基于WRF模式的黑河中游城鎮(zhèn)化對(duì)地表水平衡的影響研究
發(fā)布時(shí)間:2017-03-21 12:03
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【摘要】:近幾個(gè)世紀(jì)以來,城鎮(zhèn)化的腳步在世界各地逐步加快,全球土地利用格局發(fā)生了巨大的變化,直接或間接地對(duì)地表水平衡產(chǎn)生重要影響,從而對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)以及全球生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生著不可忽視影響!笆濉币(guī)劃綱要明確提出中國城鎮(zhèn)化率將達(dá)到61.5%,進(jìn)一步大規(guī)?焖俪擎(zhèn)化是我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。而城鎮(zhèn)化發(fā)展導(dǎo)致的不透水層面積增加,帶來的下墊面改變通過地表能量平衡等物理過程進(jìn)而改變空氣熱動(dòng)力循環(huán),影響邊界層的結(jié)構(gòu)及發(fā)展,影響天氣過程產(chǎn)生及區(qū)域地表水平衡。黑河中游地區(qū)城鎮(zhèn)化建設(shè)用地?cái)U(kuò)張引起的地表水平衡變化關(guān)乎整個(gè)干旱內(nèi)陸河流域的水資源演變,加之內(nèi)陸河流域的黑河本身地處水資緊缺區(qū),水資源先天供給不足和利用方式不當(dāng)使得水問題成為制約整個(gè)黑河流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的關(guān)鍵問題。如何準(zhǔn)確分析黑河中游城鎮(zhèn)化及其未來發(fā)展的不同情景對(duì)地表水平衡的影響,探明城鎮(zhèn)化與地表水平衡的耦合規(guī)律,定制不同的情景方案,開展多情景驅(qū)動(dòng)下的黑河流域城鎮(zhèn)化對(duì)地表水平衡的綜合模擬,預(yù)測(cè)城鎮(zhèn)化與地表水平衡之間的耦合演變規(guī)律,為流域水資源管理提供決策與科技支撐。 本文針對(duì)城鎮(zhèn)化發(fā)展、區(qū)域水資源綜合管理的迫切需要,本文利用遙感和GIS技術(shù),基于1988、1995、2000、2005、2008五期黑河中游城鎮(zhèn)化過程中建設(shè)用地結(jié)構(gòu)和格局信息,利用景觀格局指標(biāo)分析不同尺度上的格局特點(diǎn),選取最大斑塊指數(shù)(LPI)、平均斑塊面積指數(shù)(MPS)、斑塊數(shù)目(NP),斑塊所占景觀面積比(PLAND)、形狀指數(shù)(LSI)、用平均形狀指數(shù)(MSI),面積加權(quán)平均斑塊分維數(shù)(AWMPFD)用斑塊密度(PD),邊緣密度指數(shù)(ED)、平均最鄰近距離(MNND)等景觀指數(shù),分析城鎮(zhèn)化過程的空間異質(zhì)性的特征,分析歷史時(shí)期黑河中游城鎮(zhèn)化的時(shí)空演變特征、強(qiáng)度及方向;跉v史時(shí)期黑河中游城鎮(zhèn)化時(shí)空演變規(guī)律,采用馬爾科夫預(yù)測(cè)模型構(gòu)結(jié)合地區(qū)“十二五”土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)劃,建立了社會(huì)兩種情景下2010-2020年黑河中游城鎮(zhèn)用地的宏觀需求結(jié)構(gòu)的不同情景;綜合考慮柵格水平上的用地類型分布概率、轉(zhuǎn)換保護(hù)規(guī)則以及表征歷史用地類型穩(wěn)定程度的轉(zhuǎn)換概率規(guī)則,實(shí)現(xiàn)基于DLS模型在不同城鎮(zhèn)化發(fā)展不同情景下區(qū)域用地結(jié)構(gòu)變化的空間布局優(yōu)化結(jié)果,并基于WRF模式厘清了耦合Noah-LSM方案中城鎮(zhèn)化建設(shè)用地分布對(duì)地表水平衡的影響機(jī)制,并開展未來情景下地表水平衡影響的數(shù)值模擬,分析不同同城鎮(zhèn)化情景下地表地表上行水汽通量QFX、地表徑流SFROFF、土壤含水量SH20、植被灌層含水量CANWAT,降雨等的變化規(guī)律,揭示城鎮(zhèn)化對(duì)地表水平衡影響,對(duì)于減輕城市發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來的不利影響,實(shí)現(xiàn)流域水資源的可持續(xù)利用具有重要的意義。
