基于四水转化的灌区耗水量计算模型

针对以往灌区耗水量计算方法的不足和灌区水循环机制的特点,本文建立了基于四水(即大气水、地表水、地下水和土壤水)转化的灌区耗水量计算模型。该模型把灌区划分为农田、林草地、荒地、湖泊湿地和城镇用地五类水均衡模块,重点考虑了人类活动对灌区农业、工业、生活和生态耗水量的影响。以宁夏青铜峡引黄灌区为例,详细计算了各种耗水类型的耗水总量和耗用的黄河水总量,并定量分析了各水均衡要素间的相互转化关系。模拟计算结果与试验观测结果对比分析表明,该模型在平原灌区具有较好的模拟精度,能够应用于生产实践。     

灌区地表水—地下水耦合模型的构建

为了定量描述灌区水平衡要素及其转化关系,构建了灌区地表水-地下水分布式模拟耦合模型。通过改进SWAT模型的稻田及旱作物水分循环、蒸发蒸腾量和渠系渗漏计算等模块,建立了灌区地表水分布式模拟模型;以SWAT模型中的水文响应单元(HRU)和MODFLOW模型中的有限差分网格(cells)作为基本交换单元,将改进SWAT模型的地下水补给量计算值加载到MODFLOW模型的地下水补给模块,实现了灌区地表水-地下水分布式模拟模型的耦合。耦合模型在柳园口灌区的应用结果表明,该模型能够准确模拟和预测灌区地表水和地下水的动态变化,为灌区水管理提供了科学依据。     

灌区耗水量计算模型实证研究

以宁夏青铜峡引黄灌区为研究对象,对建立的灌区耗水量计算模型进行了实证研究。计算了研究区各种耗水类型的耗水总量和耗黄河水量,并对研究区各类水均衡要素间的相互转化量进行了计算分析。模型模拟结果与研究区试验观测结果对比表明,模型在平原灌区具备很好的模拟精度,能够应用于生产实践。     

水稻灌区基于多过程耦合的分布式水转化模型

水稻灌区灌溉-排水过程频繁,定量表征灌区水转化过程对于灌区水资源管理具有重要的意义。针对水稻灌区供-耗-排过程的时空复杂性以及灌区水转化对地下水补排过程的影响,本研究建立了灌区尺度基于灌排过程-农田土壤水分运动与作物生长过程-地下水运动过程耦合的分布式水转化模型,实现了对灌区的供-耗-排动态过程的定量表征。采用黑龙江省和平灌区水稻生长指标、灌区蒸散发量、地下水位变化以及排水沟流量等数据对模型进行了率定验证,结果表明模型具有较高精度。相对于传统灌区水转化模拟方法,该模型有效表征了灌区水转化所涉及的灌排过程、土壤水及地下水运动过程、作物生长过程的时空动态耦合,实现了灌区水转化的分布式动态模拟。同时,模型所需参数较少,避免了以往灌区水转化过程计算复杂的难点。该模型为水稻灌区多环节水转化过程模拟及用水效率评估提供了重要方法。     

陕西省泾惠渠灌区75%水平年地下水资源评价

通过收集资料,分析泾惠渠灌区气象因素及水文地质条件,选取75%水平年,根据水均衡法理论对该灌区的地下水资源进行评价和定量计算,同时对地下水疏干量和地下水可开采量进行计算评价,评价结果可为灌区地下水可持续开发利用以及保护治理提供参考。     

基于SWAT的灌区分布式水文模型——Ⅰ.模型构建的原理与方法

针对中国南方丘陵水稻灌区水文特点,在对自然流域水文模型SWAT改进的基础上,构建了灌区分布式水文模型,改进了SWAT的灌溉水运动模块、稻田水分循环模块、稻田水量平衡各要素和产量模拟的计算方法,改变了陆面水文过程的计算结构,增加了渠系渗漏模拟模块及其对地下水的补给作用、塘堰的灌溉模块等。以湖北省漳河灌区内的一个闭合小流域为例,对构建的灌区分布式水文模型进行校正和验证,模拟结果显示,该模型适合于水稻灌区水分循环的模拟。     

