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。     

河套灌区井渠结合地下水数值模拟及均衡分析

建立了河套灌区三维地下水数值模型,用2006-2013年灌区实测地下水埋深资料对模型进行率定和验证,并在规划的井渠结合区内,设置3种不同井灌区灌溉定额和3种秋浇频率,组合共9种井渠结合节水情景,分别分析了9种节水情景下的地下水动态变化.结果表明:井渠结合后全灌区地下水埋深范围为1.863~2.029 m,较现状条件增加0.084~0.250 m;不同灌域结合区井渠结合后地下水埋深差别很大,解放闸结合区地下水埋深最大,为2.308~2.803 m,永济结合区地下水埋深最小,为2.079~2.455 m;井渠结合后,入渗补给量减少2.01×10⁸ ~3.63×10⁸ m³/a,潜水蒸发量减少1.69×10⁸ ~3.03×10⁸ m³/a.     

河套灌区井渠结合数值模拟及水资源分析预报

随着黄河水资源逐年紧缺,河套灌区迫切需要提高区内的水资源利用效率。井渠结合采用抽取地下水和引黄水共同灌溉,在不减少灌溉用水的情况下减少了引黄水量,是一种切实有效的节水措施。应用Visual MODFLOW建立了河套灌区的地下水模型,通过对模型的率定与验证,较好地反映了河套灌区实际水文地质条件,可用来预测该地区地下水运动及水资源状况,分析该地区采取井渠结合节水措施后对地下水的影响。模型预测结果表明:河套灌区实施井渠结合节水措施后,可减少黄河引水约4.09亿m3,井渠结合区内生育期平均地下水埋深由2.17 m增至2.68 m,秋浇期由1.91 m增至2.82 m,冻融期由2.28 m增至2.50 m。     

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GIS的河套灌区井渠结合分布区的确定方法

实施井渠结合,合理开发利用地下水是河套灌区节水和控制土壤盐碱化的重要途径。运用ArcGIS分析了地下水矿化度和土壤岩性特征,采用空间分层的处理方法构建了地下水矿化度分区图,并结合灌区土地利用状况和农业灌溉用水要求确定了井渠结合区分布以及面积。结果表明,将矿化度数据分3个空间层处理是可行的,建立的矿化度分区图呈一定的空间变化特征。井渠结合区主要分布在乌兰布和灌域非沙漠带、解放闸灌域和永济灌域南部、义长灌域北部及其与乌拉特灌域、乌梁素海交界附近区域、乌拉特灌域尾部、灌区北部沿狼山山脉部分区域。井渠结合区约占整个灌区控制面积的45%。     

渠道衬砌对农田水土环境的影响研究——以隆胜节水示范区为例北大核心

在引黄水量大幅减少且河套灌区大范围实施节水改造工程的背景下,为研究河套灌区渠道衬砌前后对农田水土环境的影响,通过对隆盛节水改造典型示范区的环境效应进行监测分析研究,结果显示示范区环境变化主要与灌水量有关,渠道衬砌有效提高了灌溉水利用系数,对地下水埋深及土壤盐碱化有一定影响。为控制灌区土壤盐碱化,示范区地下水埋深阈值为1.6~1.8 m,西济支渠区域适宜引水量为1 645~1 850万m^3。渠道衬砌后灌区具有535万m^3节水潜力,研究结果将为灌区节水改造提供理论基础。     

渠道衬砌对农田水土环境的影响研究——以隆胜节水示范区为例

在引黄水量大幅减少且河套灌区大范围实施节水改造工程的背景下,为研究河套灌区渠道衬砌前后对农田水土环境的影响,通过对隆盛节水改造典型示范区的环境效应进行监测分析研究,结果显示示范区环境变化主要与灌水量有关,渠道衬砌有效提高了灌溉水利用系数,对地下水埋深及土壤盐碱化有一定影响。为控制灌区土壤盐碱化,示范区地下水埋深阈值为1.6~1.8 m,西济支渠区域适宜引水量为1 645~1 850万m~3。渠道衬砌后灌区具有535万m~3节水潜力,研究结果将为灌区节水改造提供理论基础。     

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。     

河套灌区节水农业发展现状及其近期重点

我国水资源短缺,农业用水形势严峻,发展节水农业是唯一的选择。河套灌区是我国3个特大型灌区之一,灌区总面积119.03万hm2,近年来实际引黄灌溉用水量在40~45亿m3,引黄灌溉面积57.4万hm2,灌溉用水在流域用水总量占有较大比例。通过研究河套灌区节水农业科技发展现状,意在寻找灌区节水薄弱环节,结合灌区实际情况和经济水平,提出节水农业近期发展重点,以促进灌区的可持续发展。     

井渠结合灌区节水农业综合技术体系与示范

井渠结合是一种普遍的灌溉形式,目前,北方的这类灌区普遍存在着地表水与地下水不能合理调配、地下水过量超采所导致的水环境问题和灌溉效益不高的问题。而灌溉效益低下又进一步扩大了水资源的供需矛盾,使地下水的超采问题进一步加剧,严重制约着灌区经济的可持续发展和水资源的可持续利用。灌区应建立一种什么样的农业发展模式,走一条什么样的节水路线始终是一个研究的重点和难点。在山西晋中榆次区进行了试验与示范(项目区6667 hm2,其中示范区667 hm2,辐射区6000 hm2),就此介绍业已建立的井渠结合灌区(榆次区)节水农业综合技术体系,以及建设的示范区和节水效果。     

浅埋区地下水--土壤水资源动态过程及其调控

分析了冬小麦生长期地下水-地下水资源量动态过程和地下水、土壤水分变化特征.结果表明,在地下水浅埋区地下水对土壤水的补给为农田蒸散的重要的水分来源,现行的灌溉制度不考虑这一作用,过多的灌溉量不仅会消弱地下术对土壤水的补给,而且多余的土壤水分还会下渗补给地下水,造成水资源的无效损失和动力能源的损耗.为了提高作物水分利用效率,提出了相应的地下水-土壤水资源调控措施.     

