基于不同土地利用情景下的汉江流域生态需水量研究

【摘要】生态需水是流域水资源分配中的重要组成部分,是保证流域生态系统健康稳定、正常发挥的基本需水量。在现代生产生活需水量越来越大的条件下,很多区域出现了生产生活需水大量挤占生态需水的情况。因此,研究流域生态需水量,保证流域生态需水量可以达到一定生态要求,是进行流域水资源合理分配的重要条件。湖北省境内的汉江流域工农业发达、人口集聚度高,流域内的水资源相对比较丰富。但是受南水北调中线工程的影响,流域内的来水量会有所减少,那么流域的生态需水量势必也会受到影响,进而影响流域的生态环境健康。因此,本文设置了调水和不调水两种情景,分别研究这两种不同情景下流域未来的生态需水量,并对研究结果进行对比,比较其差异。本文关于生态需水量的计算是以未来各土地利用类型的面积为基础,因此,首先必须对流域内未来的土地利用变化进行模拟。土地利用变化的模拟基于CLUE-S模型,该模型对中小尺度土地利用的模拟具有较高准确性。利用模型,在调水和不调水两种情景下模拟了未来30年6大土地利用类型的变化情况,其主要的步骤有：在Arcgis平台上对CLUE-S模型所需的数据处理后,利用CLUE-S模型自带的转换工具,将所有数据转换为模型可以识别的ASCII文件,再将模型所需的所有文件放入模型文件夹下,运行模型,得出两种情景下未来30年的土地利用情况。将得出的结果再放入Arcgis中,转换为土地利用图。根据模拟结果,对流域生态系统进行分类,主要分为林地、草地、农田、城镇和水域这五大类。其中林地、草地和农田系统根据模型模拟的土地利用面积计算生态需水量,城镇系统的生态需水量以公共绿地面积为主,水域系统生态需水量的计算则主要利用Tennant法和最小月平均径流量法。在计算出各子系统的生态需水量后,根据生态需水整合原则,整合出整个流域系统的生态需水量。本研究的结论主要如下：(1)模型模拟结果显示,在预设的两种情景下,研究区未来的耕地和建设用地都表现为增长的趋势,林地、水域和未利用地都表现为减少的趋势,草地则没有发生变化,但调水情景的土地面积变化幅度明显小于不调水情景。(2)在各大系统中,水域系统生态需水量最大,其次是农田系统和林地系统,这三大系统是流域生态需水的最主要类型。水域系统生态需水量的大小直接决定了整个流域生态需水量的大小。(3)两种情景相比,不调水情景下,流域整体的生态需水量随着时间的推移缓慢增加,即未来流域生态需水量的需求不断增多；调水情景下,流域未来的生态需水量随着时间的推移大幅减少。即南水北调工程实施后,流域的生态需水量将会大幅减少。这样的结果表明,调水工程的实施会对整个流域生态系统的安全性,稳定程度带来较大威胁。
【作者】王霄；
【导师】喻光明；
【作者基本信息】华中师范大学，自然地理学，2014，硕士
【关键词】生态需水量；土地利用；不同情景；汉江流域；

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