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基于生态需水量的水资源承载力研究

作　者: 余玲
导　师: 田景环
学　校: 华北水利水电学院
专　业: 水文学及水资源
关键词: 滦河下游唐山段 BBM法改进的Tennant法生态环境需水量 ‘纵横向’拉开档次法水资源承载力水资源优化配置
分类号: X171
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着社会经济和人口的迅速发展,在河流开发利用的过程中往往忽略了生态系统自身的需水,打乱了自然生态系统的正常循环,导致了洪涝灾害、草场退化、河道断流、河湖水质污染等一系列的生态环境问题。同时这些问题又制约着国民经济的发展,影响着人民的基本生活。另外,随着工业化、城市化的进程快速推进,水资源危机日益突出,要考虑将水资源、生态环境与人类经济活动维持在一个可承受的范围内,实现社会经济的可持续发展。本文从生态环境需水量和水资源承载力的研究现状出发,分析了该研究领域目前存在的问题,阐述了生态需水量和水资源承载力的涵义和计算方法。文章结合滦河流域的实际情况,采用BBM法中的Desktop Reserve Model和改进后的Tennant法分别对滦河下游唐山段的生态需水量进行了估算,将生态需水量作为一项指标通过灰色关联度分析法筛选出水资源相关指标来建立指标评价体系,运用动态综合评价法中的“纵横向”拉开档次法对唐山地区进行水资源承载力研究,在进行了水资源承载力评价结果分析之后,采用MATLAB遗传算法优化工具箱从经济、社会和环境三方面综合考虑对唐山市进行优化配置。研究结果表明:滦河下游唐山段的生态环境需水总量为17.3720亿m~3,唐山地区的水资源分布不平衡,其中唐山市、迁西县、滦县的水资源承载力已经接近阈限,迁安县、乐亭县、滦南县还有一定的开发潜力。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 概述  9-20
  1.1 研究背景与选题意义  9
  1.2 生态环境需水量研究  9-15
    1.2.1 国内外生态需水量研究动态  9-11
      1.2.1.1 国外研究进展  9-10
      1.2.1.2 国内研究进展  10-11
    1.2.2 生态环境需水量的涵义  11-12
    1.2.3 生态环境需水量计算方法研究  12-15
      1.2.3.1 河道内生态环境需水量计算方法研究  12-14
      1.2.3.2 河道外生态环境需水量计算方法研究  14-15
  1.3 水资源承载力研究  15-18
    1.3.1 国内外水资源承载力研究动态  15-16
      1.3.1.1 国外研究进展  15
      1.3.1.2 国内研究进展  15-16
    1.3.2 水资源承载力的涵义  16-17
    1.3.3 水资源承载力计算方法研究  17-18
  1.4 水资源优化配置  18
  1.5 研究步骤及技术路线  18-20
2 流域概况  20-23
  2.1 自然地理概况  20-21
    2.1.1 地理位置  20
    2.1.2 地质地貌  20
    2.1.3 河流水系  20
    2.1.4 气候  20-21
    2.1.5 水文水资源  21
  2.2 滦河现状分析  21-23
3 生态环境需水量的研究  23-33
  3.1 河道内生态环境需水量研究  23-31
    3.1.1 BBM 法  23-29
      3.1.1.1 生态现状的评定  23-24
      3.1.1.2 Desktop Reserve Model  24-29
    3.1.2 Tennant 法的改进研究  29-31
      3.1.2.1 基于中位数理论对Tennant 法的改进  30
      3.1.2.2 基于众数理论对Tennant 法的改进  30-31
  3.2 河道外生态环境需水量  31-32
    3.2.1 城市绿化需水量  31
    3.2.2 林果地、草场需水量  31
    3.2.3 补水鱼塘需水量  31-32
  3.3 总结分析  32-33
4 水资源承载力及优化配置研究  33-41
  4.1 水资源承载力评价指标体系的建立  33
  4.2 灰色关联度分析法进行评价指标体系的筛选  33-34
    4.2.1 无量纲化处理  33
    4.2.2 计算关联系数  33-34
    4.2.3 求关联度  34
    4.2.4 排关联序  34
  4.3 动态综合评价  34-35
    4.3.1 ‘纵横向’拉开档次评价法  34-35
      4.3.1.1 评价指标的无量纲化  34-35
      4.3.1.2 权重的确定  35
      4.3.1.3 计算综合评价值  35
  4.4 水资源优化配置  35-40
    4.4.1 水资源优化配置模型的建立  35
    4.4.2 目标函数的建立  35-36
    4.4.3 各用水部门综合用水效益的确定  36-38
    4.4.4 约束条件的建立  38
    4.4.5 优化配置模型计算  38-40
  4.5 总结分析  40-41
5. 滦河下游唐山段生态需水量研究  41-53
  5.1 滦河下游河道内生态需水量研究  41-50
    5.1.1 BBM 法  41-48
      5.1.1.1 生态类型评定  41
      5.1.1.2 Desktop Reserve Model  41-48
    5.1.2 Tennant 法的改进应用  48-50
      5.1.2.1 传统Tennant 法  48
      5.1.2.2 基于中位数理论的Tennant 法改进  48
      5.1.2.3 基于众数理论的Tennant 法改进  48-49
      5.1.2.4 三种方法的生态需水量计算  49-50
  5.2 滦河下游河道外生态需水量研究  50-51
    5.2.1 城市绿化需水量  50
    5.2.2 林果地、草场需水量  50-51
    5.2.3 补水鱼塘需水量  51
    5.2.4 结论  51
  5.3 总结分析  51-53
6. 唐山地区水资源承载力评价分析及优化配置研究  53-67
  6.1 唐山地区水资源承载力评价指标体系的建立  53-55
  6.2 灰色关联度分析法对评价指标体系的筛选  55
  6.3 ‘纵横向’拉开档次评价法对水资源承载力的综合评价  55-60
  6.4 唐山市水资源承载力评价结果  60
  6.5 唐山市水资源优化配置  60-66
    6.5.1 建立决策变量  60-61
    6.5.2 建立目标函数  61-62
    6.5.3 建立约束条件  62-63
    6.5.4 建立Matlab 优化模型  63-66
  6.6 总结分析  66-67
结论与展望  67-69
  结论  67-68
  展望  68-69
攻读硕士学位期间参加的科研实践及发表的论文  69-71
  Ⅰ硕士期间撰写的文章  69
  Ⅱ硕士期间参与项目  69-71
致谢  71-72
参考文献  72-76

基于生态需水量的水资源承载力研究

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