一、林地生态需水量计算方法与应用(论文文献综述)
李静思[1](2021)在《大型引黄灌区退水规律与退水量预测方法研究》文中认为本文在查阅国内外相关文献资料的基础上,针对我国大型引黄灌区退水量大、影响因素多和退水规律复杂的问题,采用实际监测、理论分析、数值模拟与实证研究相结合的技术路线,结合甘肃景电灌区的实际,主要开展了大型引黄灌区退水规律与影响要素、退水时空分布特征、退水量预测方法和水资源优化配置及退水利用方式的研究,主要研究成果如下:(1)研究了灌区沟道退水规律与地下水埋深动态变化特征,阐明了灌区退水组成、退水特征、沟道退水与影响因素的关系及地下水埋深对灌溉的响应关系。灌区退水组成主要包括灌溉产生的深层渗漏水、山洪、地下排水、地表径流及少部分的生活污水与工业废水。灌区沟道退水规律受灌溉、降水、蒸发与地下水埋深变化的影响,在不同空间尺度、不同汇水区域表现不同的变化特征。灌区沟道退水以年为周期往复变化,一期灌区整体和南沙河子汇水区沟道退水的年内变化为灌溉月份退水量小,非灌溉月份退水量大;红鼻梁子汇水区退水年内变化为7、8月份大,而其他月份小。景电灌区沟道退水影响因素中地下水埋深与灌溉的影响较大,蒸发与降水的影响较小,其中退水与蒸发呈负相关关系,且变化具有一致性,而退水与其他因素存在一定的滞后性。灌区不同地下水埋深变化受包气带的调节作用,相对于灌溉具有明显的滞后性。(2)分析了沟道退水与影响因素之间的滞后关系,提出了适用于具有滞后性的沟道退水量预测方法,提高了退水量的预测精度。基于退水量与影响因素的相关分析,并通过交叉小波分析方法确定了不同空间尺度、不同汇流区域退水量相对于灌溉量和降水量的滞后时间。其中,一期灌区整体和南沙河响水退水量相对于灌溉量的滞后时间较长,而相对于降水量的滞后时间较短;红鼻梁五佛退水量相对于灌溉量与降水量的滞后时间均较短。基于退水量对影响因素的滞后性,提出采用交错时段输入要素的神经网络模型对退水量进行预测,相较于采用同一时段输入要素的方式,改进的方法对退水量的预测精度显着提高,且子汇水区退水量的预测精度高于一期灌区整体退水量的预测。同时,交错时段输入要素的方式也适用于其他回归预测模型。(3)针对无退水量监测资料的地区,提出了采用耗水系数法估算灌区退水量,为退水量的计算提供了思路。通过计算灌区内农田灌溉、生态和生产生活耗水量等,得到灌区整体与局部耗水系数,进而估算出灌区整体与各汇水分区的退水比例与退水量;其中景电二期灌区各分区退水比例明显高于一期灌区各分区退水比例。通过耗水系数法对退水量的计算得到灌区耗水量占供水量的比例小,揭示了灌区退水比例大,水资源利用率较低的问题。同时,通过灌区供—需水量计算,表明灌区供需水矛盾突出,盐分淋洗需水量加大了灌区整体水资源的需求量。耗水系数法估算灌区退水量为无资料地区水资源管理提供了依据。(4)构建了 MIKE SHE与MIKE 11分布式耦合模型,揭示了灌区退水机理,从水循环角度计算了灌区退水量,阐明了退水的过程与转化关系。通过模拟灌区各汇水流域水文过程,揭示了地表径流与地下水位变化特征,明确流域主要水循环过程为引水灌溉—深层渗漏—地下排水—河道汇流,其中灌溉产生的深层渗漏量是退水的主要组成部分。基于模型在率定期与验证期的Nash-Sutcliffe系数和均方根误差评价指标的结果表明,耦合模型能够较好地模拟灌区水循环过程。从水量平衡角度分析,灌区降水量与灌溉量之和大于蒸发量,多余的灌溉水量通过深层入渗补给地下水,使得灌区饱和带水量处于盈余状态。进一步对有灌溉与无灌溉两种条件下模拟的径流量进行差值分析,得到灌溉产生的退水量。(5)根据灌区退水量的计算与模拟,研究了当前灌区水资源量的状态,构建了多目标优化模型,合理配置了灌区水土资源,并提出了退水资源化利用方式。模型在获取现状与未来水土资源参数的基础上,以经济效益、粮食产量、生态效益和水分生产效率最大化为目标,以耕地面积、可用水量、最低水资源需求量和粮食产量为约束,采用粒子群法求解优化模型。研究表明,优化后现状年与规划年,粮经作物种植比例减小,作物种植结构更趋于合理化;作物灌溉定额显着减小;综合效益达到最优,其中经济效益、生态效益和水分生产效益均有所提高,粮食产量有小幅下降。通过优化灌溉定额从根本上减小了灌区退水量,同时根据退水量特点,提出了通过再次灌溉与生态用水的退水资源化利用方式,实现灌区水资源高效利用。
殷强[2](2021)在《基于改进生态足迹模型的水资源可持续利用评价 ——以民勤绿洲为例》文中指出认识水资源可持续利用状况对干旱地区人类生存、社会发展和生态环境协调发展具有重要的指导意义。为客观准确地评价水资源可持续利用状况,本文从评价方法出发,引入FAO推荐的植被生态需水量的计算方法对生态足迹模型相关参数进行改进。首先基于2008年的Landsat5和2013年、2016年的Lnadsat8遥感数据对民勤绿洲进行土地分类,得出各分类植被的面积,根据气象数据算出民勤绿洲参考作物腾发量ET0,采用FAO推荐的公式对民勤绿洲的生态需水量进行计算,据此对生态足迹模型中的相关经验系数进行改进。最后根据改进的生态足迹模型对民勤绿洲2007-2018年水资源可持续利用进行评价。主要研究结果如下:(1)依据民勤绿洲2007-2018年逐日气象资料,计算了民勤绿洲参考作物腾发量ET0。在天然植被生长期内(4-10月),ET0月间变化较大且具有一致性,最高值出现在5月,最低值出现在10月。从2007-2018年民勤绿洲ET0呈现显着增长趋势,从2007年的最低值1614.24mm增长到2018年的最大值1732.3mm,增加了 118.06mm,增幅为7%。(2)计算了民勤绿洲林地、荒漠和草地三种植被类型在不同生长期内的植被系数。草地植被系数在整个生育期内变化范围最小,波动值为0.14,而林地植被系数变化范围最大,波动值达到0.47。在植被发育期和植被生长末期内,林地的变化速率均是最大的,达到每月的增长速率分别为0.235和0.23,草地和荒漠的变化速率接近且很小,达到每月的增长速率为0.02。(3)基于Landsat 5和Landsat 8遥感影像对民勤绿洲进行土地分类,得出各分类植被的面积。从土地利用类型来看,覆盖面积从大到小的顺序为草地>耕地>荒漠>建筑用地>林地>水体,在天然植被中,草地分布范围最大,占已统计总面积的47%,荒漠次之,占统计面积的9.6%,林地的分布范围最小,占统计面积的4.6%。从2008年到2016年同一土地利用类型的覆盖面积变化趋势各不相同:水体、荒漠、林地和草地四类面积呈现增加的趋势,但耕地和建筑用地面积呈降低趋势。(4)采用FAO推荐的天然植被生态需水量的计算方法,计算了天然植被生态需水量。丰水年(2016年)民勤绿洲天然植被生态需水量最大为1.63亿m3,枯水年(2013年)生态需水量次之,为1.40亿m3,而平水年(2008年)生态需水量最小,仅为1.28亿m3,民勤绿洲天然植被生态需水量范围为1.28~1.63亿m3。(5)根据计算的民勤绿洲天然植被生态需水量,验证生态足迹模型中相关系数0.4对民勤绿洲的适用性。研究结果表明,该系数适用于民勤绿洲,根据本文的计算结果对该系数进行改进,取该系数a为0.45。(6)基于改进生态足迹模型计算民勤绿洲2007-2018年的水资源生态足迹和生态承载力,并采用水资源可持续利用指标进行评价。民勤绿洲水资源处于可持续利用水平逐年提升的不可持续状态;生态承载力与降雨量存在极显着的正相关性(P<0.01),相关系数为0.61;第一产业占水资源生态足迹总量的比重最大,但其用水效率却是最低的,这使水资源供需矛盾更加严重;第一产业生态足迹与城市化率存在极显着的负相关性,相关系数为0.81。城市化率提升能明显降低第一产业生态足迹。