叶尔羌绿洲水资源利用与耗水分析

应用干旱区平原绿洲四水转化模型,对新疆叶尔羌河平原绿洲的水土资源不同利用情景的水资源转化和消耗进行模拟,研究地下水的适宜开采量和灌溉规模问题。结果表明:现状条件下,社会经济耗水量占总耗水量的53%~60%;如果维持灌溉地年耗水650 mm左右、非灌溉地300 mm左右,那么最大灌溉面积约为850万亩,适宜的地下水利用量约为10亿m3,对应的渠系水利用系数为0.49。     

陕西省关中地区用水结构与耗水量变化

关中地区的用水量虽有波动,呈缓慢下降的趋势,农业用水的比重下降,工业及城乡生活用水比重增加。应用水均衡和耗水系数两种方法计算关中地区的耗水量为29×108m3。按地区西安耗水量最大,占关中的44.59%;按用水项目农业用水耗水量最大,占关中的70.23%。     

北京市工业耗水演变分析及模型研究

为直观反映工业生产中水资源消耗情况,基于工业用水和排水数据,探析 2001—2020 年北京市工业分行业 的耗水演变特征,选取影响工业耗水的相关指标构建工业耗水计算模型并率定模型参数。结果表明：随着产业结 构调整和高耗水行业的逐步退出,北京市工业总耗水量呈现下降趋势,由 2001 年的 7.10 亿 m 3/a 减少到 2020 年的 2.24 亿 m 3/a。基于所率定参数,工业分行业耗水多元回归结果 R 2均大于 0.75,利用 2020 年数据对模型进行验证, 可知模型对各行业耗水的计算误差均小于 10%,表明所建立的模型能较好地反映了北京市工业耗水情况。     

地下水补给对河流污染物浓度衰减过程的影响

在许多河流的上游或者在河流的枯水季节,地下水的补给作用对河流水质有着重要影响.用以忽略弥散的一维水质模型为基础的、考虑地下水补给影响的新的水质模型解析解,讨论其在地下水与河流之间无水量交换和河段起始段面上游没有来水两个特定条件下的数理意义和论证该解析解的正确性.通过对比新解析解和不考虑地下水补给的经典解,讨论点源与线源之间的内在联系和本质区别,论证新解析解不是经典解的简单迭加.利用新解析解,定量研究了地下水补给强度对河流污染物浓度沿河衰减过程的影响规律.以安徽省境内颍河为例,利用实测数据研究地下水补给对河流污染物浓度的影响程度;研究表明,在枯水季节,忽略地下水补给的作用,将导致水质模型计算误差的理论值达到9.3%.     

黑河中游地表水、地下水转化及水资源配置模型

黑河是我国西北重要的内陆河,中游灌区是水资源的主要利用区,地表水、地下水转换频繁。基于地下水数值计算的黑河中游地表水、地下水转化及配置模型,通过分析中游地表水、地下水的转化规律,模拟地下水流场的动态变化,解决了黑河中游灌区两水转化及水资源配置问题。     

灌排系统水转化模拟模型研究

受自然与人为因素综合影响,灌区水转化过程复杂多变。以湖北漳河水库灌区为例,分别从水平和垂直方向描述典型灌排系统的水转化过程,以水量平衡原理为基础,研发灌排系统边界处置、稻作区田间多层土壤、塘坝及排水沟道之间多个水转化模拟子模块,由此构建一种客观描述灌排系统边界半封闭结构及其水平输送、垂直运动与渠-田-沟-塘水转化过程的耦合模拟模型,解决了应用流域分布式水文模型求解灌区水转化过程中面临的灌区边界不确定、分层土壤简化处理等问题。利用漳河灌区谭店灌排系统2014-2015年水平衡测试观测数据对该模型进行检验,采用拉丁超立方抽样法对模型参数进行分层抽样,并利用偏相关法分析参数敏感性。通过模型计算可得,支沟率定期和验证期模拟结果的复相关系数分别为0.83、0.70,Ens系数分别为0.81、0.68,斗沟率定期和验证期模拟结果的复相关系数分别为0.79、0.68,Ens系数分别为0.73、0.62,结果表明该模型适用于灌排系统水转化过程模拟。与SWAT模型对比,对于同一研究区域,复相关系数由0.11提高到0.73,Ens系数由-0.71提高到0.70,进一步验证了该模型的先进性,为灌排系统尺度水转化模拟和机制研究提供了新方法。     

