灌區(qū)地下水承載力評(píng)價(jià)理論與實(shí)踐

前言

　　灌區(qū)在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著重要角色。但是，由于氣候變化及人類(lèi)活動(dòng)的增強(qiáng)，灌區(qū)的水循環(huán)和水資源狀況發(fā)生了巨大的變化，導(dǎo)致許多灌區(qū)出現(xiàn)了一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，例如，地下水降落漏斗增多增大，地表水水質(zhì)惡化，地下水總礦化度、總硬度、硝酸鹽和氟超標(biāo)，植被退化，土地荒漠化等。灌區(qū)水生態(tài)環(huán)境問(wèn)題威脅著灌區(qū)的用水和生態(tài)環(huán)境安全，威脅到糧食生產(chǎn)安全，制約了當(dāng)?shù)厣鐣?huì)的和諧發(fā)展。水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基。人與自然和諧共處的關(guān)鍵問(wèn)題在于人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展不能超過(guò)資源和環(huán)境的承載力。灌區(qū)地下水承載力研究，對(duì)灌區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)和地下水資源的可持續(xù)利用具有重要意義。　　灌區(qū)水文循環(huán)及水資源演變規(guī)律受自然水循環(huán)和人類(lèi)活動(dòng)作用下的水循環(huán)共同影響，涉及氣候氣象、地形地貌、水文地質(zhì)、河流水系、作物種植、土地利用、水利工程、灌溉排水、蓄水及地下水開(kāi)采等諸多因素，形成了復(fù)雜的自然一人類(lèi)活動(dòng)復(fù)合水循環(huán)系統(tǒng)。水文循環(huán)過(guò)程決定了水資源的形成及其相關(guān)問(wèn)題的產(chǎn)生，任何水資源問(wèn)題的真正解決都不能脫離水文循環(huán)的研究。

內(nèi)容概要

《灌區(qū)地下水承載力評(píng)價(jià)理論與實(shí)踐》論述了灌區(qū)地下水承載力評(píng)價(jià)的理論與方法及在典型灌區(qū)的應(yīng)用。主要內(nèi)容包括：灌區(qū)地下水承載力的概念、內(nèi)涵、影響因素及研究基礎(chǔ)等基本理論，灌區(qū)水文循環(huán)的基本理論與模型，典型灌區(qū)分布式水文模型的建立，基于指標(biāo)體系的灌區(qū)地下水承載力評(píng)價(jià)模型，灌區(qū)地下水承載力多目標(biāo)評(píng)價(jià)模型，灌區(qū)地下水承載力風(fēng)險(xiǎn)分析。全書(shū)理論與實(shí)例相結(jié)合，內(nèi)容翔實(shí)，層次分明，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。
《灌區(qū)地下水承載力評(píng)價(jià)理論與實(shí)踐》可供從事水利、環(huán)境、農(nóng)業(yè)工程、水文地質(zhì)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的科研和管理人員參考使用，也可供大專(zhuān)院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生參考閱讀。

作者簡(jiǎn)介

無(wú)

