漓江上游水资源可持续利用研究

论文题目: 漓江上游水资源可持续利用研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 生态学

作者: 杨永德

导师: 魏美才,唐代剑

关键词: 漓江上游,水源林,水资源,丰枯期水量,水资源承载力

文献来源: 中南林学院

发表年度: 2005

论文摘要: 近几十年来,漓江枯水问题引起了世人的广泛关注,并已经成为制约漓江流域社会经济可持续发展的瓶颈。本文在借鉴以往对漓江水资源问题研究成果的基础上,采用一系列研究手段,对漓江上游水资源可持续利用课题进行了深入研究和探讨。从系统观和可持续发展观出发,将漓江作为一个整体,对流域内的各个子系统间的关系本文进行了整体考虑。综合运用水文学、生态学、环境科学、系统工程学等理论和方法,将漓江上游流域划分出水源林、河床、丰枯期水量变化、蓄水减洪设施、水资源承载力五个子系统,构建起漓江上游水资源的系统分析框架。通过实地勘察、文献资料研究和遥感图像分析,对漓江上游的涵水、流水、水流、蓄水、用水五大相互影响和作用的因子进行了重点研究,构建了漓江上游水资源保护和利用的良性循环体系。研究结果表明,漓江为雨源性河流,降雨时空分配极不均匀,70%的降雨量集中在漓江上游区域,全年62.7%降雨量和降雨时间集中在四个月内(即4～7月),最大的日降雨量可达415.8mm;降雨量最小的月份出现在12月至翌年1月,仅100～110mm,占全年降雨量的6%左右,由此直接影响流域河川径流季节性的变化,造成洪水期和枯水期现象,周期性水量的变化是不为人们意志改变的一种自然规律。但是,漓江在近几十年内不断恶化的枯洪水问题,却主要是人为因素造成的。从14～19世纪6个世纪中,淹城洪水大约每世纪7～8次,进入20世纪淹城洪水次数猛增,到1995年的95年中,淹城(桂林城)洪水达23次,创历史最高记录。通过80、90年代和2002年三个遥感影像资料的技术分析与测算,同时结合地面勘察,结果表明:漓江上游原始水源林区面积,由81年占上游区域植被面积的24.68%下降到1998年的8.86%,2002年则急剧下降到4.12%,减少面积1046.77hm~2,相当于毁掉了31座100万m~3库容的小型水库。由于水源林区面积缩小,林分结构不合理,森林水文功能衰退,极大地降低了漓江上游水源林区的蓄水减洪效应。在总长97km的上游河段内有36km被挖掘淘沙,河床和两边河堤遭到毁灭性地破坏,造成河水渗入地下水网。根据2004年的河床破坏状态,经模型计算,年漏水量高达0.92亿立方米。同时,由于河堤被挖掘,水土流失严重,漓江洪水含沙量逐年增加,近10年间洪水含沙量增长3倍。这是漓江上游流量减少、枯水期延长的重要原因。另外,漓江上游流域城镇面积与人口大幅度增加,对漓江上游生态环境也造成了较大的负面影响。根据遥影像分析和测算,漓江上游的人类活动区域扩张很快,城镇面积1981年为6.71km~2,1998年为57.43km~2,2002年扩张到140.2km~2,从1998至2002年四年间增长了2.44倍,从1981年至2002年的21年时间增加近21倍!为此,本文提出了恢复和扩大漓江上游水源林面积;加强漓江上游水政管理,杜绝挖掘河床行为;着手修建小溶江、川江、斧子口三座水库以调蓄漓江用水;提高科技水平,降低工农业用水消耗量;充分发挥经济杠杆,实行有偿用水;成立流域水资源管理组织,统一管理协调分配漓江流域

论文目录:

