水資源約束下公草灣林場適宜開發(fā)規(guī)模研究.pdf

1、以生態(tài)脆弱的陜北榆林市神木縣公草灣林場沙地農(nóng)業(yè)利用中存在的水資源脅迫及土地資源的可持續(xù)性耕作問題為驅(qū)動(dòng)，構(gòu)建了有限的水資源結(jié)束下，沙地農(nóng)業(yè)利用的適宜開發(fā)規(guī)模模型。首先核算區(qū)域地下水資源的數(shù)量，以分析研究區(qū)農(nóng)業(yè)利用可供水量；以實(shí)驗(yàn)及理論分析為依據(jù)，采用砒砂巖改良沙地節(jié)水及灌溉節(jié)水對區(qū)域水資源支持力進(jìn)行延伸，并以水資源為約束，通過建模與求解，合理的確定各分區(qū)沙地農(nóng)業(yè)利用的適宜規(guī)模，本研究的主要內(nèi)容及成果如下：
　　(1)地下水資源量核

2、算。利用GMS軟件中的MODFLOW模塊，建立地下水?dāng)?shù)值模擬的概念模型。用于模擬公草灣林場現(xiàn)狀地下水位，計(jì)算地下水資源的可開采量，經(jīng)模擬分析后，得出區(qū)域水文地質(zhì)單元的地下水位總體呈由東北向西南方向變化的趨勢，最高地下水位高程為1257m，最低地下水位高程為1241m，研究區(qū)延伸區(qū)域地下水補(bǔ)給量為707.263萬m3/a。根據(jù)面積比擬法，求得研究區(qū)的地下水儲(chǔ)量為291.46萬m3/a，多年平均可開采量為123.29萬m3/a。
　　

3、(2)建立區(qū)域有限水資源約束下的沙地農(nóng)業(yè)利用適宜開發(fā)規(guī)模優(yōu)化模型。選取作物總凈產(chǎn)值、作物總產(chǎn)量、生態(tài)效益三個(gè)指標(biāo)來分別反映經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、生態(tài)效益的同時(shí)，通過三個(gè)效益之和求出綜合效益指標(biāo)（通過最優(yōu)相對隸屬度求得）。建立在水資源、耕地面積等約束條件下，滿足“經(jīng)濟(jì)—社會(huì)—生態(tài)—綜合效益”多目標(biāo)最優(yōu)下，沙地農(nóng)業(yè)利用的適宜開發(fā)規(guī)模的優(yōu)化模型。這些指標(biāo)既能反映該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平和節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，也能體現(xiàn)該地區(qū)環(huán)境保護(hù)、生態(tài)意識和生態(tài)農(nóng)業(yè)環(huán)境

4、建設(shè)水平，計(jì)算結(jié)果更加全面、有效。
　　(3)多方案分析結(jié)果。分別建立滿足“糧”、“經(jīng)”、“飼”的一元種植結(jié)構(gòu)、“糧”、“經(jīng)”、“飼”的二元種植結(jié)構(gòu)及“糧、經(jīng)、飼”的三元種植結(jié)構(gòu)的各種代表性方案講行求解，求出各種方案的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)及綜合效益，進(jìn)行對比分析，得出各種方案下的公草灣林場消地農(nóng)業(yè)利用的適宜開發(fā)規(guī)模，結(jié)果如下：
　　一元種植結(jié)構(gòu)中，沙地農(nóng)業(yè)開發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)效益最大化時(shí)，只種植花生，適宜開發(fā)規(guī)模為12757畝，總用水

5、量為1097099.42m3，余水0.58m3；綜合效益達(dá)到最大化時(shí)，只種植玉米，適宜開發(fā)規(guī)模為10840.9畝，總用水量為1097099.08m3，余水0.92m3。二元種植結(jié)構(gòu)中，選擇種植玉米和花生時(shí)，適宜開發(fā)規(guī)模為11286.9畝，其中玉米8314.7畝，花生2969.5畝，總用水量為1097099.21m3，余水0.79m3；種植玉米和沙打旺時(shí)，適宜開發(fā)規(guī)模為10425.8畝，其中玉米9832.5畝，沙打旺593.3畝，總用水量

6、為1097098.02m3，余水1.97m3；種植花生和沙打旺時(shí)，適宜開發(fā)規(guī)模為11570.4畝，其中玉米10383.8畝，沙打旺1186.6畝，總用水量為1097097.17m3，余水2.83m3。三元植物結(jié)構(gòu)中，種植玉米6763.4畝，花生3611.6畝，沙打旺593.3畝，適宜開發(fā)規(guī)模為10968.3畝，總用水量為1097096.34m3，余水3.66m3。
　　根據(jù)實(shí)際需求選取合理方案，為公草灣林場兼顧土地資源開發(fā)治理與可