气候变化条件下石羊河流域农业灌溉需水量的模拟与预测

根据石羊河流域及周边共11个气象站点1959—2012年的逐日气象资料,利用大气环流模型Had CM3的输出和SDSM统计降尺度模型,生成A2、B2两种排放情景下未来石羊河流域各站点2020 s,2050 s和2080 s的ET0和降水日值;使用作物系数法,扣除有效降雨量,计算现状和未来不同作物净灌溉定额、流域净灌溉需水量和耗水量;应用反距离加权插值法(IDW)研究作物净灌溉定额的空间分布特征。结果表明,石羊河流域小麦、玉米、甜椒、棉花、胡麻和苹果的多年平均作物净灌溉定额都呈现从西南到东北递增的趋势,预测未来气候变化情景下,6种典型作物净灌溉定额呈增加趋势;多年平均流域净灌溉需水量为12.65×108m3,多年平均耗水量为15.42×10~8m~3;在种植结构维持现状条件下,预计2020 s,2050 s和2080 s,在Had CM3模式的A2情景下净灌溉需水量分别为13.45×108m3、15.02×10~8m~3、16.94×10~8m~3,耗水量分别为15.53×10~8m~3、16.65×10~8m~3、18.18×108m~3,B2情景下净灌溉需水量分别为13.55×108m3、14.63×10~8m~3、15.51×10~8m~3,耗水量分别为15.56×10~8m~3、16.34×10~8m~3、17.00×108m3~,未来流域净灌溉需水量和耗水量都呈明显上升趋势,且A2情景下的上升幅度大于B2情景。石羊河流域的农业灌溉需水在未来将持续增加,2050 s之后增加趋势更为显著。     

石羊河流域主要作物的需水量及需水规律的研究

试验于2008年在甘肃武威进行,采用水量平衡法在充分灌溉的条件下研究了石羊河流域春小麦、春玉米、制种油葵、色素辣椒、小麦/玉米带田等5种作物的需水量及需水规律,并根据作物生育期需水规律提出了适宜的灌溉制度.试验结果表明,春小麦全生育期需水量为480.5 mm,需水关键期为拔节期和抽穗开花期;春玉米需水量为569.0 m...     

石羊河流域经济发展与生态保护对策

甘肃省石羊河流域是资源性缺水地区,水资源严重地制约着当地的社会经济发展,同时,由于社会经济系统大量挤占了生态用水,下游民勤绿洲的生态系统已濒临崩溃。通过分析地下水与干旱区生态植被系统的关系,在量化流域生态恢复目标的基础上,提出了石羊河流域经济发展与生态保护对策。建议建立石羊河节水型生态特区,并初步进行了规划,对节水型生态特区的发展进行了讨论。     

石羊河流域生态风险敏感性因子的确定

本文从风险的角度对石羊河流域日益恶化的生态环境问题进行了探讨。首先 ,在系统定性分析的基础上 ,将石羊河流域生态风险分为水资源短缺风险及土壤和植被破坏风险 ,并建立了相应的风险指标体系。然后 ,对流域内 6个行政分区的风险因子值进行了获取工作。针对石羊河流域的实际资料 ,采用主成分分析法和改进的灰色关联度法对风险因子进行筛选 ,最终确定出敏感性风险因子 ,为进一步进行风险评价奠定了基础 ,同时也为制订风险的防范措施和对策提供了理论依据。     

石羊河流域北部平原区生态安全评价

论文采用主成分聚类分析的方法对石羊河流域北部平原区生态安全进行评价,并对影响指标进行了分类。在建立生态安全评价指标体系的基础上,用主成分分析剔除存在相关性、信息重叠的指标,得到具有代表性的主成分指标代替原来的评价指标,对流域生态安全进行聚类分析。所得符合实际,可为石羊河流域生态环境综合治理提供参考。     

基于SRP模型的石羊河流域生态脆弱性评价

随着社会经济的快速发展,各地区生态环境脆弱性日益显现。文中通过SRP概念模型构建石羊河流域生态脆弱性评价指标体系,利用遥感和GIS技术,采用主成分分析法,系统、定量地对石羊河流域2005、2010、2015年生态脆弱性进行评价。结果表明:1)受自然因素和人为因素共同影响,石羊河流域生态脆弱程度整体处于重度脆弱水平;2)空间上,石羊河流域生态脆弱性总体分布呈从上游到下游明显加重的趋势,重度脆弱面积和极度脆弱面积占总面积的比重较大;时间上,流域在2005～2015年间生态状况总体呈轻微转好的态势;3)石羊河流域生态脆弱性具有强烈的空间自相关特征。     