王志鹏[3](2021)在《三江平原挠力河湿地群生态补水研究》文中认为我国自然湿地退化严重,缺水是导致湿地萎缩的关键原因,生态、农业用水可能发生冲突,区域内的水资源不足且优先用于农业用水,为了在生态补水资源有限的条件下取得更好补水效果,需要开展基于补水效果分析的生态补水方案研究。本文以三江平原挠力河湿地群为研究对象,对湿地补水方案及其补水效果开展了研究。首先,通过计算多年来湿地时空变化、动态度和土地类型转移矩阵,分析湿地退化过程;其次,计算各保护区的生态需水量,分析其需水过程规律特点,并对湿地补水的现状问题和补水策略进行了探讨;依托MIKE21构建补水演进模型,并分析了湿地补水的演进特点,结合水流演进、需水特点以及不同时段补水对湿地的益处对湿地补水方案进行了优化设计;最后,对比分析不同补水方案的湿地补水效果,进行方案比选,并采用FLUS模型对补水后的湿地土地类型进行预测。以上研究对湿地补水规划及方案确定具有重要意义。本文的主要研究成果如下:(1)1990-2017年挠力河湿地(沼泽、水域)面积明显减少,由早期的115407hm2缩减至92671 hm2,退缩比为19.7%,其中1990-2000年期间有38887 hm2的沼泽转化为耕地;湿地保护区内耕地面积由早期的35176 hm2增加至53818 hm2,增值比为33.6%,主要分布在挠力河湿地西部、西南部以及挠力河河道左岸区域。(2)挠力河、三环泡、七星河、东升、友谊湿地保护区全年生态需水量依次为4.3亿m3、0.65亿m3、0.55亿m3、0.77亿m3、0.16亿m3,总需水量为6.43亿m3,并分析得到研究区域湿地具有“M型”需水过程规律特点;根据湿地需水过程规律、研究区域水资源供需矛盾,以及不同时间、时段补水对湿地的益处进行分析,优化设计了3种湿地补水方案:4月份集中补水方案(方案1)、4-10月按需补水方案(方案2)、4月份和7月份分期补水方案(方案3)。(3)经过挠力河湿地、三环泡湿地的不同方案补水效果对比,4月和7月份分期补水方案模拟补水效果最佳。补水方案3情况下,挠力河湿地群最大补水面积达到1703.1km2,三环泡湿地最大补水面积达到21533.9 hm2,且整个补水过程的平均水域面积最大,更接近恢复目标,方案1次之,方案2最小。方案2按需补水演进时间较长,需水和得到补水过程不同步,方案1、3可将湿地所需水量及时补充到需水区域,能有效克服水流滞后性问题,但方案1集中补水会对周边灌区造成淹没,且出现水深较低和较高的区域较多,不同水深时空分布不均匀。4月和7月份分期补水方案下补水过程更符合“M型”需水过程特点。采用此方案对湿地补水后,水深变化过程更能满足区域内生物的适宜生存条件,营造适宜的生物栖息地环境。(4)通过FLUS模型对补水后的挠力河湿地2030年土地类型预测:经过生态补水工程的施行,沼泽和水域大面积增加,增加幅度分别达到了0.6%、16.8%;随着退耕还湿计划的实施,耕地面积大幅度减少,减少幅度达到2.1%;林地区域基本上处于稳定的状态。耕地减少区域和湿地增多区域主要体现在挠力河湿地东部河道沿岸以及中部区域,湿地生态补水工程将对湿地生态恢复和演化发挥良好的效果。
魏乐民[4](2021)在《基于生态承载力空间优化的疏勒河流域天然植被生态需水量研究》文中提出生态超载问题在干旱区内陆河流域普遍存在。疏勒河流域作为典型的干旱区内陆河流域,位于我国北方防沙带,也是我国“一带一路”的重要节点,气候干旱,水资源稀缺,生态环境十分脆弱,随着人口的增加,人类对于生态承载力的需求与日俱增,生态超载问题尤为突出。流域生态承载力优化是维持生态承载力可持续供给、解决生态超载问题的有效途径。然而,干旱区内陆河流域的水资源是流域生态承载力优化的重要限制因素,特别是天然植被作为生态承载力的主要提供者,对生态需水量具有极强的依赖性,因此,生态需水量的合理配置是保障天然植被生态承载力优化的关键。目前,国内外对于干旱区内陆河流域天然植被生态承载力空间优化格局下的植被生态需水量尚未开展深入研究。为此,本文瞄准这一关键科学问题,以疏勒河流域为例,在遥感和GIS技术的支持下,基于气象数据和遥感数据,运用Penman-Monteith公式法和基于植被净初级生产力的生态足迹法(NPP-EF)分别估算了2000-2018年疏勒河流域天然植被耗水量和生态承载力,分析了二者时空格局及其空间相关性;基于此,构建了基于元胞自动机模型的生态承载力优化模型,设置了三种生态承载力优化情景并开展了该流域生态承载力优化;进而,以植被耗水量作为植被生态需水量,定量估算了三种情景下流域天然植被生态需水量,并提出了流域生态需水量的空间配置和调控政策建议,以期为流域生态水资源调控提供参考依据。主要结论如下:(1)2000-2018年疏勒河流域的天然植被耗水总量总体呈现先增加后减少的趋势,流域天然植被多年平均耗水总量为14.86×108m3。空间上,南部祁连山区的天然植被耗水量最多,中部平原区次之,北部马鬃山地区最少。低覆盖度草地耗水量最多,有林地最少。单位面积植被耗水量呈现有林地>灌木林地>疏林地>高覆盖度草地>中覆盖度草地>低覆盖度草地的规律。(2)2001-2018年疏勒河流域生态承载力均值呈现波动增加趋势。空间上,祁连山地区的生态承载力最大,中部平原区次之,马鬃山地区最小。生态承载力总量上,未利用地>草地>耕地>林地>城乡建设用地>水域。单位面积生态承载力呈现耕地>城乡建设用地>林地>草地>水域>未利用地的规律。(3)疏勒河流域天然植被耗水量与生态承载力在空间上具有一定的正相关性。植被耗水量高生态承载力也高的区域占天然植被区总面积的11.43%;植被耗水量低生态承载力也低的区域占比为33.08%。(4)较基准年(2018年),三种生态承载力优化情景下的生态承载力空间格局变化不大,但内部变化的异质性明显,其中,土地利用适宜性概率最大情景下的流域总生态承载力减少了203730.68wha;生态承载力最大情景下的流域总生态承载力增加了76700.25wha;生态可持续发展情景下的流域总生态承载力减少82300.57wha。(5)较基准年(2018年),三种生态承载力优化情景下的天然植被生态需水量空间格局变化不大,南部祁连山区的天然植被生态需水量最多,中部平原区次之,北部马鬃山地区最少。三种情景的流域生态需水总量较基准年均有所增加,其中,土地利用适宜性概率最大情景下的流域植被生态需水总量为16.86×108m3,较基准年增加2.40×108m3;生态承载力最大情景下的植被生态需水总量为17.30×108m3,较基准年增加2.84×108m3;生态可持续发展情景下的植被生态需水总量为17.97×108m3,较基准年增加3.51×108m3。
岳思羽[5](2020)在《水资源短缺地区河道生态基流的价值与时空变化研究 ——以渭河为例》文中认为对于非季节性河流,河道生态基流使河道中常年有水,保持河流的连续性和完整性,维持河流生态系统健康,是水资源管理的热点之一。在水资源短缺地区,河道生态基流保障的关键期为枯水期,这时河道生态基流保障与当地生产生活用水之间的矛盾比较尖锐。虽然人们逐步认识到了河道生态基流的重要性,但由于其价值比较难以定量化和货币化,导致河道生态基流在河流水资源分配中往往处于劣势地位,难以保障。科学、准确地建立河道生态基流价值的定量化方法,研究河道生态基流的价值与时空变化,可以发挥价值在协调河流水资源供需矛盾、优化水资源配置中的经济杠杆作用,为河道生态基流长效保障机制的建立提供理论支撑。河道生态基流价值指河道生态基流在防止河道出现断流或萎缩、维持河流生态系统健康与河流自然演变过程等方面发挥的作用。本文以水资源短缺地区的河道生态基流为研究对象,基于资源环境经济学理论和方法,通过明确河道生态基流的功能和价值构成,提出了河道生态基流价值的计算方法、基于河段尺度的河道生态基流价值时空变化的计算方法以及基于流域尺度的河道生态基流价值时空变化的计算方法,分别从河段尺度和流域尺度探究了河道生态基流价值的时空变化特征以及驱动力,并以渭河为例对所提出的理论方法进行了应用和验证。主要研究结论如下:(1)界定了河道生态基流的功能与价值构成。借鉴河流功能的划分,河道生态基流价值由自然价值、生态环境价值和社会价值构成。其中,自然价值分为避免河道断流价值、水文循环价值、地质价值和输沙价值;生态环境价值分为维持河漫滩湿地生态系统价值、营养物质输移价值、水质净化价值和增加土壤有机质含量价值:社会价值分为水产品生产价值、休闲娱乐价值和提高生活品质价值。一定量的河道生态基流可以同时支持多个分项价值。(2)提出了河道生态基流价值的计算方法。基于资源环境经济学的现有价值评估技术,确定了分项价值的量化方法和计算公式;在此基础上,依托河道生态基流各分项价值之间的关系,分别求出河道生态基流各类需水组成支持价值的最大值,再对独立的部分进行加和得到河道生态基流总价值。该方法可解决价值评估时的重复计算问题,尽量准确地实现河道生态基流价值的定量化计算。(3)构建了基于河段尺度的河道生态基流价值时空变化的计算方法。