基于补排平衡法的井渠结合灌区机井数量研究

为了合理利用地下水资源,明确人民胜利渠灌区合理的机井数量,在地下水资源评价的基础上,利用地下水补排平衡法确定灌区合理的井渠灌水用水比例,进而用单井控制面积法和开采模数法确定灌区的机井数量。结果表明,人民胜利渠灌区规划机井数量为14 553眼,需要削减机井数量5 708眼。     

人民胜利渠灌区水资源高效利用调控技术研究

在分析总结近几年灌区水资源高效利用调控理论与技术发展的基础上,提出适用于人民胜利渠灌区水资源的调控技术方案:作物种植结构调整和井渠用水比例调整,并建立引黄灌区地表水-地下水联合优化调度模型,定量分析其引、用、耗水关系及地下水变化规律.结果表明,人民胜利渠灌区通过采用作物种植结构调整和井渠灌水比例调整,从节水、经济、生态等方面均可以达到高效利用水资源的目的.     

基于支持向量机的井渠结合灌区地表水地下水合理配置

地表水和地下水的合理配置是井渠结合灌区实现水资源优化,合理调控地下水位的重要途径。以陕西省泾惠渠地下水位变化的主要影响因素为输入变量,以当年平均地下水位为输出变量,建立了基于支持向量机的地下水位动态模拟模型,模拟不同水文年不同渠首引水量和地下水开采量等17种组合情景的地下水位及其变幅,并以多年采补平衡为地表水地下水合理配置的目标。结果表明,丰、平、枯不同水文年的井渠用水比分别为0.3~0.4、0.2~0.3、0.44~0.55时,可实现灌区地下水多年采补平衡。     

引黄灌区地下水动态变化影响因素及种植结构优化分析——人民胜利渠灌区为例

为了探究人民胜利渠灌区近年来地下水动态变化并通过调整灌区种植结构充分利用灌区水资源,利用ArcGIS和Matlab软件分别对灌区地下水埋深及其影响因素进行分析且构建了灌区优化模型。结果表明,近年来人民胜利渠灌区地下水平均埋深呈明显的增加趋势,中游3区和下游6区地下水埋深较大且中游3区已经形成了地下水下降漏斗;灌区地下水埋深与降雨量、引黄水量和井灌水量有显著的相关关系;根据优化模型,当中游3区和下游6区分别削减种植面积477.84和569.56万m~2,上游1区和中游3区分别削减水稻种植面积14 160.18、101.95万m~2时,可以使灌区有限引黄水量和井灌水量具有最大的效益。     

不同井渠配比灌水模式对土壤盐分及冬小麦生长发育的影响

为了明确井渠结合灌区适宜的井渠灌水配比和灌水定额,以小麦品种豫麦57为材料,探索人民胜利渠灌区不同井渠灌水配比和不同灌水定额对土壤盐分、冬小麦分蘖数、株高、干物质量及产量的影响。结果表明,纯井水灌溉模式下土壤含盐量明显大于纯渠水灌溉模式;井渠灌水配比是冬小麦干物质量累积的重要影响因素;灌水定额为900m3/hm2时,渠井用水比例为33%的灌水模式比较适宜。     

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。     

井渠结合灌区农业高效用水的几个问题

井渠结合灌溉由于能重复利用渠灌的渗漏水量，调控灌区地下水位维护生态平衡，因此是北方灌区实现农业高效用水的一种好形式。针对井渠结合灌区如何实施农业高效用水的问题，从井渠结合的类型、调整灌区的作物种植结构、灌区内多水源联合运用、井渠工程的布局、田间灌溉工程与灌溉技术、灌区用水管理等几个方面进行了论述。     

河套灌区井渠结合区域分布的确定方法的改进

采用井渠结合是河套灌区缓解农业用水供需矛盾,控制土壤盐碱化的重要措施。通过合理开发利用地下水进行农业灌溉,可高效利用地下水,适当降低地下水位,减少无效蒸发,降低土壤盐碱化,达到节水抑盐的目的。河套灌区水文地质条件十分复杂,确定合理的井渠结合区分布和面积成为研究重点和难点。综合分析了河套灌区大量的水文地质和水化学资料,并结合河套灌区地下水矿化度分区图,确定了3种矿化度开采上限条件下,井渠结合可开采利用区的分布及面积。结果表明,当灌溉用水矿化度上限分别为3、2.5、2g/L时,得到相应的可开采区域控制面积分别为58、41和31万hm~2,并给出了相应条件下井渠结合区的分布范围。     

