基于SWAT和WEAP模型的城市水資源供需平衡分析
發(fā)布時(shí)間:2022-01-04 22:23
水資源是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類福祉的基本組成部分。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長,人民生活水平逐漸提高,我國面臨著嚴(yán)峻的水資源利用形勢(shì)。水資源供需平衡是消除水資源供給與需求之間不平衡現(xiàn)象,使其相互適應(yīng)的研究。它可以在不損害生態(tài)系統(tǒng)的前提下,采取各種工程和非工程措施,減輕甚至克服水資源問題給人類所帶來的影響,是解決水資源短缺的重要手段。城市是人類生活和社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的載體,城市水資源供需平衡分析不僅是對(duì)生態(tài)環(huán)境生產(chǎn)力理論的實(shí)踐驗(yàn)證,還是在城市面對(duì)日趨緊張的水資源條件下,合理解決社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與自然資源平衡之間的難題,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究以泰安市為研究對(duì)象,在城市水資源供給端和需求端兩個(gè)方面展開研究。在水資源供給端,利用研究區(qū)內(nèi)DEM數(shù)據(jù)、土地利用分類數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù),建立大汶河流域SWAT模型。在水資源需求端,通過將人口、生產(chǎn)總值、有效灌溉面積、牲畜數(shù)量等關(guān)鍵變量利用數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)得出,建立泰安市WEAP模型。利用SWAT模型驅(qū)動(dòng)WEAP模型,完成分布式水文模型和水資源綜合管理模型的耦合,對(duì)泰安市水資源供需平衡進(jìn)行分析。本研究主要得出以下結(jié)論。以泰安市現(xiàn)狀水資源供需條件為基...
【文章來源】:北京建筑大學(xué)北京市
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
泰安市行政區(qū)劃圖
第2章研究區(qū)概況10圖2-2泰安市地貌類型圖Fig.2-2GeomorphytypemapofTai"an泰安市氣候?qū)倥瘻貛О霛駶櫞箨懶约撅L(fēng)氣候。全市年均降水量為727.9mm,年相對(duì)變率為17~23%,其中夏季降水最多,季降水量平均529.8mm,占全年降水量的73%。由于地貌影響,全市年均降水量東部大于西部,山區(qū)大于平原,因此具有降水量穩(wěn)定但時(shí)間、空間分布不均的特點(diǎn)。泰安市年均氣溫12.9℃。7月份最高平均氣溫為26.4℃,1月份最低平均氣溫為-2.6℃,極端最高氣溫42.5℃,極端最低氣溫-22.6℃。由于受泰山、徂徠山的影響,平均氣溫西部高于東部,南部高于北部,山下(平原)高于山上。全市3月份相對(duì)濕度最小,為57%;8月份最大,為80%。全市年均日照時(shí)數(shù)2582.3h,年日照百分率58.3%,其中5月份日照時(shí)數(shù)最長,為273.3h。泰山因其特殊的地理環(huán)境,山頂、山下日照情況差異較大,山頂年日照時(shí)數(shù)2893h,山下2464h。年均光能輻射總量為129~125kcal/cm2。泰安市風(fēng)向和風(fēng)力一年之中變化幅度較大,冬季以北到東北風(fēng)為主,其它季節(jié)以南到東南風(fēng)為主。每年有8級(jí)以上大風(fēng)日數(shù)為18.5d,其中新泰市為13.5d,其它各縣市均在10d以下。大風(fēng)最多月份為3~5月份,風(fēng)速平均3.7m/s;最少為8~9月份,風(fēng)速平均2m/s以下。2.2社會(huì)經(jīng)濟(jì)截止至2018年末,泰安市總?cè)丝跒?64.00萬,其中城鎮(zhèn)人口為348.95萬,城鎮(zhèn)化率為62%,人口密度為727人/km2。全市生產(chǎn)總值3651.53億元,人均生產(chǎn)總值64714元。第一產(chǎn)業(yè)增加值285.37億元,第二產(chǎn)業(yè)增加值1615.21億