内蒙古河套灌区GSPAC水分通量分析

阐述了内蒙古河套灌区的水文要素特征和农业节水改造形势。综合考虑区域性水循环过程中地下水系统、地表水系统和土壤植物大气连续体的密切联系,建立了内蒙古河套灌区人工自然复合型的GSPAC系统模型。以各子系统的水均衡为控制条件,计算了现状和节水改造后灌区GSPAC水循环界面通量,并预测了地下水埋深变化的幅度。     

农业节水措施对地下水涵养的作用及其敏感性分析

以北京市大兴区为研究区,利用经校验的水平衡模型,通过调整灌溉满足率和灌溉水利用系数,探讨了不同农业节水措施对增加地下水补给量和减少地下水开采量的作用及其敏感性。结果表明,不同水文年型下,降低灌溉满足率及提高灌溉水利用系数都能减少地下水开采量,且降低灌溉满足率对减少地下净开采量的作用更为显著,有利于区域地下水涵养。在参数取值范围内,地下水净开采量对灌溉满足率的敏感性较大,而地下水补给量对灌溉水利用系数的敏感性较高。与提高灌溉水利用系数相比,对资源性缺水区域,采用先进节水技术,适度降低区域灌溉满足率,对促进水资源持续有效利用及加大地下水涵养具有更显著的效果。     

河南省引黄补源区节水灌溉的发展方向

在河南省引黄补源区,水资源紧缺的局面依然存在。为保持水资源的可持续利用,只有以供定需,采取节水灌溉的工程措施和非工程措施并举,大面积实施非充分灌溉,才能保持补源区在可持续发展的前提下,使有限的水资源量发挥出最大的经济效益和社会效益,这就是河南省引黄补源区节水灌溉的发展方向。     

引黄灌区纯井灌水均衡及效益分析

灌溉模式多是井渠双配套,导致工程重叠,土地占压多,引沙量大,且浪费有限的水资源。为实行开源节流,地表水与地下水联合应用,在引黄灌区部分区域开展纯井灌溉是非常必要的。茌平县阁三里位于位山引黄灌区中游,周围引黄条件好,却一直利用地下水实行纯井灌溉。该井灌区(以下简称试区)拥有丰富的地下水动态及水文地质资料,开展阁三里纯井灌水均衡及效益研究,对于指导当前水资源合理调度及工程规划具有重要意义。该文通过系统地分析研究,证明在引黄灌区内部分区域开展纯井灌是必要的、合理的、成功的。     

山东省引黄灌溉对区域水循环影响的探讨

通过对山东省特别是鲁北地区引黄发展过程的研究,定量分析了鲁北地区大规模引黄灌溉前后地表径流系数的变化。结果表明,降雨量基本相同时,区域地表径流系数随引黄量的增大而增大。同时,大规模引黄灌溉后,增加了对浅层地下水的补给量,并且成为浅层地下水的主要补给来源。可利用黄河水替代深层地下水,控制和停止开采深层地下水或回灌深层承压含水层,能缓解淡水地下水漏斗扩大的问题。     

宁夏引黄灌区调蓄水池水质净化效果研究

针对黄河水微灌泥沙含量高、极易堵塞灌水器的难题,开展了黄河宁夏段泥沙特性、高效节水灌溉工程配套沉沙、调蓄水池水质净化,组合过滤器泥沙去除、水质净化研究。在对大量工程运行效果监测研究的基础上,提出了不同蓄水池规模、黄河水进入蓄水池沉淀时间、组合过滤器水质净化效果,同时结合宁夏引扬黄灌区特点,推荐黄河水微灌水质净化处理模式为渠道→预沉池→调蓄池→泵站前池→加压泵站→首部砂石+叠片过滤器或筛网+叠片过滤器→输水管网→配水管网→灌水器,可为宁夏高效节水灌溉工程建设提供技术支撑。     

柳园口灌区作物ET_0变化及节水灌溉模式研究

为了研究黄河下游灌区作物需水量变化规律,以柳园口灌区为例,采用国际上通用的Penman公式,分析研究主要参考作物的需水量变化情况,并结合引黄河水流量与含沙量的变化特点,探讨了灌区节水灌溉模式。研究表明:柳园口灌区ET_0呈近年来处于稳定态势,整体略有下降,主要农作物受生长季节和生育周期的限制,棉花生育期需水量大于小麦,小麦的需水量大于玉米。结合黄河来水来沙分布情况,引导灌区适时使用引黄灌溉和井灌的灌溉模式,充分发挥有限水资源的最大效益。     

大型灌区节水改造后地下水动态的

以黄河河套灌区的节水灌溉工程改造为目标，通过一个试验区（沙壕渠灌域）的实际分析，在地下水动力学数值模拟基础上，用Galerkin法对节水工程实施后的地下水动态进行预测，通过更大范围（解放闸灌域）用人工神经网络BP模型的快速算法进行了检验比较认为：成果基本可靠，有一定代表性，可供河套灌区水环境评估与宏观水管理预测和决策参考。     

山东省引黄灌区农业节水技术应用研究

针对山东省引黄灌区的农业用水状况 ,提出引黄灌区需遵循引黄补源、以井保丰 ,井渠结合的基本农业生产用水思路 ,在区域范围内合理规划调控地表水、地下水 ,以保证灌区有限水资源发挥最大效益。并通过工程及节水配套的应用与集成 ,总结出黄河下游灌区农业节水发展模式