基于SWAT和WEAP模型的城市水资源供需平衡分析
发布时间：2022-01-04 22:23
水资源是社会经济发展和人类福祉的基本组成部分。随着社会经济持续增长,人民生活水平逐渐提高,我国面临着严峻的水资源利用形势。水资源供需平衡是消除水资源供给与需求之间不平衡现象,使其相互适应的研究。它可以在不损害生态系统的前提下,采取各种工程和非工程措施,减轻甚至克服水资源问题给人类所带来的影响,是解决水资源短缺的重要手段。城市是人类生活和社会经济活动的载体,城市水资源供需平衡分析不仅是对生态环境生产力理论的实践验证,还是在城市面对日趋紧张的水资源条件下,合理解决社会经济发展与自然资源平衡之间的难题,具有重要的现实意义。本研究以泰安市为研究对象,在城市水资源供给端和需求端两个方面展开研究。在水资源供给端,利用研究区内DEM数据、土地利用分类数据、土壤数据、气象数据、水文数据等基础数据,建立大汶河流域SWAT模型。在水资源需求端,通过将人口、生产总值、有效灌溉面积、牲畜数量等关键变量利用数学模型预测得出,建立泰安市WEAP模型。利用SWAT模型驱动WEAP模型,完成分布式水文模型和水资源综合管理模型的耦合,对泰安市水资源供需平衡进行分析。本研究主要得出以下结论。以泰安市现状水资源供需条件为基...
【文章来源】：北京建筑大学北京市
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
泰安市行政区划图
第2章研究区概况10图2-2泰安市地貌类型图Fig.2-2GeomorphytypemapofTai"an泰安市气候属暖温带半湿润大陆性季风气候。全市年均降水量为727.9mm，年相对变率为17~23%，其中夏季降水最多，季降水量平均529.8mm，占全年降水量的73%。由于地貌影响，全市年均降水量东部大于西部，山区大于平原，因此具有降水量稳定但时间、空间分布不均的特点。泰安市年均气温12.9℃。7月份最高平均气温为26.4℃，1月份最低平均气温为-2.6℃，极端最高气温42.5℃，极端最低气温-22.6℃。由于受泰山、徂徕山的影响，平均气温西部高于东部，南部高于北部，山下（平原）高于山上。全市3月份相对湿度最小，为57%；8月份最大，为80%。全市年均日照时数2582.3h，年日照百分率58.3%，其中5月份日照时数最长，为273.3h。泰山因其特殊的地理环境，山顶、山下日照情况差异较大，山顶年日照时数2893h，山下2464h。年均光能辐射总量为129~125kcal/cm2。泰安市风向和风力一年之中变化幅度较大，冬季以北到东北风为主，其它季节以南到东南风为主。每年有8级以上大风日数为18.5d，其中新泰市为13.5d，其它各县市均在10d以下。大风最多月份为3~5月份，风速平均3.7m/s；最少为8~9月份，风速平均2m/s以下。2.2社会经济截止至2018年末，泰安市总人口为564.00万，其中城镇人口为348.95万，城镇化率为62%，人口密度为727人/km2。全市生产总值3651.53亿元，人均生产总值64714元。第一产业增加值285.37亿元，第二产业增加值1615.21亿
第3章基于SWAT模型的城市水资源供给端研究12第3章基于SWAT模型的城市水资源供给端研究3.1SWAT模型原理介绍土壤和水资源评估工具模型（SoilandWaterAssessmentTool,SWAT）是由美国农业部开发的一种连续时间分布式水文模型，用于模拟地表水和地下水的水量与水质，并评估水土流失，面源污染和气候变化等对环境的影响[53]。SWAT模型因其具有可视性强、计算效率高、可以长时期连续模拟等特点，被广泛的应用到流域水资源模拟中[54-57]。SWAT模型水文模拟结构图如图3-1所示。图3-1SWAT模型水文模拟结构图[58]Fig.3-1HydrologicalsimulationstructurediagramofSWATmodelSWAT模型水文循环过程由陆面部分和水面部分组成[59]。陆面部分包括大气水过程、土壤水过程和地下水过程。大气水过程主要为降水、植被冠层截留和蒸发以及积雪融雪和升华的过程。降水根据日平均温度和降雪基温的高低划分成降雨和降雪。降雨先被植被冠层截留后达到地面，截留能力根据叶面积指数计算。截留蒸发通过计算参考作物腾发量后确定，参考作物腾发量分为三种计算方式：Penman-Monteith公式、
