改进SEBS 模型评价黑河中游灌溉水资源利用效率

我国西北干旱半干旱地区内陆河流域农业耗水是水资源消耗的主要部分,准确估算干旱半干旱区绿洲蒸散发(ET)对合理配置和有效利用水资源非常重要。针对干旱半干旱区作物蒸散受土壤水分胁迫的特点,将土壤水分信息引入到SEBS模型中,利用MODIS影像,结合WRF模式输出的格网和地面观测的气象数据估算2012年黑河中游绿洲蒸散发。与涡动观测结果对比:改进的SEBS模型更适用于灌溉作物在水分胁迫下的蒸散发估算。进而分别在灌区和黑河中游整个绿洲尺度上评价2012年作物水资源利用效率,结果显示:在灌区尺度上水资源利用效率是57%;以整个黑河中游为对象,由于考虑了地表水地下水的转换和重复利用,绿洲作物水资源利用效率可达到66%,但抽取地下水重复利用消耗大量的能源,为此需要提升单方水的利用效率,减少对地下水的过度开采,做到既节约水资源,又节约能源。     

黑河流域生态调水重大问题思考

2000年黑河流域开始实施生态水量调度,近20 a来取得了显著的经济、社会和生态效益。系统总结了水量统一调度以来,黑河流域生态调水工作取得的进展,梳理了流域水资源管理与调度、水资源配置等方面的最新成果,分析了黑河生态水量调度面临的重大问题,并提出当前及今后一段时期主要科技需求:黑河上游降水径流预报,中游地区农业用水和"降水-地表水-地下水"转化规律研究,黑河流域地下水和生态监测系统构建,不同来水条件下黑河下游生态保护目标,黄藏寺水库的调度运行方式研究,智慧黑河关键技术与示范研究。     

断面平衡法分析黑河中游地表水与地下水转换关系

通过断面平衡法,对黑河中游段水量沿程变化进行分析计算,确定了不同区间地表水与地下水的补排关系和强度。莺落峡至国道312线黑河大桥30 km河段为地表水补给地下水,黑河大桥至正义峡155 km河段为地下水补给地表水;汛期地表水被引入灌区灌溉,灌溉水进入田间后大量入渗补给地下水,地下水经过4～5个月时间的运移,至非汛期以泉水溢出大量补给河水,形成地表水-地下水-地表水的循环。     

干旱区内陆盆地水资源的合理配置——以甘肃省高台县为例

通过对高台县水资源现状分析,指出了在水资源开发利用过程中存在的问题,提出三种水资源利用配置方案:①开发地表水为主的水资源配置方案;②开发地下水为主的水资源配置方案;③地表水、地下水兼顾的水资源配置方案。进行对比分析后得出,地表水、地下水兼顾的水资源配置方案既兼顾了高台县工农业生产的可持续发展,又保证了黑河正义峡下泄流量,因而是目前较为合理的水资源配置方案。     

黑河中游地区节水农业可持续发展探讨

随着国家对黑河水资源统一调配的实施 ,黑河中游地区水资源紧缺的状况更加严重 ,水资源供需矛盾更加突出。根据黑河中游水资源特点及灌区目前存在的主要问题 ,进行认真分析 ,提出适宜于解决该地区水资源紧缺的途径以及今后节水农业的发展方向。通过在黑河中游地区实施和发展节水工程 ,确保黑河中游灌区农业经济及下游生态环境的可持续发展。     

干旱内陆河地区地表水和地下水集成模型及应用

基于水动力学基础建立了地表水和地下水集成模型,分析了地表水和地下水模型集成中的尺度耦合、转化量计算和移动自由液面法等关键技术问题.并采用该模型对一维明渠地表水流、一维和二维饱和一非饱和地下水流典型算例进行了模拟,计算结果符合实际.最后将模型应用于黑河干流中游地区地表水和地下水的转化分析,结果表明,黑河干流在黑河大桥以上约有17%的渗漏,在黑河大桥以下地下水向黑河的排泄量占莺落峡来水的30%左右,而地下水向黑河干流的河泉流量逐年减少.     

