WACM4.0模型模拟内蒙古河套地区山水林田湖草系统水循环
发布时间：2021-10-16 18:28
内蒙古河套地区是中国重要的商品粮、油生产基地。区域内耕地密布,长期大规模河道外引水,引排水渠系纵横交错,人类活动剧烈,改变了原来的水循环环境,水循环要素变化具有时空变异性,水分转化与运动过程及其复杂。为厘清河套地区山水林田湖草系统的水循环演变规律,该研究在"自然—人工"复合水循环理论基础上,构建了适用于强人类活动地区的分布式水循环模型（Water Allocation and Cycle Model,WACM4.0）,系统模拟分析了河套地区山水林田湖草各系统的水循环演变规律与水分运动过程。结果表明:乌梁素海、引排水渠道水循环特征以引水—排水的横向运动为主;乌海滩涂水循环特征以地下水补给—蒸发的垂向运动为主;海子水循环以垂向与横向综合运动为主;耕地水循环特征为灌溉水入渗—蒸散发的垂向运动;人工林、草地、未利用地与居工地的水循环特征为降雨—入渗—潜水蒸发的垂向运动。山水林田湖草系统整体水循环特征以灌溉（降雨）—下渗—蒸发垂向水循环为主。河套地区地下水量逐年亏损,地下水循环过程为"负水平衡"垂向运动。河套地区引水灌溉平均每年致使黄河径流量减少约42.0亿m3。其中耕地耗...
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(14)北大核心EICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
WACM模型结构[30-32]
土地利用数据来自巴彦淖尔市自然资源局提供的2009年与2017年土地利用图，包括耕地（水浇地与旱田）、水域（乌梁素海、海子、水库、坑塘、乌海滩涂、排水渠系、引水渠系）、林地（果园、其他园地、有林地、灌木林地、其他林地）、草地（天然牧草地、人工牧草地、其他草地）、居工地（铁路用地、公路用地、农村道路、水工建筑用地、设施农用地、城市、建制镇、村庄、采矿用地、风景名胜及特殊用地）、未利用地（田坎、沙地、盐碱地与裸土地）等共32种类型。土地利用空间分布图见图2，各部分土地利用面积见表1。其中耕地覆盖面积最大，占地区总面积的58.34%；其次为未利用地、草地、居工地、水域、林地，分别占地区总面积的14.00%、8.58%、8.40%,7.72%与2.98%。1.2.3 研究区计算单元划分
模拟山区水循环过程主要是为了给平原区单元提供地表汇流和山前侧渗补给的边界信息。因此，在山区单元计算中，主要依据山区DEM信息对其汇水单元进行划分和提取，得到40个计算单元。根据河套灌区总干渠、干渠、分干渠和支渠分布情况，以末级渠段对应的灌溉范围为依据，同时兼顾行政区范围，划分引水灌域单元共354个。根据灌区总干沟、干沟、支沟和分支沟的分布，以末级排水沟对应的排水范围为依据，同时兼顾行政区范围，划分排水域单元共421个。为便于地下水数值模拟计算，将平原区1 km×1 km正方形栅格进行划分，得到11 779个计算单元，见图3。将划分的栅格单元与上一步得到的引排水单元进行空间叠加，建立栅格单元与引排水单元的拓扑关系，即明确了每个栅格单元所在的引水域、排水域及行政区，便于模型进行信息输入和统计输出。将山区和平原区划分的单元进行合并，即得到模拟计算所需的单元共计11 819个，见图4。根据确定的计算单元，对土地利用、土壤信息、水文地质参数等按照单元范围进行提取，得到每个单元各种土地利用类型、土壤类型的分布面积与水文地质参数分区值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]统一山水林田湖草生态保护修复标准体系研究[J]. 李红举,宇振荣,梁军,杜亚敏. 生态学报. 2019(23)
[2]基于生态系统评价的山水林田湖草生态保护与修复体系构建研究——以乌梁素海流域为例[J]. 田野,冯启源,唐明方,郑拴宁,柳彩霞,吴迪,王丽娜. 生态学报. 2019(23)
[3]青藏高原山水林田湖草生态保护修复模式——以拉萨河流域为例[J]. 王振波,李嘉欣,郭义强,梁龙武. 生态学报. 2019(23)
[4]山水林田湖草生态问题系统诊断与保护修复综合分区研究——以陕西省为例[J]. 宋伟,韩赜,刘琳. 生态学报. 2019(23)
[5]妫水河流域山水林田湖草空间格局与生态过程分析[J]. 邵雅琪,王春丽,肖玲,王美林,姜群鸥. 生态学报. 2019(21)
[6]人类用水活动的气候反馈及其对陆地水循环的影响研究——进展与挑战[J]. 谢正辉,陈思,秦佩华,贾炳浩,谢瑾博. 地球科学进展. 2019(08)
[7]“山水林田湖草是生命共同体”原则的科学内涵与实践路径[J]. 成金华,尤喆. 中国人口·资源与环境. 2019(02)
[8]“山水林田湖草—人”生命共同体的内涵、问题与创新[J]. 李达净,张时煌,刘兵,张红旗,王辉民,颜放民. 中国农业资源与区划. 2018(11)
[9]系统治理——坚持山水林田湖草是一个生命共同体[J]. 吴浓娣,吴强,刘定湘. 水利发展研究. 2018(09)
[10]Impacts of hydraulic redistribution on eco-hydrological cycles: A case study over the Amazon basin[J]. Yuanyuan WANG,Binghao JIA,Zhenghui XIE. Science China（Earth Sciences）. 2018(09)
