基于LUCC水文响应的卧虎山流域水资源配置研究

发布时间：2017-08-22 17:12

  本文关键词：基于LUCC水文响应的卧虎山流域水资源配置研究

  更多相关文章： 卧虎山流域 SWAT模型 LUCC水文响应 灌溉方案 水价

【摘要】：随着人口的增长和经济的发展,水资源短缺问题日益突出。通过改变土地利用/覆被来影响流域水文循环过程而产生的各种水文响应,成为变化环境下水文循环研究的热点,流域出口流量的变化则是LUCC水文响应最直观的变现。我国是农业大国,灌溉用水占年供水量的65%,因此降低农业用水是实现水资源可持续利用的重要途径。优化灌溉方案和水价调控作为农业水资源配置的两种重要手段,对增加流域出口径流量发挥着重要的作用。本文以济南市卧虎山流域为研究对象,以3S技术和SWAT分布式水文模型为工具,分析了1988年到2014年间流域土地利用/覆被变化特征及引起的水文响应,通过典型年灌溉方案的优化,模拟得出了设计灌溉方案实施后流域出口径流的变化量,对比分析了水价提高后对流域产流和对国民经济各部门的影响程度,具体研究内容与成果如下:(1)在充分调查研究区基本情况和收集整理资料的基础上,对卧虎山流域SWAT分布式水文模型进行了调参,得出验证期相关系数R2=0.73,纳什效率系数Ens=0.66。(2)通过对比分析1988年、1996年、2002年、2009年和2014年的土地利用图,得出了各种土地利用类型的变化特征和综合土地利用变化特征:在研究时段内卧虎山流域的土地利用变化的剧烈程度随着时间的推移越来越小,在历年变化中以居民点与道路用地侵占耕地草地为主,林地面积几无变化。控制气象条件不变,均以2009年的气象数据为SWAT模型的输入,模拟得出五期土地利用情境下的流域出口径流量,结果显示流域产流呈增加趋势。(3)卧虎山流域冬小麦是按照山东省主要作物灌溉定额进行灌水,50%保证率下生育期灌溉定额为288m3/亩。以作物需水量为依据,结合降水的随机性,对典型年2009年的灌溉方案进行优化降低灌溉定额至248m3/亩,以达到减少灌溉用水的目的。将灌溉方案变化前后的每月用水量输入到SWAT模型中,对比可得灌溉方案优化后可增加流域产流0.31%。(4)水价直接影响水资源的需求量,灌溉水资源需求的价格弹性系数为0.2,水价提高50%和100%,灌溉用水分别减少10%和20%,以典型年2009年的灌溉水量为基础,模拟水价提高后流域产流分别增加了0.19%和0.44%。运用价值型投入产出表,得出水价提高50%会导致农业产品、工业产品和公共服务的平均价格分别上涨0.061%、0.053%和0.072%,即使水价翻倍,三种平均价格也才增长0.123%、0.105%和0.143%。可以看出,水价提高在水文方面的正效应要远大于经济方面的负效应,其原因是目前水价较低,在生产成本中所占比例较小,因此,水价还有较大提升空间。
【关键词】：卧虎山流域 SWAT模型 LUCC水文响应 灌溉方案 水价
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV213.4
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题来源10
• 1.2 研究背景与意义10-11
• 1.3 国内外研究现状11-12
• 1.4 主要研究内容与技术路线12-16
• 1.4.1 研究内容12-13
• 1.4.2 技术路线13-16
• 第二章 研究区概况16-18
• 2.1 研究区位置16
• 2.2 研究区自然地理概况16-17
• 2.2.1 地质地貌16-17
• 2.2.2 气象水文17
• 2.3 研究区社会经济概况17-18
• 第三章 卧虎山流域SWAT模型的建立与校准18-30
• 3.1 SWAT模型概述18
• 3.2 SWAT模型数据库的建立18-26
• 3.2.1 数据的准备18
• 3.2.2 数据库的编辑18-26
• 3.3 子流域的划分及HRU的生成26-27
• 3.4 SWAT模型的运行27-28
• 3.5 SWAT模型的率定与验证28
• 3.6 本章小结28-30
• 第四章 卧虎山流域LUCC水文响应分析30-36
• 4.1 卧虎山流域LUCC分析30-34
• 4.1.1 研究区土地总体结构及变化30-32
• 4.1.2 单一土地利用类型变化特征32-33
• 4.1.3 综合土地利用类型变化特征33-34
• 4.2 卧虎山流域LUCC水文响应分析34-35
• 4.3 本章小结35-36
• 第五章 卧虎山流域水资源配置及效果模拟36-57
• 5.1 设计灌溉方案的效果模拟36-44
• 5.1.1 典型年的选择36-38
• 5.1.2 灌溉方案的设计38-43
• 5.1.3 优化灌溉方案的模拟43-44
• 5.1.4 模拟结果44
• 5.2 水价调控方案的水文—经济效果模拟44-55
• 5.2.1 水价调控方案的水文效果模拟44-45
• 5.2.2 水资源投入产出表的编制45-53
• 5.2.3 水价变化对区域经济影响分析53-55
• 5.2.4 水价调控方案的水文—经济效果对比55
• 5.3 本章小结55-57
• 第六章 结论与展望57-59
• 6.1 研究结论57-58
• 6.2 展望58-59
• 参考文献59-63
• 致谢63-65
• 附录65

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本文编号：720354