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下辽河平原地下水生态需水量估算及水资源的优化配置研究

作　者: 高颖
导　师: 孙才志
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 环境科学
关键词: 下辽河平原地下水生态水位地下水系统生态需水信息扩散技术
分类号: P641
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

地下水系统是全球生态系统的重要组成部分，同时，也对中国西北干旱和半干旱地区生态系统有着深远影响。在我国北方地区，地下水更是人类用水的主要来源。本文选择了典型的地下水盆地—下辽河平原作为研究对象，随着近年来国民经济的迅猛增长，该区域的地下水资源大量被占用，这造成下辽河平原地下水系统严重破坏，一系列地下水问题日益凸显，致使该区域正在经历着一场重大的水资源短缺危机。与此同时，地下水系统的生态健康也成为一个严重的生态问题，日益受到各方的广泛关注。在考虑地下水蒸发特点基础上，统筹考虑对地下水依赖程度较高的天然草地、天然湿地和河流生态系统对于地下水位的要求。其中，天然草地在春、夏、秋三季的生态地下水位埋深分别为3~4米，2~3米，3~4米。而天然湿地在春、夏、秋、冬四季的生态地下水位埋深分别为0.5~0.8米，0.3~0.5米，0.5~0.8米和1.0米。通过比较生态地下水位埋深和实际地下水位埋深，利用Golden Surfer软件的体积计算功能，计算出全年各月的地下水生态需水量。各月的生态需水量从1月到12月是40.32×10~8m~3、41.90×10~8m~3、42.41×10~8m~3、42.93×10~8m~3、44.07×10~8m~3、57.33×10~8m~3、48.93×10~8m~3、42.78×10~8m~3、40.85×10~8m~3、36.40×10~8m~3、37.49×10~8m~3、35.15×10~8m~3，其中，生态需水量的最大值出现在植物生长茂盛、动物活动频繁的6月，最小值则为植物枯萎，动物迁徙或冬眠的12月。本文采用月证率法来整合全年地下水生态需水量，对于估算出的12个月地下水系统生态需水量，求出生态需水量的概率密度曲线，进而得出不同保证率下的地下水系统生态需水量。由于使用传统的概率分析方法进行计算通常需要30个以上的样本才能得到令人信服的结果，12个样本数据显然远远满足不了要求。因此，采用信息扩散模型，得到了不同保证率下的生态需水量，分别在90%，80%，70%，60%和50%保证率下，将生态需水量划分为100％，80％，60％，40％和20％五个档次。结果表明，随着保证率的降低，地下水生态需水量不断增加，同时恢复等级越高，生态恢复的需水量越大。另外，本文还讨论了根据地下水生态生态需水量拟定的水资源补给计划，以5年、10年、15年、20年或25年为恢复期限，恢复等级为极好、非常好、好、中或最小的标准进行地下水资源配置，其中，5年内恢复为极好水平的年地下水补给水量为8.58×10~8m~3，而25年内恢复到最小水平的年地下水补给量仅为0.34×10~8m~3。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-14
  1.1 研究目的与意义  9
  1.2 国内外研究进展和存在问题  9-10
    1.2.1 国外研究进展  9-10
    1.2.2 国内研究进展  10
  1.3 地下水生态需水量概念界定  10-11
    1.3.1 生态需水量的概念  10-11
    1.3.2 地下水生态需水的概念  11
  1.4 研究内容和方法  11-12
  1.5 技术路线  12-14
2 下辽河平原地理环境概况  14-19
  2.1 自然地理条件  14-15
    2.1.1 研究区范围  14
    2.1.2 气候特点和气象要素  14-15
    2.1.3 水文  15
  2.2 水文地质条件  15-17
    2.2.1 地下水含水岩组及分布特征  15-16
    2.2.2 地下水循环特征  16-17
  2.3 地下水系统分区  17-19
3 地下水生态水位的确定  19-28
  3.1 地下水生态水位理论  19
    3.1.1 地下水生态水位的概念  19
    3.1.2 地下水生态水位对流域生态的支撑作用  19
  3.2 从水文地质的角度确定地下水生态水位  19-21
  3.3 从生态系统健康的角度确定地下水生态水位  21-25
    3.3.1 依赖地下水生态系统的识别  21
    3.3.2 下辽河平原生态系统类型的遥感解译  21-22
    3.3.3 不同生态系统地下水生态水位确定  22-25
  3.4 从人类需要角度综合调整地下水生态位  25-28
4 下辽河平原地下水系统生态需水量估算  28-38
  4.1 区域地下水实际埋深分布  29-30
  4.2 区域生态地下水埋深分布  30-31
  4.3 地下水生态需水量的估算  31-34
  4.4 全年地下水生态需水量整合  34-38
    4.4.1 正态信息扩散模型  34-35
    4.4.2 全年地下水生态需水量整合  35-38
5 基于地下水生态需水量的地下水资源配置策略  38-44
  5.1 下辽河平原淡水资源利用现状  38
    5.1.1 资源性缺水  38
    5.1.2 水质性缺水  38
  5.2 地下水补给量  38-39
  5.3 可调配水资源量  39-41
    5.3.1 东水西调工程  39-40
    5.3.2 人工回灌措施  40-41
    5.3.3 地下水库工程  41
  5.4 地下水资源优化配置策略  41-44
6 结论  44-45
参考文献  45-49
攻读硕士学位期间发表的论文情况  49-50
致谢  50

下辽河平原地下水生态需水量估算及水资源的优化配置研究

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