一、华北平原东部水资源可持续利用(论文文献综述)
于翔[1](2021)在《基于数字水网的河北地下水超采治理效果的过程化评价及业务融合研究》文中认为华北平原是我国地下水超采最严重的地区,地下水位的持续下降,形成了冀枣衡、沧州及宁柏隆等七大地下水漏斗区,尤其是河北省,地下水超采量和超采面积占全国的1/3,由此引发了地面沉降、海水入侵等一系列问题。国家高度重视,自2014年起在河北省开展地下水超采综合治理试点工作,已取得了阶段性成效,地下水位持续下降趋势得到显着改善。通过对地下水超采治理效果进行客观评价,有助于推进地下水超采治理措施落实,高质量完成地下水超采治理各项工作。本文采用大数据、组件和综合集成等技术,建立了集空间数据水网、逻辑拓扑水网和业务流程水网为一体的数字水网,研发数字水网集成平台,基于平台提供地下水超采治理效果过程化评价及水位考核评估业务应用,为河北省地下水超采治理提供科学依据和技术支撑,具有重要研究意义。论文主要研究成果如下:(1)构建了河北省一体化数字水网。面向河流水系、地表水地下水等实体水网,将地理信息、遥感影像等数据数字化、可视化,构建空间数据水网;将管理单元的对象实体逻辑和用水对象进行拓扑化、可视化,构建逻辑拓扑水网;采用知识图将业务的相关关系、逻辑关联进行流程化、可视化,构建业务流程水网。研发数字水网综合集成平台,搭建可视化操作的业务集成环境,通过三种可视化水网的集成应用构建一体化的数字水网,为地下水超采治理效果评价和水位考核评估提供技术支撑。(2)提出了基于数字水网的业务融合模式。采用大数据技术对地下水数据资源进行处理与分析,实现多源数据融合;将地下水超采治理效果评价及水位考核评估的数据、方法和模型等进行组件开发提供组件化服务,实现模型方法的融合。采用知识可视化技术描述应用主题、业务流程、关联组件和信息,实现地下水超采治理业务过程融合;将数据、技术及业务进行融合,基于平台、主题、组件、知识图工具组织地下水超采治理业务应用,实现基于数字水网的地下水超采治理业务融合。(3)提供主题化地下水超采治理业务应用。基于数字水网集成平台,按照业务融合应用模式,采用大数据技术对多源数据进行融合,搭建地下水动态特征分析的业务化应用系统,提供信息和计算服务。针对地下水超采治理效果评价目标,采用组件及知识可视化技术将评价方法组件化、过程可视化,搭建过程化评价业务化应用系统,提供在线评价和决策服务。根据地下水采补水量平衡原理,研究河北省超采区的地下水位考核指标制定的方法,基于数字水网搭建水位考核评估业务化应用系统,提供考核和决策服务。
李可[2](2021)在《黄淮海流域降水与土地覆被相互影响研究》文中认为本研究以黄淮海流域作为研究区域,对近几十年来水循环各过程(降水、产水等)与土地利用/土地覆被变化之间的相互作用机制进行研究。即,先对NDVI、NPP、土地利用、降水的时空变化特征进行分析;然后,用空间相关性方法定量分析了NDVI、NPP变化对降水变化的响应,并用时空回归普通克里格预测了2025年NDVI、NPP数据;最后,基于In VEST模型定量分析了土地利用变化对区域产水效应的影响,并基于时空普通克里格和CA-Markov模型预测了2025年区域产水数据。该研究揭示了宏观尺度下黄淮海流域水土资源间的相互作用,为实现水土流失与保持的调整和治理、流域的综合变化管理、水土资源的合理配置、区域水土资源的结构优化和改善水土生态环境提供了科学的参考依据。本文主要的研究结论如下:(1)近几十年来黄淮海流域土地利用变化多以耕地和建设用地为主,NDVI、NPP和降水变化则主要呈现增加趋势。(2)近十几年来黄淮海流域多数区域NDVI、NPP和降水显现出正相关。年内来看,春、夏、秋三季NDVI、NPP和同期降水多呈现正相关,而冬季则多呈现负相关。就滞后性来看,春季NDVI、NPP对同期降水响应最大,夏、秋NDVI、NPP对降水变化的响应存在着一个月的滞后性,冬季NDVI、NPP对降水变化的响应存在着两个月的滞后性。而预测结果显示黄淮海流域2025年NDVI和NPP值较2010年均增加了。(3)1980~2010年黄淮海流域多数地区产水深度先增加、后减少、再增加,总体呈增加变化。结合土地利用变化,黄淮海流域地类产水深度的变化与耕地和草地面积变化呈正比,与林地、水域和建设用地面积变化呈反比,与未利用地面积变化无明显关系。通过对2025年流域产水深度进行预测,发现2025年流域平均产水深度比2010年减少了。(4)综合分析水土资源相互作用结果,发现气候降水的改变,会导致NDVINPP发生变化,这代表着地表自然植被和作物的生长受到了影响,进而引起物候期变化和需水量改变。这就会致使地表的林地、草地等土地利用类型和相应的生态格局的结构和规模产生变化,从而使得地表水资源和水循环受到影响,最后又将影响回归到降水上。即,水资源和土地资源之间是互动的耦合关系,彼此影响、相互依存。
杨会峰,孟瑞芳,李文鹏,李泽岩,支传顺,包锡麟,李长青,柳富田,吴海平,任宇[3](2021)在《海河流域地下水资源特征和开发利用潜力》文中研究指明海河流域水资源严重短缺,地下水长期超采是制约社会经济可持续发展的主要瓶颈。开展流域地下水资源及开发利用潜力研究,对支撑服务地下水超采治理、地下水资源可持续利用和生态环境保护都具有重要意义。经系统评价,海河流域天然资源量252.99×108m3,生态水位约束条件下的浅层地下水开采资源量172.98×108m3,可更新的深层水可利用量4.68×108m3。海河流域山区地下水质量总体较好,Ⅰ~Ⅲ类水占比40.83%,平原区浅层地下水质量较差,Ⅰ~Ⅲ类水占比14.10%,深层地下水质量优于浅层地下水,Ⅰ~Ⅳ类水占比74.25%。海河流域山区地下水开采潜力总体较小,燕山和太行山北部山区,地下水资源禀赋较差,基本无开采潜力,太行中部山区地下水开采程度较高,无开采潜力或开采潜力较小,太行南部山区地下水资源禀赋良好,开采潜力较大;平原区浅层地下水在不同水文地质单元开采潜力差异较大,山前平原浅层地下水长期超采形成大范围降落漏斗,无开采潜力或潜力较小,中东部平原浅层地下水资源禀赋较差,以微咸水为主,开采潜力较小,山东省鲁北平原区浅层地下水开采程度较低,聊城—德州一带开采潜力较大;雄安新区地下水总体无开采潜力。平原区深层地下水基本无开采潜力。
周岩[4](2021)在《基于遥感云计算的典型农牧区水资源变化监测及归因分析》文中研究表明水是农牧业可持续发展的前提。当前水资源安全面临全球性的挑战,受气候变化和人类活动的影响,我国农牧区面临巨大的水资源压力。如何快速实现水资源变化的连续监测对水资源可持续管理至关重要。遥感大数据和云计算为大范围水资源变化监测提供了前沿的方法和手段,但在我国农牧区宏观水资源动态监测中的应用仍十分有限。本文以华北平原和蒙古高原为例,1)基于Google Earth Engine(GEE)云计算平台,利用所有Landsat数据与改进的水体提取算法,构建了30 m空间分辨率的地表水体面积(Surface Water Area,SWA)连续变化图谱;2)利用重力恢复与气候实验(Gravity Recovery and Climate Experiment,GRACE)卫星数据研究了陆地水储量(Terrestrial Water Storage,TWS)的时空变化;3)基于SWA和TWS的变化分析,从气候变化与人类活动两方面分析了水资源变化的驱动机制,量化了各因子的相对贡献。本文主要研究成果如下:(1)GEE云平台为SWA和TWS变化的快速分析提供了重要技术支撑。利用GEE、所有可用的Landsat数据及基于水体指数与阈值的水体提取算法,形成了SWA遥感连续监测的自动化技术流程,在此基础上分别实现了华北平原1987年以来和蒙古高原1991年以来逐年的SWA连续变化监测。此外,利用GRACE卫星数据评价了2002年以来华北平原和蒙古高原的TWS变化过程。(2)1987-2018年间,华北平原SWA在持续扩张(109.1 km2/yr),但TWS在持续下降(8.9 mm/yr),其中下降速率最快的“漏斗”区(>12 mm/yr)在山西省中部与河北省南部。前人研究认为农业灌溉是该地区形成水漏斗的主要原因,本文表明近年来节水灌溉等措施使得农业灌溉用水量有下降的趋势,进一步发现退耕还林等生态修复工程的实施在一定程度上加剧了华北平原的水资源危机。在平原西部地区(主要是山西省),生态修复带来的森林面积增加正导致蒸散发(ET)以9.2 mm/yr的速率在持续增长,每年增加的ET等同于当年TWS减少量的60%以上。