河北省土壤水资源利用潜力分析与研究
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摘要
河北省水资源紧缺,按传统方法计算,年均降雨量为531.7mm,人均水资源量为307m~3,仅为全国人均水平的13.9%。水资源缺乏,制约了经济和社会的发展。由于地表水、地下水资源过度开采,对环境造成了严重的破坏,人们开始关注土壤水。河北省年平均降水量998亿m~3,近80%的降水转化为土壤水资源,是地下水和地表水资源量的4倍左右。土壤水是水分循环中的重要环节,土壤水是可被植物直接利用的唯一水资源形式。因此,有效利用土壤水,是高效利用水资源的关键,对于缓解河北省水资源紧缺,优化配置水土资源,实现农业的可持续发展具有重要的战略意义。
本文针对河北省土壤水资源理论滞后于生产需要的现状,结合河北省自然科学基金项目,基于小尺度水文学,对土壤水资源进行精确可靠计算,通过分析土壤水资源利用潜力的内涵,提出土壤水资源承载力的概念,进而衡量其利用潜力。为合理利用土壤水资源,节约灌溉用水提供参考,从而提高水分利用效率,缓解用水矛盾,促进可持续发展。论文主要内容包括:①从广义、狭义两种角度,提出土壤水资源的概念。在土壤水资源概念的基础上,研究分析土壤水资源的特性。②根据本文对土壤水资源定义,同时考虑土壤水资源的特性,提出基于有效降雨量的土壤水资源的计算公式,并计算得出了河北省平原区不同水平年的土壤水资源量。对平原区土壤水资源的分布进行分析,太行山山前平原区和燕山山前平原区是平原区中土壤水资源比较丰富的地区。③研究、分析土壤水资源的利用潜力的内涵。采用土壤水资源承载力作为衡量土壤水资源利用潜力的指标。在计算土壤水资源承载力过程中采用目前在资源承载力应用比较成熟的多目标模型。建立土壤水资源承载力计算模型后,在前期土壤水资源计算基础上,收集山前平原区的水文、经济、农业等相关统计资料,将统计数据应用到多目标模型进行计算;得到不同频率年分区的土壤水承载力,对结果进行分析,计算利用潜力,计算结果说明在目前的技术水平下,丰水年的土壤水资源有相当的潜力可挖,而平水年和枯水年的利用潜力已经到达了极值,为合理开发土壤水资源的利用潜力提供依据。④最后,提出有待研究的问题和高效、合理利用土壤水资源,开发土壤水资源潜力的一些建议。
本次对河北省154个县(市)进行了土壤水资源分区,将其分为8个一级区,对其中的平原区土壤水资源进行计算,计算结果符合实际情况,证明基于有效降雨量的土壤水资源计算公式适用于河北省。同时土壤水资源承载力多目标模型的研究结果有利于河北省土壤水资源利用潜力的进一步研究。
本次研究旨在客观分析评价河北省土壤水资源特点,计算其总量及分析利用潜力,为进一步研究河北省土壤水资源,高效利用土壤水资源,实现土壤水资源与地上水、地下水的资源替代提供依据。
According to the calculation of traditional methods, the mean yearly value rainfall is about 531.7mm and per capita water amount of water resources is only 307m3 in Hebei Province, ccounting for 13.9% of per capita water resources of China. Apparently water shortage has restricted the economic and social development. More and more people begin to pay attention to soil water because of the environmental deterioration caused by overexploitation of surface water resource and groundwater resource. In Hebei Province, about 80% rainfall(998 hundred million m~3) were transformed into soil-water resource(798.4 hundred million m~3), whose quantity is about four times much than that of groundwater resource and surface water resource.On the one hand, soil water is not only an important link among the hydrological cycle but also the unique direct form for supplying the plant., and its efficient utilization is the key of high-effect utilization of water resource. On the other hand, soil water also has great important effect on relaxing water shortage, optimizing water and soil resource collocation and keeping continuable development of agriculture in Hebei Province.
Furthermore, the study on soil water resource of Hebei Province lagged behind other regions severely. This paper put forward soil water resource model on the basis of small-scale hydrology. Through analyzed the meaning of soil-water resources' utilization potential, the soil-water resource carrying capacity conception was brought forward and the intensive use potentials was estimated further. All of these efforts can offer much reference on improving saving water irrigation and using soil-water resource reasonably, which is used to improve water use efficiency, relax water shortage and develop water resource continuably.
The main contents of this paper are as follows:
1. The concept of soil water resource was suggested in the broad sense and in the narrow sense. Base on the concept of soil-water resources, the characteristics of soil water resources was studied and analyzed scientifically.
2. Base on the concept of soil-water resources and calculation of different typical years in Hebei plain, a practical calculation formula for soil-water resources was proposed. The calcuting results showed that calculation formula presented by authors gave the closest agreement with the true value of each zoning units.
3. The paper studied the meaning of soil-water resources'utilization potential and used the carrying capacity multi-objective model Which is adopted prevalently studied to research the utilization potential. Used multi-objective model which is ripe at now in the calculate of carrying capacity of water resources. Base on the former calculational results and the collected datas about hydrology, economy, agriculture and so on, the multi-objective model was applied to estimate soil-water resource carrying capacity of different typical years and the soil-water resources'utilization potential. The research has great significance on rational use of soil-water resource.
4. Finally, the conclusions and some pending issue were summarized. Besides, some proposals of effective highly and rational use of soil water resource were put forward.