基于3S的石羊河流域生态功能区划研究

生态功能区划是生态系统和自然资源科学管理及持续利用的基础,可为生态恢复与重建提供科学依据。在综合分析石羊河流域生态环境基本特征的基础上,确定生态功能区划原则、依据、方法及命名,探讨利用3S技术进行生态功能区划的方法,分析各功能区的主要特征。对石羊河流域生态环境综合治理具有重要的现实意义。     

石羊河流域上游生态系统服务价值的变化研究

研究土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响具有重要意义。以石羊河流域上游2000年和2006年30×30m分辨率的Landsat TM图像解译数据为基础,采用谢高地等人制定的中国陆地生态系统单位面积服务价值表,估算了石羊河流域上游土地利用变化引起的生态系统服务价值变化。研究结果表明:2000～2006的6年间,土地利用变化损害了该区域生态系统的服务功能,使生态系统服务价值从2000年的100亿元降低到2006年的97.18亿元,损失了28.82亿元,减幅达2.82%。应加强祁连山水源涵养林区、天然草场的保护和建设,加强耕地和湿地的封育保护,合理控制城镇建设用地的扩展,尽可能恢复和提高石羊河流域上游生态系统服务功能。     

基于IRSEI的石羊河流域生态环境质量时空变化及驱动力分析

基于绿度、湿度、热度、盐度、荒漠化程度五个指标，构建了改进遥感生态指数IRSEI,提出了完全基于遥感数据的石羊河流域生态环境质量综合评价方法。以2000-2020年为时间序列，对石羊河流域生态环境质量时空分布特征和驱动因素进行了分析。结果表明：石羊河流域生态环境质量整体偏低，空间差异显著；近20年间，流域生态环境质量整体有所改善，绿洲边缘、上游林地和草地区域改善较显著；流域生态环境质量受自然因素和人为因素共同影响，年平均气温、年降水量、海拔、土地利用类型是流域生态环境质量空间分异的主要驱动力因子，驱动因子之间的交互作用表现为双因子增强和非线性增强，土地利用类型和其他驱动因子的交互作用最为明显。     

石羊河流域生态经济系统的主要问题与协调发展对策

石羊河流域是社会经济活动对水资源依赖性极强的区域,水资源的供需状况成了决定本区发展的生命线。随着人口的增长和经济的发展,石羊河流域的水资源严重超载,社会经济用水挤占生态用水,原有的水资源利用方式和经济发展模式已经不能适应整个流域可持续发展的需要,生态环境日益恶化,植被退化、枯死,沙漠不断向绿洲逼近,沙尘暴频发。在反思惨痛教训的基础上,提出了石羊河流域上中下游的功能定位。为了保证生态经济系统的协调发展,提出了该流域的发展对策。     

渭河(陕西段)河道生态需水量估算

以河道生态系统为基点,考虑最原始的河道生态系统的结构和功能,结合渭河河道的水文特点,认为渭河河道的生态需水包括两方面:河流的基本生态基流量为3.579455亿m3;河流输沙需水量为38.1424亿m3。河流基本生态基流量以早期未遭到人类破坏的河流(渭河1963-1983年)最小月平均实测径流量的多年平均值作为基准;河流输沙需水量以多年平均输沙量与多年最大月平均含沙量的平均值的比值来计算。渭河河道的生态需水合计为41.711亿m3。     

石羊河流域武威区域水资源供需平衡分析

针对石羊河流域严重的缺水问题,在评价现状水资源供需平衡的基础上,预测了该流域近期的水资源供需平衡,分析了缺水程度,提出了强化节水措施及其达到的目标、实施外流域调水的方案和防治水污染的对策。     

石羊河下游生态输水对区域生态环境的影响

通过遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术手段,选用2001、2006、2009年和2015年的Landsat TM/OLI遥感影像作为数据源,通过提取植被覆盖度指数(VFC)、沙漠化指数(DI)、土壤盐渍化指数(MSI)、土壤湿度(WI)、绿度指数(GVI)和地表温度指数(LST)等指标,构建遥感生态综合指数(RSECI),对生态输水项目实施以来石羊河下游生态环境状况进行定性和定量评估。结果表明:(1)从时间变化来看,RSECI值从2001年的0.42上升到2015年的0.48,这表明2015年的生态环境比2001年显著改善。从不同时段分区面积变化情况来看,2001—2006,2006—2009,2009—2015年3个时段内,生态环境改善的区域面积分别为357.08、397.77、1 637.98 km²,而恶化的区域面积分别为100.24、1 386.14、398.83 km²。这表明在实施生态输水初期,石羊河下游的生态环境没有显著改善,且绿洲部分地区还有恶化趋势,但在生态输水持续进行后,石羊河下游绿洲的环境得到显著改善。(2)从空间...     