第3章基于SWAT模型的城市水資源供給端研究12第3章基于SWAT模型的城市水資源供給端研究3.1SWAT模型原理介紹土壤和水資源評(píng)估工具模型(SoilandWaterAssessmentTool,SWAT)是由美國農(nóng)業(yè)部開發(fā)的一種連續(xù)時(shí)間分布式水文模型,用于模擬地表水和地下水的水量與水質(zhì),并評(píng)估水土流失,面源污染和氣候變化等對(duì)環(huán)境的影響[53]。SWAT模型因其具有可視性強(qiáng)、計(jì)算效率高、可以長時(shí)期連續(xù)模擬等特點(diǎn),被廣泛的應(yīng)用到流域水資源模擬中[54-57]。SWAT模型水文模擬結(jié)構(gòu)圖如圖3-1所示。圖3-1SWAT模型水文模擬結(jié)構(gòu)圖[58]Fig.3-1HydrologicalsimulationstructurediagramofSWATmodelSWAT模型水文循環(huán)過程由陸面部分和水面部分組成[59]。陸面部分包括大氣水過程、土壤水過程和地下水過程。大氣水過程主要為降水、植被冠層截留和蒸發(fā)以及積雪融雪和升華的過程。降水根據(jù)日平均溫度和降雪基溫的高低劃分成降雨和降雪。降雨先被植被冠層截留后達(dá)到地面,截留能力根據(jù)葉面積指數(shù)計(jì)算。截留蒸發(fā)通過計(jì)算參考作物騰發(fā)量后確定,參考作物騰發(fā)量分為三種計(jì)算方式:Penman-Monteith公式、
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國工業(yè)節(jié)水現(xiàn)狀及補(bǔ)短板途徑討論[J]. 左其亭,刁藝璇. 西北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(06)
[2]非常規(guī)水源利用現(xiàn)狀、問題與對(duì)策[J]. 王建華,柳長順. 中國水利. 2019(17)
[3]基于WEAP模型的塔里木河干流水資源調(diào)配方案研究[J]. 魏光輝,姜振盈. 人民珠江. 2019(06)
[4]山東省非常規(guī)水資源利用現(xiàn)狀及途徑分析[J]. 劉德東,石飛,劉廷廷,張娟. 中國水利. 2019(09)
[5]農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉措施探究[J]. 吳愛雪. 河南水利與南水北調(diào). 2019(02)
[6]農(nóng)村居民生活用水節(jié)水意識(shí)及其影響機(jī)制——基于江蘇省沭陽縣入戶調(diào)查的實(shí)證分析[J]. 姚科艷,許朗. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(21)
[7]基于MIKE SHE模型的華北平原水資源利用情景分析[J]. 賴冬蓉,秦歡歡,萬衛(wèi),鄭春苗. 水資源與水工程學(xué)報(bào). 2018(05)
[8]基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的北京市需水量預(yù)測(cè)及缺水分析[J]. 秦歡歡,賴冬蓉,萬衛(wèi),孫占學(xué). 科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(21)
[9]2018年~2020年河南省GDP預(yù)測(cè)研究——基于ARIMA模型[J]. 趙囡. 洛陽理工學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版). 2018(03)
[10]中國人口預(yù)測(cè)方法及未來人口政策[J]. 王廣州. 財(cái)經(jīng)智庫. 2018(03)
博士論文
[1]北方水資源短缺流域生態(tài)-水文響應(yīng)機(jī)制研究[D]. 侯蕾.中國水利水電科學(xué)研究院 2019
[2]氣候變化下基于SWAT模型的錢塘江流域水文過程研究[D]. 張徐杰.浙江大學(xué) 2015
[3]我國不同尺度灌溉用水效率評(píng)價(jià)與管理研究[D]. 馮保清.中國水利水電科學(xué)研究院 2013
[4]江河流域水資源統(tǒng)一管理的理論與實(shí)踐[D]. 喬西現(xiàn).西安理工大學(xué) 2008
碩士論文
[1]大理河流域水沙變化特征的模擬研究[D]. 韓蘆.西安理工大學(xué) 2019
[2]環(huán)境變化情景下洮兒河流域水資源響應(yīng)及預(yù)測(cè)[D]. 孫嘉琪.吉林大學(xué) 2019
