面向山-水-林-田-湖-草各系統(tǒng)均衡的河套地區(qū)水資源合理配置研究
發(fā)布時間:2021-07-22 02:56
內(nèi)蒙古河套地區(qū)內(nèi)有大面積草地、300多個海子,是我國北方重要的生態(tài)屏障.但河套地區(qū)內(nèi)耕地密布,長期大規(guī)模河道外引水,引排水渠系縱橫交錯,人類活動影響劇烈,改變了地表徑流和地下徑流的數(shù)量和路徑,致使黃河徑流量與人工水循環(huán)通量此消彼長,水資源優(yōu)化配置面臨巨大挑戰(zhàn).本文構(gòu)建適用于強(qiáng)人類活動影響下的分布式水文模型——WACM4. 0,改進(jìn)水資源配置模塊(包括區(qū)域水均衡、地下水生態(tài)水位閾值設(shè)定、生態(tài)補(bǔ)水量與烏梁素海生態(tài)保護(hù)目標(biāo),社會經(jīng)濟(jì)用水效益最大化目標(biāo)),從山-水-林-田-湖-草各系統(tǒng)水量消耗過程入手,考慮蒸發(fā)、入滲以及單元間的水量平衡,將各個平衡系統(tǒng)統(tǒng)一聯(lián)系起來,精細(xì)模擬河套地區(qū)渠系引水、耕地、林地、草地、未利用地、烏梁素海、烏海灘涂、海子、居工地與溝道排水等多時空水循環(huán)與耗水過程,并開展基于耗水量的水資源優(yōu)化配置研究.結(jié)果表明:近10年全河套地區(qū)平均每年耗水量62. 77×108m3,整體呈下降趨勢,平均每年耗黃水量42. 59×108m3,整體也呈下降趨勢.近10年平均每年生態(tài)耗水量為16. 48×1...
【文章來源】:應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2020,28(03)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:14 頁
【部分圖文】:
WACM模型結(jié)構(gòu)
土地利用數(shù)據(jù)來自內(nèi)蒙古巴彥淖爾市自然資源局提供的2017年土地利用信息,包括耕地(水澆地與旱田)、水域(烏梁素海、海子、水庫水面、坑塘水面、烏海灘涂、排水渠系、引水渠系)、林地(果園、其他園地、有林地、灌木林地、其他林地)、草地(天然牧草地、人工牧草地、其他草地)、居工地(鐵路用地、公路用地、農(nóng)村道路、水工建筑用地、設(shè)施農(nóng)用地、城市、建制鎮(zhèn)、村莊、采礦用地、風(fēng)景名勝及特殊用地)、未利用地(田坎、沙地、鹽堿地與裸土地)等共32種類型.其中耕地覆蓋面積最大,占地區(qū)總面積的58.3%,其次為未利用地、草地、居工地、水域、林地,分別占地區(qū)總面積的14.0%、8.6%、8.4%、7.7%與3.0%.見圖2.研究區(qū)引水系統(tǒng)包括總干渠1條,干渠13條,分干48條,支渠204條,以及復(fù)雜的斗區(qū)、農(nóng)渠和毛渠共七級引水渠系;排水系統(tǒng)包括總排水干溝1條,干溝12條,分干溝59條,支溝210條,以及更小的排水溝,與當(dāng)?shù)氐暮雍倒餐瑯?gòu)成縱橫交錯的排水網(wǎng)絡(luò).
