基于WEAP模型的董志塬水资源合理利用研究

以董志塬为研究区,依据地区经济社会状况及发展规划计算水资源需量。选用影响该区水资源供给及利用的三个主要因素(开源、推行节水措施和缩减地下水开采)构造8种水资源配置预案,基于WEAP模型预测董志塬三个规划年的水资源供需状况并进行最佳预案遴选。结果表明:8种配置预案在不同年份供需关系差异较大;考虑台塬区地下水系统健康的减采措施的最佳预案下,2015年(缩减开采)和2020年(缩减开采+节水措施)水资源供需基本达到平衡,2030年(缩减开采+节水措施+基于立地便利的开源)董志塬总体处于缺水状态,供水缺口为1 482万m3。可见,经济社会发展背景下,水资源利用结构发生转变,水资源稀缺地区水资源配置的思路也应该作出相应的调整。从长远来看,积极寻求外调水源是实现黄土台塬区可持续发展的唯一途径。

黄土塬区马莲河流域侵蚀产沙变化特性

塬是黄土高原地区特有的地貌类型,长期以来的土壤侵蚀导致黄土塬严重破碎,塬区生产及生态环境问题日益受到关注。董志塬是现存面积最大的完整塬,马莲河位于董志塬东侧,坝库工程较少,河道输沙基本为自然过程。采用马莲河流域6个水文站1954-2017年实测输沙资料和统计学方法,系统研究了流域及塬区土壤侵蚀产沙变化的格局。结果表明:马莲河流域年输沙量与输沙模数随时间变化呈下降趋势,流域多年平均输沙量为1.15亿t,并以年125.38万t的速率下降。流域输沙量具有明显的阶段性,经历了丰沙阶段(1954-1977年、1988-2003年)与枯沙阶段(1978-1987年、2004-2017年)。流域上游输沙量大于下游输沙量,产沙中心位于上游,并且由北向南递减。

1975~2015年董志塬土地利用/覆被变化及人类活动影响

结合遥感、地理信息系统和数学方法,通过解译不同时间段(1975年、1995年和2015年)的土地利用数据,从土地利用变化速度、转移方向和土地利用程度3个方面分析了近40年来董志塬土地利用变化特征,揭示了1975年以来董志塬人类活动影响下土地利用时空变化规律。研究结果表明:1)1975~2015年期间,董志塬建设用地、林地、水域及水利设施用地的面积呈现总体上升的趋势;建设用地面积增加幅度最大,增加236.25 km2;其次是林地面积,增加158.68 km2;水域及水利设施用地面积增加幅度最小,增加2.06 km2。近40年来,耕地、草地和未利用地面积呈总体减少趋势。耕地面积与草地面积变化趋势相反,耕地面积呈现出"先增后减"的变化特点,共减少218.01 km2;草地面积则呈现"先减后增"的特点,共减少166.93 km2;未利用地面积呈现总体减少的趋势,共减少12.02 km2。2)近40年来,土地利用变迁主要集中在耕地、草地、建设用地和林地之间,草地和耕地之间变换频繁,是董志塬主要的土地利用变化类型。3)董志塬综合土地利用动态度从前20年(1975~1995年)的0.03增加到后20年(1995~2015年)的0.11,说明土地转化强度显著增强;但对于土地利用程度,董志塬前20年为正(0.051),后20年为负(-0.012),表明1995~2015年期间人类活动对土地资源起到正面保护的作用。