通过提出河道生态基流价值时空变化系数,表征降水量、河道流量、水质、人类用水量和支付能力等因素对河道生态基流价值的影响;在此基础上,结合河道生态基流价值的计算方法,构建了基于河段尺度的河道生态基流价值时空变化的计算方法,用总价值和单方水价值表示河段尺度河道生态基流价值的时空变化。(4)建立了基于流域尺度的河道生态基流价值时空变化的计算方法。根据机会成本理论,水资源短缺地区的河道生态基流价值可用由于水量稀缺而对河流水资源的其他用途造成的最大损失来估算。通过引入考虑河道生态基流需求的流域水资源稀缺评价方法,对子流域的水资源稀缺性进行评价,根据评价结果结合机会成本法建立了基于流域尺度的河道生态基流价值时空变化的计算方法,用单方水价值表示流域尺度河道生态基流价值的时空变化。(5)应用实例研究。以渭河为例对所提出的理论方法进行实例分析和验证,选择渭河关中段作为河段尺度的研究范围,渭河流域作为流域尺度的研究范围。①2017年渭河关中段河道生态基流价值的极小值为45.35亿元。②1980—2017年非汛期(11月—次年6月)渭河不同河段河道生态基流总价值的年际变化值为2.99—4.24亿元,河道生态基流单方水价值的年际变化值为0.86—6.40元/m3;不同典型年渭河不同河段河道生态基流总价值的年内变化值为0.42—0.82亿元,河道生态基流单方水价值的年内变化值为0.94—14.34元/m3;降水量、河道流量、综合污染指数(水质)与河道生态基流价值均呈现极显着负相关关系,是河段尺度河道生态基流价值变化的主要驱动力。③建立了渭河河道生态基流价值的预测模型,模拟结果比较满意(R2=0.95)。④采用情景分析法得到渭河流域河道生态基流单方水价值的变化值为0.15—3.09元/m3,价值较高的区域集中在黄土高原地区和关中平原地区,以降水量为代表的气候因素与河道生态基流价值呈现显着的空间差异特征,土地利用强度与河道生态基流价值呈现显着的空间集聚特征,气候和土地利用因素是流域尺度河道生态基流价值变化的主要驱动力。⑤与同类研究成果对比,渭河实例计算结果基本合理,说明提出的理论方法具有一定的科学性和可靠性,可为河道生态基流价值的定量化研究以及有限水资源的科学管理提供借鉴与参考。
汪瑞[6](2020)在《阿克苏河灌区植被及湖泊生态需水量估算与特征分析研究》文中进行了进一步梳理长期以来,西北干旱地区水资源利用以工农业生产用水及生活用水为主,忽视了生态环境所需水量。阿克苏河灌区位于阿克苏河干流以西,是典型的干旱绿洲农业区,农业生产条件优越,灌溉农业十分发达,灌区农业用水量占灌区用水总量的98.22%,农业用水严重挤压生态用水,出现了植被退化、地下水位下降等环境问题。因此,合理界定灌区生态需水量及其时空分布特征,为灌区水资源合理配置和生态需水调度提供科学依据,对维持和改善灌区生态环境具有重要意义。本文以阿克苏河灌区为研究区,基于遥感影像数据、气象数据和地下水位数据,以ArcGIS软件为平台,分析灌区近二十年土地利用类型结构、艾西曼湖湖泊水域面积和地下水位时空变化过程和特征,基于此确定生态需水分类和组成对象,采用面积定额法、潜水蒸发法、植被蒸散发法和水量平衡法合理界定植被及湖泊生态需水量,并对现状年生态需水量的时空分布特征进行分析。主要结论如下:(1)1996-2018年,阿克苏河灌区土地利用类型变化整体上较为复杂。总体上,耕地、建设用地、其它土地面积增加,林地、草地、水域面积减少。耕地增加面积最大,以林地、草地和其它土地转入为主。林地面积减少幅度最大,主要转出为耕地、草地。草地面积变化较小,以林地和其它土地的转入为主,主要转出为耕地和其它土地。灌区土地利用类型的转化受人类活动的干扰较为强烈,耕地面积显着扩张,天然林地、草地呈现出退化的趋势,林地退化尤为严重。“十二五”以来,在阿克苏地区生态保护政策和生态修复工程的作用下,草地面积呈现恢复态势。(2)1996-2018年,艾西曼湖水域面积严重萎缩,水域面积由61.57km2萎缩至20.86 km2。艾西曼湖水域面积变化经历了快速下降、缓慢下降和缓慢恢复三个阶段。1996-2005年湖泊萎缩速度最快,湖泊变化强度为-6.57%;2005-2015年,湖泊萎缩速度减慢,湖泊变化强度为-1.11%;2015-2018年,湖泊水域面积有所恢复,但依然处于严重萎缩状态。艾西曼湖水域面积变化呈现出明显的空间分异,正南、西南、东南、正北方向变化最为剧烈,正北方向水域面积略有扩张,正南、西南和东南方向水域面积严重萎缩,其他方向变化较为缓慢。(3)2000-2018年,阿克苏河灌区地下水位呈现显着下降趋势,平均地下水埋深由2.56 m下降至3.80 m。灌区东南部、南部及中部地区地下水埋深较浅,水位变化幅度小,地下水位基本稳定;西部、北部地下水位较深,地下水位明显下降。地下水埋深空间差异显着,呈现东南浅西北深的空间分异。(4)阿克苏河灌区生态需水对象为天然绿洲生态系统中的植被和湖泊。计算得到阿克苏河灌区现状年植被生态需水量为3.441-4.012×108m3,湖泊最小生态需水量为0.225×108m3;恢复目标下植被生态需水量为4.838-5.724×108m3,湖泊最小生态需水量为0.666× 108m3。现状年生态需水量存在明显的时空分异特征,植被及湖泊生态需水量集中在4-9月,6-7月最高,季节上夏季>春季>秋季>冬季,春、夏季是灌区生态需水量缺口最大的季节;植被生态需水量高值区集中在灌区南部、西南部和东南部河流沿岸地区,河流沿岸0-2 km范围内植被生态需水量最为集中,且呈现出随着距河流距离增大而减少的趋势,各河流沿岸6 km范围内生态需水量依次为:喀什噶尔河>叶尔羌河>和田河>阿克苏河,艾西曼湖湖泊生态需水量集中在正北、西北、东南和西南方向。
马东方[7](2020)在《三门峡库区湿地生态环境需水量估算及水资源利用效用评价》文中认为湿地是全球三大生态系统之一,被誉为“地球之肾”、“人类文明发源地”,在洪水调蓄、水资源供给、径流调节、水质净化、气候调节、维持生态系统完整性和环境美化等方面发挥着不可或缺的作用。然而,近年来,受人类活动和气候变化等多方面因素的影响,部分湿地出现了水生态过程受阻、面积萎缩、功能衰退、生态环境脆弱和物种多样性降低等一系列问题。黄河是中华民族的母亲河。2019年9月,习近平总书记在“黄河流域生态保护和高质量发展”座谈会上指出,要始终坚持以水而定、量水而行,着力加强生态保护治理,让黄河成为造福人民的幸福河。三门峡库区湿地位于河南、陕西和山西省的交界处,处于黄河中游地区,受三门峡水库运行和黄河水沙运移作用的影响,形成了包括河流湿地、滩地、水塘和湖泊湿地等多种湿地类型,具有调节径流、净化水质、美化环境等重要功能。本文将三门峡库区湿地划为研究区域,利用遥感影像反演数据系统分析湿地类型演变特征,利用生态功能法估算了库区湿地生态环境需水量,结合三门峡库区湿地生态服务功能价值估算成果,对研究区水资源利用效用进行了评价,旨在为三门峡库区湿地生态保护、水资源管理等工作提供科学依据。论文主要研究内容及成果如下:(1)采用三门峡库区湿地遥感影像数据,利用3S技术分析了湿地覆被信息1979-2017年年际变化特征和2017年年内变化特征,并研究三门峡库区湿地演变特征。结果表明:1979-2017年,林地、湖泊库塘和沼泽湿地面积变化不大,建设用地面积呈稳定增长趋势,河流湿地面积呈减少趋势,滩涂湿地和湿地总面积呈先减少后增加趋势,耕地面积呈先增加后减少趋势。2017年三门峡库区河流湿地和湖泊库塘湿地面积年内呈先减少后增加趋势,滩涂湿地面积呈先增加后减少趋势,湿地总面积呈先减少后增加趋势,耕地面积呈先增加后减少趋势,年内变化趋势与三门峡水库运行方式关系密切。(2)根据三门峡库区湿地生态环境服务功能,从消耗型生态环境需水量和非消耗型生态环境需水量两个方面,估算了三门峡库区湿地生态环境需水量,并研究了三门峡库区湿地逐月生态环境需水过程。结果表明:多年平均降水条件下,三门峡库区湿地生态环境需水总量为167.05亿m3,年内需水过程变化范围为9.42-29.41亿m3。(3)根据湿地生态环境需水对于生态服务功能的支撑作用,建立了三门峡库区湿地生态环境需水与生态服务功能间的耦合关系,结合三门峡库区湿地生态服务功能价值估算成果,科学评价了三门峡库区湿地各类型生态环境需水、消耗型生态环境总需水、非消耗型生态环境总需水和生态环境总需水利用效用。研究结果表明:三门峡库区湿地景观保护需水利用效用和娱乐需水利用效用较高,分别为19.87元/m3和6.47元/m3,三门峡库区湿地维持水体自净能力需水利用效用较低,为0.01元/m3。本研究可为三门峡库区湿地生态环境保护与恢复提供理论基础和科学依据。