[3]分布式水文模型SWAT在黃河源區(qū)徑流模擬中的應(yīng)用研究[D]. 周群.蘭州理工大學(xué) 2019
[4]北京市水資源供需預(yù)測(cè)[D]. 康可.北京交通大學(xué) 2018
[5]基于SWAT模型的流域水資源演變機(jī)制及歸因分析[D]. 陳琰.中國水利水電科學(xué)研究院 2018
[6]變化環(huán)境下大汶河流域徑流響應(yīng)研究[D]. 楊夢(mèng)林.濟(jì)南大學(xué) 2017
[7]基于WEAP模型的呼圖壁水資源模擬與優(yōu)化配置研究[D]. 楊霞.新疆大學(xué) 2017
[8]基于WEAP模型的麗江市水資源供需平衡分析[D]. 王天華.長江科學(xué)院 2017
[9]基于WEAP模型的黨河流域水資源可持續(xù)發(fā)展能力研究[D]. 柴曉偉.清華大學(xué) 2017
[10]基于SWAT模型的北洛河流域生態(tài)水文過程模擬與預(yù)測(cè)研究[D]. 胡勝.西北大學(xué) 2015
本文編號(hào):3569161
【文章來源】:北京建筑大學(xué)北京市
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
泰安市行政區(qū)劃圖
第2章研究區(qū)概況10圖2-2泰安市地貌類型圖Fig.2-2GeomorphytypemapofTai"an泰安市氣候?qū)倥瘻貛О霛駶櫞箨懶约撅L(fēng)氣候。全市年均降水量為727.9mm,年相對(duì)變率為17~23%,其中夏季降水最多,季降水量平均529.8mm,占全年降水量的73%。由于地貌影響,全市年均降水量東部大于西部,山區(qū)大于平原,因此具有降水量穩(wěn)定但時(shí)間、空間分布不均的特點(diǎn)。泰安市年均氣溫12.9℃。7月份最高平均氣溫為26.4℃,1月份最低平均氣溫為-2.6℃,極端最高氣溫42.5℃,極端最低氣溫-22.6℃。由于受泰山、徂徠山的影響,平均氣溫西部高于東部,南部高于北部,山下(平原)高于山上。全市3月份相對(duì)濕度最小,為57%;8月份最大,為80%。全市年均日照時(shí)數(shù)2582.3h,年日照百分率58.3%,其中5月份日照時(shí)數(shù)最長,為273.3h。泰山因其特殊的地理環(huán)境,山頂、山下日照情況差異較大,山頂年日照時(shí)數(shù)2893h,山下2464h。年均光能輻射總量為129~125kcal/cm2。泰安市風(fēng)向和風(fēng)力一年之中變化幅度較大,冬季以北到東北風(fēng)為主,其它季節(jié)以南到東南風(fēng)為主。每年有8級(jí)以上大風(fēng)日數(shù)為18.5d,其中新泰市為13.5d,其它各縣市均在10d以下。大風(fēng)最多月份為3~5月份,風(fēng)速平均3.7m/s;最少為8~9月份,風(fēng)速平均2m/s以下。2.2社會(huì)經(jīng)濟(jì)截止至2018年末,泰安市總?cè)丝跒?64.00萬,其中城鎮(zhèn)人口為348.95萬,城鎮(zhèn)化率為62%,人口密度為727人/km2。全市生產(chǎn)總值3651.53億元,人均生產(chǎn)總值64714元。第一產(chǎn)業(yè)增加值285.37億元,第二產(chǎn)業(yè)增加值1615.21億
第3章基于SWAT模型的城市水資源供給端研究12第3章基于SWAT模型的城市水資源供給端研究3.1SWAT模型原理介紹土壤和水資源評(píng)估工具模型(SoilandWaterAssessmentTool,SWAT)是由美國農(nóng)業(yè)部開發(fā)的一種連續(xù)時(shí)間分布式水文模型,用于模擬地表水和地下水的水量與水質(zhì),并評(píng)估水土流失,面源污染和氣候變化等對(duì)環(huán)境的影響[53]。SWAT模型因其具有可視性強(qiáng)、計(jì)算效率高、可以長時(shí)期連續(xù)模擬等特點(diǎn),被廣泛的應(yīng)用到流域水資源模擬中[54-57]。SWAT模型水文模擬結(jié)構(gòu)圖如圖3-1所示。圖3-1SWAT模型水文模擬結(jié)構(gòu)圖[58]Fig.3-1HydrologicalsimulationstructurediagramofSWATmodelSWAT模型水文循環(huán)過程由陸面部分和水面部分組成[59]。陸面部分包括大氣水過程、土壤水過程和地下水過程。大氣水過程主要為降水、植被冠層截留和蒸發(fā)以及積雪融雪和升華的過程。降水根據(jù)日平均溫度和降雪基溫的高低劃分成降雨和降雪。降雨先被植被冠層截留后達(dá)到地面,截留能力根據(jù)葉面積指數(shù)計(jì)算。截留蒸發(fā)通過計(jì)算參考作物騰發(fā)量后確定,參考作物騰發(fā)量分為三種計(jì)算方式:Penman-Monteith公式、
