基于GIS的作物需水满足度评价模型研究

发布时间：2020-10-28 00:32

　　 作为人类生存和发展的重要物质基础,水资源及其利用的研究是国际社会与学术界普遍关注的热点问题之一。大量文献报道的研究成果支撑了人类社会从原始社会走向现代社会。然而,随着社会的发展,现代社会精准的水资源管理与水资源利用战略需要精准的数据支持。从数据精准的角度看,传统水资源评价及作物需水满足度评价存在两个佯谬,即“点-面匹配佯谬”与“要素匹配佯谬”。为了避免评价结果中产生这些佯谬,我们前期提出了SHRD模型和SDCWR模型。经国际同行评价认为：SHRD模型的实际操作难度较大,而SDCWR模型作为普适模型在区域参数化方面缺乏具体可操作的规范。因此,本文对SHRD模型和SDCWR模型进行了改进,并在此基础上建立了评价作物需水满足度的CroWA模型。在GIS的数据处理与分析功能支持下,我们利用江汉流域的资料、根据改进后的SDCWR模型和SHRD模型及CroWA模型对汉江流域主要粮食作物需水满足度进行了实证研究。本文分为理论研究与实证研究两大部分,主要成果表现为：(1)提炼出了SDCWR模型的基本假说,推导了SDCWR模型的计算过程,完善了SDCWR模型的方法规范化。(2)提炼出了SHRD模型的基本假说,改进了SHRD模型的建模方法。(3)创建了基于格元的作物需水满足度评价模型(CroWA模型)。(4)研究了江汉流域主要粮食作物的需水满足度。本文的主要结论是：(1)经过改进的SHRD模型和SDCWR模型及新的CroWA模型都是普适模型,可以用于任意区域和任意作物组合的水资源与作物需水满足度评价。这三个模型将水资源评价从宏观的区域评价推向了微观的格元评价,可为精准的水资源管理及社会经济发展提供精确的数据支持。(2)汉江流域的实证研究表明：汉江流域主要粮食作物需水满足度(CroWA指数)变化于-20%～200%之间,主要粮食作物的CroWA指数最大值出现在干流与支流附近的平原区、汉江流域的江汉平原部分及西北部的神龙架林区,而最小值则出现在低山丘陵区。地形、水系、作物组合、土地利用类型及用水结构造成了这种区域差异。CroWA指数的评价结果与农业实践相吻合,证明了该模型的科学性和实用性。
【学位单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S127;S311
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 国内外研究进展
        1.1.1 作物需水满足度与粮食安全研究
        1.1.2 水可获取性与水可达性研究
        1.1.3 文献评述
    1.2 研究内容
        1.2.1 SDCWR模型的改进
        1.2.2 SHRD模型的改进
        1.2.3 CroWA模型与汉江流域的作物需水满足度
    1.3 研究方法
    1.4 技术路线
    1.5 论文结构
    1.6 本文的特色及创新
2 理论与方法
    2.1 SDCWR模型的改进
        2.1.1 基本假说
        2.1.2 SDCWR模型的修正
        2.1.3 方法规范化
        2.1.4 SDCWR模型修正前后的比较
    2.2 SHRD模型的改进
        2.2.1 基本假说与模型
        2.2.2 SHRD模型的精减化处理与修正
    2.3 CroWA模型
        2.3.1 基本假说
        2.3.2 基于格元的作物需水
        2.3.3 基于格元的作物供水
        2.3.4 基于格元的作物需水满足度评价（CroWA模型）
        2.3.5 计算过程
        2.3.6 成果制图
    2.4 基于GIS的CroWA模型实现
3 实证研究
    3.1 研究区域概况与数据
        3.1.1 研究区概况
        3.1.2 数据来源
        3.1.3 数据处理
    3.2 汉江流域主要粮食作物的需水特征
        3.2.1 汉江流域主要粮食作物生育期划分
        3.2.2 汉江流域主要粮食作物生育期需水量
        3.2.3 汉江流域主要粮食作物的分布格局
    3.3 汉江流域流域尺度水资源供需状况
        3.3.1 汉江流域的农业水资源
        3.3.2 汉江流域水资源需求
    3.4 汉江流域水可达性指数
        3.4.1 汉江流域水系提取
        3.4.2 汉江流域SHRD模型的因子
        3.4.3 汉江流域水可达性指数空间分布
        3.4.4 SHRD模型修正前后评价结果比较
    3.5 汉江流域主要粮食作物需水满足度（CroWA模型评价结果）
        3.5.1 汉江流域需水量的空间分布
        3.5.2 汉江流域作物可供水量的空间分布
        3.5.3 汉江流域主要粮食作物需水满足度
4 讨论
    4.1 关于SDCWR模型
        4.1.1 模型的解释
        4.1.2 主要粮食作物的需水满足度、粮食安全及农业水资源管理
        4.1.3 不确定性分析
    4.2 关于SHRD模型
        4.2.1 水可获取性、水可达性与SHRD模型
        4.2.2 水可达性与水资源管理
        4.2.3 水可达性及区域社会与经济发展
    4.3 关于CroWA模型
        4.3.1 基于格元的作物需水满足度评价
        4.3.2 CroWA模型应用
        4.3.3 CroWA模型的未来改进
    4.4 关于实证研究
        4.4.1 方法
        4.4.2 结果
        4.4.3 不确定性
5 结论
参考文献
个人简介
致谢

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本文编号：2859307