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国工业节水现状及补短板途径讨论[J]. 左其亭,刁艺璇. 西北大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]非常规水源利用现状、问题与对策[J]. 王建华,柳长顺. 中国水利. 2019(17)
[3]基于WEAP模型的塔里木河干流水资源调配方案研究[J]. 魏光辉,姜振盈. 人民珠江. 2019(06)
[4]山东省非常规水资源利用现状及途径分析[J]. 刘德东,石飞,刘廷廷,张娟. 中国水利. 2019(09)
[5]农业节水灌溉措施探究[J]. 吴爱雪. 河南水利与南水北调. 2019(02)
[6]农村居民生活用水节水意识及其影响机制——基于江苏省沭阳县入户调查的实证分析[J]. 姚科艳,许朗. 江苏农业科学. 2018(21)
[7]基于MIKE SHE模型的华北平原水资源利用情景分析[J]. 赖冬蓉,秦欢欢,万卫,郑春苗. 水资源与水工程学报. 2018(05)
[8]基于系统动力学的北京市需水量预测及缺水分析[J]. 秦欢欢,赖冬蓉,万卫,孙占学. 科学技术与工程. 2018(21)
[9]2018年～2020年河南省GDP预测研究——基于ARIMA模型[J]. 赵囡. 洛阳理工学院学报(社会科学版). 2018(03)
[10]中国人口预测方法及未来人口政策[J]. 王广州. 财经智库. 2018(03)
博士论文
[1]北方水资源短缺流域生态-水文响应机制研究[D]. 侯蕾.中国水利水电科学研究院 2019
[2]气候变化下基于SWAT模型的钱塘江流域水文过程研究[D]. 张徐杰.浙江大学 2015
[3]我国不同尺度灌溉用水效率评价与管理研究[D]. 冯保清.中国水利水电科学研究院 2013
[4]江河流域水资源统一管理的理论与实践[D]. 乔西现.西安理工大学 2008
硕士论文
[1]大理河流域水沙变化特征的模拟研究[D]. 韩芦.西安理工大学 2019
[2]环境变化情景下洮儿河流域水资源响应及预测[D]. 孙嘉琪.吉林大学 2019
[3]分布式水文模型SWAT在黄河源区径流模拟中的应用研究[D]. 周群.兰州理工大学 2019
[4]北京市水资源供需预测[D]. 康可.北京交通大学 2018
[5]基于SWAT模型的流域水资源演变机制及归因分析[D]. 陈琰.中国水利水电科学研究院 2018
[6]变化环境下大汶河流域径流响应研究[D]. 杨梦林.济南大学 2017
[7]基于WEAP模型的呼图壁水资源模拟与优化配置研究[D]. 杨霞.新疆大学 2017
[8]基于WEAP模型的丽江市水资源供需平衡分析[D]. 王天华.长江科学院 2017
[9]基于WEAP模型的党河流域水资源可持续发展能力研究[D]. 柴晓伟.清华大学 2017
[10]基于SWAT模型的北洛河流域生态水文过程模拟与预测研究[D]. 胡胜.西北大学 2015
本文编号：3569161
【文章来源】：北京建筑大学北京市
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
泰安市行政区划图
第2章研究区概况10图2-2泰安市地貌类型图Fig.2-2GeomorphytypemapofTai"an泰安市气候属暖温带半湿润大陆性季风气候。全市年均降水量为727.9mm，年相对变率为17~23%，其中夏季降水最多，季降水量平均529.8mm，占全年降水量的73%。由于地貌影响，全市年均降水量东部大于西部，山区大于平原，因此具有降水量稳定但时间、空间分布不均的特点。泰安市年均气温12.9℃。7月份最高平均气温为26.4℃，1月份最低平均气温为-2.6℃，极端最高气温42.5℃，极端最低气温-22.6℃。由于受泰山、徂徕山的影响，平均气温西部高于东部，南部高于北部，山下（平原）高于山上。全市3月份相对湿度最小，为57%；8月份最大，为80%。全市年均日照时数2582.3h，年日照百分率58.3%，其中5月份日照时数最长，为273.3h。泰山因其特殊的地理环境，山顶、山下日照情况差异较大，山顶年日照时数2893h，山下2464h。年均光能辐射总量为129~125kcal/cm2。泰安市风向和风力一年之中变化幅度较大，冬季以北到东北风为主，其它季节以南到东南风为主。每年有8级以上大风日数为18.5d，其中新泰市为13.5d，其它各县市均在10d以下。大风最多月份为3~5月份，风速平均3.7m/s；最少为8~9月份，风速平均2m/s以下。2.2社会经济截止至2018年末，泰安市总人口为564.00万，其中城镇人口为348.95万，城镇化率为62%，人口密度为727人/km2。全市生产总值3651.53亿元，人均生产总值64714元。第一产业增加值285.37亿元，第二产业增加值1615.21亿