对黑河流域灌区水资源管理及优化配置问题的思考

黑河流域综合治理规划的实施 ,给黑河中游的梨园河灌区节水改造提供了千载难逢的历史机遇。近年来 ,由于灌区骨干工程缺乏 ,水利工程老化失修 ,用水结构不合理 ,地下水位下降等 ,使灌区用水矛盾日益突出 ,生态环境逐步恶化。抢抓国家 3a黑河节水工程实施良机 ,加快灌区节水改造 ,实现水资源的科学配置、统一调度 ,对于缓解灌区用水矛盾 ,遏制生态环境进一步恶化 ,显得尤为重要。作者在分析介绍梨园河灌区水资源现状、生态环境现状、黑河调水目标及 3a节水工程的基础上 ,就目前灌区水资源科学配置、统一管理中所存在的问题提出了建议。     

应用222Rn研究黑河流域地表水与地下水转换关系

黑河流域位于西北干旱区，流域水资源的一个显著特点足地表水与地下水的相互转换频繁。了解流域地表水与地下水的相互转换关系是进行流域水资源管理和水利规划的重要依据。^222Rn是一种放射性惰性气体，地下水中^222Rn的浓度远大于地表水^222Hn的浓度，同时，^222Rn具有较短的半衰期，因此。^222Rn是一种研究地表水与地下水转换关系非常良好的示踪剂。利用^222Rn作为同位素示踪剂，研究分析了黑河中游地表水与地下水的转换关系。研究结果表明，出山口莺落峡至张掖黑河大桥河段，地表水入渗补给地下水；张掖大桥以下至正义峡河段，地下水排泄补给河流。     

基于MPDI的灌区土壤墒情遥感监测技术研究

卫星遥感技术对及时掌握土壤墒情,优化水资源调度与配置具有重要意义。利用国产中高分辨率卫星,并采用修正垂直干旱指数（Modified Perpendicular Drought Index,MPDI）对黑河中游灌区进行土壤墒情遥感动态监测,分析灌区2017年土壤墒情变化。结果表明,2017年黑河中游灌区土壤墒情整体较好。此外,MPDI模型具有精度高、范围广、时效快、全物候期的优势,可以长期应用于黑河中游灌区的土壤墒情遥感监测。     

黑河中游地区地下水监测与分析展望

通过对黑河地下水监测与研究成果的概括,使我们能够更好地了解黑河中游地下水监测与研究的新方法、新技术。一方面为绿洲区地表水、地下水转化理论的进一步完善提高参考依据,另一方面为本区域地下水合理利用提供可靠依据。     

基于生态安全的党河灌区地下水初始配置研究

党河灌区地下水资源初始配置既要保障经济社会用水,又要考虑生态的可承受地下水位。在地下水资源初始配置过程中,应根据水资源可配置量以及灌区特点,建立不同行业水资源的配置方案,并采取先进行地表水的水权分配,不足部分将地下水作为补充的原则进行地下水水权分配。根据该方法提出了党河灌区允许开采量、最优开采量条件下地下水水权初始配置方案。     

黑河中游地下水数值模拟与开发方案

针对黑河中游地区由于极度干旱和地表水资源过度开发而导致生态环境恶化的现状，从增加水资源可利用量的角度出发，给出了在地下水位埋深浅的地方用地下水代替现有供水系统中地表水的开发策略，并制定了在张掖下游沿黑河两岸、碱滩和新华地区进行地下水开发的方案。为了评价开发方案的实施效果，利用基于地理信息系统ArcView 3.0的地下水模拟系统软件GMS建立了黑河中游地区地下水数值模型，该模型能较好地模拟研究区域的地下水流场以及各项补给量和排泄量。从模拟的结果来看，该开发方案能显著减少潜水蒸发量，提高水资源可利用量，减轻土壤盐碱化，对生态环境的负面影响较小。     

黄藏寺水利枢纽对张掖盆地地下水影响研究

黄藏寺水利枢纽工程建成运行后,将在输水关键期采用大流量输水并废除部分平原水库或其灌溉功能,地下水补给的减少或将对黑河中游张掖盆地地下水环境产生影响。由于黑河中游张掖盆地地表水与地下水存在密切联系,单独采用地下水数值模型难以准确描述地表水与地下水的转化关系,因此采用MIKE-SHE软件建立了黑河中游盆地的地表水—地下水耦合数值模型,通过校正后的模型对工程运行后的地下水演变进行了预测。模拟结果表明:黄藏寺水利枢纽工程运行对黑河中游张掖盆地地下水影响有限,河道与水库渗漏减小引起的地下水位下降值远小于当地地下水位天然变幅,可由地下水系统自然调节。     

