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基于SWAT模型的徒骇河流域生态需水量研究

李亚平  
【摘要】:随着人口增长和经济社会的快速发展,水资源严重短缺,并引起了一系列严重的生态问题,为保护和改善生态环境,必须保证生态系统留有足够的水量,以维持生态系统的良性循环,因此对生态需水的研究具有重要的意义。 本文总结了国内外关于生态需水研究进展,指出目前生态需水研究领域存在的主要问题,即将各个子系统系统割裂开来,而流域内各个子系统之间是相互影响的,徒骇河流域受人类影响严重,土地利用方式的改变不仅改变了陆地生态需水,同时间接改变了河流径流量以及水质状况,从而导致对河流水文变化的定量化描述较为困难,因此,对徒骇河流域的生态需水的研究、预测应该结合水循环过程,本文提出结合SWAT分布式水文模型预测生态需水的方法。 论文首先针对徒骇河流域的特征,构建了徒骇河流域的分布式水文模型,并进行了模型在该流域的适用性评价。然后对流域内水资源现状及其主要的生态问题进行了综合分析,提出了徒骇河流域内各子系统生态需水的计算方法,并以月为尺度计算了流域现状年的生态需水量。流域内年需水总量为246.11106m3,占地表水资源量的38.96%。河道外生态需水总量为79.55106m3,其中,城市生态需水所占比例最大;河流生态需水量为166.56106m3,由于徒骇河水质污染严重,水质净化需水占河流生态需水的绝大部分。然后,文章利用SWAT模型模拟了流域内不同的生态建设目标下的水文变化情况,并据此预测了未来不同水平年不同生态恢复目标下的生态需水量。结果表明,2015年、2020年、2030年河道外生态需水呈逐年增长的趋势,河流生态需水不断减少,但是河流自身径流量仍不能满足其稀释净化需水,可以考虑首先将黄河等外来引水调入徒骇河,以增强水体的自净能力,增大河流水环境容量。流域内应加强水资源的优化配置,全面开展节水措施,充分利用雨水、废污水等回用水,同时,可适当增加经济林地的建设。 本文提出了徒骇河流域的生态需水量,可为流域水资源规划管理提供参考,同时在计算河流生态需水时考虑了农业等非点源污染的影响,以流域生态保护目标为依据,结合SWAT分布式水文模型预测了流域内不同水平年的生态需水量,为生态需水尤其是河流生态需水的定量化预测研究提供新的计算思路。


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