王伟[8](2020)在《基于多源遥感数据的海河流域植被生态用水时空变化规律研究及生态脆弱性评价》文中提出水资源利用与生态环境相协调是实现海河流域可持续发展的核心问题。本文针对水资源过度利用和生态系统脆弱性的问题,分析了海河流域的气象、水文、土壤以及水资源利用和长时间序列上土地利用变化的格局变化特征;基于遥感-生态水文耦合的模型方法,优化了生态系统用水模型和生态脆弱性评估模型;并在现有多源遥感数据产品和相关辅助数据的基础上,获得了生态用水模型和生态脆弱性评估模型输入参量,分析了不同类型的土地利用模式对生态耗水量的影响;研究了海河流域水资源约束下的生态脆弱性评估方法,并分析了时间序列的脆弱区域变化特征,探讨了植被生态用水与生态脆弱性的关系。论文取得的主要成果如下:(1)研究了海河流域土地利用的变化规律。海河流域土地利用类型中变化最为明显的是耕地,其次为草地、湿地和其他类型生态系统。2005、2010和2015年的耕地面积分别占比46%,42%和35%。减少的耕地面积主要转化为林地和人工表面。草地、湿地和其他生态系统类型也呈现较明显的变化。(2)基于多源遥感数据产品和相关辅助数据构建和优化了流域植被生态用水模型和生态脆弱性评估模型,实现了长时间序列的海河流域植被生态用水模拟和生态脆弱性评估。(3)优化遥感和非遥感数据,满足生态用水和生态脆弱性评估模型输入要求。针对生态用水模型和生态脆弱性评估模型的需要,选择和优化了MODIS、TRMM等遥感数据和其他辅助数据,得到了时间序列的空间数据集。(4)模拟了时间序列的海河流域植被用水状况,揭示了海河流域植被生态用水时空变化规律。研究结果表明,海河流域植被生态用水量整体上呈持续增大趋势,城市区域表现尤为明显;气温和降水的变化会对海河流域植被生态用水持续增大产生影响,但并不是最主要的原因;土地利用类型的差异是引起海河流域植被生态用水量时空差异的主要原因,耕地的耗水量最为明显;在月尺度上,降水量和植被覆盖度与植被生态用水量之间都表现为正相关关系,但是他们与植被生态用水的相关趋势有所不同,具体为:植被覆盖度的变化与植被生态用水的变化之间表现为高度线性正相关(实验数据拟合公式为y=0.3115x+0.919,R2=0.9677),而降水量与植被生态用水之间的变化趋势更接近指数(y=2.0141e0.0193x,R2=0.6949)。(5)建立了海河流域生态脆弱性评估模型,并开展了海河流域生态脆弱性评价。结果显示,海河流域的生态脆弱性整体呈现出从东南向西北逐渐增强的趋势,西北部山区地带生态脆弱性等级高于东南部的平原及沿海地区。2005年微度和轻度脆弱性占比约为52%,中度、重度以及极重度脆弱性占比约为48%,2010年生态脆弱性等级全流域小幅升高,中度、重度以及极重度脆弱性占比上升了3%,约为51%,2015年生态环境改善明显,脆弱性等级整体明显下降,中度、重度以及极重度脆弱性占比约为40%。(6)探讨了植被生态用水对海河流域的生态脆弱性的影响。植被生态用水在海河流域的生态脆弱性评价中具有重要意义,二者之间呈现负相关关系的区域占海河流域总面积的86%,整体表现为负相关。加入植被生态用水后,生态脆弱性评价结果整体等级小幅度升高,主要集中在中度等级增多,2005年中度脆弱增加2%,极度脆弱增加约1%,2010年中度脆弱增加4%,重度脆弱增加约1%,2015年中度脆弱增加2%。该论文有图71幅,表25个,参考文献160篇。
杨媛媛[9](2020)在《基于多源数据的开都-孔雀河流域天然植被生态需水研究》文中进行了进一步梳理开都—孔雀河流域作为我国西北内陆干旱区的典型代表和陆上丝绸之路经济带的关键区,其经济发展和生态平衡受水资源严重制约,水资源矛盾突出。因此,开展流域天然植被生态需水的定量研究,是促使社会经济与生态环境协调发展的关键,可为维持流域内天然绿洲与人工绿洲的适宜规模提供理论依据,有利于促进社会经济的可持续发展、退化生态系统恢复与生态文明建设。本文使用MODIS遥感数据和全球陆面同化系统(GLDAS)数据,基于P-T(Priestley-Taylor)模型,充分考虑植物系数和土壤水分限制系数,计算得到流域天然植被蒸散量;然后,结合天然植被类型、分布及覆盖面积,对开都—孔雀河流域2000年、2010年和2018年的各类天然植被现状生态需水进行了计算,得到了植被在主要生长期(4—10月)的生态需水量,并从时间变化和空间分布两个方面对天然植被生态需水进行了分析。研究结论如下:(1)流域日潜在蒸散量变化明显,于4月开始增长,在7月中、下旬达到峰值,随后开始逐渐减少;天然植被日实际蒸散量ETc变化趋势与日潜在蒸散量ETP-T变化趋势具有一致性。(2)以巴音布鲁克气象站和尉犁气象站为例,采用FAO P-M公式计算值对P-T模型模拟得到的天然植被实际蒸散量进行验证,发现两个站点精度检验结果R2分别为0.9762和0.875,表明本文中使用的P-T模型计算结果达到了相对较好的效果。(3)从天然植被生态需水的时间变化特征来看,(1)单日生态需水量:六类天然植被在不同的生长阶段的单日生态需水量具有明显的差异,其值先增大后减小。天然林、草地单日生态需水量的高值出现在7月中下旬,天然草地单日生态需水量的低值出现在10月份,而天然林地单日生态需水量的低值出现在4月初,这是由不同类型天然植被自身的生长机制导致的。(2)月生态需水量:各类天然植被的生态需水量均呈现先增后减的趋势,4—7月为需水增长期,7月达到峰值,7—10月为需水减少期,这与植物的生长周期规律相一致。高覆盖度草地4—10月的生态需水量变化幅度在6类天然植被中一直处于最高,其他5类天然植被变化幅度相对较小。(3)年生态需水总量:2000、2010、2018年流域内的天然植被生态需水总量分别为156.9596×108m3、156.5375×108m3和186.3474×108m3,近19年流域内天然植被生态需水呈先减少(2000—2010年)再增加(2010—2018年)的趋势,与天然植被面积变化趋势相一致。(4)从天然植被生态需水的空间分布特征来看,(1)不同类型天然植被单位面积平均生态需水量从大到小依次为:有林地(441.24 mm)>灌木林(339.60 mm)>高覆盖度草地(324.97 mm)>疏林地(284.09 mm)>中覆盖度草地(281.57 mm)>低覆盖度草地(244.97 mm)。(2)不同分区天然植被的生态需水量差异较大,表现为开都河流域山区(122.3801×108m3)>孔雀河流域平原绿洲区(24.0340×108m3)>开都河流域平原绿洲区(7.5288×108m3)>孔雀河流域山区(5.1230×108m3)。
杨斌[10](2020)在《基于绿色发展理念的灌区水资源承载力分析》文中研究表明灌区是我国商品粮、棉、油的重要基地,在保障国家的粮食安全、保护生态环境、发展区域经济、建设现代化农业等方面发挥了至关重要的作用。21世纪水资源短缺将成为制约我国农业和农村经济持续稳定发展、危及粮食安全的重要因素之一。传统的灌区建设以提高灌区利益为主要目标,忽略了利益背后带来的资源过度消耗、环境污染严重等问题,水资源锐减、灌溉水利用效率不高,造成水资源的浪费严重,土质下降、灌区自净能力减退等都在透支着灌区的发展空间和发展能力。随着我国绿色发展理念的提出,高质量的绿色发展成为各地区新的发展追求。以绿色发展模式探讨灌区发展思路,对提高灌区发展空间,促进灌区系统良性发展,实现区域人水和谐、环境和谐、提升区域经济社会发展具有重要指导意义。本文以灌区实现绿色发展为基本理念,开展灌区水资源承载力研究。以陕西省宝鸡峡灌区为例,借助系统动力学方法构建灌区水资源承载力系统动力学模型,通过模型仿真的方式模拟灌区实际系统行为,在坚持绿色发展情况下对灌区2017-2030年的供需水状况,水资源承载状况进行研究,主要取得以下研究结果:(1)运用系统动力学方法建立了宝鸡峡灌区水资源承载力系统动力学模型,并通过了有效性检验。宝鸡峡灌区系统是一个复杂的巨系统,以系统动力学方法进行灌区水资源承载力的研究,能较真实地模拟灌区“水资-社会-经济-生态环境”复杂系统内部的结构及其行为动态。(2)以2017年为基准年,根据灌区作物种植结构、用水构成,模拟了不同频率下灌区2017-2030年的供需水量情况,结果表明,按现状发展情况,在丰水(25%)和平水(50%)情况下灌区供水相对能满足灌区需水要求,但从2028年起出现缺水情况;而在枯水(75%)情况时缺水较为明显,从2026年起出现缺水情况。当考虑灌区绿色发展,增加需水量时,水资源对灌区发展制约愈发显着,而通过节水、产业结构调整、考虑外调水等措施时均可缓解灌区供需矛盾。(3)构建了灌区水资源承载力模型,基于灌区绿色高质量发展、“宜粮则粮、宜农则农”、“适水发展”等发展模式,考虑生态需水、节水、产业结构调整和外调水等灌区发展情境设置5种调控方案。模拟结果表明,方案5在保证灌区绿色发展模式的基础上,通过节水、产业结构调整、外调水等合理的调控措施,可提升灌区水资源承载力。(4)构建了水资源承载指数计算模型,以2025年和2030年为规划年,分析计算25%、50%和75%频率情况下的灌区水资源承载规模、水资源对灌区人口、GDP和灌溉面积的承载指数,结果表明,方案5对提高灌区绿色发展下的承载能力最为显着,灌区水资源可承载灌区经济人口的发展。