另外,中东部地区水库、人工湖及养殖池塘的修建也导致了SWA的显着扩张,由此带来的蒸发量上升(>3 mm/yr)也给当地水资源安全带来了新的威胁。(3)1991-2017年间,蒙古高原SWA与TWS整体上均呈下降的趋势,其中TWS下降最快(>8 mm/yr)的地区在内蒙古中南部,与剧烈的农业灌溉有关。对湖泊来说,其面积和数量在2009年之前持续下降,之后有所恢复。内蒙古湖泊变化比蒙古国更为剧烈。蒙古高原湖泊变化在空间上较为集中,主要发生在少数行政区,如呼伦贝尔市与锡林郭勒盟主导着内蒙古的湖泊变化,对湖泊面积和数量变化分别贡献了60.0%和57.6%;而乌布苏省、东方省与库苏古尔省主导了蒙古国的湖泊变化。驱动机制分析表明影响蒙古高原湖泊变化的因素较为复杂:2009年之前湖泊的萎缩受气候变化(降水减少)和人类活动(放牧与灌溉)的共同影响,而之后湖泊水面的恢复主要是由降水增加导致的。总体来说,本文基于遥感云计算平台,利用所有的Landsat观测与水体提取算法发展了SWA遥感连续监测的自动化流程,并结合GRACE数据对TWS进行了连续变化分析,实现了对华北平原与蒙古高原这两大农区和牧区水资源变化的全方位多维度监测,为研究区水资源空间变化连续过程的认识和水资源可持续管理提供了科学的技术手段和重要的数据基础。
李林森[5](2020)在《白洋淀流域平原区地下水动力场演化及预测》文中研究指明地下水具储量大、分布广、水质好、便于应用等特点,在水资源供给中扮演不可或缺的角色,同时地下水循环也是自然生态演化中极为重要的一环。目前地下水资源开发不合理,致使区域水位持续下降,所带来的次生环境地质问题频频发生,如地面沉降、生态植被退化等。合理利用地下水资源,平衡发展与生态系统间的矛盾是亟待解决的问题。雄安新区是国家重点规划新区,作为我国未来城市发展模板,地下水是其建设发展的重要支撑,分析该地区地下水动力场演化规律,可为新区建设、水资源合理利用提供科学依据。本文以国家重点研发计划课题——“雄安新区地下水环境风险预测预警与防控项目”为依托,以白洋淀流域平原区为研究对象,综合运用资料收集、野外补充调查、水文地质勘察和地下水流数值模拟等方法,研究地下水动力场时空演化特征,构建三维地下水流数值模型,预测未来情境下研究区地下水动力场演化规律。主要取得以下认识和成果:(1)近40年来,研究区浅层地下水系统演变趋势是地下水位持续下降,浅层地下水形成水位降落漏斗,局部水流方向发生变化。水流方向由单一的山前向白洋淀的流向变为局部水位漏斗区边缘向中心流动、白洋淀地下水向周围流动。空间上,安新县南部至高阳县浅层水位降幅为30~40m,雄县北部水位降幅为20~30m,保定-徐水-容城水位降幅为10~20m。深层地下水水位整体下降,水位降幅东部大于西部,西部水位降幅在5~10m,东部安新县和高阳县水位降幅为25~35m。(2)通过分析近30年安新、容城、雄县4处地下水时间序列水位动态曲线,得出研究区地下水位整体呈下降趋势。其中容城县浅层地下水位降幅为0.65m/a、安新县浅层地下水位降幅为0.52m/a、雄县浅层地下水位降幅为0.50m/a,雄县深层地下水位降幅0.79m/a。在下降速率上深层>浅层,容城>雄县>安新。(3)研究区内地下水水位下降产生的生态环境效应主要为水位漏斗、地面沉降、地裂缝等。其中最大的水位漏斗——高清蠡水位漏斗区逐年增大,到2000年,漏斗区面积增大到1091km2,到2015年漏斗中心水位下降了40m左右。整个华北平原,在1988年地面沉降量达到300mm的沉降面积有15253km2。而造成地下水下降的主要因素为降雨量和开采量:降雨量增大,开采量的减小,使得地下水水位出现上升或下降趋势减缓的现象,降雨和开采作用水位的波动状态。(4)综合分析区域水文地质条件,地下水的主要补给为降水补给,主要排泄方式:人工开采和侧向径流。通过计算,得出研究区地下水补给量为263737.52×104m3/a,排泄量为297356.8×104m3/a,均衡差为-33619.28×104m3/a,总体为负均衡。降水入渗量183531.18×104m3/a,,在补给项中,占总的69.5%,其次为侧向补给量46757.64×104m3/a,在补给项中,占总的17.72%;排泄项中人工开采量281693.82×104m3/a为主要的排泄量,占总排泄量的94.72%。(5)综合水文地质条件上,基于GMS构建了研究区内三维地质结构模型、水文地质概念模型和三维地下水流数值模型,采用共轭梯度法(PCG)进行模型求解,通过PEST反演渗透系,选取合适的水文地质参数,经过模型识别和验证,构建的模型符合研究区实际情况,满足预测精度要求,并用于模型预测。(6)根据雄安新区建设规划和水资源开发利用及生态环境修复要求,设置了3种水资源开发利用与生态修复方案,按照不同情境,进行模拟预测。结果表明,现状年开采下,区域地下水位持续下降,观测孔中水位下降最高为10m,最低为5m;在现状年的基础上进行开采量压采的情况下,区域地下水基本达到补排均衡,地下水动力场发生变化,其中高清蠡水位漏斗区中心水位上升4~6m,其他区域平均上升0~2m。水位观测孔中地下水下降趋势减缓;在前两种情境下通过外调水对白洋淀进行生态补水,扩大了水域面积,增加了研究区内补给量,均衡差为4058.877×104m3,使得研究区处于正均衡状态,改变了局部地下水空间分布,使补水沿线区域和白洋淀周围地下水水位上升。其中高阳县东部水位上升最大,为10~12m,在高清蠡漏斗中心水位上升了4~6m,南拒马河到白沟引河周围水位上升了2~4m。
王凯霖[6](2020)在《雄安新区地下水资源和湿地的共同可持续研究》文中研究表明近40年来,受一系列人类活动影响,白洋淀流域平原区地下水位持续较大幅度下降;与此同时,流域内最大地表水体—白洋淀湿地的面积也在不断减少,地下水资源和湿地地表水资源都面临着继续消耗的不可持续问题。本文从雄安新区地下水资源和湿地地表水的共同可持续角度出发,在利用遥感方法提取和分析湿地面积演变过程的基础上,定量分析和查明了湿地面积退化的主要原因,计算了不同水文年下白洋淀湿地的生态需水量;通过构建白洋淀流域平原区地下水流数值模型,提出了流域平原地下水资源可持续利用的方案,并在区域地下水资源可持续的背景下,基于雄安新区未来规划,计算了未来雄安新区地下水资源和湿地共同可持续发展下的地下水资源可开采量和需外调水量。本文取得了如下主要成果:(1)提出了适用于白洋淀湿地面积遥感提取的改进湿度分量方法,通过构建提取湿地面积和淀水位间的关系曲线,补充完善了1960-2016年间年序列尺度的湿地面积演变过程;根据综合识别方法的思想,对芦苇和开阔水体面积进行分离提取,分析了湿地各组成部分的年内变化规律。(2)湿地面积退化驱动因素的定量分析研究表明,入淀径流量和灌溉引水量的差额与湿地蓄变量间相关性达到0.91,上游水库和灌区的拦蓄、湿地周边的灌溉引水等人类活动导致的入淀水量减少是湿地面积退化的主要驱动因素;通过计算,湿地在丰、平和枯水年生态需水量分别为1.69×108m3/a、2.73×108m3/a和3.57×108m3/a。(3)基于构建的白洋淀流域平原区地下水流数值模型,通过模拟预测分析不同政策方案下的地下水位变化和漏斗恢复等情形,提出了白洋淀流域平原区地下水资源可持续利用建议方案。在该方案下,河流回补地下水1.63×108m3/a,节水和限采措施分别减少地下水开采量5.68×108m3/a和1.60×108m3/a,30年模拟预测期内流域平原区地下水位不再下降,漏斗缓慢恢复。(4)在白洋淀流域平原区地下水资源可持续利用的背景下,未来雄安新区地下水资源可开采量为1.78×108m3/a,在新区近期、中期和远期规划下分别需要外调水源5.60×108m3/a、9.77×108m3/a和9.97×108m3/a。