書(shū)籍目錄

前言第1章 緒論1.1 研究背景及意義1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 水資源承載力研究現(xiàn)狀1.2.2 灌區(qū)水文循環(huán)研究現(xiàn)狀1.2.3 存在的問(wèn)題及研究趨勢(shì)1.3 主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線(xiàn)1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容1.3.2 技術(shù)路線(xiàn)第2章 灌區(qū)地下水承載力理論探析2.1 灌區(qū)地下水承載力的概念、內(nèi)涵和特征2.1.1 灌區(qū)地下水承載力的概念2.1.2 灌區(qū)地下水承載力的內(nèi)涵2.1.3 灌區(qū)地下水承載力的特征2.2 灌區(qū)地下水承載力影響因素2.2.1 水資源數(shù)量和質(zhì)量2.2.2 水資源開(kāi)發(fā)利用程度和方式2.2.3 生態(tài)環(huán)境狀況2.2.4 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平2.2.5 科技水平2.2.6 人口及生活水平2.2.7 其他資源2.2.8 管理體制和政策法規(guī)2.3 灌區(qū)地下水承載力研究的理論基礎(chǔ)2.3.1 灌區(qū)水資源-社會(huì)經(jīng)濟(jì)-生態(tài)環(huán)境復(fù)合系統(tǒng)2.3.2 自然和人類(lèi)活動(dòng)作用下的水文循環(huán)過(guò)程與機(jī)制2.3.3 可持續(xù)發(fā)展理論2.3.4 廣義水資源系統(tǒng)理論2.4 本章小結(jié)第3章 灌區(qū)水文循環(huán)的基本理論與模型3.1 灌區(qū)水循環(huán)模式3.1.1 自然水循環(huán)系統(tǒng)3.1.2 人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水循環(huán)的影響3.1.3 灌區(qū)自然-人類(lèi)活動(dòng)作用下的水循環(huán)模式3.2 SWAT和MODFLOW耦合的分布式水文模型3.2.1 SWAT模型概述3.2.2 MODFLOW模型概述3.2.3 SWAT模型的不足與改進(jìn)3.2.4 SWAT-MODFLOW耦合模型的結(jié)構(gòu)3.2.5 SWAT-MODFLOW耦合模型的原理3.3 本章小結(jié)第4章 典型灌區(qū)的分布式水文模型建立4.1 研究區(qū)概況4.1.1 自然地理4.1.2 灌排河渠4.1.3 水文地質(zhì)條件4.1.4 水資源水環(huán)境狀況4.2 水文模型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)構(gòu)建4.2.1 地形4.2.2 土壤屬性4.2.3 土地利用類(lèi)型4.2.4 氣象數(shù)據(jù)4.2.5 水文地質(zhì)參數(shù)4.2.6 農(nóng)業(yè)管理措施4.3 水文模型建立4.3.1 流域劃分4.3.2 水文響應(yīng)單元HRUs劃分4.3.3 地下水?dāng)?shù)值模型4.4 水文模型率定和驗(yàn)證4.4.1 模型率定4.4.2 模型驗(yàn)證4.5 基于分布式水文模型的水資源評(píng)價(jià)4.5.1 水資源評(píng)價(jià)4.5.2 水資源可用量4.6 本章小結(jié)第5章 基于指標(biāo)體系灌區(qū)地下水承載力評(píng)價(jià)模型5.1 灌區(qū)地下水承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立5.1.1 指標(biāo)選取的原則5.1.2 指標(biāo)體系的構(gòu)建5.2 地下水承載力模糊綜合評(píng)價(jià)模型5.2.1 多層次模糊綜合評(píng)價(jià)模型5.2.2 評(píng)價(jià)典型年及評(píng)價(jià)分區(qū)5.2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)及等級(jí)界定5.2.4 地下水承載力模糊層次綜合評(píng)價(jià)5.3 地下水承載力TOPSIS評(píng)價(jià)模型5.3.1 評(píng)價(jià)原理和模型5.3.2 基于TOPSIS法承載力評(píng)價(jià)5.4 本章小結(jié)第6章 灌區(qū)地下水承載力多目標(biāo)評(píng)價(jià)模型6.1 灌區(qū)地下水承載力多目標(biāo)評(píng)價(jià)原理和流程6.1.1 灌區(qū)地下水承載力多目標(biāo)評(píng)價(jià)原理6.1.2 灌區(qū)地下水承載力多目標(biāo)評(píng)價(jià)流程6.2 灌區(qū)地下水承載力多目標(biāo)評(píng)價(jià)模型6.2.1 模型建立6.2.2 目標(biāo)函數(shù)6.2.3 約束條件6.3 模型求解6.3.1 多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題求解方法6.3.2 改進(jìn)的粒子群算法6.3.3 基于TOPSIS法的承載力多目標(biāo)PSO算法6.4 灌區(qū)需水量預(yù)測(cè)6.4.1 農(nóng)業(yè)需水預(yù)測(cè)6.4.2 第二產(chǎn)業(yè)需水預(yù)測(cè)6.4.3 