井渠结合灌区水资源多目标优化配置模型与应用

将灌区的经济效益和生态环境效益结合在一起综合考虑,在灌区水资源配置时不仅只追求获得最大经济效益,同时尽量将地下水位控制在适宜范围内,以维持地下水资源的采补平衡,实现水资源的可持续利用。按此原则,建立了井渠结合灌区水资源多目标优化配置模型。实例计算表明：应用此模型指导井渠结合灌区的水资源配置可实现真正意义上的地表水和地下水联合运用,提高水资源利用效率。     

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。     

灌溉技术推广与灌区水资源利用率提高的对策研究——以武威市凉州区金羊灌区为例

配套高效节水灌溉模式,可以改善区域的基础灌溉条件、提高灌溉保证率和农业综合生产能力,促进作物增产、农民增收,有效促进农业发展模式的转型跨越升级,实现节水与增收的共赢。水资源作为农业生产的关键要素,水资源空间分布不均不利于农业生产,采取高效节约的农田水利灌溉技术,可提升水资源利用率。基于此,笔者以武威市凉州区金羊灌区为例,提出了农田水利灌溉技术推广和提高灌区水资源利用率的措施,如持续推动基础设施建设、积极使用高效灌溉技术、改善输水方法、选择合适的节水灌溉技术等,推进农田水利灌溉技术的发展应用,进而提高水资源利用率,促进农业增产、农民增收,实现灌区水资源与经济社会健康和谐发展。     

节水灌溉工程研究——以涿鹿县桑干河灌区为例

介绍了张家口地区涿鹿县桑干河节水灌溉工程的概况、工程地质、任务、规模和水资源现状,通过分析灌区现状及存在的主要问题,提出节水灌溉的必要性和可行性。工程的研究对建设节水灌溉工程、推广节水灌溉技术起到一定的借鉴作用。     

水资源足迹模型对城市水资源持续利用研究——以南京市为例

基于生态足迹模型,笔者构建了水资源足迹模型,对城市水资源的消耗和利用进行分析。根据统计资料,计算了南京水资源足迹和承载力,并引入万元GDP用水量和水资源压力指数以及可持续性能指标来分析南京市当前水资源状况。得出南京人均水资源足迹为1.070 0~1.257 8hm2/人,人均水资源承载力为0.393 3~0.627 4hm2/人。考虑到过境客水量,南京水资源呈弱可持续发展。通过工业和农业用水结构调整和技术支持,可以改善本地水资源的利用情况,使水资源得到合理利用。     

井渠结合灌区地下水开采方案设计研究——以泾慧渠灌区试验区为例

首先根据泾惠渠灌区试验区近60a的气象、土壤资料,利用CROPWAT模型计算区域冬小麦、玉米、棉花的灌溉需水量。根据研究区需水、供水之间的关系以及渠井适宜比理论提出3种地下水开采方案。在试验区水文地质条件的基础上,运用Visual Modflow软件建立了地下水流数值模型,并从地下水合理埋深、丰枯季地下水量构成等角度,对不同开采方案下的地下水动态变化进行了分析和验证。结果表明:通过对未来年地下水位的预测可知,3种开采方案下的地下水埋深都在合理的埋深范围内;对比分析发现第2种方案的地下水开采所引起的降深适中,开采量有可靠的补给保证,并在丰枯两季形成动态调整,为最优方案。该研究为今后试验区地下水的合理开采提供了科学依据。     

干旱区水资源利用与经济发展关系研究 ——以鄂尔多斯市为例

鄂尔多斯市是内蒙古乃至我国西部经济最发达的地区,然而水资源短缺已成为经济发展的重要制约因素。利用水资源生态足迹理论、LMDI模型和Tapio脱钩模型计算该市2001-2017年的水资源生态足迹以及影响因素,并评价水资源利用与经济发展协调关系。结果表明:①17年来水资源生态足迹呈现先小幅度波动上涨、再稳步下降的总趋势,其中,农业用水是主要组成部分;技术效应是实现水资源生态足迹下降的核心驱动力。②水资源生态赤字、压力指数和万元GDP水资源生态足迹均有下降趋势,水资源利用效率逐年提高,但利用结构不合理,农业用水所占比重过大。③GDP增长与用水量处于强、弱脱钩交替的稳定状态,农业用水脱钩关系优于工业,并且从回归分析可知工业脱钩关系不稳定,需要加强产业结构调整,优化三大产业的用水比例,实现水资源可持续利用。     

城镇水资源环境研究——以水府庙示范区为例

本文针对水府庙水库水环境现状污染的具体情况,研究并提出相应的防治对策,对水府庙水资源的利用、开发和保护,有着重要的现实意义.     

