变化环境下汉江流域社会生态水文演变过程分析与模拟研究
发布时间：2020-04-02 04:54
【摘要】：汉江是长江最大的支流,是南水北调工程和引汉济渭工程的水源地。汉江流域上建有多个大型水库,承担着供水发电的任务。在汉江综合治理、水源地保护、退耕还林等政策措施下,汉江上游的社会经济-生态-水文等要素在相互作用下逐步演化,青山绿水得到了进一步保护。因此,研究汉江的社生态水文系统的演化机理、演变过程和特征,具有重要的理论意义和应用价值。本研究分析了汉江陕南地区的社会-生态-水文的变化规律,构建了汉江上游社会生态水文演化模型,研究了未来社会生态水文的演变过程,为汉江上游地区的社会经济发展提供理论和建议,得到的主要结果如下:(1)采用相关系数分析法,Kendall秩次相关检验、突变方法等,揭示了研究区域社会经济因子的演变规律。结果发现,总人口整体呈上升趋势,其增长率和城镇化率在2002年左右发生突变。表征经济发展水平的因子均在2005年左右发生明显上升的变化,进入高速发展阶段,研究期间后期增长率开始下降。农业发展因子中,耕地面积整体呈下降-显著下降-趋于稳定并略有上升的变化;粮食产量呈下降趋势,在2002年左右发生突变;牲畜总存栏呈线性趋势上升,其增长率却呈不显著下降趋势。(2)采用统计学方法、突变检验、小波分析方法等,阐明了研究区域生态、水文、气象的演变规律,结果表明:林草地面积覆盖率呈显著增加趋势,在2006年左右发生突变。石泉站的年径流量呈不显著下降趋势,在1991年左右发生突变。降水量呈显著下降趋势;且在1985年左右发生突变。蒸发量呈不显著上升趋势,在1994年左右突变。小波周期分析结果显示,石泉水文站的年径流序列存在5个峰值;年降水量和潜在蒸发量均存在3个峰值。(3)运用主成分分析法和关联度分析研究了石泉以上区间和石泉-白河区间的社会经济、生态与径流变化量的关联度,这两个地区社会经济指标的第1主成分和第2主成分与石泉站年径流变化量、白河站年径流变化量的关联度均较高。(4)识别确定了社会生态水文演化模型的边界条件,定性分析了模型内部各要素的因果关系,结果表明,牲畜总存栏、耕地面积、灌溉面积比例增加,人口自然增长率和城镇化率的提高,工业用水定额、工业增加值的增加,第三产业人员的增加都会引起区间用水总量的增加。为下一步建立演化模型奠定基础。(5)基于系统中各变量之间的定量关系,构建了汉江陕南地区的社会生态水文演化基准模型,在基准模型的基础上通过改变参数值提高了模型的精度,通过对实测过程的模拟验证了模型的有效性,得到模拟效果良好的参数集,代表性变量中最大平均误差为石泉年径流量14.62%,同时遴选了代表性敏感参数。(6)根据敏感性参数,设置自然延续型、经济发展型、绿色发展型、产业结构调整型四种发展情景,根据模型运行结果和实际情况,给出了两种不同情况下的方案优选。并根据发展情景提出了相应的降低工业用水定额、适当调整产业结构、推动第三产业发展、降低灌溉定额、加强后备土地资源的开垦等政策建议和措施。
【图文】：
量（亿 m3）量（亿 m3）（亿 m3）（亿 m3）（km2） （104m3/km2）汉中市 27246 72.86 25.63 23.22 75.27 0.36 27.63安康市 23391 81.1 15.93 15.63 81.39 0.4 34.8商洛市 19292 26.29 9.3 8.88 26.71 0.2 13.84总计 69929 180.25 50.86 47.73 183.37 0.32 25.42注：数据来源于《陕西省水资源公报 2017》汉中市、安康市、商洛市的用水量均呈稳定且略有增加的趋势，详见图 2-1，其中以农业灌溉用水为主。根据《陕西省水资源发展公报》2000-2016 年，汉中市的农业灌溉用水量稳定在 13 亿 m3左右，且略有下降趋势；安康市的农业灌溉用水量在 4 亿 m3左右，且略有上升趋势，商洛市的农业灌溉用水量整体呈减少的趋势，详见图 2-2。2016 年汉中市的用水量为 12.68 亿 m3，其中灌溉用水量占用水总量的 77.27%，生活用水占总用水量的 6.34%，工业用水量占 7.92%，以农业灌溉用水为主。2016 年安康市的用水总量为 3.96 亿 m3，其中灌溉用水占总用水量的 54.40%，，其次生活用水占总水量的18.13%，工业用水占比最小为 27.47%，仍以农业灌溉用水为主。2016 年商洛市的用水总量为 1.02 亿 m3，其中灌溉用水、工业用水、生活用水占总用水量比例依次为 33.12%，20.78%、27.6%，各用水比例相对比较均衡。