水量平衡的计算

引黄人民胜利渠自1952年开灌以来,先后经历了“兴渠废井”、“兴井废渠”和“井渠结合”三个发展阶段。由于对地表水和地下水利用数量的不同,每个阶段的水量平衡状况及生态环境也不一样。经过长期的生产实践,初步可以肯定在易旱易涝易碱的平原自流灌区,实行井渠结合是达到区域治理的正确途径。本文通过对灌区四个时段(1982年10月～1984年9月)的水量平衡计算,得出各项水量指标,进而对灌区的用水管理状况进行了评价。     

基于采补平衡的河套灌区井渠结合模式及节水潜力

确定合理的渠井结合比以保证地下水采补平衡,是发展井渠结合灌溉、保证灌区节水和可持续发展的重点和难点。根据井渠结合区的地下水可开采量与井渠结合井灌区的灌溉用水量之间的平衡关系,建立地下水补给均衡模型。该模型考虑各级渠道输水、田间灌溉和降雨入渗对地下水的补给,地下水开采量则根据井灌区灌溉用水量确定,建立地下水补给与地下水开采量之间的均衡方程,通过求解该均衡方程,得到井渠结合区渠井结合比的合理范围在2.3~3.4之间。同时,通过局部敏感性分析方法,分析了该模型涉及参数中对渠井结合比影响程度较大的5个参数,敏感性从大到小依次为:地下水可开采系数、土地利用系数、渠道输水补给地下水系数、田间灌溉补给地下水系数、降雨补给地下水系数。进一步根据渠井结合比,计算了灌区实施井渠结合灌溉的节水潜力,结果表明,井渠结合全部实施后,灌区的节水潜力在3.4~4.6亿m~3,节水效果显著。     

基于最小二乘支持向量机的人民胜利渠灌区灌溉用水量预测

基于最小二乘支持向量机（LSSVM）良好的泛化能力和特点，以人民胜利渠灌区需水量为研究对象，选用径向基函数（RBF）作为核函数，建立了最小二乘支持向量机预测模型，对灌区需水量进行了模拟计算，用检验样本与灰色预测和基于RBF的神经网络模型的预测结果进行了比较，LSSVM预测的最大误差8.78%，平均误差4.90%。结果表明最小二乘支持向量机模型有较高的预测精度和较强的泛化能力，可为灌区水资源规划提供科学依据。     

气候变化和人类活动对灌区地下水埋深的影响

[目的]探析气候变化和人类活动对灌区地下水埋深的影响.[方法]利用年代波动性分析、突变检验、灰色关联分析、敏感性分析、双累积曲线法和相对贡献率分析了人民胜利渠灌区1952-2013年地下水埋深及其影响因素的变化和突变特征,并识别了地下水埋深与各影响因素间的响应特征.[结果]人民胜利渠灌区地下水埋深呈明显增加趋势(0.8...     

内蒙古河套灌区三湖河灌域井渠双灌试验与探讨

为了缓减黄河水资源日益短缺的局面,提高内蒙古引黄灌区的灌溉水保证率,以乌拉特三湖河灌域为研究对象,从2010年开始开展井渠双灌试验。结果表明:在实际运行中,井渠双灌起到了在灌溉紧张期缓解用水矛盾的作用,改善了地下水水质,但通过两年来的运行,出现了地下水采补不平衡形成漏斗的情况,并由于开采地下水水费没有开征,使用井灌成本低,灌溉方便及时,导致井灌面积不断扩大,引黄灌溉面积逐渐萎缩,地下水得不到有效补充,致使采补失衡,长此下去必将威胁三湖河灌域的可持续发展和生态平衡。     