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 21世纪全球水资源发展状态

1.2 21世纪我国的水资源供求势态

1.2.1 水资源供需发展变化趋势

1.2.2 21世纪中国水资源需求预测

1.2.3 水资源供需分析

1.2.4 21世纪中国水资源面临的主要问题

1.3 水资源利用研究回顾及展望

1.3.1 水资源的基本涵义与特点

1.3.2 水资源类型及影响

1.4 水资源利用研究现状

1.4.1 不同形态水的开发利用

1.4.2 水资源可持续利用的技术途径

1.5 水资源管理

1.5.1 行政管理

1.5.2 流域管理

1.5.3 水权管理

1.5.4 水资源需求管理

1.5.5 水资源利用的产权协调

1.5.6 水价办法

1.6 水资源利用研究的主要理论及方法

1.6.1 森林水文理论

1.6.2 生态系统理论

1.6.3 环境科学理论

1.6.4 区域水资源可持续发展评价

1.7 我国水资源利用研究展望

1.7.1 当前水资源可持续利用研究中存在的问题

1.7.2 水资源可持续利用研究发展展望

1.8 漓江水资源利用研究概况

1.8.1 漓江水资源概述

1.8.2 漓江水环境研究

1.8.3 漓江水资源可持续利用研究

1.8.4 漓江上游水资源需研究的问题

第二章研究方案

2.1 研究的指导思想

2.2 研究内容和目标

2.3 研究方法与技术

2.3.1 应用的理论

2.3.2 研究方法和步骤

2.3.3 研究的技术(遥感影像技术)