任晓东[7](2019)在《河北平原农业土地利用变化及其对农业用水的影响》文中研究表明粮食生产关系到社会发展、国家安全和生态经济的可持续等一系列重大问题,与之息息相关的农业土地利用变化和作物耗水问题更是国家整体战略和学术研究中重点关注的一个科学问题。河北平原作为我国重要的粮食生产基地,保障国家粮食安全已成为区域发展的首要任务。由于农业土地利用的不断变化,导致农业用水与水资源总量之间的矛盾突出,加之研究区长期不合理的灌溉方式使两者间的矛盾加剧,水资源严重短缺成为该区域面临的重大挑战和亟待解决的问题,因此,全面准确地分析河北平原主要作物耗水与作物种植空间变化的相关性,对保障研究区粮食的稳产增产和农业水资源可持续利用具有重要的现实意义。本文以河北平原作为研究农业节水灌溉与农业土地利用的典型区域,选取河北平原2002年与2012年冬小麦、夏玉米、春玉米、水稻、林果、棉花和蔬菜等主要作物,探讨这一时间段内主要作物种植面积、类型和耗水的时空变化,分析其变化驱动力因素,并通过Penman-Monteith公式对区域主要作物进行需水和耗水估算,对有效降水量及区域水平衡进行评价分析,并从实现农田灌溉资源型节水潜力出发,综合计算了河北平原的农业节水潜力,对河北平原农业土地利用和农业节水灌溉等方面有了进一步的认识。得出以下主要结论:(1)从河北平原作物空间分布、种植结构特征得出,冬小麦-夏玉米种植范围最广,水稻种植面积最少,其他作物在不同区域种植较为集中,20022012年冬小麦在研究区的东部增加了6.3万hm2,夏玉米在南部增加了13.2万hm2,蔬菜在东部增加了2.3万hm2,棉花在南部增加了7万hm2。水稻和林果的种植面积分别下降了3.9万hm2和12万hm2,整体上河北平原主要作物大部分在增加,少数作物的种植面积在减少。(2)从农业土地利用变化对灌溉用水影响方面分析,冬小麦-夏玉米总耗水量两个时期分别增加了2.2亿m3和11.3亿m3,蔬菜总耗水量增加了4.6亿m3,棉花总耗水量增加了9.1亿m3,水稻总耗水量减少了0.5亿m3,林果总耗水量减少了1.2亿m3,整体上由于两个时期的土地利用发生了明显变化,农业耗水量也有显着增加。(3)河北平原农业节水模式的实现途径进行了研究探讨,得出当地适宜采取两年三熟或一年一熟的种植制度,适当减少高耗水作物种植,替换种植经济节水型作物,并采用先进节水技术,实现农业节水可持续发展。
赵金彩[8](2019)在《气候变化背景下未来中国水资源供应安全评估》文中认为气候变化显着影响着自然环境、农业、水资源等各个系统,评估水资源的供应安全问题对于应对气候变化、环境保护、水资源调配、防洪防旱等多方面有重要意义,有助于明确气候变化背景下中国地理环境所面临的挑战,以便制定相应的措施加以应对。本文首先通过构建指标体系评价地理环境恶劣性,以明确中国地理环境面临的挑战,进而通过估算未来的水资源量,以对水资源的供应问题进行评估。具体来看,首先从地形地貌、气候要素、植被覆盖和灌溉条件四方面构建了评价指标体系,用于评价中国大陆环境恶劣性的空间分布特征及时间变化趋势。然后,利用CMIP5中五种模式集合的输出数据,包括气温、降水、相对湿度、风速、叶面积指数,基于Penman-Monteith公式计算了四种气候变化情景下的参考蒸发量,进而预测未来的环境恶劣性和水资源(包括蒸发量、干旱指数、径流量)的时空变化特征,以期为未来的水资源保护和调配、区域环境保护与可持续发展提供决策支持。本文得到的主要结论如下:(1)中国生态环境恶劣等级自2000年以来上升趋势明显。无论是历史时期还是未来时期,西部地区的环境恶劣性均是最高的。历史时期环境恶劣性的动态变化趋势显示,恶劣等级自2000年以来存在明显的上升趋势,地理环境变得更加恶劣。未来时期的环境恶劣性评价表明,四种RCP情景下的环境恶劣性空间分布相差不大,RCP 8.5情景下环境恶劣程度较高,主要表现在西北和东南地区。不同情景下环境恶劣性的时间变化特征均呈现出不断上升的趋势,特别是RCP 8.5情景下,环境恶劣程度的增长速度最快、增幅最大。(2)未来时期的蒸发量呈现增加趋势,干旱化趋势明显。参考蒸发量在各农业区均呈现上升趋势,但是增长速度有所差异,整体而言,黄淮海区、长江中下游区和华南区的增长速度较快,青藏区的增速较慢。季节参考蒸发量在2020-2099期间均呈现上升趋势,其中夏季的增速最快,冬季的增速较慢。气候因子对参考蒸发量的贡献率显示,气温始终是参考蒸发量变化的主要贡献因子。干燥度指数在空间上表现为西北较高、南方及东北较低。高碳排放情景下,干燥度指数有所增加,增加幅度较大的地区主要位于西北。从时间变化趋势来看,干燥度指数呈显着下降的区域主要位于青藏区,呈显着上升趋势的地区主要位于东南、东北及西北地区。从季节差异来看,夏季较为湿润,但是夏季的干燥度指数随着时间的推移也呈现明显的上升趋势,特别是华北平原地区。SPEI与干燥度指数的计算原理不同,但是二者在表征干旱变化趋势方面,结果是类似的。就全国的SPEI而言,随着时间的推移,RCP 8.5情景下的干旱程度明显加强。12-月尺度SPEI的TFPW-MK检验结果显示,不同情景下SPEI变化趋势的空间差异明显,其中,RCP 4.5情景下SPEI呈增长趋势的地区最多,相比其他情景较为湿润。(3)从长远角度来看,RCP 4.5情景下的水资源量是最为丰富的。可利用降水量(降水量与蒸发量的差值)在空间分布上呈现自东南向西北逐渐减少的变化趋势。就其全国平均值而言,RCP 2.6和4.5情景下的可利用降水量最多,RCP 6.0情景下最少。从时间变化趋势来看,RCP 4.5情景下的可利用降水量增速均匀,至2090s,该情景成为可利用降水量最多的情景。潜在年径流量在不同流域间的差异很大,长江流域、珠江流域和雅鲁藏布江流域的年径流量较多,西北地区流域的年径流量较少。年径流量在不同RCP情景下略有差异:整体而言,各流域的平均年径流量在RCP 4.5情景下最多,水资源相对较为丰富,并且,该情景下年径流量的变化在空间分布上较为均衡。从“红旗河”流经的14个流域的潜在年径流量的变化特征来看,平均年径流量在四种RCP情景下均呈现不断增加的趋势,其中RCP 4.5和8.5情景下在2060s以后的增长幅度最大。(4)胡焕庸线对农业生产潜力的锁定存在“局部突破”。在RCP 4.5和8.5情景下,由于水资源和气温的变化,2060年代的农业生产潜力变化特征明显,胡焕庸线对中国农业的锁定存在局部突破现象,主要发生在藏东、川西、滇北地区,以及内蒙古西北地区。
金凯[9](2019)在《中国植被覆盖时空变化及其与气候和人类活动的关系》文中认为全球变暖已对人类社会、经济及其赖以生存的生态环境造成了巨大威胁。作为陆地生态系统最重要的一环,植被在防风固沙、保持水土、调节气候等方面发挥着巨大作用,但随着我国国民经济和人口的快速增长,人类活动对植被生态系统的干扰不断加强,加之气候变化的区域性差异,使得我国植被覆盖变化十分复杂。深入了解我国植被覆盖的时空变化特征、科学分析植被与气候和人类活动之间的相互关系对于国家生态环境可持续发展战略的制定与实施具有重要意义。然而,目前的研究在研究尺度、区域及时段等方面差异较大,且对全国植被覆盖变化的归因分析还不够深入。因此,本研究基于气候、土地利用及归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)数据,采用克里格插值、变化趋势分析、变异系数分析、相关性分析、多元回归和残差分析等方法,从不同时空尺度系统研究中国19822015年气候、土地利用和植被覆盖的变化特征,探讨植被覆盖变化的驱动因素,评估气候和人类活动对植被覆盖变化的相应贡献;最后,以植被覆盖显着增加的黄土高原为典型区,采用国际上常用的“观测气温减去再分析气温”(Observation Minus Reanalysis,OMR)方法分析以植被覆盖变化为主的地表过程对地表气温的影响。本文所取得的主要结果如下:(1)19822015年中国年平均气温显着上升,趋势率为0.35℃/10a(P<0.01);各植被类型区的升温速率排序为青藏高原高寒植被区(V8)>温带荒漠区(V7)>温带草原区(V6)>亚热带常绿阔叶林区(V4)>暖温带落叶阔叶林区(V3)>热带雨林区(V5)>温带混交林区(V2)>寒温带针叶林区(V1)。中国年降水量整体无明显变化,但其在V5增加最快,而在V1减少最快。中国季节气温和降水量多呈现一定的年代际变化规律,但整体变化趋势存在很大的空间异质性。从全国平均来看,各季节气温在1998年以前升温较快,其后升温减缓,冬季甚至出现降温;秋季降水量在1998年以前明显减少,其后明显增加,这与夏季降水量的变化相反;近34 a来春季升温最快,冬季升温最慢,各季节降水量均无明显变化。在省域尺度,山西年平均气温上升最快,而海南升温最慢;海南年降水量增加最快,而湖北年降水量减少最快。总体上,研究时段内中国西北及东南沿海的多数地区气候呈现暖湿化现象,而由东北向西南延伸的带状区域呈现暖干化现象。