收藏本站
《中国水利水电科学研究院》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高寒地区水土资源相互作用机制与联合调控

卢亚静  
【摘要】:青藏高原位于印度洋和中国南海的水汽结合部,特殊的地理位置和气候条件,使该区域成为全球气候变化的"放大器"。近几十年,温度升高导致的冰川消融、湖泊扩张、山洪频发,以及不合理人类活动所引发的生态退化、环境污染等水问题和生态问题日益凸显,严重影响着该地区的水安全和生态稳定,同时也成为制约当地社会经济发展的桎梏。变化环境下青藏高原高寒地区水土资源"如何演变?如何相互作用?如何调控?"是目前亟待解决的问题。本文以"自然-社会"二元水循环理论为指导,提出了高寒地区水土资源联合调控的理论框架与关键技术;选取藏东生态屏障建设的核心区域—那曲流域为靶区,通过数理统计分析结合室内控制实验,识别了那曲流域的水土资源相互作用机制;综合原型观测、数值模拟、遥感解译、地理信息系统等方法,揭示了那曲流域的水土资源演变规律;在此基础上,构建了基于系统动力学方法的水土资源联合调控模型和模糊综合评价模型,根据评价结果遴选出那曲流域水土资源联合调控的最优方案,并提出相应的保障措施。本文主要结论如下:(1)通过对那曲流域水资源演变规律多过程分析可知,那曲流域内1955~2013年年平均气温、年降水量,WEP模拟的年径流量(1980~2013年)均呈上升趋势,GFDL-ESM2M,HadGEM2-ES,IPSL-CM5A-LR,MIROC-ESM-CHEM,NorESM1-M五种气候模式的集合平均结果显示,RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三种排放情景下,预估时段2020~2050年气温、降水继续上升。通过分析流域内土地资源演变规律可知,流域内植被覆盖度在2000~2015年期间波动变化,但在时段后期持续下降。Fragstats4.2软件对流域景观格局分析得出,1980~2014年期间,流域内的景观类型的丰富度减小,破碎度减小,高、中覆盖度草地景观向低覆盖度草地景观类型转变。(2)采用数理统计、遥感解译、和室内控制实验等多手段对那曲流域水土资源的相互作用进行机制,分析发现,植被具有明显的减水削峰作用,随着植被覆盖度增加,地表糙率增加;相似降水过程分析和室内控制性实验结果均表明,随着植被覆盖度增加,产流开始时间、产流量、径流系数、产流速率均减小。室内实验结果还表明,土壤水对降雨的响应时间及入渗开始时间也随着植被覆盖度的增加呈增加趋势。(3)针对那曲流域生态、环境、资源特点,构建包含社会经济子系统、资源子系统、环境子系统的高寒地区水土资源联合调控模型。该模型以不同的土地利用类型和用水户为调控单元,增加了生态用水和生态用地模块,采用马尔科夫链模型对流域的土地利用进行预测,依此计算不同水平年各类生态用地的生态需水量。选取SCS模型中的CN值计算各类生态用地的潜在调蓄量。将水资源供需比设为土地利用规模、社会经济发展的约束条件。实现了水土资源的动态联合调控。2000~2014年历史仿真各项变量的模拟误差基本在±10%以内,模型中敏感性参数主要包括生态用地面积、水资源开发利用率、生态需水量、灌溉水利用系数、中水回用率等。(4)采用那曲流域模糊综合评价模型对水资源分配合理性、土地资源分配合理性、社会经济发展速率、生态环境等效益进行评价,结果显示,所设计的现状延续型、增源型、产业结构调整型、综合型、联合型5种调控方案中,最优方案为联合型调控方案。该方案下,流域内2030年地区生产总值为2015年的4.35倍,水资源供需矛盾、超载问题得到缓解,污染物排放量在合理阈值内。论文的研究成果,将进一步完善高寒地区"自然-社会"二元水循环理论和水土资源相互作用识别与水土资源联合调控的理论与技术,并为那曲流域的水土资源开发利用提供科学依据。
【学位授予单位】:中国水利水电科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:F301.2;TV213.4

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王浩;游进军;;中国水资源配置30年[J];水利学报;2016年03期
2 戴声佩;李海亮;罗红霞;赵一飞;张克新;;1960–2011年华南地区界限温度10℃积温时空变化分析(英文)[J];Journal of Geographical Sciences;2015年10期
3 王刚;严登华;吴楠;杨志勇;韩冬梅;刘少华;;水利工程群应对干旱能力评价方法及应用[J];灾害学;2015年01期
4 杜际增;王根绪;李元寿;;基于马尔科夫链模型的长江源区土地覆盖格局变化特征[J];生态学杂志;2015年01期
5 张新荣;刘林萍;方石;姜文超;王金臣;;土地利用、覆被变化(LUCC)与环境变化关系研究进展[J];生态环境学报;2014年12期
6 刘晓燕;刘昌明;杨胜天;金双彦;高亚军;高云飞;;基于遥感的黄土高原林草植被变化对河川径流的影响分析[J];地理学报;2014年11期
