基于地下水合理埋深的井渠结合灌区水资源联合调控

以泾惠渠灌区为例,针对井渠结合灌区地下水超采及地下水位上升而导致的农田灌溉水环境等问题,从水位调控水量的角度出发,提出了基于地下水位合理埋深的水资源调控模式。在确定不同水文地质单元和不同植被类型条件下地下水位合理埋深上下限的基础上,结合PSO-RBF神经网络对地下水位埋深预测的结果,设计了基本、节水两种水资源联合方案,对不同保证率下的灌区水资源进行了联合调控。结果表明:泾惠渠灌区地下水位合理埋深上限介于1.76~3.50m,下限介于8.7~25.0m,不同水文地质单元、植被类型的水位埋深上下限值差异较大;水资源联合调控时,局部地区出现地下水超采,需加强节水灌溉和多水源的联合调控。     

基于地下水均衡的灌区合理渠井用水比例

基于地下水均衡模型,分析了陕西泾惠渠灌区不同频率典型年的地下水均衡状况,结果表明降水入渗补给、渠系渗漏及田间灌溉入渗补给、井灌回归补给是灌区地下水的主要补给源,占总补给量的85.99%~82.89%;而人工开采是灌区地下水的主要排泄途径,农灌地下水开采量、人畜和工业用水开采量占总排泄量的69.7%~72.86%.以2010年为现状基准年,2020年为规划水平年,结合灌区发展规划,设置了4种不同的灌区发展情景模式,运用所建立的地下水均衡模型计算了不同情景模式下的地下水位埋深,其变化范围为0~0.07 m;以地下水位变幅最小为准则,得出了不同频率典型年合理的渠井用水比例范围为1.49~1.53,从而为灌区地下水资源的高效持续利用提供了依据.     

渠井结合灌区控制性关键地下水位及其管理策略研究

针对我国北方大型灌区出现的地下水"采补失衡"问题,以陕西省泾惠渠灌区为例,通过对其渠井结合灌溉发展历程的回顾,分析了地下水位变化对灌区高效安全用水的影响,探讨了灌区地下水位控制目标;基于地下水位控制目标,利用水均衡法分析了控制性开采总量与关键地下水位之间的定量关系;选取2002年(平水年)为代表年,计算了灌区各分区的控制性关键地下水位所对应的蓝、黄、红线埋深值;根据灌区2010年实测地下水位埋深与关键地下水位埋深的对比分析,划分了灌区地下水管理分区,并对各分区的地下水管理策略进行了探讨。     

基于农作物与地下水作用试验的灌溉分区研究

通过不同地下水埋深对作物产量影响的试验,得到阜阳地区3种主要农作物在两种耕作土上的适宜地下水埋深及最优埋深,在无降水、干旱、灌溉及施肥等条件干扰下,亚黏土耕作时,小麦、大豆、玉米适宜的地下水埋深分别为0.6~1.5、0.4~1.0、0.4~1.0,最优地下水埋深分别为0.8、1、1.5 m;亚砂土种植条件下小麦、大豆、玉米适宜地下水埋深分别为0.4~1.5、0.6~1.5、1.5~2 m,最优埋深分别为1.0、1.5、1.8 m。在此结论的基础上,结合野外调查、实测等手段,获得阜阳地区地下水位埋深数据,研究了阜阳地区地下水埋深分布及其对灌溉的影响,并提出自然条件下不同农作物灌溉分区,为该地区节约地下水资源、科学灌溉,促进国家高标准农田高产高效等提供科学依据。     