二、林地生态需水量计算方法与应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、林地生态需水量计算方法与应用(论文提纲范文)
(1)大型引黄灌区退水规律与退水量预测方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 灌区退水研究进展 |
1.2.2 灌区退水量计算方法研究进展 |
1.2.3 灌区水土资源优化配置研究进展 |
1.3 研究存在的问题 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
2 灌区概况及水资源转化分析 |
2.1 景电灌区概况 |
2.1.1 自然地理与社会经济条件 |
2.1.2 引排水工程概况 |
2.2 水文和地质条件 |
2.2.1 水文水资源 |
2.2.2 水文地质 |
2.3 水资源转化特征 |
2.4 灌区监测 |
2.4.1 气象数据 |
2.4.2 土壤数据 |
2.4.3 水文数据 |
3 灌区气候变化特征与人类活动的演变分析 |
3.1 降水的时序变化 |
3.1.1 降水的特征值 |
3.1.2 降水的年际与年内变化特征 |
3.1.3 降水的趋势分析与突变检验 |
3.1.4 降水的周期变化 |
3.2 灌区干旱演变特征 |
3.2.1 SPI标准化降水指数 |
3.2.2 Hurst指数 |
3.3 灌区气温变化特征 |
3.3.1 气温的年际变化 |
3.3.2 气温的年内变化 |
3.4 灌区风速、湿度等气象要素变化特征 |
3.5 潜在蒸散发ET0的变化特征 |
3.5.1 ET0的计算方法 |
3.5.2 ET0变化特征 |
3.5.3 ET0影响因子辨析 |
3.6 人类活动因素的变化特征 |
3.6.1 灌区土地利用类型时空演变分析 |
3.6.2 灌区作物种植结构变化分析 |
3.7 灌区气象与人类活动对引水灌溉的影响 |
3.8 本章小结 |
4 景电引黄灌区退水规律分析 |
4.1 灌区退水特征与退水组成 |
4.2 景电一期灌区沟道退水变化规律 |
4.2.1 沟道退水的年际变化 |
4.2.2 沟道退水的年内变化 |
4.2.3 灌区沟道退水影响因素 |
4.2.4 沟道退水量的关联分析 |
4.3 灌区地下水动态变化特征 |
4.3.1 灌区地下水位空间分布特征 |
4.3.2 灌区地下水埋深变化特征 |
4.3.3 地下水埋深变化对灌溉的响应 |
4.4 本章小结 |
5 基于滞后性的灌区沟道退水量预测 |
5.1 沟道退水量变化的滞后性 |
5.1.1 一期灌区退水量滞后性分析 |
5.1.2 子流域退水量滞后性分析 |
5.2 基于退水滞后性的交错时段模型预测原理 |
5.2.1 模型选择 |
5.2.2 模型改进原理 |
5.3 沟道退水量预测与效果评价 |
5.3.1 一期灌区退水量预测 |
5.3.2 响水退水量预测 |
5.3.3 五佛退水量预测 |
5.4 本章小结 |
6 基于耗水系数法的退水量估算及供-需水量平衡分析 |
6.1 灌区供水量 |
6.2 灌区耗水量与耗水系数计算 |
6.3 灌区需水量时空分布计算 |
6.3.1 灌区农业灌溉需水量 |
6.3.2 灌区生活、生态及工业需水量 |
6.3.3 灌区农业需水量的空间分布 |
6.4 供需水量平衡分析 |
6.5 本章小结 |
7 基于MIKE耦合模型的灌区退水量模拟 |
7.1 MIKE SHE与MIKE11耦合模型结构原理 |
7.1.1 模型简介 |
7.1.2 模型模拟方法及过程 |
7.1.3 MIKE SHE与MIKE11耦合过程 |
7.2 景电一期灌区分布式水文模型的构建 |
7.2.1 基础数据 |
7.2.2 数据建模 |
7.3 模型参数率定与验证 |
7.3.1 参数率定 |
7.3.2 模型验证 |
7.3.3 模型效果评价 |
7.3.4 水量平衡结果分析 |
7.4 灌溉回归水量评估 |
7.5 本章小结 |
8 灌区水土资源优化配置研究 |
8.1 未来气候情景与人类活动变化 |
8.1.1 未来气候条件的变化特征 |
8.1.2 未来人类活动的变化特征分析 |
8.2 多目标优化模型 |
8.2.1 多目标优化概述 |
8.2.2 粒子群算法基本原理 |
8.3 基于粒子群算法的多目标约束优化模型的建立 |
8.3.1 决策变量 |
8.3.2 目标函数 |
8.3.3 约束条件 |
8.4 灌区灌溉制度与作物种植结构优化 |
8.4.1 模型参数 |
8.4.2 模型求解与结果分析 |
8.5 退水资源化利用研究 |
8.6 本章小结 |
9 结论与展望 |
9.1 结论 |
9.2 创新点 |
9.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间主要研究成果 |
(2)基于改进生态足迹模型的水资源可持续利用评价 ——以民勤绿洲为例(论文提纲范文)
摘要 |
SUMMARY |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 水资源可持续利用评价方法 |
1.2.2 现存的问题 |
1.2.3 旱区水资源可持续利用评价方法 |
1.3 研究内容和技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 研究区概况与研究方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 自然状况 |
2.1.2 水资源现状 |
2.1.3 社会经济状况 |
2.1.4 生态环境现状 |
2.2 数据收集与整理 |
2.2.1 数据收集 |
2.2.2 数据预处理 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 生态足迹模型的计算方法 |
2.3.2 天然植被生态需水量的计算方法 |
2.3.3 改进生态足迹模型的计算方法 |
2.3.4 水资源可持续利用评价指标的确定 |
第三章 植被系数和参考作物蒸发蒸腾量的确定 |
3.1 不同水文年型代表年的选取 |
3.2 民勤绿洲植被类型概况 |
3.3 参考作物腾发量时空规律研究 |
3.3.1 民勤绿洲植被生长期ET_0及其变化规律 |
3.3.2 植被生长期内ET_0的年际变化规律 |
3.4 植被系数的计算 |
3.4.1 生长初期、中期和末期植被系数的计算 |
3.4.2 不同植被类型全生育期植被系数的计算 |
3.5 小结与讨论 |
第四章 植被面积和土壤水分限制系数的确定 |
4.1 民勤绿洲植被面积的计算与分析 |
4.1.1 决策树分类法 |
4.1.2 土地分类相关分类指标阈值的确定 |
4.1.3 民勤绿洲植被分类 |
4.2 土壤水分限制系数 |
4.3 小结与讨论 |
第五章 民勤绿洲天然植被生态需水量的计算与分析 |
5.1 天然植被蒸散量 |
5.1.1 不同植被类型各生长阶段蒸散量 |
5.1.2 天然植被蒸散量 |
5.2 天然植被生态需水量 |
5.3 生态足迹经验系数的改进 |
5.3.1 经验系数的改进 |
5.3.2 改进后系数的适应性 |
5.4 小结与讨论 |