(2)19802015年中国土地利用发生变化的区域面积约占国土总面积的17%。从净变化量来看,耕地和建设用地面积增加,草地、林地、未利用地和水域面积缩减。从年变化率来看,耕地面积在V1增加最快,而在V4缩减最快;V8建设用地扩张最快,其次为V7,再次为V4;在省域尺度,耕地面积在新疆、黑龙江和内蒙古增加较快,而在上海、北京和浙江缩减较快;建设用地在重庆、贵州和上海扩张较快,而在黑龙江最慢。总体上,中国东部地区建设用地增加明显,其主要来自于耕地;东北和西北地区耕地增加明显,其主要来自于草地和林地。可见,人类活动对植被空间分布的影响巨大。(3)与SPOT-VGT NDVI数据对比分析,认为GIMMS NDVI3g数据适用于对中国植被覆盖变化的监测和分析。基于GIMMS NDVI3g计算的年平均NDVI,研究发现19822015年全国约70%的区域植被覆盖呈增加趋势,其中黄河中下游、长江中游及淮河流域的植被覆盖增加较快,而减小较快的区域主要位于东北地区;除黑龙江和吉林外,其他省份NDVI均呈增加趋势。全国年平均NDVI趋势率为0.51×10-3 yr-1(P<0.01),其在19821990、19912004和20052015年具有“快-慢-快”的阶段性增加趋势。全国8大植被类型区的年平均NDVI趋势率排序为V3>V4>V5>V6>V7>V8>V1>V2,其范围在-0.42×10-31.55×10-3 yr-1之间。此外,各季节NDVI趋势率存在很大的空间异质性,整体上以春季和秋季NDVI增加最快。总体上,中国植被生长状况的年际稳定性较好;对于植被覆盖区(排除裸地和水域等),区域(或季节)植被覆盖状况越好,植被的年际稳定性越强。(4)中国植被覆盖状况及其变化的空间差异与气候和土地利用的时空变化关系紧密。其中,气温升高是近34 a来中国植被覆盖增加的主要气候因素,而春季气温上升的影响贡献较大。在不同地区,植被覆盖对气温和降水变化的响应有很大差异,如干旱和半干旱地区的植被覆盖对降水变化较敏感。中国绝大多数地区植被变化受气候和人类活动的共同影响,二者对中国近34 a来生长季NDVI增加趋势的贡献分别约为40%和60%。中国8大植被类型区生长季NDVI均呈增加趋势,其中人类活动的贡献率排序为V6>V3>V2>V5>V4>V1>V7>V8,其范围在081%之间。在省域尺度上,由人类活动引起的生长季NDVI变化趋势率在山西最大(1.77×10-3 yr-1),在上海最小(-0.32×10-3 yr-1);全国多数省份的植被覆盖变化主要受人类活动的影响(贡献率>50%),其中人类活动对上海植被覆盖的减小影响最大。总体上,人类活动对近34 a来中国植被覆盖的增加具有积极作用,而且其贡献大于气候变化。(5)黄土高原中东部地区的OMR气温在19822015年呈快速下降趋势,表明土地利用变化(如植被覆盖变化和城市化)等地表过程对该地区的地表气温产生了很大的降温作用。在黄土高原非城市化区域,植被覆盖及其长期变化均会影响地表气温,而且影响程度随空间尺度大小而变化。在整个黄土高原,植被覆盖状况越好、植被覆盖增加越快,越有利于缓解地表气温的上升;在生态地理分区尺度,植被覆盖的增加同样可缓解半干旱区和半湿润区的地表升温,但会促进干旱区的地表气温上升。对于非城市化区域,植被覆盖状况及其长期变化对近34 a来黄土高原地表气温变化的影响为-0.02℃/10a,其对干旱区、半干旱区和半湿润区地表气温变化的影响分别为0.04、-0.01和-0.07℃/10a;相对于退耕还林前,退耕还林后黄土高原植被覆盖的增加已导致区域平均地表气温下降了0.05℃。可见,近34 a来黄土高原植被覆盖的明显增加已对整个区域的地表气温变化产生了一定的降温作用。综上所述,中国植被覆盖在近34 a来整体呈增加态势,但存在明显的阶段性和很大的空间异质性,气候和人类活动的共同作用是导致这一变化特征的主要原因。其中,人类活动对植被覆盖同时具有正、反两面的影响,比如退耕还林还草等生态工程引起的植被增加和城市化导致的植被减少;降水仅对干旱、半干旱地区的植被覆盖变化影响较大,而气温升高,尤其是春季气温的显着上升,则是促进我国植被覆盖增加的主要气候因素。整体上,人类活动对中国植被覆盖增加的贡献比气候变化的贡献大,而大面积植被覆盖增加已对黄土高原的气候变暖产生了一定的抑制作用。然而,由于气候、土壤水分和土地利用/覆盖类型等的限制,黄土高原干旱地区的植被覆盖增加促进了该区地表气温的上升,而这可能会导致该区水资源短缺问题进一步恶化。鉴于此,我国的植被建设活动可能更应该集中在供水量较为充足的湿润和半湿润地区。本研究对植被-气候-人类活动之间的关系的认识,可以促进对生态系统可持续发展中人类活动作用重要性的深入理解,并为我国正在进行的生态文明建设提供相关理论支撑。
王建莹[10](2016)在《三水统观统管理论与实践研究》文中研究表明水是生命之源、生产之要、生态之基[1]。兴水利、除水害,事关人类生存、社会进步,历来是治国安邦的大事,而治水理论的正确与否是决定治水成败的关键。20世纪60年代,李佩成教授在深入思考国内外灌区普遍发生的渍涝灾害及次生盐渍化等问题的基础上,从水的基本规律出发,提出了管水治水的三水统观统管理论。三水统观统管理论是基本的治水理论,在灌区和城市等地区的水资源管理中具有较为普遍的适用性。本文从三水统观统管理论的产生背景出发,研究并梳理三水统观统管理论的形成过程及理论内涵,论证三水统观统管理论在解决灌区渍涝灾害和次生盐渍化问题及城市水资源管理中的成功运用,在此基础上,发展运用三水统观统管理论研究当前存在的水文生态与水安全问题,并以华北平原和黄土高原为例,探讨三水统观统管理论在地下水超采区和生态脆弱区治理中的应用,并提出针对性的意见和建议。总的来讲,本文的研究成果可概括为以下几点:(1)综合论述了我国古代治水的思想和实践,认为我国古代治水具有深刻的时代烙印。我国古代治水侧重治理黄河水害,没有形成完整且具有普遍指导意义的治水理论。(2)在对三水统观统管理论系统学习和分析的基础上,对其产生背景、理论内涵及其在灌区、城市等地区治水中的应用进行了比较系统的梳理和论证。灌区渍涝灾害及次生盐渍化产生发展的主要原因在于地表水和地下水利用不协调,有灌无排,忽视了水循环规律这一基本自然规律。这些问题促进了三水统观统管理论的产生并推动了理论的继续发展,由此梳理了“三水”统观统管理论体系。“三水”统观统管就是统一看待以不同形式赋存在不同地区的各种水资源并进行统一管理。研究发现,三水统观统管理论涉及面较广,应用策略较多,在农田、城市和生态脆弱区等地区的水管理中具有普遍的适用性。同时,三水统观统管理论是综合的水管理体系,涉及到社会和自然系统的各个方面,应当在科技、法律和道德等各方面、各层次提供有力支撑。(3)较为深入而详细的探讨了三水统观统管理论在防治灌区次生盐渍化和治理西安水荒中的成功应用,由此展现出三水统观统管理论的明显效果。分析了泾惠渠、引黄灌区及宝鸡峡灌区的渍涝灾害及次生盐渍化的治理,认为“灌排结合”“井渠结合”等措施的应用极大推动了渍涝灾害及次生盐渍化问题的治理;分析了20世纪90年代的西安水荒问题,深入探讨了“群峪协井、两水并用”供水理念及其应用效果,发现这一策略是当时解决西安市供水短缺问题的关键并且至今仍然在产生积极作用。这就表明三水统观统管理论指导下的“灌排结合”“井渠结合”“群峪协井”等措施在防治灌区次生盐渍化和治理西安水荒中成效显着。由此例证,三水统观统管理论是防治渍涝灾害及次生盐渍化、灌区和城市水管理的基本理论,也是经过实践检验的普遍的治水理论。(4)探讨三水统观统管理论在解决华北平原地下水超采问题中的应用。当前华北平原以及其他地区出现的地下水超采问题,主要是由于忽略了多种水资源综合利用,忽视了“三水”统观统管。分析探讨华北平原当前治理地下水超采的措施,指出三水统观统管理论是与国家战略息息相关的理论体系,要认识到三水统观统管理论在指导解决地下水超采问题中的重要作用,由此提出三水统观统管理论可以并且应当作为华北平原及其他类似地区治水的战略指导思想。(5)探讨三水统观统管理论在生态脆弱区治理中的应用。总结前人治理黄土高原地区的理论及实践,发现,合理开发和科学利用水资源是引导黄土高原地区治理的关键。因此,应当运用三水统观统管理论来探讨解决黄土高原地区的水土流失与水资源短缺的矛盾。通过流域水资源特性及脆弱性分析,初步探讨指出,黄土高原生态脆弱区的治理要以生态恢复和发展生产为目标,以三水统观统管理论为基础,以降雨引渗为手段。在理论分析的基础上,探讨促进降雨引渗的自然条件和人工措施,初步提出并探讨了在黄土高原地区建设“海绵农田”的设想。
