【摘要】：流域水循環(huán)受氣候因素和人類活動的雙重影響,不斷演變,影響著生態(tài)環(huán)境,進而又影響著人類活動。在水資源緊缺的干旱內陸河流域,人類活動對水循環(huán)的影響十分劇烈,日益顯著,有時甚至起主導作用,進而產生一系列水文-生態(tài)-經濟-社會的系統(tǒng)響應。傳統(tǒng)的水資源開發(fā)利用由于缺乏對流域這種系統(tǒng)響應的規(guī)律認識,缺乏對生態(tài)、環(huán)境、社會和經濟用水的協(xié)調統(tǒng)一,常常引起河道斷流、湖泊萎縮、濕地消失、綠洲退化以及上下游用水矛盾等問題,嚴重制約著可持續(xù)發(fā)展。論文以我國第二大內陸河黑河為例,從流域水資源開發(fā)利用實證分析出發(fā),利用地表地下水模型研究中下游水循環(huán)演變過程,揭示其對人類水資源開發(fā)利用活動的響應規(guī)律;進一步通過優(yōu)化模型,研究現(xiàn)狀水權框架下的流域適宜的水資源調度方案,以期為干旱區(qū)流域可持續(xù)管理提供方法根據和方案支撐。論文首先回顧了黑河流域水循環(huán)及其演變歷史,根據歷史數(shù)據的統(tǒng)計分析和檢驗,初步識別流域的人類活動和水權分配對水循環(huán)演變的作用;其次,通過耦合地表水循環(huán)模型WEAP和地下水流數(shù)值模型MODFLOW,構建黑河流域中下游全境的水循環(huán)模擬模型,并對黑河流域中下游的水循環(huán)變化進行歷史反演和未來情景模擬,分析人類活動和水文變化的影響;然后,進一步通過含水層滲透系數(shù)的蒙特卡洛隨機模擬,研究含水層非均質性對河流-含水層相互作用的影響規(guī)律,揭示含水層非均質性對地表地下水交換的影響;在地表地下水模型的基礎上,結合數(shù)據統(tǒng)計分析和數(shù)據挖掘技術,分析了黑河干流水文對不同水資源調度方式的響應,分析了西枝討賴河水系不同水資源開發(fā)情景的影響;最后,構建綜合水量水權目標和時間水權調度方式的混合整數(shù)優(yōu)化調度模型,研究分析了在黑河干流水量水權分配和時間水權調度混合水權框架下的水量優(yōu)化調度方法,提出了較為優(yōu)化合理的水資源調度方案。論文綜合歷史數(shù)據分析、數(shù)據挖掘、地表地下水模擬模型和水資源調度優(yōu)化模型等方法,發(fā)展了流域水循環(huán)演變和水權調度管理的研究方法,對于揭示類似干旱內陸河流域的演化和治理策略具有重要指導作用,對于水資源的可持續(xù)利用和生態(tài)保護具有積極意義。
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P333;TV213.4

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本文編號：2756005