基于生态环境保护的且末绿洲生态需水量研究

且末绿洲地处塔里木盆地东南缘生态脆弱区,气候极端干旱,降水稀少,蒸发剧烈。且末绿洲得益于车尔臣河浇灌,形成历史悠久的灌溉农业。近年来,由于人口剧增、大量开荒、水资源的不合理利用、土壤盐渍化以及自身的自然灾害严重地困扰着且末绿洲及其经济的可持续发展。文中根据且末绿洲实地考察、历年统计资料及生态环境特点分析的基础上,利用遥感技术、水文地质调查等手段对该地区绿洲规模动态变化进行了剖析。根据适宜的生态需水研究方法计算出且末生态需水量为3.014×108m3。因为生态需水量与可利用水资源量在数值上非常接近,即表明没有多余的水资源可用来进行绿洲扩建。所以必须规范且末绿洲的用水,集约利用水资源,尽量恢复未完全破坏的生态环境。这对且末生态环境的保护及维持绿洲生态稳定性,进而协调经济用水和生态用水的合理配置,促进且末生态性节水性社会的建设具有重要意义。     

石羊河流域水资源问题及其对策

从石羊河流域水资源短缺、植被退化、土壤盐渍化和水质恶化等方面,分析了由于流域水资源的不合理开发利用所产生的负面影响,提出了开源节流、水资源优化配置、建立流域水资源权威管理机构等水资源合理开发利用的途径和建议。     

白杨河流域水资源可利用量与生态耗水分析

水资源是人类社会赖以生存、发展必不可少的物质基础,是干旱地区生态系统的关键生境要素。在分析白杨河流域概况及水资源特性的基础上,对区域水资源可利用量及生态耗水现状与生态需水预测进行了初步探讨。说明干旱区水资源的开发利用,应充分考虑区域生态用水的要求,杜绝盲目、掠夺式开发,使区域内自然生态系统得以休养生息。     

基于植被生态需水的区域水资源结构调整

通过确定泾河流域各类植被生态需水定额,再利用面积定额法计算生态需水量,对植被需水量、需水结构和单位面积需水量进行分析.结论如下:林地适宜生态需水量为341 773.23×104 m3,草地需水569 705.99万m3,农作物需水740 543.20万m3.其中农作物以小麦、玉米、各种谷物、蔬菜瓜果类需水最多.作物需水占植被总需水量的近一半,但作物生态效益远远小于林地和草地,其中还有一部分耕地为坡耕地.泾河流域不同的林、草、农作物比例和农作物种植结构,使得各县植被单位面积需水量和农作物单位面积需水量差异很大.前者的最大值在泾阳县,为5 339 m3/hm2,最小值在环县,为2 082 m3/hm2,平均值为3 081m3/hm2 ;后者的最大值在泾阳县,为5 682 m3/hm2,最小值在定边县,为4 022 m3/hm2,平均值为4 583m3/hm2.基于以上计算与分析,提出泾河流域水资源调整的对策为:以系统论为指导,实现生态环境与经济的协调发展;通过调整农作物、林地、草地种植结构和调整农作物内部结构是实现水资源合理配置重要一环,退耕还林还草,尤其是增加草地种植比例,提高林地、草地的覆盖度,是改善泾河流域生态环境的根本出路;多角度实施农业节水;树立流域系统协调发展观念,完善流域综合管理机制;进一步完善与解决相关科学问题.     

基于支持向量机的石羊河流域径流模拟适用性评价

基于VC维和结构化风险最小理论的支持向量机方法因具有较好的学习和泛化能力而在预测预报领域得到广泛的应用。文中选取当月平均降水量、上月平均降水量以及当月平均相对湿度、平均最高气温和平均最低气温五个预报因子,采用Gridsearch算法优化参数,建立了基于支持向量机的月径流预报模型,并将其应用于石羊河流域八个子流域,定量分析其适用性。结果表明:模型在率定期和验证期模拟的平均Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.831和0.806,相对误差分别在6%和5%以内;除个别峰值模拟较小之外,流量序列整体模拟效果较好;模型在丰水时段模拟值小于实测值,枯水时段模拟值大于实测值,在平水时段和枯水时段的模拟效果要优于丰水月份。因此,支持向量机模型在石羊河流域具有较好的适用性,可用于该流域的中长期水文预报。