二、华北平原东部水资源可持续利用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、华北平原东部水资源可持续利用(论文提纲范文)
(1)基于数字水网的河北地下水超采治理效果的过程化评价及业务融合研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的与意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 地下水超采研究现状 |
1.3.2 地下水变化特征研究现状 |
1.3.3 治理效果评价研究现状 |
1.3.4 数字水网研究现状 |
1.3.5 相关文献计量分析 |
1.4 研究内容及技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究方法 |
1.4.3 技术路线 |
1.4.4 论文创新点 |
2 地下水超采形势与治理现状 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 水文地质 |
2.1.4 河流水系 |
2.1.5 社会经济 |
2.2 地下水开发利用现状 |
2.2.1 地下水资源量 |
2.2.2 地下水开采量 |
2.2.3 地下水供水量 |
2.3 地下水超采造成影响 |
2.3.1 地下水位降落漏斗形成 |
2.3.2 对水文地质条件的影响 |
2.3.3 地面沉降及地裂缝产生 |
2.3.4 海水入侵及其危害程度 |
2.4 地下水超采治理现状 |
2.4.1 地下水超采形势 |
2.4.2 治理任务及范围 |
2.4.3 治理的相关措施 |
2.4.4 治理措施实施情况 |
2.4.5 治理中存在的问题 |
2.5 本章小结 |
3 数字水网的构建及关键技术 |
3.1 数字水网关键技术 |
3.1.1 大数据技术 |
3.1.2 5S集成技术 |
3.1.3 可视化技术 |
3.1.4 综合集成研讨厅技术 |
3.2 空间数据水网构建 |
3.2.1 空间数据处理 |
3.2.2 地形地物可视化 |
3.2.3 数字水网提取 |
3.2.4 空间水网可视化 |
3.3 逻辑拓扑水网构建 |
3.3.1 拓扑元素概化 |
3.3.2 拓扑关系描述 |
3.3.3 拓扑关系存储 |
3.3.4 拓扑水网可视化 |
3.4 业务流程水网构建 |
3.4.1 业务主题划分 |
3.4.2 业务流程概化 |
3.4.3 流程可视化描述 |
3.4.4 业务水网可视化 |
3.5 一体化数字水网构建 |
3.5.1 业务集成环境 |
3.5.2 三网集成合一 |
3.6 本章小结 |
4 基于数字水网的业务融合及实现 |
4.1 数字水网与业务融合 |
4.1.1 多源数据融合 |
4.1.2 模型方法融合 |
4.1.3 业务过程融合 |
4.2 面向主题的业务应用 |
4.2.1 主题服务模式 |
4.2.2 主题服务特点 |
4.2.3 业务应用过程 |
4.3 基于数字水网的业务实现 |
4.3.1 基于大数据的信息服务 |
4.3.2 基于水网的过程化评价 |
4.3.3 基于水网的水位考核 |
4.4 本章小结 |
5 基于大数据的地下水动态特征分析 |
5.1 业务应用实例及数据来源 |
5.1.1 业务应用系统 |
5.1.2 多源数据来源 |
5.1.3 应用分析方法 |
5.2 地下水位变化特征分析 |
5.2.1 地下水位时间变化 |
5.2.2 地下水位空间变化 |
5.3 地下水储量变化特征分析 |
5.3.1 地下水储量反演方法 |
5.3.2 地下水储量时间变化 |
5.3.3 地下水储量空间变化 |
5.4 地下水动态影响因素分析 |
5.4.1 自然因素变化 |
5.4.2 人为因素变化 |
5.4.3 影响因素分析 |
5.5 本章小结 |
6 地下水超采治理效果的过程化评价 |
6.1 评价指标体系构建 |
6.1.1 主题化指标库 |
6.1.2 评价指标优选 |
6.1.3 评价等级划分 |
6.2 评价方法选取调用 |
6.2.1 评价方法选取 |
6.2.2 方法的组件化 |
6.2.3 方法组件调用 |
6.3 评价结果及应用实例 |
6.3.1 指标数据来源 |
6.3.2 评价结果分析 |
6.3.3 结果的反馈优化 |
6.3.4 过程化评价实例 |
6.4 本章小结 |
7 地下水治理效果水位考核评估服务 |
7.1 水位考核指标制定方法 |
7.1.1 考核基本原理 |
7.1.2 指标计算方法 |
7.1.3 水位考核评分 |
7.2 水位考核评估计算示例 |
7.2.1 监测数据处理 |
7.2.2 水位指标确定 |
7.2.3 地下水位考核 |
7.3 水位考核业应用务系统 |
7.3.1 数据管理服务 |
7.3.2 基础信息服务 |
7.3.3 考核管理服务 |
7.4 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录A 数字水网开发程序代码 |
附录B 博士期间主要研究成果 |
(2)黄淮海流域降水与土地覆被相互影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 水资源研究进展 |
1.2.2 土地资源研究进展 |
1.2.3 水土资源交互作用研究 |
1.3 研究目的与研究内容 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 技术路线图 |
2 研究区与数据 |
2.1 研究区介绍 |
2.1.1 位置概述 |
2.1.2 地质特征 |
2.1.3 气候气象 |
2.1.4 河流水系 |
2.1.5 土壤植被 |
2.1.6 社会经济 |
2.2 数据来源 |
2.2.1 土地利用数据 |
2.2.2 归一化植被指数数据 |
2.2.3 净初级生产力数据 |
2.2.4 土壤数据 |
2.2.5 气象数据 |
2.2.6 辐射数据 |
2.2.7 其他类型数据 |
3 水土资源时空变化特征分析 |
3.1 时空变化特征研究方法 |
3.1.1 土地利用转移矩阵 |
3.1.2 一元线性回归分析法及F检验 |
3.1.3 Mann-Kendall趋势分析 |
3.2 土地利用变化分析 |
3.3 NDVI变化分析 |
3.4 NPP变化分析 |
3.5 降水变化分析 |
4 土地覆被对降水变化的响应及时空预测 |
4.1 研究方法 |
4.1.1 空间相关性分析法 |
4.1.2 时空克里格模型 |
4.2 降水对NDVI变化的影响 |
4.2.1 年NDVI同年降水的空间相关性 |
4.2.2 季均NDVI同季降水的空间相关性 |
4.2.3 NDVI对降水变化响应的时滞性 |
4.3 降水对NPP变化的影响 |
4.3.1 年NPP同年降水的空间相关性 |
4.3.2 季均NPP同季降水的空间相关性 |
4.3.3 NPP对降水变化响应的时滞性 |
4.4 2025年NDVI、NPP数据模拟 |
4.4.1 2025 年降水量预测 |
4.4.2 STROK模型拟合和检验 |
4.4.3 2025年NDVI和 NPP预测结果 |
5 产水效应对土地利用变化的响应及时空预测 |
5.1 研究方法 |
5.1.1 InVEST模型 |
5.1.2 CA-Markov模型 |
5.2 数据预处理 |
5.3 模型模拟与结果分析 |
5.3.1 模型模拟 |
5.3.2 结果分析 |
5.4 产水量对土地利用变化的响应 |
5.5 2025 年黄淮海流域产水量模拟 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
(3)海河流域地下水资源特征和开发利用潜力(论文提纲范文)
1 引言 |
2 研究区概况 |
2.1 自然地理 |
2.2 水文地质状况 |
3 研究方法与数据来源 |
4 结果与分析 |
4.1 水循环要素演变 |
4.1.1 降水量变化 |
4.1.2 河川径流量变化 |
4.1.3 地下水开采量变化 |
4.1.4 地下水位变化 |
4.1.5 地下水位降落漏斗变化 |
4.1.6 地面沉降变化 |
