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(huì)經(jīng)濟(jì)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(wèn)題，對(duì)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(duì)雨水資源利用現(xiàn)狀及存在問(wèn)題，主要致力于下述5 個(gè)方面的研究：（1）雨水資源化潛力理論及其計(jì)算方法；（2）區(qū)域雨水資源化潛力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；（3）基于GIS 的區(qū)域雨水資源化潛力定量評(píng)價(jià)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(shí)現(xiàn)潛力評(píng)價(jià)。經(jīng)過(guò)兩年多的理

2、念開(kāi)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(shí)段和科學(xué)技術(shù)水平條件下，以雨水資源開(kāi)發(fā)利用不引起生態(tài)環(huán)境退化為前提，可以開(kāi)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(guò)程為基礎(chǔ)，分析雨水轉(zhuǎn)化過(guò)程中各個(gè)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(jì)算方法。 2. 基于科學(xué)性與實(shí)用性相

3、結(jié)合原則，對(duì)區(qū)域雨水資源化潛力影響因素進(jìn)行分析，提出適宜于黃土高原雨水資源化潛力定量評(píng)價(jià)的指標(biāo)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(tuán)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(shì)軟件Surfer，對(duì)影響區(qū)域雨水資源化潛力的多種來(lái)源數(shù)據(jù)進(jìn)行有效集成。并在上述大量集成數(shù)據(jù)支持下，以評(píng)價(jià)指標(biāo)體系為建模參數(shù)，建立以可

4、實(shí)現(xiàn)潛力為評(píng)價(jià)結(jié)果的區(qū)域雨水資源化潛力定量評(píng)價(jià)模型。并以該模型為基礎(chǔ)，對(duì)黃土高原雨水資源化可實(shí)現(xiàn)潛力進(jìn)行評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)。 4. 引入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法，構(gòu)建基于評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)雨水資源化潛力評(píng)價(jià)模型，模型能較好刻畫(huà)區(qū)域雨水資源化潛力評(píng)價(jià)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(gè)評(píng)價(jià)因子之間的關(guān)系，僅是在沒(méi)有合適理論模型應(yīng)用情況下快速解決問(wèn)題的一種技術(shù)手段。 5. 應(yīng)用模糊分級(jí)統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)黃土高

5、原雨水資源化理論潛力和可實(shí)現(xiàn)潛力進(jìn)行分級(jí)研究。采用理論潛力<250mm、250～420mm、420～550mm、>550mm 分級(jí)點(diǎn)，將其分為較小、一般、較大、極大4 級(jí)，并基于流域完整性考慮，將其分為26 個(gè)二級(jí)區(qū)。采用<20mm、20～40mm、40～60mm、60～80mm、>80mm 分級(jí)點(diǎn)，將可實(shí)現(xiàn)潛力分為極弱區(qū)、較弱區(qū)、一般區(qū)、較強(qiáng)區(qū)和極強(qiáng)區(qū)5 個(gè)一級(jí)區(qū)和28 個(gè)二級(jí)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