渠井结合灌区地下水位对不同渠系节水水平的响应

以泾惠渠灌区为研究对象,基于灌区地下水观测数据,运用FEFLOW建立泾惠渠灌区地下水三维模拟模型。在满足模拟规范要求的精度要求下,模拟11种不同节水水平情景,研究了地下水位对不同影响因素条件下的响应情况。得到地下水位对本次研究的三种主要影响因素条件下的响应情况为:斗口以下灌溉水利用系数灌溉定额干支渠水有效利用系数。模拟最终得到灌区最优渠井节水水平配置:干支渠水有效利用系数0.71,斗口及以下灌溉水有效利用系数0.90。在生产实际中应优先考虑提高斗口以下灌溉水有效利用系数,并以此为依据确定灌区渠系防渗衬砌标准。     

基于农户灌溉用水模型的渠井结合灌区渠井用水比例研究

为应对变化环境下农业用水供需矛盾日益突出的挑战,确定渠井结合灌区适宜的渠井用水比例,实现渠井结合灌区地下水多年动态平衡和生态系统的可持续发展.采用半结构化访谈的方式在典型渠井结合灌区——陕西省宝鸡峡灌区进行了大量田间调查,获取了作物种植类型、产量和种植成本,灌溉水源选择、灌溉用水量等基础数据,并将观察到的农户灌溉行为概念化和程序化,将农户灌溉用水行为与作物根区水文过程进行耦合,开发了一个具有物理机制的农户灌溉用水模型,模拟了不同渠井灌溉用水比例对地下水位动态、作物产量和农户生计的影响.模型在典型区域应用的纳什效率系数为0.58,表明模型可以用来模拟渠井结合灌区的地下水位.结果表明:若要维持灌区地下水位稳定和地下水采补平衡,塬上灌区丰、平、枯水年的渠井用水比例应分别为2:98、28:72、30:70,塬下丰、平、枯水年的渠井用水比例应为全井灌(0)、28:72、29:71.考虑丰蓄枯补原则,丰水年塬上灌区和塬下灌区的渠井用水比例分别为10:90和17:83时,地下水位可上升2 m;枯水年塬上灌区和塬下灌区的渠井用水比例分别为21:79和13:87时,地下水位可下降2 m.仅改变渠井用水比例时作物产量不变,且井灌比例增加时亩均净收入略有下降.开发的农户灌溉用水模型可以用来模拟渠井结合灌区的农户灌溉用水对地下水的影响,并可以量化渠井用水比例对地下水位、作物产量和农户生计的影响,可以确定不同水平年塬上、塬下灌区适宜的渠井用水比例,为灌区地表水地下水联合高效安全利用提供强有力的技术支撑.     

渠井结合灌区真实节水量计算方法研究

国内外对于灌溉节水量研究,已由传统节水量向真实节水量发展.首先阐述了真实节水基本概念和计算方法,在此基础上,提出渠井结合灌区真实节水量由直接节水量、间接节水量、袭夺潜水蒸发量等3部分构成,并对黑河中游友联灌区真实节水量及参数的敏感性进行了计算,最后对各种措施的节水效果、方法的适用条件及存在的问题进行了分析.     

渠井结合灌区真实节水量计算方法

国内外对于灌溉节水量研究,已由传统节水量向真实节水量发展。首先阐述了真实节水基本概念和计算方法,在此基础上,提出渠井结合灌区真实节水量由直接节水量、间接节水量、袭夺潜水蒸发量等三部分构成,并对黑河中游友联灌区真实节水量及参数的敏感性进行了计算,最后对各种措施的节水效果、方法的适用条件及存在的问题进行了分析。     

井渠结合灌区地下水动态预报及适宜渠井用水比分析

以陕西泾惠渠井渠结合灌区为例,根据灌区多年降雨量、渠灌用水量、井灌用水量资料及渠井灌溉用水量的比值,利用多元非线性相关分析法建立了灌区地下水动态预报的数学模型。对减少渠灌用水量增加井灌用水量、增加渠灌用水量减少井灌用水量、渠灌与井灌用水量合理比值3种情况下地下水动态进行了预测,提出了适宜的渠井用水比例。为灌区地下水合理开采和灌溉水资源优化配置提供依据。     

灌区地下水位动态调控模型及其应用

根据割离井法的思路,充分考虑降水、灌溉、开采对地下水位动态的综合影响,建立了灌区地下水位动态调控的数学模型。通过模型在黄土高原灌区的应用实例,分析了该模型对灌区地下水位动态调控计算的可靠性和有效性。     

灌区地下水位动态调控模型及其应用

根据割离井法的思路,充分考虑降水、灌溉、开采对地下水位动态的综合影响,建立了灌区地下水位动态调控的数学模型。通过模型在黄土高原灌区的应用实例,分析了该模型对灌区地下水位动态调控计算的可靠性和有效性。     