第六章 民勤绿洲的水资源可持续利用分析 |
6.1 水资源账户的划分 |
6.2 水资源生态足迹 |
6.3 水资源生态承载力 |
6.4 水资源可持续利用评价 |
6.4.1 水资源生态盈亏 |
6.4.2 万元GDP水资源生态足迹 |
6.4.3 水资源生态压力指数 |
6.4.4 水资源可持续利用指数 |
6.5 小结与讨论 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
在读期间发表论文和研究成果等 |
导师简介 |
项目资助 |
(3)三江平原挠力河湿地群生态补水研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 湿地生态补水研究进展 |
1.2.2 水流演进模拟研究进展 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
2 湿地补水背景分析 |
2.1 研究区域概况 |
2.2 数据预处理 |
2.2.1 数据来源 |
2.2.2 水文气象数据 |
2.2.3 遥感数据 |
2.3 湿地退化过程识别 |
2.3.1 湿地时空变化分析 |
2.3.2 湿地动态度变化分析 |
2.3.3 湿地土地类型转移情况分析 |
2.4 小结 |
3 湿地需水特点及补水问题分析 |
3.1 湿地生态需水量计算方法 |
3.1.1 维持湿地功能不退化需水量 |
3.1.2 恢复湿地功能目标需水量 |
3.1.3 出入湿地动态变化需水量 |
3.2 湿地需水规律分析 |
3.3 补水方案问题分析 |
3.3.1 补水模式 |
3.3.2 生态补水量 |
3.3.3 补水位置 |
3.3.4 补水时段 |
3.4 小结 |
4 基于补水演进模型的补水方案优化分析 |
4.1 MIKE21模型简介 |
4.2 补水演进模型构建 |
4.2.1 模型构建 |
4.2.2 模型验证 |
4.3 湿地补水水流演进特点分析 |
4.4 补水方案优化设计 |
4.4.1 生态补水原则 |
4.4.2 补水口位置选择 |
4.4.3 补水方案设计 |
4.5 小结 |
5 湿地补水效果分析 |
5.1 挠力河湿地模拟结果及方案比选 |
5.1.1 不同补水方案模拟结果 |
5.1.2 挠力河湿地补水方案比选 |
5.2 三环泡湿地模拟结果及方案比选 |
5.2.1 不同补水方案模拟结果 |
5.2.2 三环泡湿地补水方案比选 |
5.3 湿地补水后土地利用变化预测 |
5.3.1 FLUS模型简介 |
5.3.2 挠力河湿地土地利用预测 |
5.4 小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(4)基于生态承载力空间优化的疏勒河流域天然植被生态需水量研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 植被生态需水量研究 |
1.2.2 生态承载力优化研究 |
1.3 研究内容 |
1.3.1 研究思路 |
1.3.2 研究技术路线 |
1.3.3 拟解决的科学问题 |
1.3.4 特色和创新点 |
第二章 研究区概况 |
2.1 自然环境 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 气候条件 |
2.1.4 水文条件 |
2.1.5 土壤植被特征 |
2.2 社会环境 |
2.3 生态环境 |
第三章 数据来源及研究方法 |
3.1 数据来源及处理 |
3.1.1 数字高程模型 |
3.1.2 气象站点数据 |
3.1.3 土地利用数据 |
3.1.4 归一化植被指数(NDVI)数据 |
3.1.5 净初级生产力(NPP)数据 |
3.1.6 社会经济数据 |
3.1.7 其他数据 |
3.2 研究方法及数据处理 |
3.2.1 植被耗水量 |
3.2.2 生态承载力 |
3.2.3 疏勒河流域生态承载力空间优化模型构建 |
第四章 疏勒河流域天然植被耗水量及时空格局 |
4.1 疏勒河流域潜在蒸散发量(ET_0)及其时空分布 |
4.1.1 流域潜在蒸散发量(ET_0)年际变化特征 |
4.1.2 流域潜在蒸散发量(ET_0)空间分布格局 |
4.2 植被系数(K_c)的计算与分析 |
4.3 土壤水分限制系数(K_s)计算与分析 |
4.4 2000-2018 年疏勒河流域天然植被耗水量时空分布 |
4.4.1 疏勒河流域天然植被耗水量结果验证 |
4.4.2 疏勒河流域天然植被耗水量的时间变化特征 |
4.4.3 疏勒河流域天然植被耗水量的空间分布格局 |
4.5 各植被类型耗水特征 |
4.5.1 疏勒河流域各植被类型耗水量时间变化特征 |
4.5.2 疏勒河流域各植被类型单位面积耗水量 |
4.5.3 植被各生长阶段耗水量分布特征 |
4.6 本章小结 |
第五章 疏勒河流域生态承载力时空格局及其与植被耗水量的相关性 |
5.1 生态承载力转换因子计算与分析 |
5.1.1 均衡因子 |
5.1.2 产量因子 |
5.2 疏勒河流域生态承载力时空格局 |
5.2.1 疏勒河流域生态承载力年际变化特征 |
5.2.2 疏勒河流域生态承载力空间分布格局 |
5.3 各土地利用类型生态承载力分布特征 |
5.4 疏勒河流域天然植被生态承载力与耗水量空间相关性分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 基于生态承载力优化结果的天然植被生态需水量 |
6.1 疏勒河流域生态承载力空间优化模型构建 |
6.1.1 土地利用类型空间适宜性分布概率 |
6.1.2 生态承载力空间优化模型 |
6.2 生态承载力优化结果分析 |
6.2.1 各生态承载力优化情景的生态承载力空间分布格局 |
6.2.2 各生态承载力优化情景的土地利用空间分布格局 |
6.3 单位生态承载力需水量估算 |
6.4 生态承载力优化状态下的天然植被生态需水量及空间配置 |
6.5 基于生态承载力优化的水资源调控建议 |
6.6 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 问题与展望 |
参考文献 |
在学期间研究成果 |
致谢 |
(5)水资源短缺地区河道生态基流的价值与时空变化研究 ——以渭河为例(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 河道生态基流的研究现状 |
1.2.2 河道生态基流价值的研究现状 |
1.2.3 河道生态基流价值时空变化的研究现状 |
1.2.4 存在的主要问题 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
2 河道生态基流的功能与价值构成研究 |
2.1 河道生态基流的概念与内涵 |
2.1.1 国内外对河道生态基流概念与内涵的界定 |
2.1.2 本文对河道生态基流概念的界定 |
2.2 河道生态基流的功能 |
2.2.1 河道生态基流的功能分析 |
2.2.2 枯水期与非枯水期河道生态基流的功能辨析 |
2.2.3 河道生态基流功能之间的关系 |
2.3 河道生态基流的价值构成 |
2.3.1 本文对河道生态基流价值概念的界定 |
2.3.2 经典价值论对河道生态基流价值的分析 |
2.3.3 河道生态基流价值的特点 |
2.3.4 河道生态基流的价值构成分析 |
2.4 河道生态基流价值的研究尺度 |
2.4.1 时间尺度 |
2.4.2 空间尺度 |
2.4.3 本文研究尺度的选择 |
2.5 本章小结 |
3 研究区概况与基础数据 |
3.1 研究范围 |
3.2 渭河关中段基础数据(河段尺度) |
3.2.1 河段概化 |
3.2.2 河道生态基流盈亏分析 |
3.2.3 降水量时空变化分析 |
3.2.4 经济社会状况 |
3.2.5 水资源开发利用 |
3.3 渭河流域基础数据(流域尺度) |
3.3.1 地形地貌 |
3.3.2 土地利用 |
3.3.3 土壤 |
3.4 本章小结 |
4 水资源短缺地区河道生态基流价值的研究 |
4.1 河道生态基流价值的定量化评估技术体系 |
4.1.1 资源环境经济学的定量化评估技术 |
4.1.2 河道生态基流分项价值的评估技术 |