博士论文
[1]变化环境下流域/区域水循环特征与规律研究[D]. 毕彦杰.中国水利水电科学研究院 2017
[2]广义水资源合理配置研究[D]. 赵勇.中国水利水电科学研究院 2006
硕士论文
[1]内蒙古河套灌区节水对乌梁素海的影响研究[D]. 李刚.中国农业科学院 2007
本文编号：3440292
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(14)北大核心EICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
WACM模型结构[30-32]
土地利用数据来自巴彦淖尔市自然资源局提供的2009年与2017年土地利用图，包括耕地（水浇地与旱田）、水域（乌梁素海、海子、水库、坑塘、乌海滩涂、排水渠系、引水渠系）、林地（果园、其他园地、有林地、灌木林地、其他林地）、草地（天然牧草地、人工牧草地、其他草地）、居工地（铁路用地、公路用地、农村道路、水工建筑用地、设施农用地、城市、建制镇、村庄、采矿用地、风景名胜及特殊用地）、未利用地（田坎、沙地、盐碱地与裸土地）等共32种类型。土地利用空间分布图见图2，各部分土地利用面积见表1。其中耕地覆盖面积最大，占地区总面积的58.34%；其次为未利用地、草地、居工地、水域、林地，分别占地区总面积的14.00%、8.58%、8.40%,7.72%与2.98%。1.2.3 研究区计算单元划分
模拟山区水循环过程主要是为了给平原区单元提供地表汇流和山前侧渗补给的边界信息。因此，在山区单元计算中，主要依据山区DEM信息对其汇水单元进行划分和提取，得到40个计算单元。根据河套灌区总干渠、干渠、分干渠和支渠分布情况，以末级渠段对应的灌溉范围为依据，同时兼顾行政区范围，划分引水灌域单元共354个。根据灌区总干沟、干沟、支沟和分支沟的分布，以末级排水沟对应的排水范围为依据，同时兼顾行政区范围，划分排水域单元共421个。为便于地下水数值模拟计算，将平原区1 km×1 km正方形栅格进行划分，得到11 779个计算单元，见图3。将划分的栅格单元与上一步得到的引排水单元进行空间叠加，建立栅格单元与引排水单元的拓扑关系，即明确了每个栅格单元所在的引水域、排水域及行政区，便于模型进行信息输入和统计输出。将山区和平原区划分的单元进行合并，即得到模拟计算所需的单元共计11 819个，见图4。根据确定的计算单元，对土地利用、土壤信息、水文地质参数等按照单元范围进行提取，得到每个单元各种土地利用类型、土壤类型的分布面积与水文地质参数分区值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]统一山水林田湖草生态保护修复标准体系研究[J]. 李红举,宇振荣,梁军,杜亚敏. 生态学报. 2019(23)
[2]基于生态系统评价的山水林田湖草生态保护与修复体系构建研究——以乌梁素海流域为例[J]. 田野,冯启源,唐明方,郑拴宁,柳彩霞,吴迪,王丽娜. 生态学报. 2019(23)
[3]青藏高原山水林田湖草生态保护修复模式——以拉萨河流域为例[J]. 王振波,李嘉欣,郭义强,梁龙武. 生态学报. 2019(23)
[4]山水林田湖草生态问题系统诊断与保护修复综合分区研究——以陕西省为例[J]. 宋伟,韩赜,刘琳. 生态学报. 2019(23)
[5]妫水河流域山水林田湖草空间格局与生态过程分析[J]. 邵雅琪,王春丽,肖玲,王美林,姜群鸥. 生态学报. 2019(21)
[6]人类用水活动的气候反馈及其对陆地水循环的影响研究——进展与挑战[J]. 谢正辉,陈思,秦佩华,贾炳浩,谢瑾博. 地球科学进展. 2019(08)
[7]“山水林田湖草是生命共同体”原则的科学内涵与实践路径[J]. 成金华,尤喆. 中国人口·资源与环境. 2019(02)
[8]“山水林田湖草—人”生命共同体的内涵、问题与创新[J]. 李达净,张时煌,刘兵,张红旗,王辉民,颜放民. 中国农业资源与区划. 2018(11)
[9]系统治理——坚持山水林田湖草是一个生命共同体[J]. 吴浓娣,吴强,刘定湘. 水利发展研究. 2018(09)
[10]Impacts of hydraulic redistribution on eco-hydrological cycles: A case study over the Amazon basin[J]. Yuanyuan WANG,Binghao JIA,Zhenghui XIE. Science China（Earth Sciences）. 2018(09)
博士论文
[1]变化环境下流域/区域水循环特征与规律研究[D]. 毕彦杰.中国水利水电科学研究院 2017
[2]广义水资源合理配置研究[D]. 赵勇.中国水利水电科学研究院 2006
硕士论文
[1]内蒙古河套灌区节水对乌梁素海的影响研究[D]. 李刚.中国农业科学院 2007
本文编号：3440292
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/dqwllw/3440292.html
