喀什噶尔河流域城镇化对水文水资源的影响及其调控研究

Based on the results of preliminary studies and existing data on society, economy, water resources and ecological environment as well as the long term observation data on hydrological factors at Kashkar river basin, this project will research the relationship between hydrology, utilization of water resources and urbanization in Kashkar river basin in Xinjiang by taking man-land relationship as the main clues and the relationship between utilization of water resources and urbanization as starting point, and using Remote sensing, GIS technology, hydrological model and related mathematic methods. The primary objective of this project is to reveal the driving mechanism of hydrology and water resources change in background of urbanization; to understand the water resources security of this basin by forecasting and simulating the change of hydrological factors and analysing the structural change of water resources utilization under the rapid urbanization; to comprehensive evaluate water resource vulnerability of Kashkar River basin by establishing vulnerability of water resources evaluation index system in the background of urbanization. The secondary objective focuses on the dynamic mechanism, development mode and strategy of urbanization in Kashkar River Basin under the the restriction of water resource. The last objective of thisrpoject is put forward the corresponding control measures by constructing urban-water two-way coupling model to provide a scientific basis for the protection of water security and promotion of sustainable development in Kashkar River Basin.

本研究将以人地关系为主线，以新疆喀什噶尔河流域城镇化与水文水资源的相互作用关系为出发点，以前期研究成果、已有的社会、经济、水资源、生态环境等方面的资料及喀什噶尔河流域水文要素的长期观测数据为基础，采用遥感和GIS技术、水文模型以及相关数学方法，深入研究城镇化与水文水资源的关系，揭示城镇化背景下喀什噶尔河流域水文水资源变化的驱动机理，通过未来城镇化影响下降水、径流及地下水等水文要素预估和水文要素模拟以及水资源利用结构变化分析，认识该流域水资源安全问题，建立城镇化背景下水资源脆弱性评估指标体系，综合评估喀什噶尔河流域水资源脆弱性；同时，研究在水资源约束下的喀什噶尔河流域城镇化发展的动力机制、发展模式及战略。通过流域不同河段人水双向耦合模式的建立，提出相应的调控对策，合理开发利用城市水资源，为保障喀什噶尔河流域水安全，促进整个流域的可持续发展提供科学依据。

本项目首先在研究喀什噶尔河流域城市化、水资源利用特点的基础上，定量分析该流域城市化与水资源之间的关系。研究得出，改革开放以来, 特别是20 世纪90 年代以来，喀什噶尔河流域城市化率有明显的增长, 非农业人口的比重、人均GDP 、二三产业的比重与城镇居民可支配收入等都呈增长趋势。但是，流域内部城市化的空间差异大；喀什噶尔河流域主要的水资源利用类型为农业用水，研究时段内农业用水量所占比例最大；工业、城镇公共、生活和生态环境用水量所占比例都很小；各类水资源利用类型的变化及其空间差异也比较大；研究结果显示，喀什噶尔河流域水资源利用类型变化的主要驱动力有人口因素、经济因素以及城市化因素。它们从不同的角度影响该流域的用水结构。喀什噶尔河流域城镇化与水资源利用结构的变化之间有较强的关联性。农业用水和生活用水与城市化各子指标之间的关联度在0.65 ～ 0.85 之间, 属于强关联, 而城镇公共用水, 工业用水和生态用水与城市化各子指标之间的关联度都在0.35 ～0.65 之间, 属于中都关联。然后，根据喀什噶尔河流域历年城镇化过程中用水量的变化情况，应用系统动力学理论，通过模拟，设计出喀什噶尔河流域城镇化过程中的用水系统模型，设定了低、中、高三种城镇化发展速度模式，对未来30年喀什噶尔河流域用水量的预测。结果表明，喀什噶尔河流域不宜采取低速和高速的城镇化模式，而适合采取中速城镇化发展模式。通过分析认为，走城镇化发展速度与质量关系调控好的中速城镇化发展道路，能够保证城镇化发展过程中水资源的可持续利用。最后，在分析流域水资源承载力水平及其影响因子的基础上，研究了水资源对喀什噶尔河流域城镇规模、产业结构、空间结构的影响，选择合理的城镇化模式，以期实现水资源科学合理使用与城镇健康发展，提出了流域内未来城镇化发展应采取节水防污型、产业结构的优化型、商贸枢纽型和生态型几种发展模式。