基于模拟优化模型的渠井结合灌区多目标水资源优化配置

为协调渠井结合灌区灌溉经济效益、灌溉用水效率、作物缺水、地下水可持续利用和渠系配水公平度5个目标,确定各作物合理的灌溉用水量与适宜的渠井用水比例。采用基于Python开发的MODFLOW模块FloPy构建地下水数值模拟模型,在此基础上采用优化框架Pymoo中的NSGA-Ⅲ算法构建了紧密耦合的灌区多目标水资源优化配置模拟优化模型,获得了一个假想渠井结合灌区的多目标水资源优化配置方案。结果表明：与57个非劣解集的平均值相比,经济效益最优方案,经济效益高1.10%;地下水可持续利用方案中地下水平均累计降深低4.52%;作物缺水量最小方案中缺水量低14.25%;配水公平度最高方案中公平度高32.84%;用水效率最高的方案中用水效率高19.72%;采用博尔达计数规则优选出的最优方案中,经济效益高0.14%,地下水平均累计降深低4.49%,缺水量低0.15%,用水效率高16.90%,但用水公平度低52.2%。基于模拟优化模型通过调整渠井用水比例和灌溉水量来进行渠井结合灌区多目标水资源优化配置,并采用博尔达计数规则确定最优配置方案,可为灌区地表水地下水可持续安全高效利用,地下水取水总量和地下水水位双...     

内陆干旱灌区地下水位调控研究

主要对内陆干旱区作物对地下水与土壤水的利用特征进行了分析。干旱区内地表水、地下水与土壤水的联合调度,是实现干旱区内水资源合理开发利用与抗旱、治盐、改良土壤及生态保护等多目标综合治理的有效途径。"三水"的联合调用须以地下水埋深动态调控标准为依据,以井灌井排工程为主要手段,形成地表水为补给水源、潜水含水层为调节水库的利用模式,达到水资源优化、盐碱地治理与生态维护等综合目标的实现。     

灌区地下水位动态预报系统软件开发研究

利用计算机技术进行专业领域软件开发是近年来国内外兴起的热门课题之一。灌区水位动态预报迫切需要一种集数据管理、模型辅助决策为一体的专门软件 ,以便具有一定专业知识的工作人员可以方便操作和使用。区域地下水动态预报软件在数据管理信息系统的基础上增加模型库系统 ,进行模型辅助决策 ,并设计了用于资料和结果输出的办公子系统     

不同潜水埋深污水灌溉氮素运移试验研究

随着污水灌溉的迅速发展,污水灌溉对土壤环境及地下水的影响日益受到人们的关注。通过污水灌溉田间试验,探讨了不同潜水埋深条件下,污水灌溉对土壤及地下水中硝态氮和铵态氮的影响。结果表明:硝态氮的淋溶深度与潜水埋深及灌水量呈良好的正相关;相同灌水水平,地下水中硝态氮浓度与潜水埋深成负相关,地下水埋深2、3、4 m地下水硝态氮分别增加33.99%、15.49%、7.50%;相同潜水埋深,灌水水平越高,土壤中硝态氮淋溶深度越深。     

基于IL-HMMs预测模型的地下水埋深预测研究

以西北干旱典型县域磴口县为研究区,基于增量学习的改进隐马尔可夫预测模型(IL-HMMs),对区域地下水埋深进行了预测研究。为检验IL-HMMs模型预测效果,将模型预测结果与2013年长观井的实测数据进行了比较;同时为检验模型的优劣性,与未经增量学习的隐马尔可夫模型(HMMs)、加权马尔可夫链(WMCP)和BP神经网络(BP neural network,BPNN)预测模型的预测结果进行了比较。结果表明:与其他几种预测模型相比,IL-HMMs模型预测精度显著提高,误差更小,有较好的鲁棒性。并使用IL-HMMs模型对2018年地下水埋深进行了预测,预测结果表明,2018年地下水年平均埋深略有增加、局部区域地下水埋深增量加剧。基于IL-HMMs模型的地下水埋深预测具有很好稳定性的同时对新数据加入又有很好的鲁棒性,可为地下水埋深动态预测提供思路与方法补充,为区域地下水资源开发利用和保护提供重要依据。     