2.3.3.1 遥感技勘测数据解读技术路线

2.3.3.2 TM／ETM+影像数字图像处理

2.3.3.3 调查区TM图像处理方法

2.4 研究资料

2.4.1 美国Landsat漓江上游三时段数据

2.4.2 桂林市资料

2.4.3 漓江上游范围界定

2.5 论文研究的理论价值与现实意义

2.6 遥感影像图集

第三章漓江源水源林区生态环境调查与分析

3.1 漓江发源地水源林自然条件现状

3.1.1 地理位置

3.1.2 地质构造

3.1.3 地貌类型与特征

3.1.4 水文、水系

3.1.5 植被

3.1.6 气候条件

3.1.7 土壤条件

3.1.8 野生动物资源

3.1.9 水源林物种结构与评价

3.2 漓江水源林区社会经济条件现状

3.2.1 漓江发源地周边社区概况

3.2.2 周边社区对漓江发源地林区的影响

3.3 漓江水源林区生态环境变化调查

3.3.1 漓江发源地林区面积变化状况

3.3.2 植被变化

3.3.3 不同生态区域变化

3.3.4 漓江源水体信息的提取

3.4 漓江上游人类活动区面积变化调查

3.4.1 主要城镇区域发展状况调查

3.4.2 86-98-03年遥感三时像区域面积变化对比

3.4.3 86-98-03年遥感三时像区域面积变化分析

3.5 漓江源水源林区生态环境调查结果与评价

3.5.1 漓江源水源林区生态环境调查结果

3.5.2 漓江源水源林区生态环境调查分析

3.6 小结与讨论

第四章漓江上游河床状况调查与分析

4.1 漓江上游河床状况调查的必要性

4.2 漓江上游河床状况调查

4.2.1 卫星遥感影像分析

4.2.2 实地调查

4.3 漓江上游河床现状分析

4.3.1 漓江河床渗漏水结构

4.3.2 河床与渗漏水地层连通漏水模型

4.3.3 基于简单接触关系模型的漏水量计算公式推导

4.4 河床漏水量估算

4.4.1 基本考虑

4.4.2 漏水量估算

4.4.3 调查结果评价

4.5 小结

第五章漓江上游枯丰期水量变化研究

5.1.漓江流域简介

5.1.1 漓江流域地貌

5.1.2 漓江水系概况

5.2 漓江上游降雨与水文特征

5.2.1 漓江上游降雨

5.2.2 漓江上游流域水文特征

5.3 漓江上游枯水特点与规律研究

5.3.1 漓江枯水特点

5.3.2 漓江枯季水源分析

5.3.3 枯水成因分析

5.4 漓江上游洪水特点与规律研究

5.4.1 漓江上游洪水特点

5.4.2 漓江上游洪水规律

5.4.3 漓江洪水成因分析

5.5 漓江上游生态水量变化研究

5.5.1 漓江上游生态水量变化规律

5.5.2 漓江上游水量变化的人为因素

5.6.小结

第六章漓江上游蓄水减洪工程建设研究

6.1 漓江上游蓄水方式选择

6.2 漓江上游补水的必要性

6.2.1 社会经济发展状况

6.2.2 漓江补水的要求

6.2.3 漓江需补水量预测

6.3 水资源供需平衡分析

6.3.1 补水工程联合调度原则

6.3.2 二期补水工程水量平衡分析

6.4 漓江上游生态蓄水工程研究

6.4.1 森林植被储水

6.4.2 测算模型

6.4.3 测算结果分析

6.4.4 径流量与枯水期的变化

6.4.5 生态工程蓄水措施

6.5 漓江上游水库蓄水研究

6.5.1 青狮潭水库

6.5.2 斧子口水库

6.5.3 川江水库

6.5.4 小溶江水库

6.5.5 淦江水库

6.5.6 黄塘水库

6.6 防洪水库水文计算

6.6.1 径流

6.6.2 洪水

6.7 水库群联合调度方案

6.7.1 防洪水库联合运用调度方案及防洪库容选择

6.7.2 水库群防洪调度的数学模型

6.7.3 水库群联合防洪调度原则和防洪蓄泄规则

6.7.4 各水库防洪库容选择

6.7.5 补水消洪能力

6.8 小结

第七章漓江上游水资源承载力与管理研究

7.1 漓江上游经济社会发展指标分析

7.2 水资源与可持续发展

7.2.1 水资源持续利用的涵义

7.2.2 水资源承载力

7.3 漓江上游水资源分析与预测

7.3.1 漓江上游水资源

7.3.2 供水预测

7.3.3 需水预测

7.4 漓江上游水资源承载力分析

7.4.1 水资源承载力指标体系

7.4.2 水资源承载力模型的建立

7.5 漓江流域水资源承载力的综合评价

7.5.1 按现有供水水平的综合评判矩阵

7.5.2 补水后的综合评判矩阵

7.5.3 水资源承载力综合评分

7.5.4 水资源承载力评价结果

7.6.漓江上游水资源管理

7.6.1.建立高效有序的水资源管理体制

7.6.2 编制《漓江流域水资源综合利用总体规划》

7.6.3 青狮潭水库作为桂林市城区水源地的功能定位

7.6.4 节约使用水资源

7.6.5 加强机制建设

7.6.6 科技创新

7.6.7 建立供水和建设市场、实行高效有偿用水制度

7.6.8 改变漓江游览模式

7.7 小结与建议

第八章主要结论与讨论

8.1 主要结论

8.1.1 漓江上游季节性洪灾和缺水属自然规律

8.1.2 漓江上游枯水期逐年延长和洪汛增加主要是人为因素所造成

8.1.3 漓江补水十分必要

8.1.4 工程与生态蓄水并举的方法可有效解决漓江上游洪灾和缺水问题

8.1.5 必须提高水资源承载力

8.2 计论

8.2.1 解决漓江上游季节性洪灾和缺水的几种不同方案

8.2.2 有待后续研究的课题

8.3 建议

8.3.1 保护漓江源生态环境

8.3.2 加强漓江上游水政管理，杜绝挖掘河床行为

8.3.3 漓江上游修建水库

8.3.4 加大科技投入，降低工农业用水消耗量

8.3.5 充分发挥经济杠杆作用，实行有偿用水

8.3.6 改变现行取水方式，从漓江抽水改为青狮潭水库管道供水

8.3.7 成立流域水资源管理组织，统一管理协调分配漓江流域水资源

8.3.8 改变漓江游览方式

参考文献

致谢

攻读学位期间的主要学术成果

发布时间: 2005-08-04

漓江上游水资源可持续利用研究

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