拓宽思路，科学评价水资源量(2)

　　估算绿水资源量的方法基本可以分成以下三类：生物学方法、水文模型法以及生物水文耦合法[17]。

　　（1）生物学方法主要采用生态系统生产干物质消耗的水量，即需水量，来估算绿水资源量。该类方法根据净初级生产力数据与主要生态系统单位干物质生产所需蒸散量的乘积来估算绿水流。Postel等[5]采用净初级生产力数据，估算了全球非灌溉植被（天然森林、草地、人工林地和雨养作物）蒸散量，并得到其它主要土地利用类型的蒸散量，称其为绿水资源量。另一种生物学方法则是结合遥感影像和蒸散量观测值估算绿水资源量。Rockstrm等[20]采用森林、草地、林地以及湿地中各生物群系的覆盖面积乘以蒸散量，并根据影响蒸散量的生态系统属性将各生物群系统进而划分为若干个植被组，最终采用水分利用效率与作物产量之积来估算绿水流。

　　（2）水文模型法即采用水文模型来估算流域尺度的绿水流，将水资源划分为蓝水和绿水两部分，绿水表示土壤蒸发和植被散发所耗用的水资源，蓝水表示径流，从而建立研究区水文模型来估算绿水。Jewitt等[21-22]分别在小尺度和大尺度流域上采用农业集水区研究单元（AgriculturalCatchmentsResearchUnit，ACRU）模型以及水文土地利用变化（HydrologicalLandUseChange，HYLUC）模型，估算了非洲南部Mutale流域九种土地利用情景下的蓝水绿水资源量。Schuol等[23-24]采用ArcSWAT模型并结合SUFI-2不确定性分析算法估算了西非以及整个非洲大陆的月尺度蓝水绿水资源量。Faramarzi等[25]在伊朗构建了ArcSWAT模型模拟了月尺度蓝水绿水资源量，并考虑了水库运行以及不同灌溉措施对小麦产量的影响。Menzel等[26]在欧洲、非洲及中亚的七个代表性流域搭建了水文模型，并分析了这些流域现状年以及未来情景下的蓝水资源量。Liu等[27]采用具有二源潜在蒸散发模式的半分布式水文模型，研究了我国北方老哈河流域土地覆被变化对蓝水绿水资源量的影响。吴洪涛等[28]使用AVSWAT模型在碧流河流域估算了绿水资源量，研究了绿水的时空分布规律以及气候变化情景下绿水的响应。

　　（3）生物水文耦合法根据地表植被动态变化过程，考虑关键生态过程如初级生产力、植被生长、植被水分生产力、碳分配、死亡率以及植物对资源竞争的动态变化，借助陆-气、碳-水交换关系，将水文模型与生物地理学以及生物地球化学相耦合，从而估算绿水流。代表性模型为近些年得到快速发展的全球植被动态模型LundPotsdamJena（LPJ）模型[13]。王玉娟等[29]在黄河流域三门峡地区构建适用于估算流域尺度植被生态用水的生态水文模型，对三门峡地区20世纪50年代以来的植被生态用水量进行了定量模拟，计算得出不同植被类型的绿水消耗量。Siebert等[30]采用全球作物需水模型（GlobalCropWaterModel，GCWM）对1998年-2002年全球作物所需蓝水和绿水资源量进行了估算。

　　由于水文模型可以深入揭示地表过程和水文过程的机理，因此，被认为是模拟水文过程以及评价水资源时空变化特征的有效工具。综合分析蓝水绿水的估算方法可知，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唯一方法。SWAT（SoilandWaterAssessmentTool）模型[31]是时间上连续的分布式流域水文模型，且在全世界得到了广泛应用[23，32-37]。SWAT模型因其能够直接输出蓝水和绿水资源量的各个分量，被认为是一种估算蓝水绿水资源量比较有效的方法。

　　3流域蓝水绿水资源综合评价——以渭河

　　流域为例作为我国西北经济较发达地区，渭河流域在区域经济发展以及西部大开发中占据重要地位，并具有十分重要的战略意义[38]。因此，综合评估渭河流域蓝水绿水资源量对于高效开发利用水资源，保护我国西部地区河流生态系统健康来说具有重要的现实意义。

　　本文以渭河流域为例，构建渭河流域分布式水文模型SWAT，并借助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，对渭河流域近50年来（1964年-2008年间）的可用水资源量进行了评价。首先在水文响应单元（HRU）尺度上估算水资源分量中的蓝水资源量、绿水流和绿水储量，然后在控制流域以及城市/地区尺度上对其进行时空变化特征分析，从而为西部缺水地区的水资源规划与管理，解决水资源短缺等问题提供新的思路。