基于GISWEAP模型的模拟与研究.ppt

* 基于GIS-WEAP模型的民勤水资源 模拟与规划研究 课题来源 本研究课题来源于中英水资源需求管理项目WRDMAP（UK/China Water Resources Demand Management Assistant Project，WRDMAP）石羊河流域G3案例，并受科技部支撑计划专题：典型陆地生态系统功能变化的人文因素检测(以民勤绿洲为例)——项目编号2007BAC03A11-02?的支持 论文主要内容 选题背景及意义 国内外研究现状 研究区概况 WEAP模型原理 民勤水资源现状模拟 民勤盆地地表水空间分异 民勤水资源情景预测 结论与展望 选题背景（1） 石羊河是我国内陆河流域中人口最密集、水资源开发利用程度最高、用水矛盾最突出、生态环境问题最严重的流域之一 。随着石羊河流域重点治理规划的实施，有必要对水资源规划进行研究。 水资源管理是人类对水资源开发、利用及保护的一种有序的干预活动，它是自然资源管理科学的重要内容。 选题背景（2） 以模型方式进行系统模拟已成为水资源管理的主要途径，在国内外得到了广泛的应用。 GIS的空间可视化能力及其强大的空间分析功能，配合模型对水资源的模拟预测，实现GIS与水资源模型的联合应用，已成为研究和应用的热门领域。 研究意义 基于渠系分辨率对民勤盆地水资源状况进行模拟，分析水资源区域分异，为民勤相关科学研究提供必要工具和可供参考的信息 验证WEAP模型在西北干旱区的适用性 研究环境模拟软件与数据接口已成为现在模拟软件的发展趋势 为民勤水资源管理提供 参考，具有一定的实践和应用价值 国内外研究进展（1） 用模型的方法来规划管理水资源开始于20世纪的中后期，国外有近50年的历史，而我国仅20多年的时间 水资源管理模型的研究进程可以分为以下四个阶段： 模型理论探索（50~60年代）： Banks (1953)指出了地下水-地表水联合运用会产生经济效益； 国内外研究进展（2） 模型理论发展及成熟（70年代）：Wattenbarger(1970)通过有限差分模拟，应用响应矩阵法建立管理模型，实现了地下水和地表水的宏观调控 ； 模型推广应用（80年代）：许涓铭等(1989)将经济的投入产出耦合到河北省京津以南地区管理模型中 ，获取最佳效益； 模型实用性研究（90年代至今）：T. B. Culver和C. A. Shoemaker(1993)建立有限元地下水水质模拟模型，为污染含水层的再利用确定不同时期的最优抽水方案 国内外研究总结 系统模拟范畴扩大 模型的指导性功能提高 与GIS技术的结合 实用性和可操作性的提高 研究区概况 WEAP模型结构 水量平衡模型 水文模型 综合水质模型 水库模型 作物产量模拟模型 多水源水量分配模型 水 资源网络系统 模拟模型 优先规则 水资源网络系统构建 水库规则 水文系列 供水需水 节点水量平衡,水资源可利用量 水质趋势状况,水库调度结果? WEAP模型运算法则 连接规则：需求供给优先顺序 质量平衡规则：输入量=输出量+损耗 满足度规则：输入量=需求量*满足度 水质约束规则：来自所有水源的污染物加权平均混合浓度不得超过最大允许浓度 WEAP模型处理流程 系统定义 现状基准设置 未来假设 情景预案 模拟计算 结果输出 模型校准 民勤水资源WEAP模型建立（1） 时间分辨率选择 以2003年为基准年，通过对2003-2005年的模拟校正模型，并对2010年的水资源状况进行预测，因此，时间范围设定为2003年至2010年 民勤地表水灌溉年为秋冬灌（上年10月至11月）、春灌和夏灌；地下水为1月至12月。为了水量统计方便和民勤实际需要，以1月为起始。 为了保证作物灌溉周期的完整性，将2002年的秋冬灌供需水量放到2003年一月份。 模拟范围 单元划分：根据民勤水务局按干渠设定的灌区 武威地下含水层 红崖山 水库 民勤 混灌 昌宁 井灌 民勤地下含水层 昌宁地下含水层 景电二期延长 南湖灌区 环河灌区 武 威 南 盆 地 民勤盆地 西 大 河 流 域 民勤水资源WEAP模型建立（2） 民勤水系统转化图 单元划分图 模型现状模拟（2） 模型结构设置 工业用水 城市生活用水 各灌区用水（包括农村生活用水、生态用水和灌溉用水 ） 水文水资源 需水量模拟（1） 城镇生活用水 ：城镇人口*用水定额 工业用水 ：工业生产总值*用水定额 农村生活用水 ：农村居民用水（农村人口*用水定额）、农 村牲畜用水（居民用水*2） 生态用水 ：种植面积*15%*用水定额 需水量模拟（2） 灌溉用水 储灌：秋冬灌、春灌 作物生长期灌溉：种植面积、种植结构、作物系数 种植面积 9961.268 9962.768