宁夏银北灌区井渠结合灌溉三维数值模拟与分析

为实现银北灌区水资源联合调度 ,减少引黄水量 ,充分利用地下水的目标 ,对选定典型区的地表水、地下水联合调度进行模拟 ,对井渠结合灌溉模式和运作方式进行了计算。通过三维的数值模拟计算发现 ,在规划渠系利用条件下 ,可以根据当地实际情况 ,在来水保证率低的春灌或冬灌期实施井灌 ,以控制地下水位 ,减少土壤返盐 ,也可以对部分农田采用集中井灌的方式 ,以提高用水效率。     

人民胜利渠灌区多水源循环转化模型研究

从取水、输水、配水、排水系统的角度,构建了人民胜利渠灌区多水源循环转化模型,定量模拟分析了人民胜利渠灌区系统多年平均下的多水源循环转化关系。结果表明,从农田灌排系统角度,构建灌区多水源循环转化模型是可行的,能够较好地模拟灌区系统多水源循环转化过程;人民胜利渠灌区水资源的转化主要集中在输水和配水系统中,水资源转化量分别约为1.76亿和9.66亿m~3,取水系统和排水系统水资源转化量较小,分别为0.01亿和0.13亿m~3。输水系统中水资源转化以渗漏为主,渠系渗漏量约占总引黄水量的44%,这增加了引黄输水渠道沿线农田遭受渍害和土壤次生盐碱化的风险;配水系统中农田渗漏量约占水资源转化量的28%,这可能与部分地区仍采用落后的灌溉方式有关。     

商丘试区引黄补源条件下土壤盐分及地下水动态分析

商丘试验区属引黄补源灌溉与井灌相结合的灌溉类型区,引黄灌溉对试区土壤及地下水环境影响分析表明:引黄补源环境效果较为显著,试区地下水位长期下降的趋势得到了遏制;浅层地下水质得到了改善;引黄补源致使土壤盐分下移对作物生长有利。     

基于SALTMOD模型的灌溉水矿化度对土壤盐分的影响

以河套灌区沙壕渠灌域为例,运用SALTMOD模型探讨了区域尺度灌溉水矿化度对根层土壤盐分的影响。结果表明,根层土壤盐分随灌溉水矿化度的增大而增加,加大排水沟深度和提高渠道衬砌水平可缓解高矿化度灌溉水对土壤积盐的影响;采用地下微咸水和黄河水混合灌溉可有效控制盐渍化的发展,混合比在1∶1范围内时,根层土壤处于脱盐状态,最高脱盐率为23%,脱盐率高于引用黄河水灌溉的脱盐率(4%)。因此,适度利用地下微咸水灌溉,可有效的控制地下水位,节约淡水资源。     

灌溉水价与灌区灌溉用水量关系研究

运用经济学理论分析了灌溉水价与灌区灌溉用水量的关系,根据2000—2009年对关中地区冯家山、羊毛湾、石堡川3个灌区的实际调查资料,对不同灌区建立农业灌溉用水需求函数,计算灌溉用水需求价格弹性。研究表明,关中地区3个灌区中,石堡川灌区弹性最高,为-1.11;冯家山灌区和羊毛湾灌区弹性分别为-0.47和-0.69,即灌溉水价提高1%,灌溉用水量将下降0.47%～1.11%。对于现行水价较低的灌区,水价调高对该灌区将产生明显的节水效应;对现行水价较高的灌区,水价继续调高。     

北京市再生水灌区规划研究

以北京市大兴区和通州区境内的再生水灌区为研究对象,在分析灌区水文、气象、水资源开发利用与水量平衡状况、水利工程现状以及作物需水、灌溉水源等资料的基础上,采用系统工程的方法,通过构建多水源联合调度模型,统筹调度再生水、地表水、地下水等灌区内可利用水资源,使再生水灌区供水保证率得到显著提高,基本实现了地下水的采补平衡。提出了再生水灌区规划重点应围绕地表调蓄工程、田间配套工程、水网扩建工程以及灌区水资源管理信息化工程等4项内容。研究成果提升了再生水灌区规划的科学化水平,促进再生水资源高效合理利用。