【摘要】：日益緊缺的水資源問(wèn)題迫使人們不斷探索緩解水資源危機(jī)的途徑,1993年虛擬水概念的提出拓展了解決水問(wèn)題的思路。目前在虛擬水概念、虛擬水計(jì)算、虛擬水貿(mào)易、虛擬水戰(zhàn)略及水資源承載力等方面的研究相對(duì)成熟,但在虛擬水轉(zhuǎn)化運(yùn)移和貿(mào)易驅(qū)動(dòng)機(jī)制及調(diào)控等方面的基礎(chǔ)研究相對(duì)薄弱,與虛擬水管理和調(diào)控的實(shí)踐需求還不相稱(chēng),需要進(jìn)一步探討。分析虛擬水轉(zhuǎn)化運(yùn)移和貿(mào)易的基本特征、驅(qū)動(dòng)因子、調(diào)控原理,揭示虛擬水在社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)途徑,了解調(diào)控水在區(qū)域水資源系統(tǒng)中的作用,可以對(duì)區(qū)域虛擬水進(jìn)行科學(xué)評(píng)估,為制定區(qū)域水資源政策、水資源規(guī)劃、提高水資源承載力提供參考依據(jù)。虛擬水流動(dòng)的傳統(tǒng)研究中,主要探討區(qū)域虛擬水整體同外部的貿(mào)易狀況及影響因素,較少分析區(qū)域內(nèi)部不同產(chǎn)業(yè)之間虛擬水流動(dòng)及其驅(qū)動(dòng)因子,沒(méi)有分別探討影響農(nóng)業(yè)、工業(yè)虛擬水貿(mào)易的動(dòng)力因子,難以充分掌握區(qū)域虛擬水流動(dòng)規(guī)律。在承載力研究中,多從實(shí)體水的角度出發(fā)模擬區(qū)域水資源利用狀況,沒(méi)有從虛擬水的角度考慮綠水、藍(lán)水、虛擬水輸入輸出等帶來(lái)的水資源變化,難以從廣義水資源的角度解決缺水危機(jī)。水資源未來(lái)承載力發(fā)展多從灌溉定額分析農(nóng)業(yè)用水,或從不同氣候變化情景分析不同條件下農(nóng)業(yè)需水的變化,沒(méi)有考慮氣候變化模式的適用性,不能更精確地反映未來(lái)氣象條件下農(nóng)業(yè)在降水不能滿(mǎn)足作物需水時(shí)的理論灌溉需水量。本文在這一背景和思路下開(kāi)展區(qū)域虛擬水轉(zhuǎn)化運(yùn)移驅(qū)動(dòng)機(jī)制及其調(diào)控研究。論文選擇水資源短缺嚴(yán)重的重工業(yè)城市唐山為研究對(duì)象,以投入產(chǎn)出表、統(tǒng)計(jì)、規(guī)劃、氣象資料等為數(shù)據(jù)來(lái)源,以投入產(chǎn)出、主成分、灰色關(guān)聯(lián)、指數(shù)分解、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)等為分析方法,分析、模擬了該區(qū)域虛擬水通量組成及變化、虛擬水轉(zhuǎn)化運(yùn)移和貿(mào)易特征及驅(qū)動(dòng)機(jī)制、基于水資源承載力模型的虛擬水調(diào)控、氣候變化背景下未來(lái)水資源承載力發(fā)展等。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：1.定量核算唐山市虛擬水通量及其構(gòu)成采用FAO推薦的計(jì)算模式,定量核算唐山市農(nóng)作物單位質(zhì)量虛擬水含量,分析作物耗水類(lèi)型；各類(lèi)農(nóng)產(chǎn)品歷年的虛擬水結(jié)構(gòu)和總量變化的結(jié)果表明小麥、玉米、稻谷、油料作物、棉花、蔬菜6種作物占唐山市農(nóng)業(yè)虛擬水總量的94%。參考工業(yè)完全用水系數(shù)及總產(chǎn)值,計(jì)算工業(yè)虛擬水量。2.定性、定量分析虛擬水轉(zhuǎn)化運(yùn)移和貿(mào)易演變特征及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制為探究虛擬水轉(zhuǎn)化運(yùn)移和貿(mào)易演變特征,本文以產(chǎn)品部門(mén)為虛擬水量化單位,通過(guò)投入產(chǎn)出模型計(jì)算不同年份虛擬水在各產(chǎn)業(yè)部門(mén)之間的轉(zhuǎn)化運(yùn)移,同區(qū)域外部的輸入、輸出。結(jié)果表明：區(qū)域內(nèi)部農(nóng)業(yè)為虛擬水凈輸出部門(mén),向工業(yè)、建筑業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)輸出大量的虛擬水；區(qū)域同外部虛擬水貿(mào)易為凈輸出,輸出區(qū)域主要為國(guó)外,輸出量在逐年減少,對(duì)缺水的唐山市來(lái)講是有利的發(fā)展方向。論文定性構(gòu)建了影響虛擬水轉(zhuǎn)化運(yùn)移及農(nóng)業(yè)、工業(yè)虛擬水貿(mào)易的要素指標(biāo),定量判斷各指標(biāo)在轉(zhuǎn)化運(yùn)移及貿(mào)易中的作用。結(jié)果表明：農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、耕地面積、糧食產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)用水水平為影響農(nóng)業(yè)-工業(yè)虛擬水轉(zhuǎn)化運(yùn)移的決定性因子；農(nóng)業(yè)虛擬水對(duì)外貿(mào)易量的決定性因子為農(nóng)業(yè)用水水平、耕地資源稟賦和人口；強(qiáng)度效應(yīng)使工業(yè)虛擬水貿(mào)易量下降,結(jié)構(gòu)效應(yīng)使其強(qiáng)度增加。3.探討了基于水資源承載力模型的唐山市虛擬水調(diào)控措施本文從虛擬水的視角構(gòu)建唐山市水資源承載力模型,從藍(lán)水、綠水角度分析農(nóng)業(yè)需水,在總需水系統(tǒng)中引入虛擬水輸出；模型利用Vensim軟件實(shí)現(xiàn),著重考慮了各要素之間互相影響和制約的關(guān)系,探討承載力模型中的關(guān)鍵可控因子,分別為從綠水角度考慮的降水入滲系數(shù)、從藍(lán)水角度考慮的灌溉水利用系數(shù)、從工業(yè)虛擬水角度考慮的工業(yè)萬(wàn)元產(chǎn)值用水量、從虛擬水流動(dòng)角度考慮的虛擬水輸出等,進(jìn)一步模擬水資源承載力對(duì)不同關(guān)鍵可控因子變化的響應(yīng)程度。4.構(gòu)建氣候變化背景下唐山市未來(lái)水資源承載力模型基于偏相關(guān)方法分析唐山市小麥、玉米、稻谷、蔬菜、油料作物、棉花主要農(nóng)作物等藍(lán)水需水量的敏感氣象因子,基于敏感因子分析不同氣候變化模式的模擬精度,探討氣候變化模式對(duì)不同區(qū)域、不同研究對(duì)象的適用性。構(gòu)建氣候變化背景下唐山市2016-2030年水資源承載力模型,在氣象數(shù)據(jù)、規(guī)劃數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,預(yù)測(cè)未來(lái)年份水資源承載力狀況。結(jié)果表明：在保證經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定發(fā)展的目標(biāo)下,提高入滲系數(shù)、灌溉水利用系數(shù)、降低工業(yè)萬(wàn)元產(chǎn)值用水量、降低虛擬水輸出等措施可以有效地緩解水資源短缺壓力。
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【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TV213.4
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本文編號(hào)：2363082