In this paper, 154 counties as the basic zoning units in Hebei Province were zoned and classified into 8 soil-water resource sub-zones and used to calculate the soil-water resource in piedmont plain. The calcuting results show that it accords with fact. It is also argued that the soil-water resource formula fits with Hebei Province actually. At the same time, the calculation results of soil-water resource carrying capacity multi-objective model is benefit to a further study on soil-water resource utilization potential. The primary aim of this study is to analyze characteristics of the soil water resource, calculate the gross of soil-water resource and estimate the utilization potential. Ths research will also be benefit to study soil water resource farther and achieve the aim of substituting groundwater resource and surface water resource with soil-water resource shortly and effectively.
本文针对河北省土壤水资源理论滞后于生产需要的现状,结合河北省自然科学基金项目,基于小尺度水文学,对土壤水资源进行精确可靠计算,通过分析土壤水资源利用潜力的内涵,提出土壤水资源承载力的概念,进而衡量其利用潜力。为合理利用土壤水资源,节约灌溉用水提供参考,从而提高水分利用效率,缓解用水矛盾,促进可持续发展。论文主要内容包括:①从广义、狭义两种角度,提出土壤水资源的概念。在土壤水资源概念的基础上,研究分析土壤水资源的特性。②根据本文对土壤水资源定义,同时考虑土壤水资源的特性,提出基于有效降雨量的土壤水资源的计算公式,并计算得出了河北省平原区不同水平年的土壤水资源量。对平原区土壤水资源的分布进行分析,太行山山前平原区和燕山山前平原区是平原区中土壤水资源比较丰富的地区。③研究、分析土壤水资源的利用潜力的内涵。采用土壤水资源承载力作为衡量土壤水资源利用潜力的指标。在计算土壤水资源承载力过程中采用目前在资源承载力应用比较成熟的多目标模型。建立土壤水资源承载力计算模型后,在前期土壤水资源计算基础上,收集山前平原区的水文、经济、农业等相关统计资料,将统计数据应用到多目标模型进行计算;得到不同频率年分区的土壤水承载力,对结果进行分析,计算利用潜力,计算结果说明在目前的技术水平下,丰水年的土壤水资源有相当的潜力可挖,而平水年和枯水年的利用潜力已经到达了极值,为合理开发土壤水资源的利用潜力提供依据。④最后,提出有待研究的问题和高效、合理利用土壤水资源,开发土壤水资源潜力的一些建议。
本次对河北省154个县(市)进行了土壤水资源分区,将其分为8个一级区,对其中的平原区土壤水资源进行计算,计算结果符合实际情况,证明基于有效降雨量的土壤水资源计算公式适用于河北省。同时土壤水资源承载力多目标模型的研究结果有利于河北省土壤水资源利用潜力的进一步研究。
本次研究旨在客观分析评价河北省土壤水资源特点,计算其总量及分析利用潜力,为进一步研究河北省土壤水资源,高效利用土壤水资源,实现土壤水资源与地上水、地下水的资源替代提供依据。
According to the calculation of traditional methods, the mean yearly value rainfall is about 531.7mm and per capita water amount of water resources is only 307m3 in Hebei Province, ccounting for 13.9% of per capita water resources of China. Apparently water shortage has restricted the economic and social development. More and more people begin to pay attention to soil water because of the environmental deterioration caused by overexploitation of surface water resource and groundwater resource. In Hebei Province, about 80% rainfall(998 hundred million m~3) were transformed into soil-water resource(798.4 hundred million m~3), whose quantity is about four times much than that of groundwater resource and surface water resource.On the one hand, soil water is not only an important link among the hydrological cycle but also the unique direct form for supplying the plant., and its efficient utilization is the key of high-effect utilization of water resource. On the other hand, soil water also has great important effect on relaxing water shortage, optimizing water and soil resource collocation and keeping continuable development of agriculture in Hebei Province.
Furthermore, the study on soil water resource of Hebei Province lagged behind other regions severely. This paper put forward soil water resource model on the basis of small-scale hydrology. Through analyzed the meaning of soil-water resources' utilization potential, the soil-water resource carrying capacity conception was brought forward and the intensive use potentials was estimated further. All of these efforts can offer much reference on improving saving water irrigation and using soil-water resource reasonably, which is used to improve water use efficiency, relax water shortage and develop water resource continuably.
The main contents of this paper are as follows:
1. The concept of soil water resource was suggested in the broad sense and in the narrow sense. Base on the concept of soil-water resources, the characteristics of soil water resources was studied and analyzed scientifically.
2. Base on the concept of soil-water resources and calculation of different typical years in Hebei plain, a practical calculation formula for soil-water resources was proposed. The calcuting results showed that calculation formula presented by authors gave the closest agreement with the true value of each zoning units.
3. The paper studied the meaning of soil-water resources'utilization potential and used the carrying capacity multi-objective model Which is adopted prevalently studied to research the utilization potential. Used multi-objective model which is ripe at now in the calculate of carrying capacity of water resources. Base on the former calculational results and the collected datas about hydrology, economy, agriculture and so on, the multi-objective model was applied to estimate soil-water resource carrying capacity of different typical years and the soil-water resources'utilization potential. The research has great significance on rational use of soil-water resource.
4. Finally, the conclusions and some pending issue were summarized. Besides, some proposals of effective highly and rational use of soil water resource were put forward.
In this paper, 154 counties as the basic zoning units in Hebei Province were zoned and classified into 8 soil-water resource sub-zones and used to calculate the soil-water resource in piedmont plain. The calcuting results show that it accords with fact. It is also argued that the soil-water resource formula fits with Hebei Province actually. At the same time, the calculation results of soil-water resource carrying capacity multi-objective model is benefit to a further study on soil-water resource utilization potential. The primary aim of this study is to analyze characteristics of the soil water resource, calculate the gross of soil-water resource and estimate the utilization potential. Ths research will also be benefit to study soil water resource farther and achieve the aim of substituting groundwater resource and surface water resource with soil-water resource shortly and effectively.
引文
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