 , 杨志峰 (北京师范大学环境学院 ,水环境模拟国家重点实验室 ,北京 100875) 提 要 : 首先 ,从水资源自然再生能力的基本概念探讨入手 ,提出了一种网格水文单元水 资源自然更新率概念 ,用以表证该网格水文单元的水资源自然再生能力 ;在此基础上 ,建立了 一种全新的水资源自然再生能力评价方法。其次 ,在基于 GRID 的泾河流域水量动态平衡模 拟基础上 ,通过逐网格计算泾河流域 1996 年各月水资源自然更新率 ,来对泾河流域 1996 年水 资源自然再生能力进行评价。评价结果表明 :泾河流域水资源自然再生能力在年内时间尺度 上存在明显的准周期运动规律。泾河流域水资源自然更新率在 - 1. 5 到 1. 5 之间 ,4 月为最低 值 ,6 月为最高值 ,整个趋势受降水量的影响较大 ,丰水期与枯水期差别明显。与此同时 ,泾河 流域水资源自然再生能力也存在明显的空间分布规律 ,具体表现为泾河流域中部的水资源自 然再生能力最高 ,流域南部地区中等 ,流域北部水资源自然再生能力较弱。水资源的这种空间 分布规律主要取决于该流域降水、蒸发 ,以及植被与土壤等下垫面空间分布规律。 关键词 : 水资源再生能力 ; GRID ; 泾河流域 ; 水资源更新速率 中图分类号 : TV213. 9 文献标识码 : A 水资源的再生性是指水资源存储量可以通过某种循环不断补充 ,且能够重复地开发利用的特征 ,是水 资源的基本属性。水资源再生是有一定限度的 ,国际上一致认为水资源最大利用量不能超过其再生量 ,法 国将水资源可再生性作为流域水资源管理应遵守的原则之一。近几年 ,在水资源可再生性理论与评价研 究方面 ,以杨志峰教授为首的国内很多学者从各个角度对水资源再生性理论进行了广泛的研究与探讨 ,取 得了很多瞩目的研究成果。曾维华、杨志峰等从水资源再生方式角度 ,提出水资源可再生性可分为自然可 再生性和社会可再生性 ,而水资源再生能力是由可再生性决定的 ,具有相对性、波动性和时空分布变异性 的特征 ;水资源的自然再生能力取决于水资源的自然循环 :降水、径流、蒸发、地形以及水文地质条件等[1 ] 。 夏军、王中根从水资源的量与质角度 ,提出水资源的再生性可分为水资源量的可再生性和水资源质的可再 生性 ,水量可再生性和水质可再生性综合决定了水资源的可再生性 ,并提出了关于单元水体水量恢复周期 和水资源量可再生性指数的概念 ,从微观角度研究水资源可再生性。这两种观点是从不同角度对水资源 的可再生性理论进行研究的[ 2 ] 。在水资源可再生性(能力) 评价方面 ,沈珍瑶、杨志峰等在对水资源再生性 影响因子的定性分析的基础上 ,建立黄河流域水资源可再生性评价指标体系 ,利用灰色关联方法与主成分 分析方法进行指标筛选并对评价指标进行赋权 ;最后 ,利用灰关联分析方法与模糊综合评判法对黄河流域 水资源可再生性进行了评价[ 3〗。在此基础上 ,沈珍瑶、杨志峰等进一步深入地提出定量描述水资源的自然 可再生性问题 ,将水资源自然再生能力与水资源的更新速率联系起来 ,认为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再生能力是一条可行之路[5 ] 。 目前所开展的流域水资源可再生(性) 能力评价大多以流域分区作为评价单元 ,通过建立评价指标体 系 ,利用综合评价方法 ,评价各水文分区的水资源再生能力。基于栅格 ( GRID) 的流域水资源再生能力评 价刚刚起步 ,有待在实践中进一步应用。另外 ,尽管流域水资源可再生性的物理意义研究已取得一定的成 3 收稿日期 : 2005 - 06 - 21。 基金项目 : 国家自然科学基金(70273005) ,国家高科技研究发展计划(2003AA601010) 。 作者简介 : 曾维华(1965 - ) ,男 ,博士 ,副教授 ,zengwh @bnu. edu. cn ,8610 - 58800486