图 2-2 汉江上游流域图Fig 2-2. Map of the upper reach of Han River Basin5 基本研究数据对于流域社会生态水文的演变规律研究，本研究所用社会经济指标数据来源于年鉴（1991-2016）[62]-[63]，陕西区域年鉴（2016）[64]，陕西年鉴（1991-2016）年鉴（1996-2015）[66]，商洛年鉴（2000-2010）[67]，汉中年鉴（1998-2013）[68]，年鉴（1997-2015）[69]，宝鸡年鉴（1999-2015）[70]，其中城镇化率是非农业人口
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P33;TV213.4
【图文】：
量（亿 m3）量（亿 m3）（亿 m3）（亿 m3）（km2） （104m3/km2）汉中市 27246 72.86 25.63 23.22 75.27 0.36 27.63安康市 23391 81.1 15.93 15.63 81.39 0.4 34.8商洛市 19292 26.29 9.3 8.88 26.71 0.2 13.84总计 69929 180.25 50.86 47.73 183.37 0.32 25.42注：数据来源于《陕西省水资源公报 2017》汉中市、安康市、商洛市的用水量均呈稳定且略有增加的趋势，详见图 2-1，其中以农业灌溉用水为主。根据《陕西省水资源发展公报》2000-2016 年，汉中市的农业灌溉用水量稳定在 13 亿 m3左右，且略有下降趋势；安康市的农业灌溉用水量在 4 亿 m3左右，且略有上升趋势，商洛市的农业灌溉用水量整体呈减少的趋势，详见图 2-2。2016 年汉中市的用水量为 12.68 亿 m3，其中灌溉用水量占用水总量的 77.27%，生活用水占总用水量的 6.34%，工业用水量占 7.92%，以农业灌溉用水为主。2016 年安康市的用水总量为 3.96 亿 m3，其中灌溉用水占总用水量的 54.40%，，其次生活用水占总水量的18.13%，工业用水占比最小为 27.47%，仍以农业灌溉用水为主。2016 年商洛市的用水总量为 1.02 亿 m3，其中灌溉用水、工业用水、生活用水占总用水量比例依次为 33.12%，20.78%、27.6%，各用水比例相对比较均衡。
图 2-2 汉江上游流域图Fig 2-2. Map of the upper reach of Han River Basin5 基本研究数据对于流域社会生态水文的演变规律研究，本研究所用社会经济指标数据来源于年鉴（1991-2016）[62]-[63]，陕西区域年鉴（2016）[64]，陕西年鉴（1991-2016）年鉴（1996-2015）[66]，商洛年鉴（2000-2010）[67]，汉中年鉴（1998-2013）[68]，年鉴（1997-2015）[69]，宝鸡年鉴（1999-2015）[70]，其中城镇化率是非农业人口
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P33;TV213.4
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本文编号：2611483
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