4.1.3 河道生态基流总价值的评估框架 |
4.2 河道生态基流价值的计算方法 |
4.2.1 河道生态基流分项价值的计算方法 |
4.2.2 河道生态基流总价值的计算方法 |
4.3 渭河关中段河道生态基流价值的实证研究 |
4.3.1 河道生态基流分项价值 |
4.3.2 河道生态基流总价值 |
4.3.3 结果合理性分析 |
4.4 本章小结 |
5 基于河段尺度的河道生态基流价值时空变化研究 |
5.1 基于河段尺度的河道生态基流价值时空变化的计算方法 |
5.1.1 研究框架 |
5.1.2 河道生态基流价值的驱动因子 |
5.1.3 河道生态基流价值时空变化系数 |
5.1.4 河段尺度价值时空变化的计算方法 |
5.2 渭河关中段河道生态基流价值时空变化的实证研究 |
5.2.1 驱动因子与时空变化系数 |
5.2.2 分项基准价值 |
5.2.3 不同河段河道生态基流价值的年际变化计算与特征分析 |
5.2.4 不同河段河道生态基流价值的年内变化计算与特征分析 |
5.2.5 结果合理性分析 |
5.3 河段尺度河道生态基流价值的驱动力研究 |
5.3.1 变量设置 |
5.3.2 相关性分析 |
5.3.3 驱动力分析 |
5.4 渭河河道生态基流价值的预测模型 |
5.4.1 多元非线性回归分析 |
5.4.2 河道生态基流价值预测模型 |
5.5 本章小结 |
6 基于流域尺度的河道生态基流价值时空变化研究 |
6.1 基于流域尺度的河道生态基流价值时空变化的计算方法 |
6.1.1 研究框架 |
6.1.2 产水量的时空变化模型 |
6.1.3 水资源稀缺评价方法 |
6.1.4 流域尺度价值时空变化的计算方法 |
6.2 渭河流域河道生态基流价值时空变化的实证研究 |
6.2.1 情景设置 |
6.2.2 模型数据库的构建 |
6.2.3 模型率定与验证 |
6.2.4 产水量的时空变化 |
6.2.5 水资源稀缺的时空变化 |
6.2.6 河道生态基流价值的时空变化 |
6.2.7 结果合理性分析 |
6.3 流域尺度河道生态基流价值的驱动力研究 |
6.3.1 空间自相关分析方法 |
6.3.2 气候和土地利用因素与河道生态基流价值的时空集聚特征 |
6.3.3 气候和土地利用因素对河道生态基流价值驱动的时空分异研究 |
6.4 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间主要研究成果 |
(6)阿克苏河灌区植被及湖泊生态需水量估算与特征分析研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状与进展 |
1.2.1 生态需水概念及内涵 |
1.2.2 生态需水计算方法 |
1.2.3 研究评述 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 研究方法与技术路线 |
2 研究区概况与资料 |
2.1 研究区自然环境概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 河流水文 |
2.1.4 气候条件 |
2.1.5 土壤植被 |
2.2 数据来源与处理 |
2.2.1 地下水埋深与气象数据 |
2.2.2 遥感数据 |
2.2.3 其他数据 |
3 阿克苏河灌区土地利用及地下水位时空变化过程和特征分析 |
3.1 阿克苏河灌区土地利用变化过程与特征分析 |
3.1.1 土地利用类型变化分析 |
3.1.2 艾西曼湖水域面积时空变化过程与特征分析 |
3.2 地下水位时空动态演变分析 |
3.2.1 地下水埋深时间演变分析 |
3.2.2 地下水埋深空间变化分析 |
3.3 本章小结 |
4 阿克苏河灌区生态需水分类及计算方法 |
4.1 生态需水类型 |
4.1.1 干旱区生态需水常见分类 |
4.1.2 阿克苏河灌区生态需水类型及组成 |
4.2 生态需水计算方法 |
4.2.1 植被生态需水计算方法 |
4.2.2 湖泊生态需水计算方法 |
4.3 本章小结 |
5 阿克苏河灌区生态需水量估算与时空分布特征分析 |
5.1 植被生态需水量计算 |
5.1.1 植被面积确定 |
5.1.2 参数确定与计算 |
5.1.3 植被生态需水量计算 |
5.1.4 计算结果对比分析 |
5.2 艾西曼湖生态需水量计算 |
5.2.1 湖泊面积确定 |
5.2.2 参数确定与计算 |
5.2.3 湖泊生态需水量计算 |
5.3 现状年生态需水量时空分布特征分析 |
5.3.1 生态需水量时间分布特征分析 |
5.3.2 生态需水量空间分布特征分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 可能存在的创新点 |
6.3 研究不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
(7)三门峡库区湿地生态环境需水量估算及水资源利用效用评价(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 研究进展 |
1.2.1 湿地演变特征研究 |
1.2.2 湿地生态环境需水研究 |
1.2.3 湿地水资源利用效用研究 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
2 三门峡库区湿地概况 |
2.1 地理位置 |
2.2 自然环境 |
2.2.1 地质地貌 |
2.2.2 气候气象 |
2.2.3 水文情势 |
2.3 社会经济 |
2.4 动植物资源 |
2.4.1 动物资源 |
2.4.2 植物资源 |
2.5 湿地现状 |
3 三门峡库区湿地演变分析 |
3.1 数据来源及数据预处理 |
3.1.1 基础资料 |
3.1.2 遥感数据 |
3.1.3 实地调查数据 |
3.1.4 数据预处理 |
3.2 湿地景观分类 |
3.3 图像分类 |
3.3.1 构建解译标志 |
3.3.2 基于3S技术地表覆被信息提取与验证 |
3.3.3 面积统计 |
3.4 结果分析 |
3.4.1 三门峡库区湿地年际演变分析 |
3.4.2 三门峡库区湿地年内演变分析 |
4 三门峡库区湿地生态环境需水量计算 |
4.1 生态环境需水类型及典型代表年确定 |
4.1.1 生态环境需水指标 |
4.1.2 典型代表年 |
4.2 基础数据和湿地面积 |
4.2.1 基础数据 |
4.2.2 湿地面积 |
4.3 消耗型生态环境需水量计算 |
4.3.1 植被蒸散需水量 |
4.3.2 水面蒸发需水量 |
4.3.3 渗漏需水量 |
4.4 非消耗型生态环境需水量计算 |
4.4.1 土壤需水量 |
4.4.2 栖息地需水量 |
4.4.3 维持水体自净能力需水量 |
4.4.4 生态基流量 |
4.4.5 输沙需水量 |
4.4.6 景观保护需水量 |
4.4.7 娱乐需水量 |
4.5 降水总量计算 |
4.6 湿地生态环境需水总量计算 |
4.6.1 消耗型生态环境需水总量 |
4.6.2 非消耗型生态环境需水总量 |
4.6.3 生态环境需水总量 |
4.7 结果分析与讨论 |
5 三门峡库区湿地水资源利用效用评价 |
5.1 生态环境需水量和生态服务功能价值计算成果 |
5.2 湿地水资源利用效用评价方法 |
5.2.1 湿地水资源利用效用的涵义 |
5.2.2 湿地生态环境需水与生态服务功能耦合关系 |
5.2.3 湿地水资源利用效用评价方法 |
5.2.4 贡献系数计算 |
5.3 各类型生态环境需水利用效用评价 |
5.3.1 植被蒸散需水利用效用 |
5.3.2 水面蒸发需水利用效用 |
5.3.3 土壤需水利用效用 |
5.3.4 栖息地需水利用效用 |
5.3.5 维持水体自净能力需水利用效用 |
5.3.6 生态基流利用效用 |
5.3.7 输沙需水利用效用 |
5.3.8 景观保护需水利用效用 |
5.3.9 娱乐需水利用效用 |
5.4 生态环境总需水利用效用评价 |
5.4.1 消耗型生态环境总需水利用效用 |
5.4.2 非消耗型生态环境总需水利用效用 |
5.4.3 生态环境总需水利用效用 |
5.5 结果分析与讨论 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文 |
