【摘要】：水資源作為一種稀缺的基礎資源，在區(qū)域社會與經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展中占據(jù)舉足輕重的地位，如何合理配置區(qū)域有限的水資源，已經(jīng)成為關注的焦點。傳統(tǒng)上解決水資源短缺問題總是借助工程手段調(diào)水或技術手段節(jié)水，而“虛擬水”概念的提出為人們提供了一種利用經(jīng)濟學手段解決水資源短缺問題的新途徑。虛擬水是指在生產(chǎn)產(chǎn)品和服務過程中所需要的水資源數(shù)量。虛擬水戰(zhàn)略是指缺水國家或地區(qū)通過貿(mào)易的手段從富水國家或地區(qū)購進水密集型產(chǎn)品，來解決水資源短缺的一種有效手段。農(nóng)產(chǎn)品虛擬水包含虛擬藍水和虛擬綠水，缺水國家或地區(qū)通過虛擬水戰(zhàn)略節(jié)約的水資源當中一部分是以綠水資源的形式存在，而這部分綠水不能人為調(diào)配，只能增加其利用率，只有藍水能被配置，能被用水效率高的工業(yè)等生產(chǎn)部門直接利用，所以對虛擬水資源中的藍水和綠水進行評價是合理運用虛擬水戰(zhàn)略的重要前提。甘肅石羊河流域水資源短缺，生態(tài)環(huán)境脆弱，水資源配置不合理，農(nóng)業(yè)耗用水量過多，結合虛擬水理論以及藍水、綠水概念對其有限的水資源進行合理配置，以提高綠水利用比例，實現(xiàn)水資源的高效配置。論文的主要研究內(nèi)容和取得的主要結論如下： （1）確立了基于修正的彭曼公式計算的作物需水量、農(nóng)作物生育期有效降雨量、農(nóng)作物單位面積產(chǎn)量等計算農(nóng)產(chǎn)品虛擬水、虛擬藍水、虛擬綠水含量的方法。農(nóng)產(chǎn)品虛擬水含量是單位質(zhì)量農(nóng)產(chǎn)品的需水量，虛擬綠水含量是單位質(zhì)量農(nóng)產(chǎn)品利用的降雨量，虛擬藍水含量是兩者的差值。農(nóng)產(chǎn)品虛擬水含量細分計算為進一步優(yōu)化配置農(nóng)業(yè)水資源提供了計算依據(jù)。 （2）獲得了石羊河流域涼州區(qū)、民勤縣、古浪縣、天�？h、金川區(qū)、永昌縣的小麥、玉米、其他糧食（主要包括大麥、豆類、薯類等）、棉花、油料、蔬菜、水果等7種主要農(nóng)產(chǎn)品的虛擬水、虛擬藍水、虛擬綠水含量，并分析了虛擬水含量的時間、作物、空間差異，農(nóng)產(chǎn)品虛擬水含量及組成會隨時間、農(nóng)作物種類以及空間的變化而變化。如石羊河流域不同行政區(qū)小麥虛擬水含量從小到大依次為：永昌縣＜涼州區(qū)＜民勤縣＜金川區(qū)＜天�？h＜古浪縣；小麥虛擬藍水含量從小到大依次為：天�？h＜永昌縣＜涼州區(qū)＜民勤縣＜金川區(qū)＜古浪縣；小麥虛擬綠水比例最大的區(qū)域為天�？h（50.2%），最小的區(qū)域為民勤縣和金川區(qū)（4.0%）。 （3）在優(yōu)先滿足生活、生態(tài)、二三產(chǎn)業(yè)需水的前提下，考慮流域內(nèi)外的農(nóng)產(chǎn)品虛擬水貿(mào)易，建立了以農(nóng)業(yè)凈效益最大、人均用水量差異最小、農(nóng)作物綠水利用比例最大為目標的石羊河流域農(nóng)業(yè)水資源多目標優(yōu)化配置模型，采用模式搜索算法求解，獲得了優(yōu)化的水資源配置方案和種植結構。 結果表明，現(xiàn)狀2007年石羊河流域糧經(jīng)比為69:31，單位藍水凈效益為3.44元/m3，農(nóng)作物綠水利用比例為16.6%。優(yōu)化后2007、2015、2025年糧經(jīng)比降低，分別為50:50、47:53、47:53；單位藍水凈效益增加，分別為6.54元/m3、7.00元/m3、7.35元/m3；2007年各行政區(qū)人均用水差異較優(yōu)化前減小，2015、2025年用水差異有所增加，主要原因是金川區(qū)工業(yè)發(fā)展迅速，工業(yè)用水量較其他行政區(qū)偏高；農(nóng)作物綠水利用比例大幅提高，分別達到17.9%、21.3%、23.0%，說明農(nóng)作物對降雨利用量增加。2007年通過石羊河流域各行政區(qū)之間的農(nóng)產(chǎn)品虛擬水貿(mào)易，流域糧食需求能滿足，2015年、2025年石羊河流域除內(nèi)部農(nóng)產(chǎn)品虛擬水貿(mào)易外，需從外流域額外調(diào)入92062t、193631t糧食來滿足需求。由此可見，通過實施虛擬水戰(zhàn)略，各行政區(qū)農(nóng)作物發(fā)揮了比較優(yōu)勢，提高了流域水資源的利用效率。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TV213.9
【圖文】：