4.2 地下水资源状况 |
4.2.1 地下水资源评价的生态约束条件 |
4.2.2 地下水资源及空间分布 |
4.3 地下水质量状况 |
4.4 地下水开采潜力状况 |
4.4.1 开采潜力评价方法 |
4.4.2 浅层地下水开采潜力状况 |
4.4.3 深层地下水开采潜力状况 |
4.4.4 雄安新区地下水开采潜力状况 |
5 讨论与建议 |
6 结论 |
(4)基于遥感云计算的典型农牧区水资源变化监测及归因分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景与研究意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 研究现状与存在问题 |
1.2.1 研究现状 |
1.2.2 存在问题 |
1.3 科学问题与研究内容 |
1.3.1 科学问题 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 研究思路与技术路线 |
2 云计算在促进地表水体遥感监测研究中的应用 |
2.1 地表水体提取算法 |
2.1.1 基于波段组合的水体提取算法 |
2.1.2 基于机器学习的水体提取算法 |
2.2 地表水体提取常用的遥感数据源 |
2.3 遥感云计算平台 |
2.4 基于遥感云平台的时间序列影像数据集的合成 |
2.4.1 遥感影像中云、云阴影和雪的识别与去除 |
2.4.2 Fmask算法 |
2.4.3 长时间序列Landsat有效观测数据集的合成 |
2.5 本章小结 |
3 华北平原地表水体面积与陆地水储量变化遥感监测 |
3.1 研究区介绍 |
3.2 数据和方法 |
3.2.1 华北平原Landsat数据量统计分析 |
3.2.2 Landsat数据 |
3.2.3 GRACE数据 |
3.2.4 水体提取算法 |
3.2.5 水体提取精度验证 |
3.3 1987-2018年间华北平原地表水体面积变化 |
3.3.1 华北平原各省地表水体面积年际变化趋势 |
3.3.2 华北平原各地市地表水体面积年际变化趋势 |
3.4 2002-2016年间华北平原陆地水储量变化 |
3.4.1 华北平原各省陆地水储量年际变化趋势 |
3.4.2 华北平原各地市陆地水储量年际变化趋势 |
3.5 地表水体面积扩张与陆地水储量下降的影响 |
3.6 本章小结 |
4 蒙古高原地表水体面积与陆地水储量变化遥感监测 |
4.1 研究区介绍 |
4.2 数据与方法 |
4.2.1 蒙古高原Landsat数据量统计分析 |
4.2.2 Landsat数据 |
4.2.3 GRACE数据 |
4.2.4 水体提取与精度验证 |
4.2.5 湖泊提取 |
4.2.6 湖泊分组分析 |
4.3 1991-2017年间蒙古高原地表水体面积变化 |
4.3.1 蒙古高原地表水体面积变化 |
4.3.2 蒙古高原面积大于1 km~2的湖泊变化 |
4.4 2002-2016年间蒙古高原陆地水储量变化 |
4.5 本章小结 |
5 水资源变化驱动机制分析 |
5.1 华北平原水资源变化驱动机制 |
5.1.1 研究数据 |
5.1.2 统计分析方法 |
5.1.3 华北平原陆地水储量变化驱动机制分析结果 |
5.1.4 不同地区陆地水储量变化的驱动机制 |
5.1.5 未来气候变化情境下的水资源可持续管理 |
5.1.6 水资源安全—粮食安全—生态安全间的协同发展 |
5.2 蒙古高原水资源变化驱动机制 |
5.2.1 研究数据 |
5.2.2 蒙古高原湖泊变化驱动机制分析结果 |
5.3 本章小节 |
6 结论与展望 |
6.1 主要研究结论 |
6.2 论文创新点 |
6.3 不足与展望 |
6.3.1 不确定性与局限性 |
6.3.2 未来研究的展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
个人简历 |
(5)白洋淀流域平原区地下水动力场演化及预测(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 地下水动力场演化研究 |
1.2.2 地下水动力场演化的生态效应与驱动力 |
1.2.3 研究区地下水研究现状 |
1.3 主要研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 创新点 |
1.3.4 技术路线 |
第二章 研究区概况 |
2.1 自然地理 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地形地貌 |
2.2 水文气象 |
2.2.1 气象 |
2.2.2 河流 |
2.3 区域地质条件 |
2.3.1 地层岩性 |
2.3.2 地层构造 |
2.4 区域水文地质条件 |
2.4.1 地下水的赋存条件及分布规律 |
2.4.2 地下水补给、径流及排泄条件 |
2.5 区域地下水开发利用现状 |
2.6 小结 |
第三章 地下水动力场演化规律及影响因素 |
3.1 地下水动力场演化规律 |
3.1.1 地下水动力场空间演化规律 |
3.1.2 地下水位时间演化规律 |
3.2 地下水动力场演化的生态效应与影响因素 |
3.2.1 地下水动力场演化影响因素 |
3.2.2 地下水动力场演化的生态效应 |
3.3 小结 |
第四章 区域三维地下水流数值模拟 |
4.1 三维地质结构模型 |
4.2 水文地质概念模型 |
4.3 数学模型的建立与求解 |
4.4 区域水文地质参数分区 |
4.5 模型各源汇项的处理方法 |
4.5.1 源汇项计算 |
4.5.2 地下水资源均衡计算结果 |
4.6 模型的识别与验证 |
4.6.1 模型识别与验证的依据 |
4.6.2 模型识别与验证的原则 |
4.6.3 模型识别验证结果分析 |
4.7 数值模型的仿真性与稳定性 |
4.8 小结 |
第五章 变化环境条件下研究区地下水动力场演化预测 |
5.1 新区规划建设引起的环境变化 |
5.2 不同情境下地下水动力场演化预测 |
5.2.1 情景设计 |
5.2.2 模型预测期相关问题的处理 |
5.2.3 动力场演化结果与分析 |
5.3 应对不同规划期地下水动力场演化的对策与措施 |
5.4 小结 |
结论与建议 |
参考文献 |
致谢 |
(6)雄安新区地下水资源和湿地的共同可持续研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 湿地面积提取及演变研究进展 |
1.2.2 地下水流数值模拟的研究进展 |
1.2.3 水资源的可持续发展研究 |
1.3 研究内容 |
1.4 技术路线 |
1.5 论文创新点 |
第2章 研究区概况 |
2.1 自然地理概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 气象 |
2.1.4 水文 |
2.2 社会经济状况 |
2.3 区域地质概况 |
2.3.1 地质构造 |
2.3.2 地层 |
2.3.3 第四系地质 |
2.4 区域水文地质条件 |
2.4.1 地下水赋存条件 |
2.4.2 地下水补给、径流与排泄 |
2.4.3 地下水化学特征 |
2.4.4 地下水位动态特征 |
2.5 地下水开发利用及环境状况 |
2.5.1 地下水开发历史及现状 |
2.5.2 环境地质问题 |
第3章 白洋淀湿地面积演变过程 |
3.1 湿地面积提取方法研究 |
3.1.1 湿地面积提取方法思路 |
3.1.2 遥感数据选取 |
3.1.3 综合识别方法提取湿地信息 |
3.2 湿地面积年际变化过程 |
3.3 芦苇区和开阔水体面积的年内变化 |
3.4 本章小结 |
第4章 白洋淀湿地可持续生态需水量研究 |
4.1 白洋淀湿地的蓄水量计算 |
4.1.1 白洋淀湿地底面高程的构建 |
4.1.2 重构高程计算蓄水量 |
4.2 驱动因素的计算和演变分析 |
4.2.1 入淀和出淀径流量 |
4.2.2 湿地降水补给量 |
4.2.3 湿地蒸发蒸腾量 |
4.2.4 白洋淀湿地与地下水间的渗流量 |
4.2.5 湿地周边灌溉引水量 |
4.3 湿地水均衡计算和分析 |
4.4 湿地面积演变驱动因素分析 |
4.5 白洋淀湿地生态需水量计算 |
4.6 本章小结 |
