區(qū)域雨水資源化潛力及其空間分布格局研究.pdf

1、干旱缺水是制約黃土高原社會經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境重建的主要限制因子，研究該區(qū)雨水資源化潛力問題，對于解決干旱缺水，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和生態(tài)環(huán)境重建工作具有十分重要意義。針對雨水資源利用現(xiàn)狀及存在問題，主要致力于下述5 個方面的研究：（1）雨水資源化潛力理論及其計算方法；（2）區(qū)域雨水資源化潛力評價指標體系；（3）基于GIS 的區(qū)域雨水資源化潛力定量評價模型；（4）區(qū)域雨水資源化潛力空間分布格局；（5）區(qū)域雨水資源化可實現(xiàn)潛力評價。經(jīng)過兩年多的理

2、念開發(fā)、系統(tǒng)推理及其綜合分析，取得主要研究結(jié)果如下： 1. 提出了“雨水資源化潛力”的概念，即特定區(qū)域在一定時段和科學(xué)技術(shù)水平條件下，以雨水資源開發(fā)利用不引起生態(tài)環(huán)境退化為前提，可以開發(fā)利用的潛在雨水資源量，即雨水轉(zhuǎn)化為雨水資源的最大能力，并就其內(nèi)涵及外延做了系統(tǒng)分析和討論。以雨水資源化復(fù)雜系統(tǒng)轉(zhuǎn)化過程為基礎(chǔ)，分析雨水轉(zhuǎn)化過程中各個方面的雨水資源損失分量，構(gòu)建區(qū)域不同雨水資源化潛力的計算方法。 2. 基于科學(xué)性與實用性相

3、結(jié)合原則，對區(qū)域雨水資源化潛力影響因素進行分析，提出適宜于黃土高原雨水資源化潛力定量評價的指標體系：降雨因素——汛期降雨量；土壤因素——大于0.25mm 土壤水穩(wěn)性團粒含量；地形因素——溝壑密度；植被因素——植被蓋度；人為影響因素——治理度。 3. 利用GIS 的空間疊加/屬性提取分析功能和圖形趨勢軟件Surfer，對影響區(qū)域雨水資源化潛力的多種來源數(shù)據(jù)進行有效集成。并在上述大量集成數(shù)據(jù)支持下，以評價指標體系為建模參數(shù)，建立以可

4、實現(xiàn)潛力為評價結(jié)果的區(qū)域雨水資源化潛力定量評價模型。并以該模型為基礎(chǔ)，對黃土高原雨水資源化可實現(xiàn)潛力進行評價預(yù)測。 4. 引入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法，構(gòu)建基于評價指標體系的BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)雨水資源化潛力評價模型，模型能較好刻畫區(qū)域雨水資源化潛力評價的復(fù)雜非線性特性，但其是一種純數(shù)學(xué)性質(zhì)的黑箱模型，難以確定各個評價因子之間的關(guān)系，僅是在沒有合適理論模型應(yīng)用情況下快速解決問題的一種技術(shù)手段。 5. 應(yīng)用模糊分級統(tǒng)計方法，對黃土高

5、原雨水資源化理論潛力和可實現(xiàn)潛力進行分級研究。采用理論潛力<250mm、250～420mm、420～550mm、>550mm 分級點，將其分為較小、一般、較大、極大4 級，并基于流域完整性考慮，將其分為26 個二級區(qū)。采用<20mm、20～40mm、40～60mm、60～80mm、>80mm 分級點，將可實現(xiàn)潛力分為極弱區(qū)、較弱區(qū)、一般區(qū)、較強區(qū)和極強區(qū)5 個一級區(qū)和28 個二級區(qū)。借助GIS 制圖原理，建立黃土高原雨水資源化理論潛力和