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1、第三篇人术扣谐理论研究枯水、枯水资源和枯水资源承载力研究进展+陈栋为梁虹( 贵州师范大学地理与生物科学学院贵阳5 5 0 0 0 )擅要相对于洪水，枯水研究还相当薄弱，但巳具有一定的基础和规模。枯水的研究成果怎样指导水资源的开发利用尤其是枯水资赤的开发利用这一问惠甘前撅少有 关注，而这恰恰又是未费j 孽开发利用研究的。瓶颈”，如何减少枯水资源曲”短板”效应对经济社会发展的制约作用将是枯水研究的方向。本文对枯木、枯水贵探化、枯水资裸承载自然、社会、经济的能力等一系列问惠做了初步的探索性研究。关键词枯柬帖水资痹枯水资源承载力进晨1 引言枯水是永文学的重要研究内容，属极值水文学范畴，枯水在现代地理学
2、辞典中的定义为：河流断面上较小流量的总称。顾慰祖等人( 1 9 8 3 ) 认为枯水是一年中河流出现的最小径流或遇到特殊气候条件的年份，汛期时发生伏旱而出现的最小流量甚至断流，同时指出枯水并非枯竭之意，若地面径流补给完垒停止，枯水水量则完全依赖于流域蓄水量补给。由此可见枯水是描述河流断面上的流量，是断面上的问题，但叉反映了整个流域及不同流域的水文运动问题。如果将枯水资源化，将其看成一种资源，那么牯水资源是反映在一个流域，甚至不同流域组成的区域综合水量的开发利用问题。对于我国这样一个淡水资源严重短缺，降水不均匀，地表径流变化大的国家来说，研究枯水的水资源属性和高教利用珍贵的枯水资源，对于解决枯水
3、期社会经济水资源短缺问题具有极其重要的现实意义。我国的地域辽阔气候、地形等自然条件复杂多样，枯水的运动规律和特征有很大的地域差异。喀斯特地区的枯水，黄土高原的枯水和一些干旱、半干地区的枯水资源化的应用与研究已迫在眉睫。从查阅的资料来看，目前国际国内的枯水的研究现状多集中的枯水的水文运动特征、发生的频率、空间地域分布特性，而对枯水资源化厦枯水资源的经济、社会属性很少涉及，对枯水资源及枯水资源承载力的深刻内涵的理解及指标体系和量化方法的研究不够文章在以下的内容中将对其进行系统的研究。2 枯水的研究内容和进展枯水研究在国外发展较早，至今已有一百多年的历史。最初，研究者把枯水和基流没有明显的区分出来。
4、直至1 9 5 3 年，I i i g , g s 介绍了枯水径流的预报方法及桔水径流水文过程的划分，首次把基流与枯水两者严格的区分开来，形成了两个不同的研究方向。在此以后的十几年中，枯水研究的进展较慢，到2 0 世纪7 08 0 年代，人类才开始大规模地展开枯水研究的活动，特别是近十几年中，许多新的方法、新的手段纷纷的应用到枯水研究方面。国内对枯水的研究最早出现在1 9 5 9 年赵人俊的一篇文章枯水”1 。随后一段时问，我国在这方面的研究相对薄弱，直到8 0 年代以后，随着水文学在国民经济中的重要性不断提高，枯水的研究也逐步展开。从所查阅的文献来看，中科院的事秀云”qJ 、贵州师范大学的梁
5、虹n 啪- 等在这方面进行了一定的研究。从目前研究的内容、方法及研究的深度等方面来看，枯水研究的水平远远低于洪水。总结前人研究的成果可以发现，人类对枯水研究的内容主要集中在以下三方面：对不同区域影响枯水的主要因素进行识别，枯水频率分析及有关枯水资料的处理方法，分析枯水径流的计算方法及系统预测三方面一- 。由此可见。目前基金项目：贵州省优秀青年科技人才培养计划资助项目 黔科合人宇( 2 0 0 3 ) 0 3 1 5 ，贵州优秀科技教育人才省长专项基金项目 2 G 0 3 年度 ，喀斯特流域枯水资源承载力演化的驱动力研究 枝青科2 0 0 5 。第一作者简介：陈栋为( 1 9 8 2 一) ，男
