气候变化背景下富平县水资源开发利用现状及优化配置

发布时间：2020-05-18 22:10

【摘要】： 陕西省富平县位于渭北早塬北部,全县多年平均降水量533.2mm,境内的四条河流除汛期石川河有短期洪水过境外,其余基本断流。全县人均水资源量不足全省人均的1/6,属于水资源缺乏地区之一。目前县域内水资源主要是浅层地下水和外来客水。随着人口的不断增加,工农业的迅速发展以及居民生活水平的提高,全县水资源消耗不断增加,地下水的开采量也随之加大,供需矛盾日渐突出。为使得有限的水资源得到合理充分可持续的利用,本文根据富平县各地形单元的地下水位观测资料、年平均降水量、工业、农业及居民生活等年用水量、人口总量、工农业产值等数据,首先利用Morlet小波分析出富平县水资源(主要是地下水)变化和年平均降水量之间的关系,得出水资源变化的主要原因;然后对富平县水资源承载程度进行量化研究,在此基础之上,使用基于遗传算法的BP人工神经网络(GA-BP-ANN)预测未来年份各部门的水资源需求量,分析供需缺口;最后,使用遗传算法求出水资源经济效益系数,确定权重,对富平县水资源进行优化配置,并提出水资源可持续利用的几点建议。 具体结论如下: (1)通过对富平县降水量和三个地区(山前洪积扇区、黄土塬区、石川河阶地区)的地下水变化进行周期性和突变性分析,结果显示2000年之前,富平县三个地区的地下水位变化相对于降水变化来说,都存在滞后性;在2000年之后,人为过度开采成为地下水下降的主要原因。 (2)用水资源承载程度指标“I”对富平县水资源承载程度进行量化,结果显示出承载程度I值由1986年的0.5043增加到2007年的0.8998,呈现逐年上升趋势,平均每10年上升0.199,随着I值的增加,可以再增加的水资源承载能力就越小。并根据I值的增长速度,I值将在2012年可达到1,即水资源承载能力达到临界规模,水资源供需矛盾将成为制约县域经济持续发展的瓶颈。 (3)根据GA-BP-ANN模型预测出的富平县三个主要用水部门的需求量,结合富平县水利局2015年、2030年在建筑、环境、服务行业的需水量的规划,分别计算出2015年、2030年的总需水量,并在不同的降水保证率下,求出水资源承载程度与供需缺口。2015年在丰水年情况下,水资源承载能力达到临界规模,在均值情况下供需缺口达到2265.23万m~3,枯水缺口为6412.4万m~3;2030年,在不同的降水保证率情况下经济发展均超出了水资源承载能力,特别是在枯水年情况下,需用目前两倍的供水量才能满足社会经济发展的需求。 (4)在保证居民生活用水、生态良好发展的前提下,为提高用水效益,以水资源效益最大为目标函数,以水资源承载力、生存条件、供水量约束作为约束空间,以此来平衡各部门的经济用水量。建立水资源优化配置模型,计算出富平县2012年农业用水和工业用水的比例为3:1,结合研究区域的水资源状况,需进一步提高工农业用水效率,提高污水处理能力。
【图文】：

\年10图2一lFig.2一lb(a)富平县1986一2007年月平均降水量变化 .(b)Morlet小波变换系数实部分布 TheAverageMonthlyPreeiPitationAnomalot一 5trendandtherealPartoftheMorlet Transformeoeffieienisfor1986一 20()7yearsofFuPingCounty2.2地下水位变化分析富平县处于鄂尔多斯地台南边缘与渭河地堑北边缘的斜坡地带，根据全县的地形特征分为三大地貌单元:山前洪积扇区、黄土源区、石川河阶地区，下面分别讨论三个地区的地下水位变化。2.2.1山前洪积扇区图2一Za显示出山前洪积扇区地下水的变化趋势，从图中看出地下水位整体呈现下降趋势，仅在90年代初期略有回升，下降的速率达到16.98而10a。图2一Zb为Morlet小波变换系数的实部时频变化，图中正值的区域表示地下水位下降，负值区域表示地下水位回升。在9年左右的尺度上，周期变化显著，正负中心的绝对值较大

肠 ansformeoeffieientsfor1986一 2007yearsofPleistoeene2.2.2黄土源区如图2一3，显示出黄土源区地下水变化趋势以及Morlet小波变换系数的实部时频变化，周期中心在8年左右，存在5个地下水位下降和上升的震荡中心:1986~1991年、1995~1999年地下水位下降，1992一1994年、2000一2003年水位有所回升，这一变化特征与降水量的变化完全吻合。该区分布于富平县西南与东南，源面平坦略有起伏，表面为黄土，亚砂土及亚粘土等，含水岩层细，富水性较差，，
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TV213.4

【参考文献】

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本文编号：2670381