多学科模型集成在流域决策系统中的应用研究(2)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】图4 建模结构示意 (2)土地利用问题:从模型库中调取CLUE模型和SWAT模型,将CLUE模型的输出值作为SWAT模型的输入值,并配置相应的数据和参数,即采用
图4 建模结构示意
(2)土地利用问题:从模型库中调取CLUE模型和SWAT模型,将CLUE模型的输出值作为SWAT模型的输入值,并配置相应的数据和参数,即采用CLUE和SWAT的耦合模型作为分析基础,见图 4(b)。
2.3 结果分析
(1)生态补偿问题结果分析
图5给出了黑河流域生态补偿的分析结果,从图(a)中可以看到:在禁止放牧情况下,土壤月平均含水量明显高于放牧情景,说明该流域实行禁牧对涵养水源具有明显的提升作用;从图(b)中可以分析看到:生态补偿与水源涵养服务之间呈正态分布关系,当不进行生态补偿时,水源涵养服务仅为0.26·108m3,当补偿价格提升至22元左右时,水源涵养服务已提升至9.2·108m3,如果再提升补偿价格,则水源涵养服务的上升幅度明显减缓,可见该流域的最佳生态补偿价格为22元左右。
(2)土地利用问题结果分析
图5 生态补偿问题分析结果
不同情景下预测2025年的土地利用情况与1985年的相对和绝对变化值见表1。从表中数据可以看出:历史趋势背景、生态保护背景、经济发展背景以及快速经济发展背景下,耕地、建设用地和未利用地增大,林地、草地、水域减少,但各情景下的增加减少幅度略有差异。总体而言,变化幅度的绝对值由大到小为:快速经济发展>经济发展>生态保护>历史趋势;严格生态保护情景下,耕地、林地、草地以及建设用地增加,水域和未利用地减少。
同时,对2025年的流域出口径流量进行了对比,见图6。从图中可以看到:从年径流量来讲,快速经济发展>经济发展>历史趋势>严格生态保护>生态保护,由于经济发展对林地,草地利用增多,使得土壤蓄水能力降低,因此径流量显著增大;从不同时间段来讲,6—9月的径流量远远大于其它月份,这与当地的气候特征相关,降雨主要集中于夏季和秋初;从整体分析结果上讲,应该对流域的未利用地进行合理开发和使用,减少经济建设、耕地等给林地、草地的压力,必须做到合理规划,统筹管理,才能实现流域区域经济的可持续发展。
图6 不同情景下预测2025年流域出口径流量变化
表 -2025不同的情景下的土地利用变化情况土地利用类型 历史趋势情景 生态保护情景 严格生态保护情景 经济发展情景 快速经济发展情景耕地 18.47%()12.11%()2.15%(7993)31.07%()68.73%()林地 -4.15%(-)-2.67%(-)41.88%()-7.10%(-)-15.58%(-)草地 -4.85%(-)-3.20%(-)6.44%()-8.15%(-)-18.12%(-)水域 -12.36%(-)-12.35%(-)-12.41%(-)-12.43%(-)-12.05%(-)建设用地 9.13%(2989)5.20%(1700)9.05%(2961)17.07%(5589)41.85%()未利用地 1.68%()1.40%()-22.08%(-)2.26%()3.92%()
3 结论
基于相关理论成果,建立起多学科模型集成在流域决策系统,对系统的结构、决策流程、集成方法进行了详细介绍,同时以黑河流域为例,对生态补偿问题和土地利用问题进行了分析,认为该流域的最佳生态补偿价格为22元左右,在严格生态保护情况下,可有效减少对林地、草地的破坏,增加土壤蓄水能力,减小流域径流量。研究方法和成果可为相关流域问题的研究提供借鉴。□
[1]夏军,张翔,韦芳良,等.流域水系统理论及其在我国的实践[J].南水北调与水利科技,2018,16(1):1-7.
[2]方艺辉,陈兴伟.水环境决策支持系统中异构模型的集成[J].福建师范大学学报(自然科学版), 2018,v.34;No.162(04):31-37.
[3]滕俊伟,张恒珍,郭奕浓.水文网络模型在分布式流域水文模拟中的应用[J].水土保持应用技术,2018(1):14-16.
[4]王秉义,陈龙乾,程从坤,等.巢湖流域土地优化利用技术集成框架初探[J].地理与地理信息科学,2014,30(6):46-48.
[5]邹杨,胡国华,于泽兴,等.HEC-HMS模型在武水流域山洪预报中的应用[J].中国水土保持科学,2018,v.16(2):98-105.
[6]刘海燕,刘晓民,魏加华,等.组件式流域模拟模型集成技术进展及发展趋势[J].南水北调与水利科技,2013,11(1):140-145.
[7]刘海燕,刘晓民,史宝会,等.基于SOA的云计算流域模拟模型集成架构的研究[J].南水北调与水利科技,2017,15(3):20-24.
[8]孙超,陈文,李计生,等.基于组合赋权的改进集对模型在流域生态健康评价中的应用[J].水文,2018(2).
[9]赵彦博,南卓铜,赵军.一个新的支持多学科模型集成的流域决策支持系统框架研究[J].遥感技术与应用,2013,28(3):511-519.
文章来源:《黑河学刊》 网址: http://www.hhxkzz.cn/qikandaodu/2020/0928/393.html
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