6、，山东菖县人硕士研究生，水文水资源与G I S 专业。E m a i l ：4 4 3 4 4 0 7 9 1 6 3 第十三章水资源再生利用与承栽能力国内外对枯水的认识尚局限在自然规律的研究、影响因素的探讨、径流特征的认识，而将枯水看成一种资源来认识，枯水如何资源化、如何高教开发利用枯水、如何可持续开发利用枯水等一系列与人类社会息息相关的社会经济问题的研究相当欠缺。枯水资源化及桔水合理开发利用模式将是枯水研究的主要方向，也是基础研究的应用价值的体现。3 枯水资源化及估水资源界定3 1 桔水与枯水资源概念、属性及内涵的探讨 从狭义上讲，枯水资源可以理解为枯季水资源。从水利利用角度上讲，枯水资源
7、是指河流在枯水期( 大约每年的1 2 至次年3 月) 的可利用的水量。这些是从时间和空间上定义的，可以说是枯水资源在时间和空间上的四维部分体现。然而，枯水作为一种资源，就不是一种单纯的自然物质，而是具有附着了人类需求方向的价值取向概念，它不应只是局限在水文上的时空四维概念，而是应具有体现在经济、社会和生态方面的更广义的概念。也就是说它除具有自然属性外还具有更多的社会属性。作为研究者，我们研究其自然属性的意义在于揭示其更多的社会规律，实现其社会价值令其服务于社会。因此，研究枯水资源时不应仅仅以水文上的时空观、价值观来评价枯水资源，而是要应用经济学、人文社会学、环境生态学及其他的交叉科学的多维时空
8、观、价值观来研究。目前为世界大多数科学家所接受的水资源慨念是：水资源与水的概念不同，水资源通常指一定技术经济条件下可以被人类利用的水量( 质量) 、水域和水能资源。因此，枯水资源可以定义为在保证水资源正常循环与更替的前提下，一定技术经济条件下可以被人类利片j 的桔水水量，从定义可以看出，枯水资源量通常小于枯水水量( 即等于枯水水量枯水资源开发利用率) 。而枯水是河流断面上较小流量的总称，枯水流量大小与各种水利建设工程有关，例如，水库的有效库容、水电站的保证出力、通航船舶的吨位、工厂和城市供水及农业灌溉等有关。枯水侧重于描述水的自然属性。不同地区的枯水运动特性也不同。枯水资源的内涵除了具有水资源
9、的自然属性：经济属性、社会属性外，还具有枯水资源作为水资源开发利用下限的极值特性，也是水资源可持续利用的下限。3 2 枯水资源化内涵及枯水资源的量化 在枯水期，由于缺水，水资源的开发利用率往往较高，有些地区由于枯水资源的过度开采，导致了生态的破坏，如石漠化、沙漠化等区域生态系统的退化现象。因此，枯水资源化的内涵就是通过枯水资源科学界定和划分，寻求自然生态系统与人类经济社会系统耦合的最佳取水方式和最适开发利用程度。枯水资源量的界定是以枯水径流量为基础，通常认为枯水期由于严重缺水，枯水量就等于枯水资源量，其实不然，应该综合考虑整个区域的水资源状况进行科学划分。一个流域内河道及其周围的环境总是与人类
10、活动联系在一起，河道流量总是随时间的推移围绕一个平均值波动1 。对比洪水资源的量化方法”圳综合考虑枯水、枯水资源的概念和水资源的可持续利用性，估算区域枯水资源总量。定义仉为枯水资源量，Q 0 为一段时间内河道平均蓄水量。口为河道蓄水量，“为河道内生态需水量。在枯水期，河道内要保证一定的生态用水来维持流域生态系统的可持续发展，因此口仉q o ，其计算公式为： 仉= Q 一口t ( Q q o )( 1 )为了方便描述枯水资源量的程度，定义枯水的枯率L 其公式为： c = 警- 0 0 = ( - 一苦) ，0 0 枯水资源的可利用率为K ，计算公式如下： x = 詈0 0 = ( 半) ( 2
11、)( 3 )有公式可知，K 的取值范围在0 1 之间，当K 趋向0 时，河道内生态需水量增大，意味着环境恶化，枯水资源的可开发量减少。当J ( 趋向1 时，河道内生态需水量减少，意味着流域生态保护较好，枯水资源可开发量增大。枯水资源是一个面上的概念，是枯水期可开发利用的水量，因此枯水资源量也应该包含流域其他形式的水量Q 。，如水利工程所蓄水量等，则枯水资源的计算公式为町以作如下修正：第三篇人水和谐理论研究W = K 一W o - L枯水资源的开发利用率为： = 詈1 0 0 式中：矿为流域已利用的枯水资源；t 为枯水资源开发利用率。4 枯水资源承载力的引人及研究( 4 )( 5 )水资源承载力