区域水资源可持续利用评价——以乐山市为例

水资源可持续利用评价是制定区域可持续发展战略的依据和基础。基于模糊熵权法,构建了乐山市水资源可持续利用综合评价指标体系。利用熵权法确定各级指标的权重,并结合模糊综合评价模型,从社会、经济、生态合理性3个维度对乐山市的水资源利用情况进行了综合评价。结果表明自2001-2012年间乐山市水资源利用综合合理性呈下降趋势,反映出该区域的水资源可持续性在逐步减弱。分项评价结果中,社会合理性呈下降趋势,经济合理性呈先增后减的趋势,而生态合理性基本保持平稳。基于评价结果,提出了水资源可持续利用的建议,以期为水资源的合理开发,高效管理及利用提供依据。     

以定州市城市给水工程为实例的建设项目水资源论证分析

建设项目水资源论证工作的开展有利于促进水资源的优化配置和可持续利用以及保障建设项目的合理用水要求。文章主要以定州市城市给水工程为案例,对水资源论证报告中的项目取水合理性、取水退水影响等方面进行了论述,叙述了建设项目水资源论证的意义和目的,为建设项目水资源论证工作提供了一个典型范例。     

Role of Groundwater in Irrigation Water Management in the Downstream Part of the Yellow River

Water scarcity in the Bojili irrigation District, which is located in the Shandong province in China, affects the management of the irrigation system and has led to the development of water storage functions inside the system. In particular, the irrigation and drainage scheme is used for short-term water storage whereas groundwater is used for long-term storage which is replenished during the monsoon season and drawn from when crop water requirements are not satisfied by surface irrigation.In this paper the storage functions are quantified. The role of groundwater, in relation to rainfall and irrigation depths, is analysed in detail. This analysis, which was carried out at the district and at sub-system scales, is based on data collected from fifty five observation wells between 1991 and 1996 at a 10-day time intervals. The sub-systems, called “divisions”, represent the areas for which irrigation-related information is available.Rainfall, groundwater levels and irrigation data are consistent. They demonstrate the inequity of water allocation between upstream and downstream water users. Accordingly strategies for water management differ between these users. These strategies only partially compensate the effects of scarcity demonstrated by decreasing cropping intensities from upstream to downstream parts of the District.     

内蒙古河套灌区地下水开发利用模式的实例研究

内蒙古河套灌区节水改造后,引黄水量大幅度减少。在河套灌区内选择一块有代表性的区域作为研究对象,探讨河套灌区全面实施节水改造方案后,地下水开发利用的可行性以及井渠结合的合理模式。以MODFLOW软件为计算工具,对不同水井布局方案在某一确定的地下水开采强度下计算区地下水动态变化过程进行预测。计算结果表明,井渠结合区每年开采1200 m3/hm2条件下,连续多年运用能够保持采补平衡。不同的水井布局方案的计算表明,1200 m3/hm2开采水平下,以局部集中布井的布局形式较好。     

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。     

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.     

灌区水量分配的公平性研究

针对灌区水量分配的公平性问题,将微观经济学中的激励、价格、效用研究方法引入灌区水资源管理,提出了2种灌区水资源的分配方式:一是基于动态权重的公平水量分配模型,该模型依据灌溉面积、灌区水资源的缺水率来确定水资源的分配,体现了水资源使用的公平性;二是基于效用的水量公平性分配方法,该方法将价格策略融入效用模型中,利用价格杠杆来调节用户需求和控制资源分配,体现了用户的优先性和水资源使用的效用性。分析表明,这2种方法可以解决灌区水量分配的公平性问题和提高水资源使用效率,可为灌区水量的分配决策提供理论支持。     