【關(guān)鍵詞】:城鎮(zhèn)化 地表水平衡 Markov模型 DLS模型 WRF模式
【學(xué)位授予單位】:湖北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:P208;P343.9
【目錄】:
- 摘要5-7
- Abstract7-12
- 圖目錄12-13
- 表目錄13-14
- 第1章 緒論14-21
- 1.1 研究背景、目的及意義14-15
- 1.2 國內(nèi)外城鎮(zhèn)化時(shí)空演變機(jī)制研究進(jìn)展15-17
- 1.3 國內(nèi)外城鎮(zhèn)化對(duì)區(qū)域水平衡影響研究進(jìn)展17-18
- 1.4 研究方法與內(nèi)容18-20
- 1.4.1 研究區(qū)概況18
- 1.4.2 研究?jī)?nèi)容18-20
- 1.4.3 研究方法及技術(shù)路線20
- 1.5 創(chuàng)新性20-21
- 第2章 黑河中游城鎮(zhèn)化時(shí)空演變特征分析21-31
- 2.1 黑河中游土地利用結(jié)構(gòu)變化概況21-25
- 2.2 區(qū)域景觀格局指標(biāo)選取25-26
- 2.3 黑河中游城鎮(zhèn)化景觀格局動(dòng)態(tài)26-31
- 第3章 黑河中游城鎮(zhèn)化用地結(jié)構(gòu)情景設(shè)計(jì)31-36
- 3.1 基于Markov模型的城鎮(zhèn)化用地結(jié)構(gòu)需求預(yù)測(cè)31-34
- 3.1.1 Markov模型基本原理31-32
- 3.1.2 黑河中游Markov預(yù)測(cè)32-34
- 3.2 基于規(guī)劃指標(biāo)的用地結(jié)構(gòu)情景建立34-36
- 第4章 黑河中游城鎮(zhèn)化用地格局仿真36-44
- 4.1 DLS用地格局模擬的基本原理36-38
- 4.2 基于DLS模型的建設(shè)用地分布模擬38-41
- 4.2.1 土地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制的計(jì)量分析38-41
- 4.2.2 土地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化的格局仿真41
- 4.3 黑河中游城鎮(zhèn)化動(dòng)態(tài)變化特征與模擬分析41-44
- 第5章 黑河中游城鎮(zhèn)化對(duì)地表水平衡的影響44-62
- 5.1 WRF模式中地表水平衡機(jī)制分析44-47
- 5.1.1 WRF模式簡(jiǎn)介44-46
- 5.1.2 WRF模式耦合Noah陸面模式的地表水平衡機(jī)制46-47
- 5.2 黑河中游城鎮(zhèn)化建設(shè)用地?cái)U(kuò)張對(duì)地表水平衡的影響47-62
- 5.2.1 模式配置及實(shí)驗(yàn)方案47-48
- 5.2.2 對(duì)降雨的影響48-51
- 5.2.3 對(duì)積云對(duì)流降水的影響51-53
- 5.2.4 對(duì)地表徑流深的影響53-55
- 5.2.5 對(duì)植被冠層含水量的影響55-57
- 5.2.6 對(duì)上行水汽通量的影響57-58
- 5.2.7 對(duì)土壤濕度的影響58-60
- 5.2.8 WRF模式模擬能力驗(yàn)證及結(jié)果糾正60-62
- 第6章 結(jié)論與討論62-64
- 6.1 主要結(jié)論62-63
- 6.2 存在的問題與展望63-64
- 參考文獻(xiàn)64-71
- 致謝71
【參考文獻(xiàn)】
中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條
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7 王紀(jì)軍,裴鐵t
本文編號(hào):259597
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