玛纳斯河下游灌区地下水埋深变化特征及成因分析

根据新疆玛纳斯河下游莫索湾灌区具有代表性的14个长期观测井多年(1998—2010年)地下水位数据,运用水量均衡法和Mann-Kendall突变检验法分析了灌区地下水埋深动态特征及成因。结果表明,研究区除147团地下水埋深略有减小外,其他各区地下水埋深均呈增大趋势,其中150团地下水埋深增大最为明显。灌区地下水埋深变化存在时空差异,并且在2004年之后的不同年份出现了变化趋势转折,其根本原因是受到了灌溉入渗和地下水开采的影响。灌区地下水埋深年际、年内变化基本都呈现出人工-自然双重影响下的变化特征,年内变化最为明显,且不同区域影响地下水位变化的主次因素有所不同。总体而言,人类活动已经成为玛纳斯河下游灌区地下水埋深变化的主要驱动力,其次是自然因素,其中灌溉入渗、地下水开采和潜水蒸发是影响研究区地下水埋深变化的主要因素。     

基于线性规划和MODFLOW耦合技术的人民胜利渠灌区水资源优化配置研究

【目的】确定人民胜利渠灌区合理的农业水资源优化配置方案,为灌区水资源管理和机井布置提供科学依据。【方法】针对人民胜利渠灌区水资源分配不合理及灌区生态环境恶化问题,按照灌区地形地貌、工程类型和灌溉水源特点将灌区分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3个计算单元,基于线性规划方法和MODFLOW地下水数值模型对灌区各计算单元进行不同水文年水资源优化配置,并模拟优化配置后地下水位动态变化。【结果】确定了不同水文年灌区的水资源优化配置方案:灌区计算单元Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区不同水文年的井渠比例有所不同,平水年井渠比分别为1/3.14、1/3.25、1/2.92,丰水年分别为1/3.47、1/3.66、1/3.24,枯水年分别为1/2.75、1/2.77、1/2.60;平水年计算单元Ⅰ区模拟地下水埋深相比初始埋深下降0.01 m,水资源总量基本处于平衡状态;计算单元Ⅱ、Ⅲ区模拟地下水埋深相对于初始埋深分别上升了0.12、0.15 m;丰水年灌区计算单元Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区模拟地下水埋深相比初始埋深分别上升了0.1、0.23、0.3 m;枯水年灌区计算单元Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区模拟地下水埋深相比初始埋深分别下降了0.17、0.08、0.04 m。【结论】线性规划方法和MODFLOW地下水数值模型相结合能较好地模拟灌区地下水流场和预测地下水动态变化趋势,进而确定合理的水资源优化配置方案。     

不同地下水埋深对土壤水、盐及作物生长影响的试验研究

对20个地中测坑进行不同地下水埋深下土壤水、盐运移及作物生长的分析,研究了地下水埋深对土壤水分利用效率(WUE)、养分(NO3-N)及作物生物性状指标的影响.结果表明:埋深为1.5～2.5 m时,有利于作物生长,但从盐渍化控制角度看,地下水埋深宜控制在2.0 m左右为宜;当地下水埋深大于2.0 m时,目前的灌溉制度已经不能满足作物的正常生长需要,出现亏缺灌溉,需要增加灌水定额,本研究说明适宜地下水位的控制对于河套灌区节水改造具有重要的意义.     

干旱区不同地下水位对棉花膜下滴灌灌溉制度的响应研究

地下水埋深对作物灌溉制度的制定及土壤次生盐碱化的防治具有重要影响.为研究不同地下水位对棉花膜下滴灌灌溉制度的影响,本文以新疆孔雀河流域为研究区,利用HYDRUS-2D软件对不同地下水位下的土壤含水率动态进行模拟,结果表明:地下水埋深为1m时,地下水对土壤水的补给作用较强,灌溉定额3000m3/hm2较为适宜;地下水埋深为2.0m时,灌溉定额4500m3/hm2较为适宜,此时棉花基本不受水分胁迫;地下水埋深为3m时,地下水对土壤水已无补给作用,灌溉定额5550m3/hm2较为合适,此时水分胁迫时间累计14d.研究结果为指导当地水资源开发利用及棉花种植业提供了重要参考.     

