WACM4.0模型模擬內(nèi)蒙古河套地區(qū)山水林田湖草系統(tǒng)水循環(huán)
發(fā)布時(shí)間:2021-10-16 18:28
內(nèi)蒙古河套地區(qū)是中國(guó)重要的商品糧、油生產(chǎn)基地。區(qū)域內(nèi)耕地密布,長(zhǎng)期大規(guī)模河道外引水,引排水渠系縱橫交錯(cuò),人類活動(dòng)劇烈,改變了原來的水循環(huán)環(huán)境,水循環(huán)要素變化具有時(shí)空變異性,水分轉(zhuǎn)化與運(yùn)動(dòng)過程及其復(fù)雜。為厘清河套地區(qū)山水林田湖草系統(tǒng)的水循環(huán)演變規(guī)律,該研究在"自然—人工"復(fù)合水循環(huán)理論基礎(chǔ)上,構(gòu)建了適用于強(qiáng)人類活動(dòng)地區(qū)的分布式水循環(huán)模型(Water Allocation and Cycle Model,WACM4.0),系統(tǒng)模擬分析了河套地區(qū)山水林田湖草各系統(tǒng)的水循環(huán)演變規(guī)律與水分運(yùn)動(dòng)過程。結(jié)果表明:烏梁素海、引排水渠道水循環(huán)特征以引水—排水的橫向運(yùn)動(dòng)為主;烏海灘涂水循環(huán)特征以地下水補(bǔ)給—蒸發(fā)的垂向運(yùn)動(dòng)為主;海子水循環(huán)以垂向與橫向綜合運(yùn)動(dòng)為主;耕地水循環(huán)特征為灌溉水入滲—蒸散發(fā)的垂向運(yùn)動(dòng);人工林、草地、未利用地與居工地的水循環(huán)特征為降雨—入滲—潛水蒸發(fā)的垂向運(yùn)動(dòng)。山水林田湖草系統(tǒng)整體水循環(huán)特征以灌溉(降雨)—下滲—蒸發(fā)垂向水循環(huán)為主。河套地區(qū)地下水量逐年虧損,地下水循環(huán)過程為"負(fù)水平衡"垂向運(yùn)動(dòng)。河套地區(qū)引水灌溉平均每年致使黃河徑流量減少約42.0億m3。其中耕地耗...
【文章來源】:農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2020,36(14)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:11 頁(yè)
【部分圖文】:
WACM模型結(jié)構(gòu)[30-32]
土地利用數(shù)據(jù)來自巴彥淖爾市自然資源局提供的2009年與2017年土地利用圖,包括耕地(水澆地與旱田)、水域(烏梁素海、海子、水庫(kù)、坑塘、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。土地利用空間分布圖見圖2,各部分土地利用面積見表1。其中耕地覆蓋面積最大,占地區(qū)總面積的58.34%;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14.00%、8.58%、8.40%,7.72%與2.98%。1.2.3 研究區(qū)計(jì)算單元?jiǎng)澐?
模擬山區(qū)水循環(huán)過程主要是為了給平原區(qū)單元提供地表匯流和山前側(cè)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(duì)其匯水單元進(jìn)行劃分和提取,得到40個(gè)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(jí)渠段對(duì)應(yīng)的灌溉范圍為依據(jù),同時(shí)兼顧行政區(qū)范圍,劃分引水灌域單元共354個(gè)。根據(jù)灌區(qū)總干溝、干溝、支溝和分支溝的分布,以末級(jí)排水溝對(duì)應(yīng)的排水范圍為依據(jù),同時(shí)兼顧行政區(qū)范圍,劃分排水域單元共421個(gè)。為便于地下水?dāng)?shù)值模擬計(jì)算,將平原區(qū)1 km×1 km正方形柵格進(jìn)行劃分,得到11 779個(gè)計(jì)算單元,見圖3。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(gè)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(gè),見圖4。根據(jù)確定的計(jì)算單元,對(duì)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(gè)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。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]統(tǒng)一山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)體系研究[J]. 李紅舉,宇振榮,梁軍,杜亞敏. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(23)
[2]基于生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)的山水林田湖草生態(tài)保護(hù)與修復(fù)體系構(gòu)建研究——以烏梁素海流域?yàn)槔齕J]. 田野,馮啟源,唐明方,鄭拴寧,柳彩霞,吳迪,王麗娜. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(23)
[3]青藏高原山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)模式——以拉薩河流域?yàn)槔齕J]. 王振波,李嘉欣,郭義強(qiáng),梁龍武. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(23)
[4]山水林田湖草生態(tài)問題系統(tǒng)診斷與保護(hù)修復(fù)綜合分區(qū)研究——以陜西省為例[J]. 宋偉,韓賾,劉琳. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(23)
[5]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)
[6]人類用水活動(dòng)的氣候反饋及其對(duì)陸地水循環(huán)的影響研究——進(jìn)展與挑戰(zhàn)[J]. 謝正輝,陳思,秦佩華,賈炳浩,謝瑾博. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2019(08)
[7]“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(guó)人口·資源與環(huán)境. 2019(02)
[8]“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(shí)煌,劉兵,張紅旗,王輝民,顏放民. 中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2018(11)
[9]系統(tǒng)治理——堅(jiān)持山水林田湖草是一個(gè)生命共同體[J]. 吳濃娣,吳強(qiáng),劉定湘. 水利發(fā)展研究. 2018(09)