山西晋中井渠结合灌溉水资源综合平衡分析与模拟

在对灌区水资源系统进行概化分析基础上,建立了区域水量平衡方程、区域地下水平衡方程,利用实测与调查资料对平衡方程各要素进行了分析计算,并对现状条件下及节水灌溉实施后二种情况不同水平年水资源进行了模拟分析。计算结果表明,在现状种植结构、灌溉条件、产量水平下,项目区中等干旱年缺水量达到710万m~3,缺水形势相当严峻。实施各种节水措施后,项目区水资源量在多年平均及现状引水条件下基本上能满足用水需求,但需保证节水资金的投入。     

Modeling Economics of Conjunctive Surface and Groundwater Irrigation Systems

Tank irrigation is one of the oldestsources of irrigation in India. Decline inthe area irrigated over the years due toinadequate operation and maintenance,large-scale development of groundwatersources, disintegration of traditionalirrigation institutions, heavy siltation,encroachment, etc., has resulted in heavysupplemental well irrigation in order toavoid crop losses. Rice yield from farmswith supplemental well irrigation wasobserved to be high. Even though it ispossible to calculate the value ofgroundwater for different years, it isdifficult to obtain the value of thegroundwater used to stabilize riceproduction from tank irrigation. The modeldeveloped in this paper is used tocalculate the stabilization value ofgroundwater using the Srivilliputhur BigTank, which is a representative tank inTamilnadu, India.A mathematical formula is used to model theeconomics of conjunctive surface andgroundwater irrigation systems. Analyticalexpressions for the value of groundwaterand the stabilization value of groundwaterare derived, assuming that the amount ofsurface water is a general stochasticvariable with a probability densityfunction, and that the demand function forirrigation water is also of that generalform. Finally, the model is applied toreal data collected during the period 1986to 2000 for the Srivilliputhur Big Tank inTamilnadu, India, and the value ofgroundwater and the stabilization value ofgroundwater are calculated at 1999–2000constant prices. The results indicatedthat the stabilization value of groundwater(covering the entire tank area of 402 ha.)was Rs. 166,677, while the value ofgroundwater was Rs. 1,064,720. Thus, about15.7% of the value of the groundwater wasused for its stabilization. Using thestabilization value of the groundwater infuture investment analysis will help tomore accurately indicate project benefitsdue to groundwater supplementation in thetank command areas.     

大型灌区配水效率的计算方法与应

在分析影响配水效率的各种因素基础上，结合引黄大型灌区配水系统的实际运行工况，从整体上给出了以轮灌组数为参数的区域配水量与配水效率之间的函数关系，与目前使用的选择典型渠道的常规计算方法对比分析，并用实测资料进行了检验。认为该整体评价方法更具科学性，就该方法在实际应用中的一些具体技术问题进行了研究和探讨，有助于大型灌区配水效率计算方法的改进和提高。     

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%。     

Towards Improved Performance of Irrigation Tanks in Semi-Arid Regions of India: Modernization Opportunities and Challenges

In the semi-arid regions of India there are around 120,000small-scale tanks, irrigating about 4.12 million ha. In manyareas, the tank storage structure is the only water source tostore rainwater and help farmers through crop growing periodand provide stability to agricultural production. Theunderdevelopment, stagnation and even decline of paddyagriculture during recent years in this region are usuallyattributed to the constraints in tank water supply. Whateverthe shortcoming at their creation, existing irrigation tanksremain an asset to the sustainability of irrigatedagriculture. The objective of this paper is to bring out thechallenges and opportunities towards improved performance ofirrigation tanks in semi-arid regions of India throughintegrated modernization. The performance of various types ofsmall scale irrigation tanks are evaluated for their role incrop production development strategies. The short-termstrategies include on farm development works throughmodernization of existing irrigation facilities/structures andconjunctive use of surface and groundwater resources. Thelong term challenges consist of establishing water gridsconnecting these modernized tanks in a chain to mitigatedrought and flood at local level as well as encouraging thefarmer's participation in planning and management of theseirrigation facilities for sustaining agriculture. It was foundthat evolving comprehensive but integrated modernizationstrategies for the tanks is a complex task, due to the dynamicinteractions of water.