青格达湖水源地地下水可开采量分析

青格达湖水源地地下水是五家渠灌区农业灌溉、城市生活及生态用水的重要水源。运用动态分析法和水均衡法对青格达湖水源地300 m深度内的地下水可开采量进行计算分析,通过优选得出水源地地下水可开采量为5 171×10~4m~3/a。     

灌区浅层地下水资源分析评价

以河南省赵口引黄灌区二期工程规划范围内的浅层地下水为研究对象,根据灌区的地形地貌、地层岩性、水文地质条件、地下水补排关系等因素,采用水均衡法对灌区浅层地下水资源进行计算与评价.根据计算成果,全区地下水总补给量4.75亿m3,总排泄量5.37亿m3,总补给量小于总排泄量,计算成果与现状灌区的地下水位逐年下降是一致的.灌区...     

改进的SWAT模型在平原灌区的应用

针对平原型灌区人工-自然复合的水文循环特点,基于SWAT模型构建了山前平原灌区分布式水文模型。考虑平原灌区灌溉渠道、排水沟和河道等人工干扰,在沟渠河网的提取方法、子流域与水文响应单元的划分以及作物耗水量计算模块等方面对SWAT模型进行了改进。以汾河灌区为例,利用灌区1996-2001年的水文、气象及用水资料对水量平衡进行了模拟分析;以模拟效率系数、相对误差和线性相关系数3个指标为标准,对模型的敏感参数进行了率定, 并对2002-2006年的径流量进行验证模拟。研究结果表明,两处监测点的模拟结果基本满足模型     

诏平台灌区浅层地下水资源量分析

地下水资源量是在地下水不断补给、储存和消耗的循环过程中形成的。从供水和保护环境出发,以及长期稳定开发利用,资源的利用应限于可更新和恢复的那部分水。通过对昭平台灌区地下水均衡趋势的分析计算,计算其各个均衡区补给量、排泄量以及开采量,对以后昭平台灌区节水改造,保护地下水资源及地下水合理开发利用都具有借鉴意义。     

干旱地区灌区水盐运移及平衡分析

黄河流域多数灌区存在着耗水机理不清、水资源利用率低、土壤次生盐碱化等许多问题.为合理配置和有效利用灌区地表、地下水资源,改善灌区生态环境,本文选择内蒙古河套灌区的义长灌域作为研究区域,建立了非农区一农区一水域的水盐运移及均衡模型,并利用该模型对水分在各个环节的转化与消耗、以及水盐的迁移进行了定量分析.结果显示,农区脱盐量的75%随地下水迁移到了非农区.说明了灌区内排水和旱排的重要性.     

宁夏青铜峡河西灌区水资源计算与评价

本文在建立水文地质参数变值系统的基础上，将其引入所建立的水资源计算模型，对灌区地下水资源各补给量进行计算，给出了灌区浅层地下水资源量、总水资源量随灌区地下水埋深变化关系，并对灌区地下水可能最大补给量及可利用量进行了计算与评价。     

袁北灌区续建配套与节水改造项目水资源供需平衡分析

文章对袁北灌区续建配套与节水改造项目实施后的需来量与可供水量进行了详细的统计计算。对灌区的农业需水量、生活需水量、工业需水量以及河道流生态需水量进行了分析计算,将灌区各灌溉片农业、生活、工业及河流生态需水累加求得灌区各灌溉片总需水量;对灌区各水源工程来水进行分析,扣除蒸发、渗漏和生态用水后得到最大可取用水量,通过对灌区各水源工程进行水量供需平衡分析可知,各灌溉片通过水资源优化配置,水量供需基本能达到平衡;最后经过对灌区规划年水资源供需平衡分析得出结论：经灌区蓄水工程调蓄,灌区来水能满足规划年保证率85%下灌区34.68万亩设计灌溉面积的供水需求。     

昭平台灌区浅层地下水资源分析评价

文章以位于河南省中部的大型灌区之一的昭平台水库灌区浅层地下水为研究对象,根据灌区内的地形地貌、水文地质条件、地下水埋深、包气带的岩性、厚度以及补排关系等因素,首次把整个灌区划分4个均衡区,利用多年地下水观测资料数据,采用多年水均衡法计算并分析评价了灌区4个水文地质单元区内浅层地下水的资源量,为灌区合理开发优化配置水资源提供科学依据。