致谢 |
参考文献 |
(8)基于多源遥感数据的海河流域植被生态用水时空变化规律研究及生态脆弱性评价(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 研究现状 |
1.3 研究内容与技术路线 |
2 海河流域主要生态因子数据获取与处理 |
2.1 研究区概况 |
2.2 数据源选择及预处理 |
2.3 流域地形数据处理及分析 |
2.4 流域下垫面数据处理及分析 |
2.5 本章小结 |
3 海河流域土地利用及植被覆盖度变化规律 |
3.1 海河流域土地利用提取及变化特征 |
3.2 海河流域植被覆盖度提取及变化特征 |
3.3 海河流域景观格局变化 |
3.4 本章小结 |
4 海河流域典型水文气象要素有效性分析及其变化规律 |
4.1 降水数据产品有效性分析 |
4.2 降水变化规律分析 |
4.3 GLDAS气温产品有效性分析 |
4.4 气温变化规律分析 |
4.5 本章小结 |
5 海河流域植被生态用水模拟 |
5.1 植被生态用水模型构建 |
5.2 模型参数获取 |
5.3 植被生态用水模型验证及模拟 |
5.4 模型影响因子模拟分析 |
5.5 植被生态用水消耗效用 |
5.6 本章小结 |
6 基于植被生态用水的海河流域生态脆弱性评价 |
6.1 海河流域生态脆弱性评价 |
6.2 植被生态用水对海河流域生态脆弱性评价的影响 |
6.3 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(9)基于多源数据的开都-孔雀河流域天然植被生态需水研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 蒸散发研究进展 |
1.2.2 生态需水研究进展 |
1.2.3 存在的问题 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第2章 研究区概况与数据源 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 气候特征 |
2.1.4 水文特征 |
2.1.5 土壤植被 |
2.2 数据来源与处理 |
2.2.1 遥感数据来源与预处理 |
2.2.2 全球陆面同化系统(GLDAS)数据及预处理 |
2.2.3 气象数据来源与预处理 |
2.2.4 其他数据来源与预处理 |
第3章 流域潜在蒸散量估算及变化特征分析 |
3.1 P-T模型 |
3.2 模型参数分析 |
3.2.1 地表净辐射量(R_n) |
3.2.2 土壤热通量(G) |
3.2.3 汽化潜热(λ) |
3.2.4 饱和水气压—温度曲线斜率(△) |
3.2.5 干湿表常数(γ) |
3.3 潜在蒸散量(ET_(P-T))时空变化特征分析 |
3.3.1 ET_(P-T)时间变化特征分析 |
3.3.2 ET_(P-T)空间分布特征分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 天然植被生态需水计算及时空分布特征分析 |
4.1 天然植被生态需水计算 |
4.2 流域天然植被面积(A) |
4.3 天然植被实际蒸散量(ET_c)时空变化特征分析 |
4.3.1 ET_c时间变化特征分析 |
4.3.2 ET_c空间变化特征分析 |
4.4 计算结果精度验证 |
4.5 天然植被生态需水时空变化分析 |
4.5.1 天然植被生态需水时间变化分析 |
4.5.2 天然植被生态需水空间分布分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 不足与展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(10)基于绿色发展理念的灌区水资源承载力分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 绿色发展研究 |
1.2.2 需水量研究 |
1.2.3 水资源承载力研究 |
1.2.4 水资源承载力研究方法 |
1.2.5 目前研究中存在的问题 |
1.3 研究内容 |
1.4 研究方法与技术路线 |
1.4.1 研究方法 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 基于绿色发展的水资源承载力理论 |
2.1 水资源承载力的内涵和特征 |
2.1.1 水资源承载力概念 |
2.1.2 水资源承载力内涵 |
2.1.3 水资源承载力特性 |
2.2 基于绿色发展的灌区水资源承载力 |
2.2.1 绿色发展理念 |
2.2.2 基于绿色发展的灌区水资源承载力 |
2.3 水资源承载力模型 |
2.3.1 承载规模计算 |
2.3.2 承载指数构建 |
2.4 本章小结 |
第三章 研究区概况 |
3.1 自然地理概况 |
3.1.1 地理位置 |
3.1.2 气象条件 |
3.1.3 地形地貌 |
3.2 水文水资源概况 |
3.3 工程概况 |
3.4 社会经济状况 |
3.5 本章小结 |
第四章 宝鸡峡灌区供需水量分析 |
4.1 灌区供需水构成分析 |
4.2 农业需水量 |
4.2.1 降水典型年选取 |
4.2.2 农田灌溉需水量计算 |
4.2.3 牧渔业需水量计算 |
4.3 二、三产需水量 |
4.4 生活需水量 |
4.5 生态环境需水量 |
4.6 可供水量分析 |
4.6.1 灌区可供水量及其影响因素 |
4.6.2 灌区可供水量分析 |
4.7 本章小结 |
第五章 宝鸡峡灌区水资源承载力系统动力学模型构建 |
5.1 系统动力学概述 |
5.1.1 系统动力学特点 |
5.1.2 系统动力学模型构成 |
5.1.3 系统动力学建模步骤 |
5.2 模型构建 |
5.2.1 建模目的 |
5.2.2 模型边界 |
5.2.3 数据来源 |
5.3 系统结构分析 |
5.3.1 社会子系统 |
5.3.2 经济子系统 |
5.3.3 生态环境子系统 |
5.3.4 水资源子系统 |
5.4 模型构建及参数估计 |
5.4.1 系统流程图绘制及参数估计 |
5.4.2 系统方程 |
5.5 模型有效性检验 |
5.6 本章小结 |
第六章 宝鸡峡灌区水资源承载力模拟 |
6.1 基于绿色发展的模拟方案设计 |
6.2 模拟结果分析 |
6.2.1 各方案模拟结果 |
6.2.2 方案对比分析 |
6.2.3 水资源承载结果分析 |
6.3 建议与措施 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 不足与展望 |
参考文献 |
附录A |
附录B |
附录C |
致谢 |
作者简介 |
四、林地生态需水量计算方法与应用(论文参考文献)
- [1]大型引黄灌区退水规律与退水量预测方法研究[D]. 李静思. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]基于改进生态足迹模型的水资源可持续利用评价 ——以民勤绿洲为例[D]. 殷强. 甘肃农业大学, 2021
- [3]三江平原挠力河湿地群生态补水研究[D]. 王志鹏. 大连理工大学, 2021(01)
- [4]基于生态承载力空间优化的疏勒河流域天然植被生态需水量研究[D]. 魏乐民. 兰州大学, 2021(09)
- [5]水资源短缺地区河道生态基流的价值与时空变化研究 ——以渭河为例[D]. 岳思羽. 西安理工大学, 2020(01)
- [6]阿克苏河灌区植被及湖泊生态需水量估算与特征分析研究[D]. 汪瑞. 华中师范大学, 2020(01)
- [7]三门峡库区湿地生态环境需水量估算及水资源利用效用评价[D]. 马东方. 华北水利水电大学, 2020(01)
- [8]基于多源遥感数据的海河流域植被生态用水时空变化规律研究及生态脆弱性评价[D]. 王伟. 中国矿业大学, 2020(01)
- [9]基于多源数据的开都-孔雀河流域天然植被生态需水研究[D]. 杨媛媛. 新疆大学, 2020(07)
- [10]基于绿色发展理念的灌区水资源承载力分析[D]. 杨斌. 西北农林科技大学, 2020