對山區(qū)水循環(huán)過程進(jìn)行模擬計(jì)算主要是為了給平原區(qū)單元提供地表匯流和山前測滲補(bǔ)給的邊界信息.因此,在山區(qū)單元計(jì)算中,主要依據(jù)山區(qū)DEM信息對其匯水單元進(jìn)行劃分和提取,得到40個計(jì)算單元.根據(jù)河套灌區(qū)總干渠、干渠、分干渠和支渠分布情況,以末級渠段對應(yīng)的灌溉范圍為依據(jù),同時兼顧行政區(qū)范圍,劃分引水灌域,共得到354個引水灌域單元.根據(jù)河套灌區(qū)總干溝、干溝、支溝和分支溝分布情況,以末級排水溝對應(yīng)的排水范圍為依據(jù),同時兼顧行政區(qū)范圍,劃分排水域單元,共得到421個排水灌域單元.為了便于進(jìn)行地下水?dāng)?shù)值模擬計(jì)算,將平原區(qū)1km×1km正方形柵格進(jìn)行劃分,得到11 779個計(jì)算單元.將劃分的柵格單元與上一步得到的引排水單元進(jìn)行空間疊加,建立柵格單元與引排水單元的拓?fù)潢P(guān)系,即明確了每個柵格單元所在的引水域、排水域及行政區(qū),便于模型進(jìn)行信息輸入和統(tǒng)計(jì)輸出.將山區(qū)和平原區(qū)劃分的單元進(jìn)行合并,即得到模擬計(jì)算所需的單元共計(jì)11 819個,見圖3所示.根據(jù)確定的計(jì)算單元,對土地利用、土壤信息、水文地質(zhì)參數(shù)等按照單元范圍進(jìn)行提取,得到每個單元各種土地利用類型、土壤類型的分布面積與水文地質(zhì)參數(shù)分區(qū)值.1.3.3 參數(shù)率定和模型驗(yàn)證
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]媯水河流域山水林田湖草空間格局與生態(tài)過程分析[J]. 邵雅琪,王春麗,肖玲,王美林,姜群鷗. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(21)
[2]南水北調(diào)中線通水后北京市轄區(qū)間水資源配置的博弈均衡[J]. 蘇心玥,于洋,趙建世,李鐵鍵. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]“山水林田湖草是生命共同體”原則的科學(xué)內(nèi)涵與實(shí)踐路徑[J]. 成金華,尤喆. 中國人口·資源與環(huán)境. 2019(02)
[4]氣候及土地類型變化條件下阿克蘇綠洲耗水特征演變[J]. 段崢嶸,祖拜代·木依布拉,夏建新,劉榮霞. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[5]“山水林田湖草—人”生命共同體的內(nèi)涵、問題與創(chuàng)新[J]. 李達(dá)凈,張時煌,劉兵,張紅旗,王輝民,顏放民. 中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2018(11)
[6]系統(tǒng)治理——堅(jiān)持山水林田湖草是一個生命共同體[J]. 吳濃娣,吳強(qiáng),劉定湘. 水利發(fā)展研究. 2018(09)
[7]“山水林田湖草生命共同體”的內(nèi)涵、特征與實(shí)踐路徑——以承德市為例[J]. 王波,王夏暉,張笑千. 環(huán)境保護(hù). 2018(07)
[8]區(qū)域水資源以供定需優(yōu)化配置模型研究[J]. 王麗珍,黃躍飛,趙勇,李海紅,朱永楠. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
[9]焉耆盆地綠洲灌區(qū)生態(tài)安全下的地下水埋深合理界定[J]. 王水獻(xiàn),吳彬,楊鵬年,李霞,董新光. 資源科學(xué). 2011(03)
[10]極端干旱區(qū)8個綠洲防護(hù)林地土壤水鹽分布特征及其與地下水關(guān)系[J]. 趙新風(fēng),李伯嶺,王煒,張鵬,徐海量,葉茂. 水土保持學(xué)報(bào). 2010(03)
博士論文
[1]變化環(huán)境下流域/區(qū)域水循環(huán)特征與規(guī)律研究[D]. 畢彥杰.中國水利水電科學(xué)研究院 2017
碩士論文
[1]河套灌區(qū)農(nóng)田生態(tài)地下水埋深及不同種植模式作物最適灌水量研究[D]. 常春龍.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
本文編號:3296296
【文章來源】:應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2020,28(03)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:14 頁
【部分圖文】:
WACM模型結(jié)構(gòu)
土地利用數(shù)據(jù)來自內(nèi)蒙古巴彥淖爾市自然資源局提供的2017年土地利用信息,包括耕地(水澆地與旱田)、水域(烏梁素海、海子、水庫水面、坑塘水面、烏海灘涂、排水渠系、引水渠系)、林地(果園、其他園地、有林地、灌木林地、其他林地)、草地(天然牧草地、人工牧草地、其他草地)、居工地(鐵路用地、公路用地、農(nóng)村道路、水工建筑用地、設(shè)施農(nóng)用地、城市、建制鎮(zhèn)、村莊、采礦用地、風(fēng)景名勝及特殊用地)、未利用地(田坎、沙地、鹽堿地與裸土地)等共32種類型.其中耕地覆蓋面積最大,占地區(qū)總面積的58.3%,其次為未利用地、草地、居工地、水域、林地,分別占地區(qū)總面積的14.0%、8.6%、8.4%、7.7%與3.0%.見圖2.研究區(qū)引水系統(tǒng)包括總干渠1條,干渠13條,分干48條,支渠204條,以及復(fù)雜的斗區(qū)、農(nóng)渠和毛渠共七級引水渠系;排水系統(tǒng)包括總排水干溝1條,干溝12條,分干溝59條,支溝210條,以及更小的排水溝,與當(dāng)?shù)氐暮雍倒餐瑯?gòu)成縱橫交錯的排水網(wǎng)絡(luò).