12、作为可持续发展的一个重要组成部分，也是当前学术界高度关注和水资源科学领域的一个 重点与热点问题。国际上单项研究成果较少”J ，大多将其列入可持续发展的理论中。国内水资源承载力研究大多集中在生态环境脆弱的西北干旱、半干旱地区墙1 ，而对于生态环境脆弱的西南喀斯特地区研究相当少”“】。其水资源承载力研究主要注重于年径流量的分析，但这对水资源短缺的枯季其承载力明显偏高，易得出过于乐观的结论，给水资源的合理开发利用决策提供不科学的信息。特别是在喀斯特地区，枯水运动规律特殊。年调蓄困难。水资源承载力是一个度量区域经济社会发展受水资源制约的闲值而不是最值。水资源承载力评价系统分为许许多多的子系统，枯水资源
13、承载力是水资源承载力的最下限，是水资源承载力的“短板”和“瓶颈”，也将是水资源承载力研究的方向和重要组成部分。目前，水资源承载力评价指标体系的构建中，多以社会为承载目标( 人口、经济) ，评价因子的选取多以社会经济水平、水资源条件、水工程状况、工农业用水等为主。对于区域的承资源承载力指标构建中，应加人地区特色的一系列指标，将因子合理鼍化，科学评价。图1 枯水资源承载力指标体系结构图由于不同学者对水资源承载力概念理解不同、评价目标不同及评价区域社会经济、生态环境不同，所选取的指标也不尽相同。依据自然资源经济学原理，参照水资源承载力的指标体系综合考虑桔水资源承载力的承载对象，从经济学角度出发，考虑
14、水资源的作用效果以及投入一产出理论，提出了一种枯水资源承载力指标划分方法( 见图1 ) 。进行枯水水资源承载力评价时，指标体系评价方法多采用向量模式法、模糊综合评价法和主成分分析法。这些方法评价的侧重点不同，向量模式法是将枯水资源承载力视为一个由n 个目标构成的向量。设有m 个发展方案或有m 时期的区域发展状态，分别对应着f i - t 个枯水资源承载力对m 个承载力的n 个指标进行归一化，则归一化后的模就是相应的方案、时期或地区的枯水资源承载力。模糊评价方法是一种对主观常识的“离散”过程进行综合的处理，其方法本身存在缺陷，取大取小的运算则会遗失大量的有用信息，模型的信息利用率低，当评价信息越
15、多，遗失的有用信息就越多，因此，模糊综合评价法在区域枯水资源承载力评价中存在一定的局限性。主成分分析法克服了模糊综合评价法的缺陷。其对高维变量进行降维处理，以少数的综合变量代替原始采用的多维变量。其本质目的是对高维变量系统进行最佳综合与简化，同时也客观的确定各个指标的权重，减少主观的随意性。5 枯水、桔水资源和枯水资源承找力有待解决的问题和研究方向( 1 ) 枯水量的计算。如何从枯水径流合理地推算枯水的水量，即从一个断面径流问题反映整个流域面上的水量问题。( 2 ) 研究枯水的运动规律。枯水与枯水资源的相互关系及空问分布规律，明确枯水量与枯水资源量并非相等及对流域枯水资源的准确划分计算。研究牯
16、水资源化模型，准确划分和计算枯水资源量。( 3 ) 研究不同地区、不同水文地貌组合、不同经济形式下的枯水资源开发利用模式，针对区域特征，探索一条具有地域特色的台理开发利用枯水资源之路。( 4 ) 在自然、经济、社会空间，对枯水资源承载力进行深入认识，明确枯水资源承载力在水资源承载第十三章水资源再生利用与承戢能力5 5 1 力研究中的重要地位，进行科学测评，进而指导桔水资源的开发利用，缓解怙水资源用水矛盾，使其形成可持续利用的良性循环。( 5 ) 建立科学的枯水资源承载力指标体系，研究不同地区自然和社会经济的耦合以及对桔水资源承载力的影响，分析枯水资源承载力在自然、经济、社会空间相应的演化规律并对演化模式进行研究。参考文献R i g s HCAm e t h o do ff o r e c a s t i n gl w f l o w 。f 4 2 3 4 3 4赵人傻枯水地理知识，1 9 5 9 ( 1 )李秀云，汤奇成，傅肃性等著中国河流的枯水研
