姚俊強 ，劉志輝 ，鄭江華 ，商思臣 ，劉 杰

（1.新疆大學資源與環(huán)境科學學院綠洲生態(tài)教育部重點實驗室，830046，烏魯木齊；2.中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所荒漠與綠洲生態(tài)國家重點實驗室，830011，烏魯木齊；3.新疆大學干旱生態(tài)環(huán)境研究所，830046，烏魯木齊；4.新疆維吾爾自治區(qū)水文水資源局，830001，烏魯木齊；5.新疆維吾爾自治區(qū)呼圖壁縣水利局，831200，呼圖壁）

一、內(nèi)陸干旱區(qū)水資源地位及影響因素分析

1.水資源是制約內(nèi)陸干旱區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)安全的關(guān)鍵因素

我國內(nèi)陸干旱區(qū)是西北干旱區(qū)內(nèi)陸河區(qū)，占整個西北干旱區(qū)的73%，年均降水量250 mm左右，蒸發(fā)能力為降水量的8～10倍，水資源總量約占全國的5%，人均和地均水資源占有量分別約為全國人均水平的68%和27%。該地區(qū)水資源的主要特點是時空分布不均勻、產(chǎn)業(yè)分配嚴重不平衡，有限的水資源支撐著平原綠洲植被和灌溉農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)用水占水資源總量的94%以上，擠占了大量的生態(tài)用水，水資源開發(fā)過程中的生態(tài)與經(jīng)濟的問題日益尖銳。相關(guān)研究表明，未來氣候變化將會使干旱區(qū)水資源與生產(chǎn)力分布空間不匹配的特性進一步突出，將進一步加劇西北干旱區(qū)生態(tài)用水和經(jīng)濟用水的競爭。

2.氣候變化和人類活動加劇了內(nèi)陸干旱區(qū)水資源的不確定性

內(nèi)陸干旱區(qū)有著典型的山盆結(jié)構(gòu)，山區(qū)是水資源的形成區(qū)，平原區(qū)的綠洲和荒漠是水資源的耗散區(qū)，少水年和枯水季主要依靠地下水補給。綠洲農(nóng)田與荒漠生態(tài)是最主要的兩大生態(tài)系統(tǒng)，綠洲規(guī)模和荒漠的穩(wěn)定均受制于山區(qū)的冰雪融水和降水。而這部分水資源對全球氣候變化的響應十分敏感，存在較大的不確定性。氣候變化對山區(qū)水循環(huán)要素的改變加劇了水系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，人類活動在強烈改變著流域的自然水循環(huán)過程。

3.發(fā)展和構(gòu)建適合于內(nèi)陸干旱區(qū)的水資源管理制度和關(guān)鍵技術(shù)

內(nèi)陸干旱區(qū)水資源時空分布不均勻，而農(nóng)業(yè)過度開發(fā)大量擠占生態(tài)用水，導致水資源供需和配置失衡。地下水開采和利用更加混亂，在荒漠綠洲過渡帶有大片的新開墾的土地抽取地下水灌溉，而周圍的荒漠植被因地下水埋深變化而退化嚴重。因此，水資源管理混亂，濫采濫用嚴重，制約了發(fā)展。所以，必須重視內(nèi)陸干旱區(qū)水資源的監(jiān)測、模擬、優(yōu)化配置和科學評價等技術(shù)，急需發(fā)展和構(gòu)建適合于內(nèi)陸干旱區(qū)的水資源管理關(guān)鍵技術(shù)。

二、內(nèi)陸干旱區(qū)最嚴格水資源管理關(guān)鍵技術(shù)支撐框架

為了實現(xiàn)水資源的最嚴格管理，必須加強水資源領(lǐng)域的科技創(chuàng)新和成果示范推廣，搭建適合內(nèi)陸干旱區(qū)最嚴格水資源管理制度的科技支撐框架（見圖 1）。

1.“自然—社會”水循環(huán)模式和水資源綜合模擬技術(shù)

最嚴格水資源管理的主體是以“取水—用水—排水”三個基本環(huán)節(jié)構(gòu)成的水資源運動和轉(zhuǎn)化過程，即社會水循環(huán)的過程。而內(nèi)陸干旱區(qū)水資源來自山區(qū)降水和冰雪融水，山區(qū)產(chǎn)流模型和融（冰）雪徑流模型構(gòu)成了自然水循環(huán)過程，兩者共同形成內(nèi)陸干旱區(qū)“自然—社會”水循環(huán)模式。實行最嚴格水資源管理制度，以數(shù)值模型科學準確地模擬山區(qū)來水過程，結(jié)合概念模型并進行耦合，加強對社會水循環(huán)過程的管理。地下水模型與其他模型耦合，模擬地表水與地下水、社會經(jīng)濟用水的轉(zhuǎn)化關(guān)系，更加全面地對區(qū)域水資源進行管理。因此，“自然—社會”水循環(huán)綜合模擬技術(shù)是實施最嚴格水資源管理的重要支撐。