對山區(qū)水循環(huán)過程進(jìn)行模擬計(jì)算主要是為了給平原區(qū)單元提供地表匯流和山前測滲補(bǔ)給的邊界信息.因此,在山區(qū)單元計(jì)算中,主要依據(jù)山區(qū)DEM信息對其匯水單元進(jìn)行劃分和提取,得到40個計(jì)算單元.根據(jù)河套灌區(qū)總干渠、干渠、分干渠和支渠分布情況,以末級渠段對應(yīng)的灌溉范圍為依據(jù),同時兼顧行政區(qū)范圍,劃分引水灌域,共得到354個引水灌域單元.根據(jù)河套灌區(qū)總干溝、干溝、支溝和分支溝分布情況,以末級排水溝對應(yīng)的排水范圍為依據(jù),同時兼顧行政區(qū)范圍,劃分排水域單元,共得到421個排水灌域單元.為了便于進(jìn)行地下水?dāng)?shù)值模擬計(jì)算,將平原區(qū)1km×1km正方形柵格進(jìn)行劃分,得到11 779個計(jì)算單元.將劃分的柵格單元與上一步得到的引排水單元進(jìn)行空間疊加,建立柵格單元與引排水單元的拓?fù)潢P(guān)系,即明確了每個柵格單元所在的引水域、排水域及行政區(qū),便于模型進(jìn)行信息輸入和統(tǒng)計(jì)輸出.將山區(qū)和平原區(qū)劃分的單元進(jìn)行合并,即得到模擬計(jì)算所需的單元共計(jì)11 819個,見圖3所示.根據(jù)確定的計(jì)算單元,對土地利用、土壤信息、水文地質(zhì)參數(shù)等按照單元范圍進(jìn)行提取,得到每個單元各種土地利用類型、土壤類型的分布面積與水文地質(zhì)參數(shù)分區(qū)值.1.3.3 參數(shù)率定和模型驗(yàn)證
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]媯水河流域山水林田湖草空間格局與生態(tài)過程分析[J]. 邵雅琪,王春麗,肖玲,王美林,姜群鷗. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(21)
[2]南水北調(diào)中線通水后北京市轄區(qū)間水資源配置的博弈均衡[J]. 蘇心玥,于洋,趙建世,李鐵鍵. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]“山水林田湖草是生命共同體”原則的科學(xué)內(nèi)涵與實(shí)踐路徑[J]. 成金華,尤喆. 中國人口·資源與環(huán)境. 2019(02)
[4]氣候及土地類型變化條件下阿克蘇綠洲耗水特征演變[J]. 段崢嶸,祖拜代·木依布拉,夏建新,劉榮霞. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[5]“山水林田湖草—人”生命共同體的內(nèi)涵、問題與創(chuàng)新[J]. 李達(dá)凈,張時煌,劉兵,張紅旗,王輝民,顏放民. 中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2018(11)
[6]系統(tǒng)治理——堅(jiān)持山水林田湖草是一個生命共同體[J]. 吳濃娣,吳強(qiáng),劉定湘. 水利發(fā)展研究. 2018(09)
[7]“山水林田湖草生命共同體”的內(nèi)涵、特征與實(shí)踐路徑——以承德市為例[J]. 王波,王夏暉,張笑千. 環(huán)境保護(hù). 2018(07)
[8]區(qū)域水資源以供定需優(yōu)化配置模型研究[J]. 王麗珍,黃躍飛,趙勇,李海紅,朱永楠. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
[9]焉耆盆地綠洲灌區(qū)生態(tài)安全下的地下水埋深合理界定[J]. 王水獻(xiàn),吳彬,楊鵬年,李霞,董新光. 資源科學(xué). 2011(03)
[10]極端干旱區(qū)8個綠洲防護(hù)林地土壤水鹽分布特征及其與地下水關(guān)系[J]. 趙新風(fēng),李伯嶺,王煒,張鵬,徐海量,葉茂. 水土保持學(xué)報(bào). 2010(03)
博士論文
[1]變化環(huán)境下流域/區(qū)域水循環(huán)特征與規(guī)律研究[D]. 畢彥杰.中國水利水電科學(xué)研究院 2017
碩士論文
[1]河套灌區(qū)農(nóng)田生態(tài)地下水埋深及不同種植模式作物最適灌水量研究[D]. 常春龍.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
本文編號:3296296
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