陜北農(nóng)牧交錯帶處于毛烏素沙地與黃土高原的過渡地帶,在氣候、地貌、植被和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟等方面具有明顯的過渡性,屬于資源性缺水地區(qū)。隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,人類社會對水資源的需求迅速增長,水資源已成為影響人類社會發(fā)展的重要因素,基于二元水循環(huán)理論的水資源配置,對解決日漸突出的水資源供需矛盾和實現(xiàn)水資源精細化管理具有重要意義。本文在調(diào)查統(tǒng)計陜北農(nóng)牧交錯帶的氣象、徑流、土地利用、供水工程等資料的基礎上,構(gòu)建了基于二元水循環(huán)過程的WAS模型,并以1966～2010年的還原徑流數(shù)據(jù)對模型自然水循環(huán)過程的模擬結(jié)果進行驗證,以2015年的實際供水數(shù)據(jù)對模型社會水循環(huán)過程的模擬結(jié)果進行驗證,根據(jù)規(guī)劃年不同來水頻率下需水量和可供水量的預測結(jié)果,基于WAS模型進行水資源配置研究。論文取得了以下主要研究成果:(1)陜北農(nóng)牧交錯帶WAS模型的構(gòu)建與驗證。根據(jù)研究區(qū)的行政區(qū)劃、水資源分區(qū)及DEM高程劃分出17個計算單元,同時確定了水庫與計算單元之間的供水關(guān)系。根據(jù)4個水文站的還原年徑流量驗證模型的徑流模擬效果,在調(diào)參期相關(guān)系數(shù)和Nash系數(shù)的平均值分別為0.91、0.67,在驗證期相關(guān)系數(shù)和Nash系數(shù)的平均值分別為0.76,0.54,多年平均徑流總量和25%、50%、75%典型頻率年徑流總量誤差率的平均值分別為3.6%、7.1%、12.4%、6.9%;模型對水資源配置總量模擬的誤差率為0.4%。結(jié)果表明模型對徑流過程和水資源配置的模擬具有較好的效果。(2)不同來水頻率下的需水量與可供水量預測。采用定額法計算得到2030年交錯帶在25%、50%和75%來水頻率下的總需水量分別為14.60億m3、18.67億m3、21.22億m3。通過WAS模型計算得到在25%、50%和75%來水頻率下的本地地表水資源量分別為16.04億m3、14.95億m3、12.59億m3,地下水資源量分別為17.55億m3、15.34億m3、13.70億m3;根據(jù)交錯帶供水工程的建設規(guī)劃,預測2030年在25%、50%和75%來水頻率下外調(diào)水可供水量分別為9.19億m3、8.35億m3、6.68億m3,雨水集蓄可供水量分別為1107萬 m3、940 萬 m3、768 萬 m3。(3)基于WAS模型對規(guī)劃年的水資源進行配置與分析。2030年交錯帶在25%、50%和75%來水頻率下的總供水量分別為13.08億m3、16.14億m3、17.62億m3,總?cè)彼史謩e為10.4%、13.6%、17.0%。采用堪培拉指數(shù)分析用水量與社會經(jīng)濟發(fā)展要素的匹配程度,結(jié)果表明用水量與GDP、人口、耕地面積的匹配程度依次降低,并根據(jù)模型計算結(jié)果對二元水循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系進行了分析。
【學位單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2020
【中圖分類】：TV213.4
【部分圖文】：

2研究區(qū)域概況92研究區(qū)域概況2.1自然地理概況陜北農(nóng)牧交錯帶地處陜西省最北端，涵蓋榆林市北部的1市2區(qū)3縣（神木市、榆陽區(qū)、橫山區(qū)、府谷縣、靖邊縣、定邊縣），位于黃河中游，屬于黃土高原和毛烏素沙地的交匯地帶，地理坐標在東經(jīng)107°28′~111°15′，北緯36°57′~39°34′。交錯帶地處陜、甘、寧、蒙、晉五省區(qū)交界接壤地帶，東與山西以黃河為界，南接陜西延安，西連甘肅、寧夏，北與內(nèi)蒙古鄂爾多斯相鄰，是我國中西部結(jié)合地帶，地理位置優(yōu)勢明顯。地域東西長385km，南北寬263km，總面積為33575km2，占榆林市土地面積的78.0%。交錯帶的行政區(qū)劃和水系分布情況如圖2-1所示。圖2-1陜北農(nóng)牧交錯帶行政區(qū)劃和水系分布Fig.2-1AdministrativeDivisionsandDistributionofWaterSystemsintheANS陜北農(nóng)牧交錯帶平均海拔1276m，地勢大致從西向東傾斜，西部定邊縣平均海拔1519m，東部府谷縣平均海拔1112m。交錯帶地貌可分為風沙灘區(qū)和黃土丘陵溝壑區(qū)兩大類。風沙灘區(qū)主要位于長城沿線以北、毛烏素沙漠南緣一帶，西與寧夏沙區(qū)相接，東與窟野河相鄰，區(qū)域內(nèi)地形起伏不大，風積沙丘綿延不斷，植物稀少，已經(jīng)沙化的土地達到96.8%；黃土丘陵溝壑區(qū)大致位于長城沿線以南，包括榆陽、橫山、靖邊、定邊的南部，神木、府谷的東部，區(qū)內(nèi)溝壑縱橫，梁峁起伏，地面破碎，水土流失嚴重。交錯帶內(nèi)的河流分為內(nèi)流水系與外流水系。內(nèi)流水系包括神木市西北部的紅堿淖水系、定邊縣北部的鹽湖和八里河流域。外流水系為黃河水系，黃河作為陜晉界河，流經(jīng)府谷縣和神木市，其在交錯帶境內(nèi)的主要支流包括“三河四川”，“三河”是指窟野河、禿尾河、無定河，其中窟野河和禿尾河是神木市境內(nèi)的兩大河流，無定河發(fā)源于定邊縣，流經(jīng)定邊