2.水資源優(yōu)化配置方法和分配體系

基于區(qū)域水資源評價總量，以滿足各行政區(qū)對社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境用水兩方面要求的均衡實現(xiàn)為目標，在已建耦合模型基礎(chǔ)上研究各典型流域在不同來水頻率、用水結(jié)構(gòu)及水利工程布局條件下的對社會經(jīng)濟用水和生態(tài)環(huán)境用水的優(yōu)化分配方法，結(jié)合各行政區(qū)劃產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)研究不同來水頻率下的流域內(nèi)各行政區(qū)之間的水資源優(yōu)化配置方法，構(gòu)建區(qū)域水資源分配體系。

3.地面監(jiān)測優(yōu)化結(jié)合3 S的“天地一體化”監(jiān)測技術(shù)

以衛(wèi)星遙感、全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和無線傳感網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化量測技術(shù)和數(shù)據(jù)管理手段，快速有效獲取并存儲流域水資源基礎(chǔ)信息。結(jié)合各項地面監(jiān)測手段，研究典型流域地表水及地下水監(jiān)測網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)、農(nóng)業(yè)用水量監(jiān)測方法、天然生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測方法與監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法，結(jié)合地理信息系統(tǒng)平臺，集成各種監(jiān)測方法，建立區(qū)域水資源“天地一體化”監(jiān)測體系和面向各級水利部門的管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對山區(qū)來水、供水水源地、規(guī)模以上取用水口、出入境水資源和地下水超采區(qū)的監(jiān)測、計量和管理。在此基礎(chǔ)上，將在線監(jiān)測、部門統(tǒng)計、遙感反演數(shù)據(jù)和水資源調(diào)配模型等緊密耦合，實現(xiàn)對水資源的科學調(diào)配和精細管理，為實行最嚴格水資源管理制度提供技術(shù)手段和支撐工具。

4.水資源綜合評價模型和利用考核評價體系

在綜合分析各項用水指標，如用水總量、萬元GDP用水量、萬元工業(yè)增加值用水量、農(nóng)業(yè)灌溉用水定額、灌溉水利用系數(shù)等，在綜合研究各指標的關(guān)鍵性、代表性、地域通用性以及可操作性的基礎(chǔ)上，篩選合適的考核指標與評價標準；以落實最嚴格水資源管理制度為目標，同時考慮流域水資源管理現(xiàn)狀和經(jīng)濟發(fā)展水平，研究各項考核指標的綜合評價模型，構(gòu)建最嚴格水資源管理制度下的水資源利用考核評價體系。

三、結(jié)論

水資源管理模式是提高水資源動態(tài)管理的有效方式，為水資源高效配置和合理利用提供技術(shù)支撐。在內(nèi)陸干旱區(qū)，水資源是制約經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)安全的關(guān)鍵因素，而氣候變化和人類活動加劇了水資源的不確定性。因此，發(fā)展和構(gòu)建適合于內(nèi)陸干旱區(qū)的水資源管理制度和模式是一個迫在眉睫、亟待解決的問題。最嚴格水資源管理制度是一項全新的水資源管理理念，“三條紅線”是其核心內(nèi)容，而在內(nèi)陸干旱區(qū)，“三條紅線”要有所側(cè)重，總量控制紅線應該放在最突出的位置，這與水資源總量短缺、不確定性增強有關(guān)。

流域是內(nèi)陸干旱區(qū)水資源的基本尺度，流域水資源最嚴格管理會遇到一些新的問題，在水資源供需平衡和優(yōu)化配置下，本文構(gòu)建了實施最嚴格水資源管理的關(guān)鍵技術(shù)框架，包括“自然—社會”水循環(huán)模式和水資源綜合模擬技術(shù)、水資源優(yōu)化配置方法和分配體系、地面監(jiān)測優(yōu)化結(jié)合3S的“天地一體化”監(jiān)測技術(shù)及水資源綜合評價模型和利用考核評價體系等關(guān)鍵技術(shù)。

最嚴格水資源管理制度為內(nèi)陸干旱區(qū)合理利用水資源及可持續(xù)發(fā)展提供了有力支撐，但就目前而言，這還只是一個宏觀層面的理念，基本理論體系還不完善，相應的制度框架還未形成，缺乏相關(guān)的機制研究，需要研究有效的初始水權(quán)分配機制、有效的補償與激勵機制以及廣泛的社會參與機制等水資源配置及管理機制；同時，實行最嚴格水資源管理制度也需要對水資源模擬技術(shù)、監(jiān)測技術(shù)、考核和評價等體系和對策措施進行更加深入研究。

圖1 最嚴格水資源管理關(guān)鍵技術(shù)體系

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