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。     

利用地下水模型模拟分析灌区适宜井渠灌水比例

为了获取泾惠渠灌区适宜井渠灌水比例,科学合理地确定农业节水方案,该文综合应用ArcGIS和PMWIN地下水模拟软件建立了灌区的地下水分布模拟模型,根据灌区历年农业用水实际情况设定了10种灌溉情景模拟灌区地下水位的变化趋势,通过地下水模型分析研究了灌区井渠灌水比例。利用VB程序语言改写EVT蒸发蒸腾子程序包,使其能模拟非线性蒸发,潜水蒸发量计算精度得到较大改进。研究表明:1)渠首有效灌溉引水量在3.7～4.1亿m3,井渠灌水比例控制在0.35～0.55,基本可以保持灌区地下水采补平衡;2)渠首有效灌溉引水量在1.5～2.0亿m3,井渠灌水比例控制在0.5～0.7,也能实现灌区地下水采补平衡;3)目前井渠灌水比例在0.9～1.2,已引起灌区地下水超采。建议井渠灌水比例控制在0.5～0.7,加大农业节水力度、增加水价财政补贴、进行地下水人工调蓄,实现灌区水资源高效持续利用。     

耦合地下水模拟的渠井灌区水资源时空优化配置

为控制渠井灌区地下水位,合理确定地表水和地下水的分配方案,构建水资源时空优化与地下水数值模拟耦合的模型体系。以灌区缺水量最小、时段缺水率均衡和渠系单元缺水均衡为原则建立灌区地表水地下水联合利用的时间和空间优化模型,分别采用人工鱼群算法和粒子群算法求解,以优化的地表水供水量和地下水开采量为耦合变量,作为地下水模拟模型的输入,以丰、平、枯水年地下水位变幅之和最小为模拟目标,获得不同水文年地表水地下水的时空优化配置方案。泾惠渠灌区优化结果表明,丰水年和平水年不缺水,枯水年在2020年和2030年灌溉缺水分别为4 489万m3和3 941万m3,主要分布在12月、3月、6月、7月、8月。2020年丰、平、枯水年灌区平均地下水位变幅分别为0.49、0.06、-0.42 m,2030年丰、平、枯水年灌区平均地下水位变幅分别为0.21、-0.08、-0.26 m,基本上实现多年采补平衡。耦合地下水模拟的水资源时空优化配置方法,是渠井灌区实现水资源合理利用和生态健康的有效途径。     

渠井双灌区水资源统一调控的管理机制研究

分析制约泾惠渠灌区渠井协调发展的主要原因,开展水资源统一调控管理机制研究。在了解泾惠渠渠井双灌区发展历程的基础上,指出水资源管理主体不一致、地下水无计量设施和水价不统一是制约渠井协调发展的主要原因。通过完善水资源管理体制、建立水量计量与监控机制、实施总量控制与定额管理相结合的用水管理制度、建立"异水同价、阶梯水价"的水价形成机制、建立水资源联合调控智能管理决策系统、建立舆论监督制度等一系列措施,对泾惠渠灌区水资源统一调控管理机制进行了初步研究探讨。     

基于Copula函数的关中河流水文丰枯遭遇特征分析

引入Copula函数方法,对关中地区几条主要河流径流的丰枯遭遇特性及规律进行研究,分别选取渭河、泾河和黑河径流系列作为代表,对其两两间的丰枯遭遇状况进行了分析。结果表明：在丰枯同步频率中,两条河流间同平的频率大于同枯的频率和同丰的频率,同丰的频率最小;在各河流的丰枯异步频率中,两河流的丰平与平丰、丰枯与枯丰、平枯与枯平遭遇的概率基本一致;各河流间的丰枯遭遇概率、丰枯同步（共3种类型）频率略大于丰枯异步（共6种类型）频率。研究表明,Copula函数方法概念明确,适用性强,简便易用。     

泾惠渠灌区秸秆还田条件下夏玉米节水灌溉制度试验

泾惠渠灌区主要粮食作物已经实现了秸秆还田,但秸秆还田条件下作物的节水灌溉制度却还是空白。在泾惠渠试验站通过2年的大田和小区试验相结合,通过分析不同灌水处理下对夏玉米植株生理指标、水分利用效率和产量的影响,确定了不同降雨年型秸秆还田条件下夏玉米适宜的灌溉制度。研究结果表明:在一定灌溉定额内,灌水期不同对夏玉米农艺性状和产量影响显著,压茬灌和拔节灌有利于生长发育,拔节灌和抽雄灌是影响产量的重要灌水时期。秸秆还田方式可以显著提高产量和水分利用效率,并促进作物农艺性状生长。2013年降雨年型条件下最优的灌溉制度是压茬灌+拔节灌+抽雄灌3水组合,灌溉定额3 000m3/hm2;2014年的降雨年型条件下,适宜的灌溉制度是拔节灌+抽雄灌2水组合,灌溉定额1 800m3/hm2。研究成果为泾惠渠灌区合理配置水量和推广秸秆还田条件下夏玉米节水灌溉制度具有一定的指导意义。     

基于Copula函数的关中河流水文丰枯遭遇特征分析

引入Copula函数方法,对关中地区几条主要河流径流的丰枯遭遇特性及规律进行研究,分别选取渭河、泾河和黑河径流系列作为代表,对其两两间的丰枯遭遇状况进行了分析。结果表明：在丰枯同步频率中,两条河流间同平的频率大于同枯的频率和同丰的频率,同丰的频率最小;在各河流的丰枯异步频率中,两河流的丰平与平丰、丰枯与枯丰、平枯与枯平遭遇的概率基本一致;各河流间的丰枯遭遇概率、丰枯同步（共3种类型）频率略大于丰枯异步（共6种类型）频率。研究表明,Copula函数方法概念明确,适用性强,简便易用。