2研究區(qū)域概況1110%，三縣（區(qū)）增長總?cè)丝跒?0.53萬人。圖2-2陜北農(nóng)牧交錯帶2006~2015年常住人口變化Fig.2-2TheChangeofResidentPopulationintheANSfrom2006to2015交錯帶2015年實現(xiàn)生產(chǎn)總值2385.25億元，各縣（區(qū)）生產(chǎn)總值見表2-1。第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值94.79億元，占4.0%；第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值1571.99億元，占65.9%，其中工業(yè)生產(chǎn)總值在第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值中的比例為96.6%；第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值718.47億元，占30.1%。表2-1陜北農(nóng)牧交錯帶2015年國內(nèi)生產(chǎn)總值單位：億元Tab.2-1GDPoftheANSin2015行政區(qū)第一產(chǎn)業(yè)第二產(chǎn)業(yè)第三產(chǎn)業(yè)合計工業(yè)建筑業(yè)合計榆陽25.07274.9836.01310.99207.04543.10神木11.99548.746.43555.17250.25817.41府谷5.84275.232.14277.37100.55383.76橫山14.2560.215.0465.2537.01116.51靖邊19.74178.312.48180.7966.31266.84定邊17.90181.830.59182.4257.31257.63交錯帶94.791519.3052.691571.99718.472385.25交錯帶內(nèi)能源礦產(chǎn)資源豐富，擁有石油、巖鹽、煤炭等重要資源，開發(fā)潛力巨大。自1998年榆林市得到國家科委批準發(fā)展能源化工基地以來，煤炭、電力、油氣、化工等產(chǎn)業(yè)已形成相當規(guī)模，作為陜北國家級能源化工基地的一部分，能源化工產(chǎn)業(yè)已成為交錯帶經(jīng)濟收入的主要支撐力量。2.4水資源狀況2.4.1地表水資源量根據(jù)《榆林市水資源綜合規(guī)劃（2018年）》，交錯帶多年平均地表水資源量14.01億m3，其中神木市最多，多年平均地表水資源量4.06億m3，占交錯帶的28.9%；定邊縣最少，多年平均地表水資源量1.38億m3，占交錯帶的9.8%。交錯帶非汛期河道內(nèi)生態(tài)流量3.61億m3，汛期難于控制利用洪水量4.24億m3，不可利用的地表水資源量為7.85億m3，可利用地表水資源量為6.22億m3，各縣（區(qū)）地表水資源量及其可利用量如圖2-3所示。

西安理工大學工程碩士專業(yè)學位論文12圖2-3陜北農(nóng)牧交錯帶地表水資源量與可利用量Fig.2-3SurfaceWaterResourcesandAvailabilityintheANS2.4.2地下水資源量根據(jù)《榆林市水資源綜合規(guī)劃（2018年）》，交錯帶地下水資源總量為14.52億m3，其中風沙灘區(qū)地下水源量為10.37億m3，山丘區(qū)地下水源量為4.14億m3。地下水資源量以榆陽區(qū)所占比例最多，橫山區(qū)所占比例最少，各縣（區(qū)）地下水資源量比例如圖2-4所示。圖2-4陜北農(nóng)牧交錯帶各行政區(qū)地下水資源量比例Fig.2-4ProportionofGroundwaterResourcesinVariousAdministrativeRegionsintheANS交錯帶地下水可開采量為3.84億m3（只計礦化度小于等于2g/L的淡水資源），其中榆陽區(qū)可開采量為1.23億m3，占交錯帶的32.2%；府谷縣可開采量為0.23億m3，占交錯帶的6.1%，各縣（區(qū)）地下資源量及其可開采量如圖2-5所示。交錯帶地下水可開采率為26.4%，其中靖邊縣和定邊縣地下水可開采率最大，為29.0%；神木市地表水可開采率最小，為22.3%。
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