7 张守平;魏传江;王浩;侯丽娜;毕彦杰;周翔南;;流域/区域水量水质联合配置研究Ⅱ:实例应用[J];水利学报;2014年08期
8 齐敬辉;牛叔文;马利邦;王文蝶;;疏勒河流域中下游LUCC及驱动力分析[J];生态学杂志;2014年08期
9 洛桑卓玛;拉巴;巴丹卓玛;;西藏那曲地区40多年来降水趋势变化气候分析[J];山地学报;2014年03期
10 张展羽;司涵;冯宝平;胡超;吕梦醒;;缺水灌区农业水土资源优化配置模型[J];水利学报;2014年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 潘健;于丹丹;何振芳;姜涵;盖贝贝;;东平湖湿地景观演变对人类活动的响应机制[J];水资源保护;2017年04期
2 童芳;金菊良;董增川;;基于改进SD的区域水土资源联合配置研究[J];人民长江;2017年13期
3 李丽国;王宇欣;邱硕;王平智;;乌鲁木齐市土地利用和覆被生态变化及其驱动力分析[J];中国农业大学学报;2017年06期
4 冯宝平;吴东;张展羽;梁振华;黄继文;;基于两阶段优化配置模型的济南泉域补给区灌溉水源置换研究[J];灌溉排水学报;2017年05期
5 周斌;;国家重点研发计划“水资源高效开发利用”重点专项解析[J];水科学进展;2017年03期
6 黄沛然;汤玲英;;基于SWAT模型的金华江上游土地利用变化对径流影响的研究[J];水资源开发与管理;2017年04期
7 师小雨;黄强;李瑛;刘登峰;;基于多模型和稳定性评价的引汉济渭工程受水区水量配置研究[J];华北水利水电大学学报(自然科学版);2017年02期
8 付强;鲁雪萍;李天霄;;基于NSGA-Ⅱ农业多水源复合系统多目标配置模型应用[J];东北农业大学学报;2017年03期
9 李茉;姜瑶;郭萍;李江;;考虑不同层次利益主体的灌溉水资源优化配置[J];农业机械学报;2017年05期
10 曹广平;周林;宫同瑶;季明川;杨萍;李明辉;;山东省粮食生产资源配置现状及其优化研究[J];山东财经大学学报;2017年02期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张守平;魏传江;王浩;侯丽娜;毕彦杰;周翔南;;流域/区域水量水质联合配置研究Ⅱ:实例应用[J];水利学报;2014年08期
2 张守平;魏传江;王浩;侯丽娜;周翔南;毕彦杰;;流域/区域水量水质联合配置研究Ⅰ:理论方法[J];水利学报;2014年07期
3 戴声佩;李海亮;罗红霞;赵一飞;;1960-2011年华南地区界限温度10~oC积温时空变化分析[J];地理学报;2014年05期
4 康蕾;张红旗;;中国五大粮食主产区农业抗旱能力综合评价[J];资源科学;2014年03期
5 刘晓燕;杨胜天;金双彦;罗娅;周旭;;黄土丘陵沟壑区大空间尺度林草植被减沙计算方法研究[J];水利学报;2014年02期
6 罗娅;杨胜天;刘晓燕;刘昌明;宋文龙;董国涛;赵海根;娄和震;;黄河河口镇—潼关区间1998-2010年土地利用变化特征[J];地理学报;2014年01期
7 周旭;杨胜天;刘晓燕;刘昌明;周秋文;赵海根;罗娅;马红斌;;黄河中游多沙粗沙区流域坡面水保措施变化特征[J];地理学报;2014年01期
8 郑景云;卞娟娟;葛全胜;郝志新;尹云鹤;廖要明;;1981~2010年中国气候区划[J];科学通报;2013年30期
9 费振宇;周玉良;金菊良;蒋尚明;;区域抗旱能力评价指标体系和评价模型的构建[J];灾害学;2013年04期
10 张润森;濮励杰;刘振;;土地利用/覆被变化的大气环境效应研究进展[J];地域研究与开发;2013年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李光远;;内蒙古水土资源污染与地方病[J];勘察科学技术;1986年06期
2 陈仲伯,李万;湖南省水土资源开发利用与保护对策研究[J];经济地理;2000年06期
3 吴丁丁;江西省水土资源可持续发展的若干思考[J];江西林业科技;2001年02期
4 王秋梅;付强;孙楠;王立坤;;区域水土资源优化配置的研究现状及存在问题分析[J];水资源与水工程学报;2010年02期
5 叶岸青;王巍达;;浙江水土资源流失的原因与保护措施[J];黑龙江科技信息;2010年21期
6 于宝珠;付强;赵静;姚巍;纪毅;;区域水土资源复合系统风险分析研究初探[J];水利科技与经济;2011年02期
7 侯薇;刘小学;魏晓妹;;陕西关中地区农业水土资源时空匹配格局研究[J];水土保持研究;2012年01期
8 蒋寒荣,韩清;阿尔泰地区水土资源开发利用中的几个问题[J];新疆地理;1980年02期
9 ;支鲁沟流域水土资源保护与开发利用研究[J];四川水利;1995年04期
10 王万茂,李玉英,朱德明;太湖水土资源保护和经济发展研究[J];资源开发与市场;1996年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 付强;;三江平原水土资源高效利用研究[A];农业、生态水安全及寒区水科学——第八届中国水论坛摘要集[C];2010年
