变化环境下干旱牧区水草资源动态耦合效用研究

本书将水资源、草地资源、灌溉农牧业、牲畜养殖及草原生态环境作为统一整体，考虑未来气候变化因素，以水资源和草地资源耦合承载为约束，以保护草原生态系统良性发展为前提，以经济、生态、社会综合效益优选化为目标，建立了变化环境下干旱牧区水资源与草地资源优化耦合效用评价模型，为构建资源节约型、环境友好型高效用水模式提供科学依据，从而实现干旱牧区水资源的合理开发利用、科学管理和草原生态环境保护，以水资源和草地资源可持续利用支撑牧区经济社会和生态环境的持续发展。本书可供水文水资源、生态环境、资源科学等领域的科研人员、相关专业的研究生参考，也可供水利工程、水土保持工程等领域的技术人员参考。

前言
第1章绪论1
1.1相关研究现状及发展动态1
1.1.1国外研究状况1
1.1.2国内研究现状3
1.1.3存在的问题4
1.2研究目标5
1.3研究内容6
1.3.1变化环境下干旱牧区水资源与草地资源变化及模拟研究6
1.3.2干旱牧区水资源和草地资源耦合效用评价指标体系及评价方法研究6
1.3.3变化环境下干旱牧区水资源和草地资源优化耦合效用评价模型研究7
1.4创新与特色之处7
1.4.1创新之处7
1.4.2特色之处7
第2章研究区概况9
2.1自然地理10
2.1.1地形地貌10
2.1.2土壤植被11
2.1.3气候12
2.1.4水文地质条件13
2.1.5河流水系15
2.1.6自然资源18
2.2经济社会18
2.2.1人口状况18
2.2.2经济建设19
第3章研究区气候变化特征分析20
3.1资料来源和分析方法20
3.1.1资料来源20
3.1.2分析方法20
3.2气候变化特征22
3.2.1气温变化22
3.2.2降水量变化27
3.2.3蒸发量变化33
第4章研究区水资源状况及其开发利用40
4.1研究区水资源及其可利用量40
4.1.1地表水资源及其可利用量40
4.1.2地下水资源及其可开采量42
4.1.3水资源总量及其可利用总量48
4.2研究区水环境状况49
4.2.1水功能区49
4.2.2地表水水质50
4.2.3地下水水质51
4.3研究区水资源开发利用现状68
4.3.1供水工程68
4.3.2供水现状69
4.3.3用水量与用水结构69
4.4研究区用水水平分析70
4.4.1总体用水水平70
4.4.2第一产业用水水平70
4.4.3第二产业用水水平71
4.4.4第三产业用水水平71
4.4.5生活用水水平71
4.4.6城镇供水管网71
4.5研究区水资源开发利用程度及潜力分析71
4.5.1开发利用程度71
4.5.2开源潜力72
4.5.3“三条红线”控制指标下的利用潜力72
4.6研究区水资源开发利用与管理中存在的主要问题73
第5章研究区草原生态状况及其动态变化75
5.1研究区草原物候特征75
5.1.1牧草返青期75
5.1.2牧草饱青期75
5.1.3牧草枯黄期76
5.1.4放饲青草期76
5.1.5牧草产量与降水的关系76
5.1.6人工牧草对生物学积温的要求77
5.2研究区草地资源及其生态状况78
5.2.1天然草地资源78
5.2.2人工草地和饲草料地81
5.2.3草原生态状况82
5.3研究区草原植被动态变化83
5.3.1达茂旗草原植被生长期动态变化特征84
5.3.2达茂旗草原植被1990～2015年年际动态变化特征94
5.3.3研究区草地生物量空间变化特征104
5.4研究区草原生态主要问题107
5.4.1研究区草原生态问题及其危害分析107
5.4.2研究区草原生态恶化的原因分析109
5.5草原生态保护措施112
5.5.1牧区水利工程措施112
5.5.2政策措施113
5.5.3其他措施113
第6章变化环境下干旱牧区水资源变化模拟与预测115
6.1SWAT模型概述115
6.1.1水文模型发展历程115
6.1.2SWAT模型的发展117
6.1.3模型GIS界面及其他工具119
6.1.4SWAT模型应用研究122
6.2SWAT模型径流模拟基本原理126
6.2.1产流过程127
6.2.2蒸散发计算131
6.2.3坡面汇流136
6.3模型结构及特点136
6.3.1陆面阶段水文循环过程137
6.3.2河道径流演算过程141
6.3.3命令控制流程与运算结构142
6.3.4模型优缺点及改进144
6.4参数分析与率定146
6.4.1敏感性分析147
6.4.2参数自动率定148
6.4.3不确定性分析150
6.4.4模型参数率定过程151
6.5模型输入与输出文件155
6.5.1模型输入文件155
6.5.2模型输出文件172
6.6流域基础资料与处理技术177
6.6.1DEM模型建立与数据提取177
6.6.2土壤数据库186
6.6.3植被数据库189
6.6.4气象数据190
6.6.5水资源开发利用数据191
6.7模拟过程192
6.7.1子流域划分192
6.7.2水文响应单元划分193
6.7.3模型运行调试193
6.8敏感性参数分析与校核194
6.8.1模型径流敏感性参数分析194
6.8.2模型校核与验证196
6.8.3模拟结果分析201
6.9未来情景预测与模拟203
6.9.1研究区气候变化203
6.9.2研究区植被变化204
6.9.3情景模拟204
第7章变化环境下干旱牧区水草资源动态耦合效用评价206
7.1牧区水资源、草地资源耦合效用评价指标体系207
7.1.1自然资源承载主体指标207
7.1.2耦合指标209
7.1.3经济、生态、社会客体指标209
7.2评价计算的边界问题210
7.3基于耦合效用*大化的灌溉水资源优化配置模型212
7.3.1熵值法的基本原理213
7.3.2被灌溉作物的熵权系数214
7.3.3变化环境下灌溉水资源动态优化配置模型215
7.4研究区水资源草地资源耦合效用评价216
7.4.1研究区未来水资源及其利用预测与分析216
7.4.2研究区草地资源“三元化”利用下灌溉作物种植结构217
7.4.3基于耦合效用优选化的研究区水资源优化配置218
7.4.4耦合效用价值量评价计算219
第8章结论222
参考文献224