第3章基于SWAT模型的城市水资源供给端研究12第3章基于SWAT模型的城市水资源供给端研究3.1SWAT模型原理介绍土壤和水资源评估工具模型（SoilandWaterAssessmentTool,SWAT）是由美国农业部开发的一种连续时间分布式水文模型，用于模拟地表水和地下水的水量与水质，并评估水土流失，面源污染和气候变化等对环境的影响[53]。SWAT模型因其具有可视性强、计算效率高、可以长时期连续模拟等特点，被广泛的应用到流域水资源模拟中[54-57]。SWAT模型水文模拟结构图如图3-1所示。图3-1SWAT模型水文模拟结构图[58]Fig.3-1HydrologicalsimulationstructurediagramofSWATmodelSWAT模型水文循环过程由陆面部分和水面部分组成[59]。陆面部分包括大气水过程、土壤水过程和地下水过程。大气水过程主要为降水、植被冠层截留和蒸发以及积雪融雪和升华的过程。降水根据日平均温度和降雪基温的高低划分成降雨和降雪。降雨先被植被冠层截留后达到地面，截留能力根据叶面积指数计算。截留蒸发通过计算参考作物腾发量后确定，参考作物腾发量分为三种计算方式：Penman-Monteith公式、
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国工业节水现状及补短板途径讨论[J]. 左其亭,刁艺璇. 西北大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]非常规水源利用现状、问题与对策[J]. 王建华,柳长顺. 中国水利. 2019(17)
[3]基于WEAP模型的塔里木河干流水资源调配方案研究[J]. 魏光辉,姜振盈. 人民珠江. 2019(06)
[4]山东省非常规水资源利用现状及途径分析[J]. 刘德东,石飞,刘廷廷,张娟. 中国水利. 2019(09)
[5]农业节水灌溉措施探究[J]. 吴爱雪. 河南水利与南水北调. 2019(02)
[6]农村居民生活用水节水意识及其影响机制——基于江苏省沭阳县入户调查的实证分析[J]. 姚科艳,许朗. 江苏农业科学. 2018(21)
[7]基于MIKE SHE模型的华北平原水资源利用情景分析[J]. 赖冬蓉,秦欢欢,万卫,郑春苗. 水资源与水工程学报. 2018(05)
[8]基于系统动力学的北京市需水量预测及缺水分析[J]. 秦欢欢,赖冬蓉,万卫,孙占学. 科学技术与工程. 2018(21)
[9]2018年～2020年河南省GDP预测研究——基于ARIMA模型[J]. 赵囡. 洛阳理工学院学报(社会科学版). 2018(03)
[10]中国人口预测方法及未来人口政策[J]. 王广州. 财经智库. 2018(03)
博士论文
[1]北方水资源短缺流域生态-水文响应机制研究[D]. 侯蕾.中国水利水电科学研究院 2019
[2]气候变化下基于SWAT模型的钱塘江流域水文过程研究[D]. 张徐杰.浙江大学 2015
[3]我国不同尺度灌溉用水效率评价与管理研究[D]. 冯保清.中国水利水电科学研究院 2013
[4]江河流域水资源统一管理的理论与实践[D]. 乔西现.西安理工大学 2008
硕士论文
[1]大理河流域水沙变化特征的模拟研究[D]. 韩芦.西安理工大学 2019
[2]环境变化情景下洮儿河流域水资源响应及预测[D]. 孙嘉琪.吉林大学 2019
[3]分布式水文模型SWAT在黄河源区径流模拟中的应用研究[D]. 周群.兰州理工大学 2019
[4]北京市水资源供需预测[D]. 康可.北京交通大学 2018
[5]基于SWAT模型的流域水资源演变机制及归因分析[D]. 陈琰.中国水利水电科学研究院 2018
[6]变化环境下大汶河流域径流响应研究[D]. 杨梦林.济南大学 2017
[7]基于WEAP模型的呼图壁水资源模拟与优化配置研究[D]. 杨霞.新疆大学 2017
[8]基于WEAP模型的丽江市水资源供需平衡分析[D]. 王天华.长江科学院 2017
[9]基于WEAP模型的党河流域水资源可持续发展能力研究[D]. 柴晓伟.清华大学 2017
[10]基于SWAT模型的北洛河流域生态水文过程模拟与预测研究[D]. 胡胜.西北大学 2015
本文编号：3569161
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