不同地下水埋深对土壤水、盐及作

对20个地中测坑进行不同地下水埋深下土壤水、盐运移及作物生长的分析，研究了地下水埋深对土壤水分利用效率（WUE）、养分(NO3--N)及作物生物性状指标的影响。结果表明：埋深为1.5～2.5m时，有利于作物生长，但从盐渍化控制角度看，地下水埋深宜控制在2.0m左右为宜；当地下水埋深大于2.0m时，目前的灌溉制度已经不能满足作物的正常生长需要，出现亏缺灌溉，需要增加灌水定额，本研究说明适宜地下水位的控制对于河套灌区节水改造具有重要的意义。     

秦王川灌区15年来地下水变化特征分析

秦王川盆地是引大（大通河）入秦（秦王川）灌溉工程的主要灌区,通过收集秦王川灌区水文地质资料,了解灌区的气候、水文、地质地貌,并结合现场勘察及室内实验在调查取样分析的基础上,探讨了灌区地下水自1994年总干渠通水后的化学变化特征,主要表现在：地下水的矿化度整体呈上升的趋势,矿化度均值由灌溉前的2．22g／L上升到灌溉后的...     

扬水灌区封闭型水文地质单元的地下水盐动态研究

西北内陆干旱区的扬水灌区灌溉排水属外引内排方式,灌区内的水盐运移主要受控于灌溉水入渗,属于典型的入渗-蒸发型水盐运移。对扬水灌区封闭型水文地质单元15 a监测资料的分析表明,监测区的地下水运移具有径流滞缓、水盐积累的特点。灌溉水入渗带和溶质迁移带的地下水矿化度受入渗溶滤影响呈振荡变化型,汇水聚盐带的盐沼化面积由1993年的25.83 km2增加为2008年的30.88 km2,地下水矿化度和土壤含盐量均呈逐年上升趋势,地下水矿化度最高达172.15 g/L,水化学类型为Cl-—SO42-—(K++Na+)—Ca2+型。     

新疆盐渍化灌区水盐平衡现状及对

以新疆农七师127团灌区为研究对象，通过区域水盐监测、水盐平衡计算与分析，对现有水盐状况是否满足盐分控制要求作出评价，并提出对策措施。研究结果表明，现状的水盐平衡条件不能满足控制盐分要求，其中引进的盐分只有大约40%从平衡区内排出，有60%左右的盐分滞留在平衡区内，其结果势必加重区域内土壤盐渍化的程度。如果按现状灌排条件和灌溉用水水质状况预测，每年1.5m深土壤剖面的平均积盐量约为0.037%。 为保持研究区水盐的持续平衡状态，水量排引比需达到0.3左右。为此，在进一步加强明沟排水系统建设的同时，需增设田间暗管排水。     

人民胜利渠灌区适宜井渠用水比研究

为合理利用灌区地表水和地下水资源,改善灌区生态环境,以人民胜利渠灌区为例,在对灌区地下水开发利用现状及其水位动态进行分析的基础上,将地下水模拟模型与GIS技术进行结合,并设置8个情景方案,预报了灌区5 a后地下水位变化趋势,并提出了灌区适宜的井渠用水比。结果表明,目前灌区地下水位呈不断下降趋势,削减灌区地下水开采量对地下水位的恢复有明显的作用。平水年削减10%的地下水开采量,人民胜利渠灌区井渠用水比例调整为1/0.78,上游调整为1/1.24,中游调整为1/0.85,下游调整为1/0.41,灌区机井数从原来的20 261眼削减到14 315眼,可以基本实现地下水的采补平衡。     

