文档介绍：水
利
学
报
2010 年 9 月
SHUILI
XUEBAO
第 41 卷
第 9 期
文章编号:0559-9350(2010)09-1079-08
水土保持对黄河流域水资源承载力的影响
赵建民 1,陈彩虹 2,李靖 1
(1. 西北农林科技大学, 陕西杨凌
712100;2. 河北工程大学, 河北邯郸
056038)
1
摘要:采用虚拟水理论建立了水资源承载力评价模型, 并应用该模型评价了黄土高原水土保持对黄河流域水资源
承载力的影响。计算结果表明: 虽然水土保持将每年减少入黄径流 8 亿~ 21 亿 m3, 但是黄河流域每年可以因此减
少输沙用水 亿 m3, 增加蕴藏在农林牧产品中的“虚拟水” 亿 m3, 总计 亿 m3, 远大于水土保持减
水量; 扣除水土保持减水量, 根据 2000 年我国人均水足迹, 截至“九五”末期, 黄土高原水土保持可以使黄河流
域水资源多承载人口 3 974 万~ 4 179 万, 能大幅度提高黄河流域的水资源承载力。
关键词:水资源承载力; 水土保持; 黄河流域; 虚拟水; 水足迹
中图分类号: 文献标识码:A
研究背景
近 30 年来, 黄土高原区的水土保持综合治理一方面改善了当地的生态环境, 促进了粮食增产;
响。因此,如何系统的评价水土保持的减水、减沙、增产三方面交互作用对黄河水资源可持续利用
的影响,一直是黄土高原水土保持生态环境影响研究中的热点与难点问题。
水资源承载力评价是水资源可持续利用研究中最常用的方法之一。水资源开发利用的强度只有
控制在其承载力的范围内才可以认为是可持续的。水资源承载力可以理解为保持生态、社会、经济
协调与可持续发展时,一个流域或地区水资源所能支持的最大的人口或经济规模。
人类活动对水资源的消耗蕴含于流域降水、蒸发、入渗、汇流、地下水运动等水文过程中,这
一方面是社会经济发展的重要基石,另一方面又严重地干扰了天然水文循环,产生许多水资源环境
问题。天然水文循环与人工水文循环相互叠加、此消彼长的二元动态循环过程更增添了判断一个地
区或流域水资源所能支持的最大的人口或经济规模的难度。因此,尽管水资源承载力评价的研究已
能力,具体化指标选择又因人而异,缺乏统一的、易被接受的指标,因此研究成果缺乏可比性。
本文采用虚拟水与水足迹理论建立水资源承载力的评价模型,并应用该模型研究水土保持对黄河
流域水资源承载力的影响。
2
虚拟水的基本理论与计算方法
虚拟水与水足迹理论为水资源承载力评价提供了一个新的思路。Tony Allan 于 20 世纪 90 年代初
。虚拟水是指生产商品和服务所需要的水资源数量。在此基
定时间内消费的所有产品和服务所蕴含的虚拟水。如果知道了一个地区的水资源量与人均水足迹,
来稿日期:2009-01-16
作者简介: 赵建民(1980-), 男, 河北乐亭人, 博士, 主要从事水土保持与生态环境研究。E-mail:jianmin1980@
— 1079 —另一方面,与每年减少多达 3 亿 t 入黄泥沙相伴的是入黄径流量的显著减少,对黄河断流产生重要影
有 20 多年的历史, 但是大多数研究者仍只是将水资源承载力抽象定义为对社会经济系统的最大支持
提出了虚拟水(virtual water)的概念
础上,A. Y. Hoekstra 提出了水足迹的概念, 水足迹指一定数量人口(某一国家、地区或一个人)在一
就可以简便的推求出其可以承载的最大人口规模。
虚拟水一般由以下几部分构成: 初级产品(包括农产品、园艺产品、林产品等)蕴含的虚拟水,
次级产品(畜产品、工业品)蕴藏的虚拟水, 副产品蕴含的虚拟水、非耗水产品中蕴含的虚拟水以及
生活与服务耗水等。具体确定方法如下。
农产品虚拟水含量计算
农产品虚拟水含量取决于农业的水分生产效率,单一农作物初级产品
虚拟水含量可以根据下式计算:
Va = Wa Ya (1)
3 3 2
2
作物耗水量采用作物需水量 ET0 乘以作物系数 Kc 进行计算:
ETc = Kc × ET 0
式中: ETc 为作物蒸发蒸腾耗水量(mm); ET 0 为参考作物需水量(mm), 采用联合国粮农组织(FAO)
蒙特斯公式,其计算公式如下:
900 (ea - ed )
ET 0 =
式中: ET 0 为参考作物需水量(mm /d); Δ为饱和水汽压与温度相关曲线的斜率(kPa/̊C); Rn 为作物
2 2
(̊C);( ea - ed )为饱和水汽压与实际水汽压之差(kPa); U2 为离