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國工業(yè)節(jié)水現(xiàn)狀及補(bǔ)短板途徑討論[J]. 左其亭,刁藝璇. 西北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(06)
[2]非常規(guī)水源利用現(xiàn)狀、問題與對(duì)策[J]. 王建華,柳長順. 中國水利. 2019(17)
[3]基于WEAP模型的塔里木河干流水資源調(diào)配方案研究[J]. 魏光輝,姜振盈. 人民珠江. 2019(06)
[4]山東省非常規(guī)水資源利用現(xiàn)狀及途徑分析[J]. 劉德東,石飛,劉廷廷,張娟. 中國水利. 2019(09)
[5]農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉措施探究[J]. 吳愛雪. 河南水利與南水北調(diào). 2019(02)
[6]農(nóng)村居民生活用水節(jié)水意識(shí)及其影響機(jī)制——基于江蘇省沭陽縣入戶調(diào)查的實(shí)證分析[J]. 姚科艷,許朗. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(21)
[7]基于MIKE SHE模型的華北平原水資源利用情景分析[J]. 賴冬蓉,秦歡歡,萬衛(wèi),鄭春苗. 水資源與水工程學(xué)報(bào). 2018(05)
[8]基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的北京市需水量預(yù)測(cè)及缺水分析[J]. 秦歡歡,賴冬蓉,萬衛(wèi),孫占學(xué). 科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(21)
[9]2018年~2020年河南省GDP預(yù)測(cè)研究——基于ARIMA模型[J]. 趙囡. 洛陽理工學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版). 2018(03)
[10]中國人口預(yù)測(cè)方法及未來人口政策[J]. 王廣州. 財(cái)經(jīng)智庫. 2018(03)
博士論文
[1]北方水資源短缺流域生態(tài)-水文響應(yīng)機(jī)制研究[D]. 侯蕾.中國水利水電科學(xué)研究院 2019
[2]氣候變化下基于SWAT模型的錢塘江流域水文過程研究[D]. 張徐杰.浙江大學(xué) 2015
[3]我國不同尺度灌溉用水效率評(píng)價(jià)與管理研究[D]. 馮保清.中國水利水電科學(xué)研究院 2013
[4]江河流域水資源統(tǒng)一管理的理論與實(shí)踐[D]. 喬西現(xiàn).西安理工大學(xué) 2008
碩士論文
[1]大理河流域水沙變化特征的模擬研究[D]. 韓蘆.西安理工大學(xué) 2019
[2]環(huán)境變化情景下洮兒河流域水資源響應(yīng)及預(yù)測(cè)[D]. 孫嘉琪.吉林大學(xué) 2019
[3]分布式水文模型SWAT在黃河源區(qū)徑流模擬中的應(yīng)用研究[D]. 周群.蘭州理工大學(xué) 2019
[4]北京市水資源供需預(yù)測(cè)[D]. 康可.北京交通大學(xué) 2018
[5]基于SWAT模型的流域水資源演變機(jī)制及歸因分析[D]. 陳琰.中國水利水電科學(xué)研究院 2018
[6]變化環(huán)境下大汶河流域徑流響應(yīng)研究[D]. 楊夢(mèng)林.濟(jì)南大學(xué) 2017
[7]基于WEAP模型的呼圖壁水資源模擬與優(yōu)化配置研究[D]. 楊霞.新疆大學(xué) 2017
[8]基于WEAP模型的麗江市水資源供需平衡分析[D]. 王天華.長江科學(xué)院 2017
[9]基于WEAP模型的黨河流域水資源可持續(xù)發(fā)展能力研究[D]. 柴曉偉.清華大學(xué) 2017
[10]基于SWAT模型的北洛河流域生態(tài)水文過程模擬與預(yù)測(cè)研究[D]. 胡勝.西北大學(xué) 2015
本文編號(hào):3569161
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