[10]Impacts of hydraulic redistribution on eco-hydrological cycles: A case study over the Amazon basin[J]. Yuanyuan WANG,Binghao JIA,Zhenghui XIE. Science China(Earth Sciences). 2018(09)
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(guó)水利水電科學(xué)研究院 2017
[2]廣義水資源合理配置研究[D]. 趙勇.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 2006
碩士論文
[1]內(nèi)蒙古河套灌區(qū)節(jié)水對(duì)烏梁素海的影響研究[D]. 李剛.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2007
本文編號(hào):3440292
【文章來源】:農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2020,36(14)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:11 頁(yè)
【部分圖文】:
WACM模型結(jié)構(gòu)[30-32]
土地利用數(shù)據(jù)來自巴彥淖爾市自然資源局提供的2009年與2017年土地利用圖,包括耕地(水澆地與旱田)、水域(烏梁素海、海子、水庫(kù)、坑塘、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。土地利用空間分布圖見圖2,各部分土地利用面積見表1。其中耕地覆蓋面積最大,占地區(qū)總面積的58.34%;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14.00%、8.58%、8.40%,7.72%與2.98%。1.2.3 研究區(qū)計(jì)算單元?jiǎng)澐?
模擬山區(qū)水循環(huán)過程主要是為了給平原區(qū)單元提供地表匯流和山前側(cè)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(duì)其匯水單元進(jìn)行劃分和提取,得到40個(gè)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(jí)渠段對(duì)應(yīng)的灌溉范圍為依據(jù),同時(shí)兼顧行政區(qū)范圍,劃分引水灌域單元共354個(gè)。根據(jù)灌區(qū)總干溝、干溝、支溝和分支溝的分布,以末級(jí)排水溝對(duì)應(yīng)的排水范圍為依據(jù),同時(shí)兼顧行政區(qū)范圍,劃分排水域單元共421個(gè)。為便于地下水?dāng)?shù)值模擬計(jì)算,將平原區(qū)1 km×1 km正方形柵格進(jìn)行劃分,得到11 779個(gè)計(jì)算單元,見圖3。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(gè)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(gè),見圖4。根據(jù)確定的計(jì)算單元,對(duì)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(gè)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。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]統(tǒng)一山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)體系研究[J]. 李紅舉,宇振榮,梁軍,杜亞敏. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(23)
[2]基于生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)的山水林田湖草生態(tài)保護(hù)與修復(fù)體系構(gòu)建研究——以烏梁素海流域?yàn)槔齕J]. 田野,馮啟源,唐明方,鄭拴寧,柳彩霞,吳迪,王麗娜. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(23)
[3]青藏高原山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)模式——以拉薩河流域?yàn)槔齕J]. 王振波,李嘉欣,郭義強(qiáng),梁龍武. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(23)
[4]山水林田湖草生態(tài)問題系統(tǒng)診斷與保護(hù)修復(fù)綜合分區(qū)研究——以陜西省為例[J]. 宋偉,韓賾,劉琳. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(23)
[5]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)
[6]人類用水活動(dòng)的氣候反饋及其對(duì)陸地水循環(huán)的影響研究——進(jìn)展與挑戰(zhàn)[J]. 謝正輝,陳思,秦佩華,賈炳浩,謝瑾博. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2019(08)
[7]“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(guó)人口·資源與環(huán)境. 2019(02)
[8]“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(shí)煌,劉兵,張紅旗,王輝民,顏放民. 中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2018(11)
[9]系統(tǒng)治理——堅(jiān)持山水林田湖草是一個(gè)生命共同體[J]. 吳濃娣,吳強(qiáng),劉定湘. 水利發(fā)展研究. 2018(09)
[10]Impacts of hydraulic redistribution on eco-hydrological cycles: A case study over the Amazon basin[J]. Yuanyuan WANG,Binghao JIA,Zhenghui XIE. Science China(Earth Sciences). 2018(09)
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(guó)水利水電科學(xué)研究院 2017
[2]廣義水資源合理配置研究[D]. 趙勇.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 2006
碩士論文
[1]內(nèi)蒙古河套灌區(qū)節(jié)水對(duì)烏梁素海的影響研究[D]. 李剛.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2007
本文編號(hào):3440292
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/dqwllw/3440292.html
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