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基于虚拟水理论的北京市水资源承载力分析

作　者: 钟一丹
导　师: 贾仰文
学　校: 中国水利水电科学研究院
专　业: 水文学及水资源
关键词: 水资源承载力虚拟水量虚拟水战略可持续发展北京市
分类号: TV213.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

水资源是人类生存和发展的重要的战略资源,其对于人类文明的产生和发展具有不可替代的重要作用。随着经济、社会的发展和生活水平的提高,人们对于水资源的需求也日益增加。在全世界人口大量增长的背景下,水资源的短缺已经成为一个全球性的问题。在人类遭遇全球性的资源短缺和生态环境破坏情况下,通过认真反思自身发展模式的缺陷,提出了可持续发展原则。贯彻可持续发展的原则就必须在自然资源的开发利用上,以不超过资源和环境能够承受的限度为前提。因此,在对水资源进行开发利用的时候,也必须在地区水资源系统承载能力的限度之内。因此,科学分析水资源的承载力,是制定经济发展政策、城市发展规划、人口发展规划以及环境保护规划等方面的基础工作。本文在水资源承载力(Carrying Capacity)研究和虚拟水(virtual water)理论研究的基础上,提出了基于虚拟水理论的水资源承载力分析方法。指出将传统意义上的水资源承载力研究扩展到包含虚拟水理论的水资源承载力研究能够更为真实地反映北京市对水资源的利用状况和实际水资源承载力。该方法以可持续发展原则为指导,以地区的水资源条件为基础,在虚拟水理论研究的基础上,通过分析地区产品虚拟水含量数据,找出高耗水产品,通过实施虚拟水战略的方式从外部输入替代产品,从而增加地区的虚拟水净流入量。通过增加地区净流入量,可以减少本地高耗水产品对水资源的消耗,将这部分水资源分配到工业、生活及环境等方面,可以提高地区的水资源承载力。在理论和计算方法研究的基础上,对北京市基于虚拟水理论的水资源承载力进行了分析。选取2010年为基准年,2020年和2030年为规划水平年,首先对不同水文条件下的水资源承载力进行分析,指出其超载状态和实施虚拟水战略的必要性,并基于气候模式预测成果分析了气候变化对水资源承载力的可能影响。然后研究了实施虚拟水战略,将削减的本地农作物虚拟水量的“蓝水”部分分配给第三产业和生活用水,对提高北京市水资源承载力的作用。研究结果表明：1)在不加大实施虚拟水输入战略的情况下,北京市水资源在规划年度(2020和2030年)的承载度均大于1,处于超载水平；2),粮食、蔬菜和瓜果以及猪牛羊肉等产品的耗用水量较高,减少农作物种植规模和猪牛羊等家畜的饲养规模,增加从外部输入替代产品,即加大实施虚拟水输入战略,可减少农作物种植和畜产品养殖的用水量,提高北京市水资源的承载能力,缓解超载压力。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第一章绪论  10-24
  1.1 研究意义  10-13
  1.2 研究综述  13-20
    1.2.1 国外研究进展  14-16
    1.2.2 国内研究进展  16-20
  1.3 研究的主要问题和内容框架  20-23
    1.3.1 研究的主要问题  20-21
    1.3.2 研究内容框架  21-23
  1.4 本章小结  23-24
第二章水资源承载力的理论基础  24-38
  2.1 水资源承载力的概念  24
  2.2 可持续发展概念  24-28
    2.2.1 可持续发展理论  25-26
    2.2.2 可持续发展的内容和原则  26
    2.2.3 可持续发展的内涵  26-27
    2.2.4 水资源的可持续发展  27-28
  2.3 水资源承载力的影响因素  28-29
  2.4 水资源承载力的内涵  29-31
  2.5 水资源承载力的基本特征  31-32
  2.6 水资源承载力评价指标体系  32-35
    2.6.1 水资源系统评价指标  32-33
    2.6.2 经济、社会和生态环境系统评价指标  33-34
    2.6.3 水资源承载力综合评价指标  34-35
    2.6.4 研究的指标选取  35
  2.7 水资源承载力研究方法  35-37
  2.8 本章小结  37-38
第三章基于虚拟水理论的水资源承载力分析方法  38-46
  3.1 虚拟水的理论基础  38-42
    3.1.1 虚拟水的概念  38-40
    3.1.2 虚拟水的基本特征  40
    3.1.3 虚拟水的量化方法  40-42
      3.1.3.1 单位农作物产品虚拟水计算  41
      3.1.3.2 单位畜产品虚拟水计算  41-42
  3.2 基于虚拟水理论的水资源承载力分析方法  42-44
    3.2.1 影响水资源承载力的途径  42-43
    3.2.2 研究指标体系变化  43
    3.2.3 分析方法  43-44
  3.3 本章小结  44-46
第四章实例研究  46-84
  4.1 北京市概况  46-68
    4.1.1 地理位置和地质概况  46-47
    4.1.2 经济社会概况  47-49
    4.1.3 气象水文条件  49-50
    4.1.4 水文条件变化规律  50-58
      4.1.4.1 降水的时间变化规律和空间分布特征  50-55
      4.1.4.2 径流变化规律  55-56
      4.1.4.3 水环境变化  56-58
    4.1.5 水资源条件变化  58-63
      4.1.5.1 地表水资源  59-60
      4.1.5.2 地下水资源  60-63
    4.1.6 供水量、用水量变化情况  63-67
      4.1.6.1 供水量变化  63-64
      4.1.6.2 用水量变化  64-65
      4.1.6.3 用水指标变化  65-67
    4.1.7 开发利用中存在的问题  67-68
  4.2 北京市水资源承载力分析  68-74
    4.2.1 水资源现状  68-69
    4.2.2 承载力分析  69-74
      4.2.2.1 水资源可利用量  69-70
      4.2.2.2 需水量计算  70-73
      4.2.2.3 水资源承载力分析  73-74
  4.3 气候变化对北京市水资源承载力的影响  74-77
    4.3.1 气候变化预测  74-75
    4.3.2 全球气候模式  75-76
    4.3.3 气候变化对北京市水资源量预测  76
    4.3.4 气候变化对北京市水资源承载力的影响  76-77
  4.4 基于虚拟水理论的水资源承载力分析  77-83
    4.4.1 主要农产品和畜产品虚拟水量计算  77-81
    4.4.2 承载能力变化分析  81-83
  4.5 本章小结  83-84
第五章总结和展望  84-87
  5.1 总结和创新点  84-85
    5.1.1 总结  84
    5.1.2 创新点  84-85
  5.2 研究的不足和未来展望  85-87
    5.2.1 研究的不足  85
    5.2.2 未来研究的展望  85-87
参考文献  87-91
攻读硕士学位期间参与的项目及发表的论文  91-92
致谢  92

基于虚拟水理论的北京市水资源承载力分析

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