拓宽思路，科学评价水资源量

　　摘要：对蓝水和绿水的内涵进行了梳理，并对其评价方法进行了综合分析，认为水文模型法是同时评价蓝水和绿水资源量时空变化特征的有效方法。在此基础上以渭河流域为例，构建了渭河流域分布式水文模型SWAT，并采用SUFI-2算法进行参数敏感性分析、参数率定、模型验证以及不确定性分析。根据模型输出结果，分别在水文响应单元、控制流域以及城市/地区尺度上对渭河流域近50年来的蓝水资源量、绿水流和绿水储量进行了综合评价，以期为西北干旱缺水地区的水资源规划与管理以及水资源高效利用提供科学依据。

　　关键词：蓝水；绿水；水资源；SWAT；渭河

　　中图分类号：TV213文献标识码：A文章编号：1672-1683（2013）01-0012-05

　　可更新的淡水资源为保持陆地和水生生态系统健康的基础性自然资源[1]，也是保证粮食安全以及生态安全的战略性资源，用途十分广泛，如工业、农业以及生活用水。20世纪，由降水形成的可再生的淡水资源总量基本保持不变，而人类用水需求却激增了6倍，其主要用途为提高粮食产量与工业生产[2-3]。与此同时，生产生活用水挤占生态环境用水的现象频发，部分生态系统已严重退化，危及生态安全。目前，全球超过6亿人口生活在水资源严重短缺的地区（小于500m3/（人·年）[4]。因此，日益严峻的水资源短缺以及水资源脆弱性问题已成为众多学者研究的热点[5-9]。

　　目前的水资源评价方法大多仅考虑水循环中的地表水和地下水，即“蓝水”[10-11]，却忽视了水循环中的“绿水”。综合考虑水文循环的全过程和水量平衡的全要素，通过森林、草地、农田和湿地蒸散作用消耗的绿水流占全球降水总量的65%，而传统的蓝水资源量仅占全球降水总量的35%[12]。可见，绿水资源对于发展雨养农业及维持生态系统健康来说至关重要[12-13]。因此，开阔思路，拓宽传统水资源评价范畴，科学评价蓝水绿水资源，并将绿水资源纳入水资源评价体系，对于水资源规划与管理，解决干旱半干旱地区的水资源短缺问题具有重要的现实意义。

　　在我国广大西北干旱地区以及华北地区，目前的蓝水资源量十分有限，但这些地区每年仍然以其独特的干旱气候生产了大量的优质农牧业产品，其中很大一部分来源于由有限降雨量所产生的绿水资源。如何拓宽思路，科学评估这一部分水资源量，从而为西北乃至整个华北、东北干旱地区的水资源利用和管理提供科技支撑迫在眉睫。正是基于这样的背景和思路，本文以位于西北典型干旱地区的渭河流域为例，在阐述蓝水绿水基本概念和内涵，并系统总结其主要应用成果的基础上，探讨了借助分布式水文模型科学估计和评价干旱地区蓝水绿水资源量的思路与方法，以期为相似流域的水资源评价和管理工作提供参考。

　　1蓝水绿水内涵

　　蓝水和绿水的概念由国际水资源研究所的瑞典水文学家Falkenmark于1995年首先提出[15]，他认为降落在陆地生态系统的水量包括蓝水（BlueWater）和绿水（GreenWater）两部分，其中，蓝水指由降水形成的地表水和地下水，是可见的液态水流，包括河流、湖泊和含水层中的水；绿水指由降水下渗到非饱和土壤层中供给植物生长的水，是垂向进入大气的不可见水。Falkenmark于2006年结合绿水的物质性和资源性扩充了绿水的概念，他认为绿水可以分为绿水流（GreenWaterFlow）以及绿水储量（GreenWaterStorage）两部分。绿水流即实际蒸散发，由土壤和水体蒸发，植物散发两部分组成；绿水储量则是指储存在土壤中的水[14]。

　　自此以后，相关学者先后对蓝水和绿水的概念进行了发展和完善。蓝水为存储在河流、湖泊以及含水层中的水，也即传统水资源评价中对于可利用水资源量的定义，即地表水和地下水资源量之和，并扣除两者的重复计算量。绿水的定义目前国际上有两种：物质上，绿水被定义为蒸散发流，即进入大气的水汽流，包括农田灌溉、湿地、水面蒸发、天然植被等不同地表的水汽流[12，16-17]；资源上，绿水被定义为源于降水且存储在土壤中并被植被散发消耗的水资源[12，18-19]。

　　2蓝水绿水资源评价方法

　　估算一段时间内的区域/流域蓝水绿水资源量可以为水资源规划与管理，以及解决水资源短缺问题提供一种新思路。估算蓝水资源量也即传统的水资源评价，其主要方法包括统计分析法和水文模型法。其中，统计分析法对数据需求量较大，需要收集研究区的水文气象、水文地质、水利工程以及取用水等数据；水文模型法较之统计分析法来说对于数据的需求相对较少。