河北省智慧灌区建设研究

正河北省水资源严重短缺,而用水需求却日益扩大,且地下水超采严重,充分高效的利用地表水,既是保护地下水,也是我省水资源永续利用的有力措施之一。2018年全国水利厅局长会议要求,全面加快智慧水利建设,将灌区信息化建设作为今后主要任务之一。河北省有大中型灌区140余处,如何建设现代化与智慧化灌区,高效利用地表水,成为全省目前急需解决的实际问题。河北省建设智慧化灌区,一是可提高灌区水资源优化配置水平、提高工程运行管理水平、提高灌溉用水利用效率     

人工鱼群算法下灌区水资源配置研究

灌区是张家口区域经济发展的重要部分,康保县灌溉模式为地表水与地下水相结合,利用渠灌水渗漏量调控地下水位是该地区实现高效农业用水的关键。本文基于人工鱼群算法,按照灌区用水可持续原则,建立了地下水与地表水间的优化配置模型,并利用人工鱼群算法对其进行求解,得出了2020年50%保证率和75%保证率下的灌溉水资源优化配置结果,为灌区的水资源配置提供了技术参考。     

黑河流域水资源管理模式研究

水资源管理模式是提高水资源动态管理的有效方式,为水资源高效配置和合理利用提供技术支撑。针对黑河流域水资源利用现状与存在的问题,分析和探讨了基于生态需水、水权框架、模拟模型和水资源信息系统的黑河流域水资源管理模式,展望了未来流域水资源发展方向。指出在未来应加强人类活动影响下流域水资源污染研究,流域地表水与地下水联合调度管理和水资源合理配置与流域集成管理研究。     

玛纳斯河灌区地表水与地下水联合调度模型

通过分析新疆农八师玛纳斯河灌区水资源供需状况,结合灌区的灌溉系统、农作物种类及灌溉制度,建立了以灌区地下水抽水总量最小为主要目标,以灌区农业经济总效益最大为次要目标的地表水与地下水联合调度模型,并采用目标规划法对模型进行了求解,得到了在不同保证率下灌区地表水和地下水联合调度方案及农作物种植面积。结果表明:灌区供需水高峰期不一致和灌溉系统的蓄水、输配水能力不足是产生灌区水资源供需矛盾的主要原因,应适当调整灌区农业种植结构,改造灌区水利工程。     

地下水限额控采条件下民勤红崖山灌区灌溉模式转型研究

在实现流域水资源统一管理目标、落实水资源配置方案的基础上,坚持事实求是、科学合理的原则,以有限的水资源作支撑,通过地表水与地下水的合理调度、科学管理和优化配置,切实转变灌溉模式,为实现灌区经济社会可持续发展做出有益探索。     

多水源集雨灌区水资源优化配置软件研制

结合砂锅窑灌区的实际情况,利用动态规划及计算机技术研制了集雨灌区不同作物之间全生育期水资源优化配置软件;利用灌区水量平衡方程、修正彭曼公式、詹森公式研制了集雨灌区作物灌溉制度计算软件;利用非充分灌溉理论调整土壤适宜含水率上下限,可促进灌区水资源的高效利用.计算结果表明,该软件可实现雨水高效利用以及雨水集蓄灌区地表水与地下水的联合调用.     

白龟山水库水资源优化配置研究

本文从白龟山水库可持续发展水资源的实际需要出发,在收集整理研究区域内地表水、地下水、水质、社会经济等资料的基础上,建立了基本资料数据库,采用降雨径流、水量平衡、地下水、多目标优化等模型和方法,开展了地表水与地下水资源量变化规律研究、各用水户用水量时变规律研究、灌区地下水应用研究、在不同用水保证率的前提下水资源优化配置研究等,最终获得白龟山水资源多目标优化配置方案,为白龟山水资源优化利用和地方社会经济可持续发展提供科学依据。