基于四水轉(zhuǎn)化的灌區(qū)耗水量計(jì)算模型研究.pdf

1、隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)建設(shè)步伐的加快，灌區(qū)的功能也在不斷擴(kuò)充?，F(xiàn)代灌區(qū)是以灌溉農(nóng)業(yè)為主，兼有生活及其他行業(yè)供水、用水、耗水及排水為一體的系統(tǒng)。受人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)烈的干擾，灌區(qū)水平衡機(jī)制及耗水情況不同于天然狀態(tài)，它同時(shí)受著自然環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)的雙重影響，是典型的人工一自然二元水循環(huán)系統(tǒng)，各種水量轉(zhuǎn)化關(guān)系和水平衡機(jī)制極其復(fù)雜，也是灌區(qū)水資源研究工作中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。論文依托國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“寧蒙河套灌區(qū)水平衡機(jī)制及耗水量研究”，以寧夏青銅峽

2、灌區(qū)為例，系統(tǒng)地闡述了區(qū)域耗水量的研究現(xiàn)狀和研究歷程。通過(guò)區(qū)域人工—自然水循環(huán)理論，深刻分析灌區(qū)內(nèi)影響耗水量的因素及其時(shí)空變異規(guī)律，探討灌區(qū)不同耗水類(lèi)型的耗水機(jī)理，從水量消耗過(guò)程入手，將區(qū)域供水、耗水和排水相結(jié)合，建立了基于四水轉(zhuǎn)化的灌區(qū)耗水量計(jì)算模型，結(jié)合遙感估測(cè)和 GIS 技術(shù)，對(duì)研究區(qū)水均衡單元的水量轉(zhuǎn)化和耗水量進(jìn)行了分析計(jì)算。本文的研究對(duì)提高引黃灌區(qū)水平衡研究水平，促進(jìn)區(qū)域尺度的水循環(huán)研究，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。 第

3、一章系統(tǒng)的闡述了國(guó)內(nèi)外區(qū)域耗水量的研究現(xiàn)狀和發(fā)展歷程，從中發(fā)現(xiàn)以往區(qū)域耗水量研究方面存在的不足，針對(duì)這些不足提出本文的主要研究?jī)?nèi)容、研究路線和本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)。 第二章提出了灌區(qū)耗水量研究的理論基礎(chǔ)，包括自然水循環(huán)系統(tǒng)、人工—自然二元水循環(huán)系統(tǒng)、遙感解譯技術(shù)以及地理信息系統(tǒng)，詳細(xì)分析了這些理論的科學(xué)內(nèi)涵和形成機(jī)理，為灌區(qū)耗水量計(jì)算模型的建立奠定了基礎(chǔ)。 第三章系統(tǒng)地分析了灌區(qū)耗水組成、耗水特點(diǎn)及耗水量影響因素，并運(yùn)用時(shí)空

4、變異理論和3S等先進(jìn)技術(shù)，探討了各影響因素的時(shí)空變異規(guī)律，為后面章節(jié)的耗水量計(jì)算方法提供支撐。 第四章構(gòu)建了基于四水轉(zhuǎn)化的灌區(qū)耗水量計(jì)算模型，首先從灌區(qū)水循環(huán)角度出發(fā)，全面考慮灌區(qū)各個(gè)耗水類(lèi)型，將灌區(qū)供水系統(tǒng)、耗水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)相結(jié)合(在供水系統(tǒng)方面考慮河道引水、降雨、地下水；在耗水方面除考慮從用水消耗角度的農(nóng)業(yè)耗水、工業(yè)耗水、生活耗水、生態(tài)耗水外，還考慮灌區(qū)的非用水消耗量，如城市建筑和地面等不透水區(qū)域的降雨蒸發(fā)消耗、引水渠道及

5、排水溝的蒸發(fā)消耗等；在排水系統(tǒng)方面考慮渠系退水、計(jì)算單元地表排水、山洪、地下水排泄以及工業(yè)生活排污水排放)，從各種水量消耗過(guò)程入手，考慮地表水平衡、土壤水平衡、地下水平衡，通過(guò)蒸發(fā)、入滲以及單元間的水量水平交換將各個(gè)平衡系統(tǒng)耦合起來(lái)，建立了基于四水轉(zhuǎn)化的區(qū)域耗水量計(jì)算模型。 第五章利用遙感解譯和GIS技術(shù)，采用人工逐次調(diào)參法，以寧夏青銅峽灌區(qū)2004年的作物耗水量、水面蒸發(fā)、土壤水含量、排水溝排水量和地下水水位的試驗(yàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依

6、據(jù)，對(duì)所建模型進(jìn)行率定，隨后以研究區(qū)2000年的觀測(cè)資料對(duì)率定后的模型進(jìn)行了驗(yàn)證。 第六章將驗(yàn)證后的灌區(qū)耗水量計(jì)算模型應(yīng)用到研究區(qū)，對(duì)研究區(qū)農(nóng)作物、湖泊濕地、林草荒地、工業(yè)生活等的總耗水量和耗黃河水量進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算以及對(duì)各水均衡單元的水量轉(zhuǎn)化進(jìn)行了定量的分析，并與傳統(tǒng)耗水量計(jì)算方法進(jìn)行了對(duì)比分析，體現(xiàn)了本文所建模型的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)為研究區(qū)用水管理者提供決策依據(jù)。 第七章為結(jié)論部分，對(duì)本文的主要研究結(jié)果進(jìn)行了總結(jié)，并提出未來(lái)該