变化环境下灌区地下水动态演变趋势及驱动因素

以陕西省宝鸡峡灌区为研究区,从地下水系统与外部环境的关系出发,运用了线性趋势回归检验、Kendall秩次相关检验及Spearman秩次相关检验3种统计水文学方法,分析了近30 a(1981—2010年)灌区变化环境因素——降水量、蒸发量、地表水灌溉量及地下水开采量的变化趋势,结果表明:灌区降水量呈不显著下降趋势,平均年降水量倾斜率为-2.900 mm/a,而蒸发量呈波动上升趋势,平均年蒸发量倾斜率为3.270 mm/a,降水量和蒸发量两者具有互逆变化特征;灌区地表水灌溉水量呈显著下降趋势,而地下水开采量呈不显著下降趋势.基于GIS技术和地统计学方法,研究了灌区地下水位动态的时程演变趋势和空间分布特征,研究表明:1995—2005年,灌区西北部地区地下水位有明显下降趋势,10年间下降约7~8 m,中部乃至东南部也有小幅度的下降,下降不足1 m;2005年以后,灌区内仅在渭河北岸的武功、兴平南部及咸阳中南部有小幅度下降趋势.通过灰关联分析方法,识别了灌区地下水位动态变化的主要驱动因素,得知各影响因子的关联度都较大,均在0.5以上,且塬上灌区与塬下灌区地下水位动态变化的主要人类活动驱动因素分别为地表水灌溉和地下水开采.     

内陆河流域绿洲灌区盐碱地改良分区及治理模式探究——以新疆焉耆县平原灌区为例

干旱区土壤盐碱化是土地退化的主要问题,并威胁着绿洲农业的可持续发展,而盐碱地改良分区是因地制宜、综合治理盐碱地的前提。通过综合运用地理信息系统的各种空间数据分析功能,以焉耆平原灌区为典型区域,将土地盐碱化现状分为:非盐碱地、轻度盐碱地、中度盐碱地、重度盐碱地、盐土等5个区,并结合地下水、土壤、植被、岩性等调查资料,进行成因分析,建立了内陆河流域绿洲灌区盐碱地改良分区模型。立足土地盐碱化的现状,充分考虑地下水埋深和矿化度,把焉耆平原灌区按改良难易程度分为:易改良区、较难改良区、难改良区、不宜改良区,并针对不同的盐碱地改良分区特征、水盐平衡模型和现状灌排模式,提出了相应的综合治理对策。     

内蒙古河套灌区秋浇对区域尺度地下水水化学影响分析——以义长灌域为例

【目的】了解灌区秋浇对区域地下水水化学过程的影响。【方法】在测试八大离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-、HCO3-、CO32-)的基础上,综合运用数理统计和水文地球化学分析方法,分析灌区地下水水化学特征。【结果】灌溉后,该灌域整体上Cl-、SO42-、K++Na+、Mg2+、HCO3-的质量浓度增大,而Ca2+质量浓度略有减小,TDS呈现南高北低的分布状态;根据Piper 三线图分析,灌溉前后该区域地下水类型均以Cl-Na型为主,占比分别为75%和61%,相比灌溉前,灌溉后出现Mg-SO4-Cl 型,占比约为16.7%;由Gibbs 模式和离子比例系数图得出,该区域地下水主要受蒸发浓缩以及硅铝酸盐和蒸发岩风化溶滤作用的控制,大气降水对其影响不大。【结论】秋浇之后地下水TDS平均增加约32.9%,说明秋浇对土壤盐分的淋滤作用明显,加强秋浇之后地下水排水力度,对于提高灌区排水排盐效果具有十分重要的作用。     

宁夏银北灌区暗管排水技术应用与工程效果监测

宁夏银北灌区引进机械施工的暗管排水工程施工技术,开展了大面积的暗管排水工程建设。在对暗管排水效果、工程质量监测的基础上,对暗排区土壤盐分动态、地下水动态、排水水质、工程的管理等进行跟踪监测,总结出暗管排水工程成功的经验、不足,为暗管排水工程的实施提供有益参考。     

群井开采对毛乌素沙地地下水位的影响——以榆林市榆阳区昌汗敖包村土地开发项目为例

为探究毛乌素沙地大规模现代化高标准农田地下水开采对地下水位的影响，以榆林市榆阳区昌汗敖包村土地开发项目地下水监测网覆盖区作为研究区，选取分布于研究区的8眼机井进行了为期1年的地下水位埋深动态特征监测。结果表明:在灌溉期间，地下水位埋深呈先减小后增大的趋势；灌溉结束至进入下个灌溉周期之前，地下水位埋深逐渐增大至正常值。因此群井开采并未对项目区地下水位造成实质影响。