第三產(chǎn)業(yè)需水預(yù)測(cè)6.4.4 生活需水預(yù)測(cè)6.4.5 生態(tài)環(huán)境需水預(yù)測(cè)6.4.6 需水總量6.5 地下水承載力評(píng)價(jià)6.5.1 承載力評(píng)價(jià)模型構(gòu)建6.5.2 現(xiàn)狀年地下水承載力6.5.3 規(guī)劃水平年地下水承載力6.6 本章小結(jié)第7章 灌區(qū)地下水承載力風(fēng)險(xiǎn)分析7.1 引言7.2 地下水承載力風(fēng)險(xiǎn)的定義7.3 灌區(qū)地下水承載力風(fēng)險(xiǎn)因素7.4 灌區(qū)地下水承載力風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法7.4.1 蒙特卡羅法的原理7.4.2 風(fēng)險(xiǎn)因素的概率分布7.4.3 地下水承載力風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算步驟7.5 人民勝利渠灌區(qū)地下水承載力風(fēng)險(xiǎn)分析7.5.1 風(fēng)險(xiǎn)因子及其概率分布7.5.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)7.5.3 地下水承載力風(fēng)險(xiǎn)分析7.6 本章小結(jié)第8章 結(jié)論與展望8.1 結(jié)論8.2 展望參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   對(duì)于技術(shù)管理子系統(tǒng)，由于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)水環(huán)境的壓力大，技術(shù)與管理系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力較弱，研究區(qū)對(duì)污廢水的控制與治理力度不夠，造成承載力等級(jí)隸屬度不高。技術(shù)管理子系統(tǒng)中，灌溉水利用系數(shù)表現(xiàn)相對(duì)較好，這得益于對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的認(rèn)識(shí)和重視。而工業(yè)用水重復(fù)率和污水處理率相對(duì)較弱，主要是對(duì)環(huán)境問(wèn)題的認(rèn)識(shí)不足及水處理技術(shù)和管理措施不利所造成的。 從圖中可以看出，研究區(qū)地下水承載力總體屬于較弱級(jí)別，而且承載力綜合指標(biāo)隨著不同年型的變化趨勢(shì)是先有小幅下降，然后在中期規(guī)劃年份小幅上升，在遠(yuǎn)期規(guī)劃年趨于平穩(wěn)。分析其原因，主要是2008～2010年由于研究區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，對(duì)水量的需求越來(lái)越大，同時(shí)工業(yè)污染和農(nóng)村面源污染加劇，未得到有效的控制和治理。2010年后，隨著節(jié)水技術(shù)的進(jìn)步及人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，研究區(qū)灌溉水利用系數(shù)逐漸增大，城鎮(zhèn)污水處理率和污水排放達(dá)標(biāo)率穩(wěn)步提高，地下水承載力有所增強(qiáng)。但是，從2020年長(zhǎng)期規(guī)劃年來(lái)看，受各項(xiàng)因素的制約，如人口的增長(zhǎng)、耕地面積的減少，地下水資源進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用潛力有限，地下水總體承載力提高的幅度不大。所以，地下水資源系統(tǒng)面臨著人口和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來(lái)的巨大壓力，形勢(shì)不容樂(lè)觀(guān)，仍需進(jìn)一步采取有力措施保障水資源與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。 此外，從同一水平年不同年型的對(duì)比結(jié)果來(lái)看，95％頻率年的地下水承載力下相對(duì)較低，這是由于保證率越高，需水量越大，水資源量又相對(duì)較少，供需矛盾加大，造成地下水資源承載力下降。 從分區(qū)對(duì)比結(jié)果來(lái)看，接近灌區(qū)渠系上游的分區(qū)地下水承載力相對(duì)于下游分區(qū)要好。這是因?yàn)樯嫌我乇硭畻l件相對(duì)較好，相應(yīng)的地下水資源開(kāi)發(fā)利用程度較低，地下水過(guò)度開(kāi)發(fā)所引起的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題體現(xiàn)不明顯。但是上游由于灌溉水利用效率不高，灌水過(guò)程中水資源利用不合理，上游土壤含鹽量相對(duì)偏高，同時(shí)地下水由于與地表聯(lián)系密切，相同情況下更容易受到人類(lèi)活動(dòng)的環(huán)境污染威脅，因此在生態(tài)環(huán)境方面又有一定弱勢(shì)。 從分區(qū)對(duì)比結(jié)果來(lái)看，接近灌區(qū)渠系上游的分區(qū)地下水承載力相對(duì)于下游分區(qū)要好。

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