基于不同土地利用情景下的汉江流域生态需水量研究

摘要

生态需水是流域水资源分配中的重要组成部分，是保证流域生态系统健康稳定、正常发挥的基本需水量。在现代生产生活需水量越来越大的条件下，很多区域出现了生产生活需水大量挤占生态需水的情况。因此，研究流域生态需水量，保证流域生态需水量可以达到一定生态要求，是进行流域水资源合理分配的重要条件。
　　湖北省境内的汉江流域工农业发达、人口集聚度高，流域内的水资源相对比较丰富。但是受南水北调中线工程的影响，流域内的来水量会有所减少，那么流域的生态需水量势必1也会受到影响，进而影响流域的生态环境健康。因此，本文设置了调水和不调水两种情景，分别研究这两种不同情景下流域未来的生态需水量，并对研究结果进行对比，比较其差异。
　　本文关于生态需水量的计算是以未来各土地利用类型的面积为基础，因此，首先必须对流域内未来的土地利用变化进行模拟。土地利用变化的模拟基于CLUE-S模型，该模型对中小尺度土地利用的模拟具有较高准确性。利用模型，在调水和不调水两种情景下模拟了未来30年6大土地利用类型的变化情况，其主要的步骤有:在Arcgis平台上对CLUE-S模型所需的数据处理后，利用CLUE-S模型自带的转换工具，将所有数据转换为模型可以识别的ASCII文件，再将模型所需的所有文件放入模型文件夹下，运行模型，得出两种情景下未来30年的土地利用情况。将得出的结果再放入Arcgis中，转换为土地利用图。
　　根据模拟结果，对流域生态系统进行分类，主要分为林地、草地、农田、城镇和水域这五大类。其中林地、草地和农田系统根据模型模拟的土地利用面积计算生态需水量，城镇系统的生态需水量以公共绿地面积为主，水域系统生态需水量的计算则主要利用Tennant法和最小月平均径流量法。在计算出各子系统的生态需水量后，根据生态需水整合原则，整合出整个流域系统的生态需水量。本研究的结论主要如下:
　　(1)模型模拟结果显示，在预设的两种情景下，研究区未来的耕地和建设用地都表现为增长的趋势，林地、水域和未利用地都表现为减少的趋势，草地则没有发生变化，但调水情景的土地面积变化幅度明显小于不调水情景。
　　(2)在各大系统中，水域系统生态需水量最大，其次是农田系统和林地系统，这三大系统是流域生态需水的最主要类型。水域系统生态需水量的大小直接决定了整个流域生态需水量的大小。
　　(3)两种情景相比，不调水情景下，流域整体的生态需水量随着时间的推移缓慢增加，即未来流域生态需水量的需求不断增多;调水隋景下，流域未来的生态需水量随着时间的推移大幅减少。即南水北调工程实施后，流域的生态需水量将会大幅减少。这样的结果表明，调水工程的实施会对整个流域生态系统的安全性，稳定程度带来较大威胁。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 国外研究进展

1．2．2 国内研究进展

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

1．3．3 研究步骤

2 理论与方法

2．1 CLUE-S模型

2．1．1 空间分析-Logistic回归分析

2．1．2 转换规则

2．1．3 动态模拟

2．1．4 模型数据

2．2 流域生态需水量研究方法

2．2．1 流域生态需水概念

2．2．2 流域生态需水分类

2．2．3 陆地系统生态需水计算方法

2．2．4 水域系统生态需水量计算方法

2．2．5 流域生态需水整合原则

3 实证研究

3．1 研究区概况

3．1．1 自然地理概况

3．1．2 社会经济概况

3．2 数据来源与数据处理

3．2．1 数据来源

3．2．2 数据处理

3．3 不同情景下CLUE-S模型输出的土地利用数据

3．3．1 Logistic回归分析结果

3．3．2 不同情景下的土地需求预测

3．3．3 模型参数设置

3．3．4 不调水情景下的未来土地利用

3．3．5 调水情景下的未来土地利用

3．4 不同情景下的流域生态需水计算

3．4．1 不调水情景下陆地系统生态需水量

3．4．2 不调水情景下水域系统生态需水量

3．4．3 调水情景下陆地系统生态需水量

3．4．4 调水情景下水域系统生态需水量

3．4．5 流域生态需水整合

3．4．6 两种情景的结果比较

4 讨论

4．1 关于数据的讨论

4．2 关于研究结果的讨论

5 结论

参考文献

致谢