耦合多源信息的月尺度嫩江流域供水量推算

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangaijjuan860610
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我国水资源时空分布不均,与人口、生产力、土地布局及用户需水在年内的分布不相匹配,水资源供需矛盾突出,需要通过水资源的时空合理调配以实现水资源的精细化管理并有效实施最严格的水资源管理制度,满足经济社会发展和生态环境改善需求。水资源精细化管理的关键在于明确地市以及月等更细时空尺度的供用水情况。目前,仅可获取年尺度省级或流域的地面观测供水数据或者取水统计数据,在时间和空间上存在严重不足,且水文气象资料常存在缺少或缺测的现象。故本文选取用水结构复杂、供需矛盾突出的嫩江流域各地市为研究区域,通过引入与评估遥感、地面观测、统计年鉴等多源信息,开展农业与非农业的月尺度需水以及不同水源的月尺度可供水量推算,在此基础上建立耦合用户需水与多水源供水的供需平衡模型,进行区域水资源供需双侧联合配置,获取区域的月尺度供用水情况与缺水情况,为制定合理的水量配置方案、提高水资源利用的高效性提供决策支持,研究内容和结论如下:(1)本文在月尺度区域供用水分析的数据时空不匹配以及缺失的基础上,引入并评估地面观测、统计年鉴、遥感等多源信息。其中,地面观测蒸散发缺测严重,本文采用统计法评估与校正GLEAM遥感数据,发现相关系数从0.10提高到0.55,偏差与均方根误差均明显降低;针对土壤含水量没有实测数据的问题,采用贝叶斯平均算法融合GLDAS、ERA5L遥感与水文模拟数据,发现GLDAS产品在贝叶斯综合模拟值所占比重为0.77,评估效果优于ERA5L产品,选择GLDAS土壤含水量数据推算农业需水量。(2)针对气象因素对农业需水的影响多用经验性方法描述,难以反映需水在年内变化特点的问题,通过建立下渗有效降水量法,开展月尺度农业需水量推算研究,发现水稻约能利用51%的降雨,对灌溉水的需求高达73%,主要分布在齐齐哈尔、白城等市,是流域的主要耗水作物与耗水城市。针对非农业需水受气象影响较少、年内分配相对均匀的特点,采用定额法与TENNANT法,推算月尺度非农业需水量,发现总体呈下降的趋势,与节水措施的实施及大庆市工业增加值逐年减少有关。(3)考虑用户需水与供水水源具有多对多的复杂关系,建立供水网络拓扑结构图,在这基础上识别了供需双侧的供水关系,建立了供需平衡模型,联合配置供需双侧,获取月尺度区域供用水情况,发现农业需水满足程度仅为75%。在此基础上,采用TOPSIS模型,分析区域缺水程度及限制因素,提出改善区域缺水问题的相关建议,为水资源可持续利用提供决策支撑。
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