第二章 石羊河流域概況然地理概況地理位置羊河流域地處甘肅省河西走廊東部，祁連山東段與巴丹吉林沙漠、騰格里，東經(jīng) 101°41′～104°16′、北緯 36°29′～39°27′。石羊河流域內(nèi)陸河流域之一，扼守著河西走廊的門戶。流域發(fā)源于祁連山，自東向西浪河、黃羊河、雜木河、金塔河、西營河、東大河和西大河八條山水河流成（圖 2-1），河流補給多來源于山區(qū)降水和高山冰雪融水，產(chǎn)流面積 1.11 積 4.16 萬 km2。流域行政區(qū)劃包括武威市的古浪縣、涼州區(qū)、民勤縣全部，金昌市的永昌縣及金川區(qū)全部，以及張掖市肅南裕固族自治縣和山丹縣白銀市景泰縣的少部分地區(qū)，流域共涉及 4 市 9 縣，見圖 2-1。

部門用水效率是指特定部門的水資源消耗（以占總用水量的比重表示）同它所產(chǎn)的 GDP（占總 GDP 的比重）的比率（TurtonAR 2000）。2007 年石羊河流域農(nóng)業(yè)以占總用水的 87.8%水量僅生產(chǎn)了占 GDP 為 14.2%的產(chǎn)值而二、三產(chǎn)業(yè)卻以占總用水 5.7%的水量，生產(chǎn)了占 GDP 達 85.8%的產(chǎn)值。說明石羊流域二、三產(chǎn)業(yè)用水效率較高，而農(nóng)業(yè)用水效率十分低下。100%農(nóng)業(yè)

圖 5-1 Matlab 優(yōu)化工具箱 pattern search 的 GUI 用戶界面Fig.5-1 The GUI of pattern search in optimization tool of Matlab5.2 石羊河流域水資源配置模型應用實例5.2.1 石羊河流域非農(nóng)業(yè)部門需水預測（1）石羊河流域社會經(jīng)濟發(fā)展指標預測以 2007 年石羊河流域各地縣社會經(jīng)濟指標為現(xiàn)狀值（見第二章表 2-1），根據(jù)甘肅省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要，以及石羊河流域經(jīng)濟發(fā)展水平及自然特點，結合《石羊河流域重點治理規(guī)劃》對石羊河流域各項社會經(jīng)濟指標預測，2015 年、2025 年石羊河流域各地縣社會經(jīng)濟指標預測結果見表 5-4、表 5-5。A.人口：石羊河流域 2007 年總人口 219.43 萬人，其中城鎮(zhèn)人口 50.29 萬人，農(nóng)村人口 169.14 萬人。預測 2015 年總人口 232.58 萬人，其中城鎮(zhèn)人口 87.70 萬人，城鎮(zhèn)化率達 38%；2025 年總人口 242.04 萬人，其中城鎮(zhèn)人口 116.95 萬人，城鎮(zhèn)化率達到 48%。B.工業(yè)總產(chǎn)值：石羊河流域 2007 年工業(yè)總產(chǎn)值分別為 217.24 億元，2007～2015 年工業(yè)年均增長率約為 10%，金川區(qū)是甘肅重要的工業(yè)區(qū)，工業(yè)年均增長率在 14%以上；

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本文編號：2783707