基于数据同化的地下水埋深插值研究

以西北干旱区典型县域磴口县为研究区,以2015年8月份40个地下水采样点的样品数据为基础,引入集合卡尔曼滤波(En KF)数据同化将其优化作为主变量,以蒸散发量反演结果以及归一化植被指数(NDVI)数据为协变量,进行协同克里金插值,同时与未采用同化的协同克里金插值结果以及经同化采用普通克里金插值结果进行交叉验证。结果表明:三者在较大空间尺度上对地下水埋深空间分布趋势的模拟基本一致,南部沙漠地区整体较高,在空间分布上表现为明显的地理规律性。同化后的数据进行协同克里金插值的结果改善最显著,平均误差、均方根误差、平均标准误差均优于未同化插值结果,其中平均误差仅为0.270 5 m。与普通克里金插值方法相比,协同克里金插值考虑蒸散发与NDVI的协同作用,精度明显提高,平均误差减小0.409 7 m,均方根误差减小0.078 4 m,平均标准误差减小1.016 7 m。     

实用的井灌区灌溉管理信息系统

为了提高井灌区的管理水平，对井灌区灌溉管理信息系统进行了研究。该系统通过对土壤墒情、地下水位、电力供应、气象资料、需水分布等信息的采集，根据实际情况动态调配水源，给出优水的提水、调水、配水方案，实现水费计量的准确、公平、降低灌区运行管理费用，提高灌溉保证率，能实现井灌区运行的科学高效管理和充分发挥井灌工程应有的效益。     

灌区渠系引水量及气象因素变化对地下水埋深的研究

为了研究渠系引水量以及气象因素与地下水埋深之间的联系,以河套灌区为研究对象,通过描述性统计分析方法,建立起引水量———地下水埋深、水面蒸发量———地下水埋深关系图。结果表明：在生育期内（4月-11月）,引水量、蒸发量与地下水埋深的区域整体变化趋势较好,相关性显著。因此,充分研究出引水量、水面蒸发量对地下水埋深的关系,将对于灌区地下水的合理开采与配置以及灌区全面实施节水改造工程具有重要的意义。     

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。     

不同地下水埋深下冬小麦和春玉米非充分灌溉制度研究

根据山西省中心灌溉试验站多年灌溉试验资料,首先,分析计算无地下水的条件下(地下水埋深3.0m)冬小麦和春玉米的经济灌溉定额,在此基础上,参考当地作物关键灌水期、地下水补给量及降水等试验资料,进一步确定两种作物在6种不同地下水埋深条件下不同水文年型的非充分灌溉制度。研究结果可为当地农业实际生产提供参考,具有较高的实际应用价值。     

引黄春灌对盐碱土区地下水动态及理化性质的影响

[目的]探究引黄春灌对区域浅层地下水动态及地下水理化性质的影响.[方法]通过监测试验区盐碱地春灌前后地下水位、八大离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-、SO42-、CO32-)质量浓度、地下水EC值、pH值、土壤电导率等指标,运用数理统计和水文地球化学分析的方法,分析春灌前后地下水动态及春灌后地下...     

不同时间尺度下冻融灌区地下水埋深CAR模型优选

为提高冻融灌区地下水埋深的预测精度,探索不同时间尺度数据源对地下水埋深预测的影响,以河套灌区永济灌域为研究区域,针对地下水埋深在时间序列上表现的滞后性和非线性,建立了不同时间尺度(月、季、年) CAR模型,并进行了不同输入变量CAR模型的差异性分析。结果表明:季尺度数据源CAR模型拟合效果明显优于月尺度数据源CAR模型和年尺度数据源CAR模型,拟合效果较好的季尺度数据源CAR模型的决定系数(R~2)、NashSutcliffe系数(E_(ns))和均方根误差(RMSE)分别为0.936、0.934和0.046 m,较拟合效果较差的月尺度数据源CAR模型各项指标分别提高了11.30%、11.86%和降低了32.35%。仅考虑冻融期气温的CAR模型明显优于考虑气温的CAR模型和不考虑气温的CAR模型。冻融灌区最优地下水预测模型为季尺度数据源且仅考虑冻融期气温的CAR模型,其R~2为0.941,E_(ns)为0.940,RMSE为0.044 m,模拟精度较高。     

基于遥感模型SDI的土壤盐渍化临界水位研究

【目的】基于遥感模型快速识别大尺度空间土壤盐渍化程度并及时预警,以防止土壤盐渍化。【方法】通过分析归一化植被指数（NDVI）、盐分指数（SI）和地下水埋深之间的响应关系,探讨了一种基于遥感模型SDI(Salinization Detection Index)的土壤盐渍化临界地下水位确定方法,并应用于民勤绿洲区。【结果】(1)植被NDVI与土壤盐渍化程度具有指数关系,盐渍化遥感监测指数SDI可以综合反映区域植被长势和土壤盐渍化程度。(2)SDI和地下水埋深在空间分布上呈显著负相关关系,说明SDI能够较好地反应土壤盐渍化程度。【结论】民勤绿洲区轻度盐渍化、中度盐渍化和重度盐渍化对应的地下水埋深分别为4.7、3.2、1.8 m。