2 南彩艳;粟晓玲;佟玲;;基于改进模糊综合评价的关中地区水土资源承载力研究[A];农业、生态水安全及寒区水科学——第八届中国水论坛摘要集[C];2010年
3 周泽民;马秀丽;;浅析城市水土资源保护及治理措施的对策研究[A];中国水利学会2010学术年会论文集(下册)[C];2010年
4 朱连勇;张戈平;;浅谈南疆地区水土资源的保持和利用[A];海峡两岸减轻灾害与可持续发展论文专辑[C];2000年
5 刘彦君;赵义;孟庆斌;刘加海;龙显助;;论北引工程区域性水土资源保护措施[A];中国地壤学会第十次全国会员代表大会暨第五届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会文集(面向农业与环境的土壤科学专题篇)[C];2004年
6 雷瑞芳;;加快水土保持生态建设 为全面建设小康社会提供水土资源和生态环境支撑与保障[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(下)[C];2003年
7 ;前言[A];中国水土保持探索与实践——小流域可持续发展研讨会论文集[C];2005年
8 杨启良;;基于水土资源状况的中国生物质能源发展策略[A];中国农业工程学会2011年学术年会(CSAE 2011)论文摘要集[C];2011年
9 马兴旺;李保国;;干旱区水土资源时空变化的定量研究[A];第八届全国青年土壤暨第三届全国青年植物营养与肥料科学工作者学术讨论会论文集[C];2002年
10 ;前言[A];小流域综合治理与新农村建设论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 福建农林大学教授 马祥庆;森林是水土资源的绿色保护伞[N];福建日报;2013年
2 张永江 黄委会晋陕蒙接壤地区水土保持监督局高级工程师 穆兴民 中国科学院水利部水土保持研究所研究员、西北农林科技大学博导;用经济杠杆调节水土资源利用[N];中国水利报;2006年
3 本报记者 刘常俭 本报见习记者 高珊;依法保护和利用水土资源[N];河北日报;2013年
4 记者 高立洪;要合理利用有效保护水土资源[N];中国水利报;2008年
5 胡丹文;美国免耕农业保护水土资源[N];人民长江报;2013年
6 本报记者  庄电一;警惕小型采矿企业对水土资源的破坏[N];光明日报;2006年
7 邓本太;依法保护水土资源 推进生态文明建设[N];青海日报;2008年
8 市水土保持监督管理办公室;依法保护水土资源 推进生态文明建设[N];长白山日报;2010年
9 新疆维吾尔自治区水利厅;保护水土资源支持新疆跨越式发展[N];新疆日报(汉);2012年
10 记者 吕晓扬;开采瓷泥应保护水土资源[N];潮州日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 成琨;基于复杂适应系统理论的区域水土资源优化配置与粮食安全风险分析[D];东北农业大学;2015年
2 郭艳;面向生态系统服务的水土资源优化配置研究[D];郑州大学;2016年
3 吕添贵;水土资源综合承载力评价与调控机制研究[D];浙江大学;2015年
4 卢亚静;高寒地区水土资源相互作用机制与联合调控[D];中国水利水电科学研究院;2017年
5 王红雷;基于3S技术的干旱区水土资源高效利用研究[D];北京林业大学;2013年
6 耿庆玲;西北旱区农业水土资源利用分区及其匹配特征研究[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2014年
7 王滨;黑龙港地区水土资源综合质量评价与耦合协调关系研究[D];中国地质科学院;2012年
8 孙涛;西北典型干旱区水土资源评价与预测模型的研究[D];中国水利水电科学研究院;2005年
9 姜秋香;三江平原水土资源承载力评价及其可持续利用动态仿真研究[D];东北农业大学;2011年
10 段金龙;水土资源分布的多样性格局、时空变化及关联分析[D];郑州大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马燕;典型干旱区水土资源高效利用与保护模式的理论与实践[D];新疆大学;2007年
2 何丽娴;岩溶山地典型区水土资源优化配置[D];昆明理工大学;2015年
3 张翔;西北旱区农业水土资源利用分区研究[D];西北农林科技大学;2015年
4 庄妍;延安市水土资源承载力研究[D];长安大学;2015年
5 田雅雯;桦南县水土资源承载力评价研究[D];东北农业大学;2015年
6 范慧平;河南省水土资源对经济增长的作用机制研究[D];河南农业大学;2015年
7 王志新;西辽河平原区水土资源优化配置研究[D];沈阳农业大学;2016年
8 陈红梅;黑龙江省水土资源综合承载力评价研究[D];东北农业大学;2016年
9 杨齐祺;区域水土资源匹配分析的智能建模方法及其应用[D];合肥工业大学;2016年
10 宝峰;蚁群算法在区域水土资源规划中的应用[D];河海大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026