第5章 流域平原区地下水流数值模拟 |
5.1 水文地质概念模型 |
5.1.1 模型范围及边界条件 |
5.1.2 含水层系统结构模型 |
5.1.3 地下水流场及特征 |
5.1.4 初步厘定水文地质参数 |
5.1.5 源汇项的确定和处理 |
5.2 地下水流数值模型 |
5.2.1 数学模型 |
5.2.2 模型网格剖分 |
5.2.3 模拟期及应力期确定 |
5.2.4 子程序包的选择 |
5.2.5 模型识别与验证 |
5.2.6 区域及局部地下水均衡分析 |
5.3 本章小结 |
第6章 雄安新区地下水资源和湿地共同可持续研究 |
6.1 研究区地下水资源问题与政策方案 |
6.1.1 研究区地下水开采现状与存在问题 |
6.1.2 研究区内基于水资源可持续管理的政策 |
6.2 流域平原地下水资源可持续利用方案设计 |
6.2.1 不同政策方案下的地下水位预测 |
6.2.2 流域平原地下水资源可持续利用建议方案 |
6.2.3 敏感性分析 |
6.3 雄安新区地下水资源-湿地共同可持续研究 |
6.3.1 雄安新区规划下的水资源政策变化 |
6.3.2 新区和湿地生态协调发展下的水资源可持续研究 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论与建议 |
7.1 主要结论 |
7.2 不足和建议 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(7)河北平原农业土地利用变化及其对农业用水的影响(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 研究进展综述 |
1.2.1 农业土地利用变化特征研究进展 |
1.2.2 国内外灌溉节水研究进展 |
1.2.3 农业用水灌溉现状及灌溉需水 |
1.3 研究目的及内容 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 论文框架 |
第二章 研究区概况和研究方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 自然地理概况 |
2.1.2 社会经济概况 |
2.2 数据方法 |
2.2.1 水平衡计算 |
2.2.2 研究方法 |
第三章 农业土地利用变化特征研究 |
3.1 区域土地利用时空变化特征分析 |
3.1.1 主要作物的种植分区及时空变化特征 |
3.1.2 主要作物种植面积的时空变化分析 |
3.2 土地利用类型及变化的驱动力分析 |
3.2.1 主要作物种植类型时空变化分析 |
3.2.2 种植格局时空变化的驱动力分析 |
第四章 农业土地利用对需耗水变化的影响 |
4.1 农业需耗水量变化 |
4.1.1 不同类型作物需耗水估算 |
4.1.2 需耗水变化对产量的影响 |
4.1.3 主要作物耗水的时空变化分析 |
4.2 两个时期不同农业土地利用影响与水平衡分析 |
4.2.1 不同农业土地利用区域降水时空分布特征 |
4.2.2 有效降水与耗水关系 |
第五章 农业种植结构调整的节水分析 |
5.1 不同作物的灌溉需水量 |
5.1.1 作物灌溉需水量的定义与计算方法 |
5.1.2 作物灌溉需水量的时空变化分析 |
5.2 农业种植结构调整优化 |
5.2.1 种植结构调整模式 |
5.2.2 种植结构的节水利用原则 |
5.3 农业结构调整的节水意义 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简介 |
(8)气候变化背景下未来中国水资源供应安全评估(论文提纲范文)
摘要 ABSTRACT 第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 概念辨析 |
1.2.2 生态环境恶劣性评价 |
1.2.3 水资源评估 |
1.2.4 存在的不足 |
1.3 研究内容与结构 第二章 数据与方法 |
2.1 研究区的划分 |
2.2 数据 |
2.2.1 数据来源 |
2.2.2 数据处理 |
2.2.3 数据验证 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 空间分析方法 |
2.3.2 趋势分析 第三章 1950s以来中国大陆生态环境恶劣性评估 |
3.1 指标构建与计算 |
3.1.1 指标选择 |
3.1.2 指标计算 |
3.1.3 权重确定 |
3.2 生态环境恶劣性空间特征 |
3.2.1 生态环境恶劣水平空间分布 |
3.2.2 生态环境恶劣等级空间分布 |
3.3 生态环境恶劣等级动态特征 |
3.4 本章小结 第四章 RCPs情景下生态环境恶劣评价主要指标变化特征 |
4.1 年降水量 |
4.1.1 等降水量线的变化 |
4.1.2 降水量变化特征 |
4.2 积温 |
4.3 极端高温 |
4.3.1 夏季日高温时空分布 |
4.3.2 高温天数时空分布 |
4.4 干旱和多雨频次 |
4.4.1 干旱和多雨频次的变化趋势 |
4.4.2 干旱和多雨频次的区域差异 |
4.5 风速 |
4.6 植被指标 |
4.7 本章小结 第五章 RCPs情景下的生态环境恶劣性评价 |
5.1 指标权重 |
5.2 生态环境恶劣性空间分布特征 |
5.2.1 生态环境恶劣水平空间分布 |
5.2.2 生态环境恶劣等级空间分布 |
5.3 RCPs情景下生态环境恶劣性动态特征 |
5.3.1 恶劣水平变化 |
5.3.2 恶劣等级变化 |
5.4 本章小结 第六章 气候变化背景下中国地表干湿状况变化特征 |
6.1 参考蒸发量 |
6.1.1 参考蒸发量的计算及验证 |
6.1.2 参考蒸发量的趋势变化 |
6.1.3 参考蒸发量的空间特征 |
6.1.4 气候因子对参考蒸发量的贡献率 |
6.2 干燥度指数 |
6.2.1 干燥度指数的计算 |
6.2.2 干燥度指数空间特征 |
6.2.3 干燥度指数趋势特征 |
6.3 标准化降水蒸发指数 |
6.3.1 标准化降水蒸发指数的计算 |
6.3.2 不同时间尺度SPEI的变化特征 |
6.3.3 12 -月尺度的SPEI的变化趋势 |
6.3.4 干旱和多雨事件的分布特征 |
6.4 本章小结 第七章 中国未来可利用降水量与潜在径流量变化特征 |
7.1 可利用降水量 |
7.1.1 可利用降水量的计算及验证 |
7.1.2 空间分布及变化特征 |
7.2 潜在径流量的时空特征 |
7.2.1 空间特征 |
7.2.2 时间趋势 |
7.3 “红旗河”所经流域的潜在径流量 |
7.4 水资源变化与胡焕庸线的稳定性 |
7.5 本章小结 第八章 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 研究不足与展望 参考文献 附录 A 文中常用缩写对照表 攻读博士学位期间主要科研成果 致谢 |
(9)中国植被覆盖时空变化及其与气候和人类活动的关系(论文提纲范文)
摘要 ABSTRACT 第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 植被覆盖变化遥感监测研究进展 |
1.2.2 植被覆盖变化驱动力研究进展 |
1.2.3 植被覆盖变化对气候的反馈作用研究进展 |
1.3 亟待解决的科学问题 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 第二章 研究区与研究方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 地理位置及区划 |
2.1.2 地形与地貌特征 |
2.1.3 气候与水文特征 |
2.1.4 植被和土地利用状况 |
2.2 数据获取及预处理 |
2.2.1 数据来源 |
2.2.2 气象数据预处理 |
2.2.3 NDVI数据预处理 |
2.3 数据分析方法 |
2.3.1 传统统计方法 |
2.3.2 变化趋势分析 |
2.3.3 相关性分析 |
2.3.4 地理信息系统空间分析 第三章 中国气温、降水及土地利用时空变化 |
3.1 引言 |
3.2 方法 |
3.2.1 气温和降水量的趋势分析 |
3.2.2 土地利用/覆盖变化的度量 |
3.3 中国气温时空变化特征 |
3.3.1 气温年内变化及空间分布特征 |
3.3.2 气温年际变化及空间分布特征 |
3.3.3 区域平均气温变化特征 |
3.4 中国降水量时空变化特征 |
3.4.1 降水量年内变化及空间分布特征 |
3.4.2 降水量年际变化及空间分布特征 |
3.4.3 区域平均降水量变化特征 |
3.5 中国土地利用时空格局演变 |
3.5.1 中国土地利用变化特征 |
3.5.2 不同植被类型区土地利用变化特征 |
3.5.3 建设用地和耕地时空变化特征 |
3.6 讨论 |
3.6.1 中国气候变化区域差异 |
3.6.2 中国土地利用变化格局 |
3.7 小结 第四章 基于GIMMS NDVI3g的中国植被覆盖时空变化分析 |
4.1 引言 |
4.2 方法 |
4.2.1 GIMMS3g数据的适用性评价 |
4.2.2 植被覆盖年际变化分析 |
4.3 GIMMS3g数据在中国的适用性评价 |
4.3.1 GIMMS3g与 SPOT-VGT NDVI数值差异和相关性 |
4.3.2 GIMMS3g与 SPOT-VGT NDVI变化趋势一致性 |
4.4 中国植被覆盖时空变化特征 |
4.4.1 NDVI年内变化及区域差异 |
4.4.2 年平均NDVI时空变化 |
4.4.3 季节平均NDVI时空变化 |
4.4.4 NDVI时序稳定性分析 |
4.5 讨论 |
4.5.1 GIMMS3g数据在中国的适用性 |
4.5.2 中国植被覆盖变化的时空差异 |
4.6 小结 第五章 中国植被覆盖对气候变化和人类活动的响应 |
5.1 引言 |
5.2 方法 |
5.2.1 气候变化对植被覆盖的影响 |
5.2.2 土地利用变化对植被覆盖的影响 |
5.2.3 气候变化及人类活动对植被覆盖变化的贡献 |
5.3 植被覆盖变化与气候要素的关系 |
5.3.1 气候条件对植被空间分布的影响 |
5.3.2 区域尺度NDVI年际变化与气候的关系 |
5.3.3 像元尺度NDVI年际变化与气候的关系 |
5.4 土地利用变化对植被覆盖变化的影响 |
5.4.1 土地利用分布规律与NDVI空间变异的关系 |
5.4.2 土地利用变化与NDVI变化的关系 |
5.5 气候变化及人类活动对植被覆盖变化的贡献 |
5.5.1 像元尺度植被覆盖变化驱动力分析 |
5.5.2 区域尺度植被覆盖变化驱动力分析 |
5.6 讨论 |
5.7 小结 第六章 植被覆盖时空变化对黄土高原地表气温的影响 |
6.1 引言 |
6.2 研究区概况及研究方法 |
6.2.1 研究区概况 |
6.2.2 植被NDVI数据预处理 |
6.2.3 ERA-Interim再分析资料的适用性评估 |
6.2.4 植被覆盖对气温变化的影响评估 |
6.3 结果 |
6.3.1 黄土高原植被覆盖时空变化 |
6.3.2 黄土高原地表气温时空变化 |
6.3.3 植被覆盖状况与OMR变化趋势的关系 |
6.3.4 植被覆盖变化与OMR变化趋势的关系 |
6.3.5 植被覆盖时空变化对地表气温的影响 |
6.4 讨论 |
6.4.1 与以往研究结果的对比 |
6.4.2 黄土高原植被覆盖变化对地表气温的影响机制 |
6.5 小结 第七章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 研究展望 参考文献 致谢 个人简历 |
(10)三水统观统管理论与实践研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的意义 |
1.1.1 丰富治水理论 |
1.1.2 指导治水实践 |
1.2 研究进展 |
1.2.1 国外研究 |
1.2.2 国内研究 |
1.3 存在的问题 |
1.4 研究内容及技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
1.5 创新点 |
第二章 中国古代治水思想与实践 |
2.1 黄河防洪 |
2.2 农田水利 |
2.3 水力航运 |
2.4 小结 |
第三章 三水统观统管理论 |
3.1 当代治水的要求 |
3.2 三水统观统管理论的产生背景 |
3.2.1 泾惠渠的渍涝灾害及次生盐渍化问题 |
3.2.2 引黄灌区的次生盐渍化问题 |
3.3 三水统观统管理论的产生过程 |
3.4 三水统观统管理论体系 |
3.4.1 三水统观统管的理论内涵 |
3.4.2 三水统观统管的理论基础 |
3.5 三水统观统管理论的基本思路 |
3.6 三水统观统管理论的实践指导 |
3.6.1 灌区的水管理 |
3.6.2 城市的水管理 |
3.6.3 生态脆弱区的水管理 |
3.6.4 跨流域调水中的水管理 |
3.7 三水统观统管理论实施的保障 |
3.7.1 三水统观统管理论的实施要依靠科技进步 |
3.7.2 三水统观统管理论的实施要依靠法律制约 |
3.7.3 三水统观统管理论的实施要依靠道德规范 |
3.8 小结 |
第四章 三水统观统管理论的成功例证 |
4.1 三水统观统管理论在治理灌区次生盐渍化问题中的应用 |
4.1.1 灌区盐渍化及渍涝灾害的防治 |
4.1.2 灌区地下水超采问题的出现及治理 |
4.2 三水统观统管理论在解决西安水荒中的应用 |
4.2.1 西安的供水短缺问题 |
4.2.2 三水统观统管理论的应用 |
4.2.3“群峪协井,两水并用”供水方略 |
4.2.4 应用成效及深化发展 |
4.3 小结 |
第五章 三水统观统管理论解决大区域水问题的应用探讨 —以华北平原为例 |
5.1 华北平原概况 |
5.2 水文生态失衡问题 |
5.2.1 地表水过度开发 |
5.2.2 地下水严重超采 |
5.2.3 水污染严重 |
5.3 华北平原水文生态失衡问题的分析 |
5.3.1 河北省地下水超采的治理 |
5.3.2 对治理举施的探讨及分析 |
5.4 总体思路及建议 |
5.4.1 防治地下水位下降 |
5.4.2 防治地下水污染 |
5.4.3 基本治理策略 |
5.5 三水统观统管应用拓展 |
5.6 小结 |
第六章 三水统观统管理论在生态脆弱区的应用探讨 ——以黄土高原为例 |
6.1 黄土高原综合治理实践及理论 |
6.1.1 新中国成立前的黄土高原实践及理论 |
6.1.2 新中国成立后的黄土高原实践及理论 |
6.2 黄土高原水资源特性分析 |
6.2.1 降水特征 |
6.2.2 径流特征 |
6.2.3 地下水特征 |
6.2.4 特征分析 |
6.3 黄土高原地区水资源特征与水土流失的探讨 |
6.4 黄土高原地区水资源特征与农业生产的探讨 |
6.5 三水统观统管理论的应用 |
6.6 黄土高原治理措施探讨 |
6.6.1 小流域综合治理 |
6.6.2 强化人工引渗 |
6.6.3 建设海绵农田 |
6.7 成功的范例 |
6.8 小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
四、华北平原东部水资源可持续利用(论文参考文献)
- [1]基于数字水网的河北地下水超采治理效果的过程化评价及业务融合研究[D]. 于翔. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]黄淮海流域降水与土地覆被相互影响研究[D]. 李可. 华中农业大学, 2021(02)
- [3]海河流域地下水资源特征和开发利用潜力[J]. 杨会峰,孟瑞芳,李文鹏,李泽岩,支传顺,包锡麟,李长青,柳富田,吴海平,任宇. 中国地质, 2021(04)
- [4]基于遥感云计算的典型农牧区水资源变化监测及归因分析[D]. 周岩. 中国地质大学(北京), 2021
- [5]白洋淀流域平原区地下水动力场演化及预测[D]. 李林森. 长安大学, 2020(06)
- [6]雄安新区地下水资源和湿地的共同可持续研究[D]. 王凯霖. 中国地质大学(北京), 2020(08)
- [7]河北平原农业土地利用变化及其对农业用水的影响[D]. 任晓东. 青海师范大学, 2019(01)
- [8]气候变化背景下未来中国水资源供应安全评估[D]. 赵金彩. 华东师范大学, 2019(09)
- [9]中国植被覆盖时空变化及其与气候和人类活动的关系[D]. 金凯. 西北农林科技大学, 2019
- [10]三水统观统管理论与实践研究[D]. 王建莹. 长安大学, 2016(02)