洪水?dāng)y帶物隨時(shí)空變化規(guī)律及引洪灌溉補(bǔ)源宏觀效果的研究.pdf

1、水資源的短缺是一個(gè)嚴(yán)重影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵因素，尤其是在現(xiàn)階段形勢(shì)更為嚴(yán)峻。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)λY源的需求越來(lái)越大。目前對(duì)地表水、地下水及天然降水等易得水資源的開(kāi)采利用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足生產(chǎn)生活的需要，開(kāi)發(fā)利用新的淡水資源已經(jīng)成為了當(dāng)前迫在眉睫的任務(wù)。 本論文以2003年度山西省水利科研招標(biāo)項(xiàng)目“引洪補(bǔ)源技術(shù)研究”為依托，以大同御河流域?yàn)檠芯吭囼?yàn)區(qū)，以2004、2005兩年汛期不同時(shí)段、不同地域的洪水取樣為研究對(duì)

2、象，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)各個(gè)樣品的含沙量和養(yǎng)分、鹽分進(jìn)行了測(cè)定、比較，系統(tǒng)全面地分析了洪水泥沙的基本特性及變化規(guī)律，探索了洪水中所含養(yǎng)分氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)、全鹽的變化規(guī)律，并對(duì)引洪補(bǔ)源的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行初步評(píng)估；通過(guò)布置在羅莊試驗(yàn)區(qū)的15眼地下水位觀測(cè)孔對(duì)該地區(qū)在補(bǔ)源條件下的地下水位進(jìn)行了全年范圍內(nèi)定期觀測(cè)，揭示了試驗(yàn)區(qū)地下潛水水位的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，并初步對(duì)該區(qū)地下水均衡作出評(píng)價(jià)，最終得出引洪補(bǔ)源的補(bǔ)源效果。 研究結(jié)果表明： (1

3、)單場(chǎng)洪水中，徑流初期流量急劇增大，在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)即可達(dá)到峰值，然后逐漸衰減；與此同時(shí)，含沙量的變化過(guò)程也與流量變化呈現(xiàn)大體相同的變化趨勢(shì)，含沙量最高值的出現(xiàn)時(shí)刻略滯后于洪峰時(shí)刻，在同一場(chǎng)洪水中，當(dāng)流量相等時(shí)，含沙量并不相等，依然隨著洪水進(jìn)程而增大和減少；洪水泥沙中粒徑＜0.01mm的顆粒所占比例的變化趨勢(shì)隨著含沙量的增大而減小，并且近似呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系，而泥沙中粒徑＞0.05mm、0.025-0.05mm、0.01-0.025mm的顆粒

4、所占比例卻是隨著含沙量的增大而增大，并且近似呈線性正相關(guān)關(guān)系。從全年過(guò)程來(lái)看，每次降雨徑流過(guò)程，都會(huì)引發(fā)流量與含沙量先增大后減小的變化過(guò)程，具體可以表現(xiàn)為：在一個(gè)水文周期內(nèi)，含沙量劇烈變化；在一個(gè)水文周期不同時(shí)段之間，含沙量時(shí)段均值差異明顯；在汛期同一區(qū)間的不同時(shí)段洪水間，含沙量變化亦很明顯。全年洪水泥沙中粒徑＜0.01mm的顆粒所占比例的變化趨勢(shì)類(lèi)似于單場(chǎng)洪水，最小值對(duì)應(yīng)于洪峰，最大值對(duì)應(yīng)于洪水低谷時(shí)刻，從全年橫向來(lái)看，前幾場(chǎng)洪水泥沙

5、中的大顆粒所占比例較大，后幾場(chǎng)的小顆粒所占比例較大。 (2)對(duì)于單場(chǎng)洪水，洪水所含養(yǎng)分和鹽分含量都隨著徑流過(guò)程和流量的變化而變化；并且在數(shù)量上都隨著流量、含沙量的增大而增大，與流量、含沙量呈現(xiàn)良好的對(duì)數(shù)相關(guān)關(guān)系。對(duì)于全年范圍內(nèi)的洪水來(lái)說(shuō)，養(yǎng)分和鹽分含量都隨著流量和含沙量的的增大而增大，并與流量、含沙量呈現(xiàn)良好的對(duì)數(shù)相關(guān)關(guān)系；從整個(gè)汛期來(lái)看，流量、含沙量水平呈現(xiàn)年內(nèi)橫向變化，從凍融期到豐水期到枯水期先增大后減小，而養(yǎng)分水平也隨之先

6、增大后減少。此外，本文對(duì)引洪補(bǔ)源的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了初步評(píng)估，通過(guò)分析進(jìn)地洪水在不同灌水定額下的各種速效養(yǎng)分和氮的補(bǔ)給量，結(jié)合市場(chǎng)上各種肥料的濃度和價(jià)格，得出補(bǔ)充養(yǎng)分帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，加入澆地帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，和作物增產(chǎn)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在項(xiàng)目區(qū)農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)條件下，引洪補(bǔ)源工程可為農(nóng)民帶來(lái)的年經(jīng)濟(jì)利益在130～190元/畝之間。引洪補(bǔ)源技術(shù)進(jìn)一步推廣到全省，可以為山西的國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)超過(guò)億元的經(jīng)濟(jì)效益。 (3)以單個(gè)觀測(cè)孔分析全年過(guò)程中地下

7、水位動(dòng)態(tài)變化，地下水位動(dòng)態(tài)與降雨、灌溉有密切的關(guān)系，補(bǔ)給項(xiàng)中只有面補(bǔ)的觀測(cè)孔附近地下水位變幅大而不穩(wěn)，呈現(xiàn)大起大落的現(xiàn)象，而既有面補(bǔ)又有線補(bǔ)的觀測(cè)孔附近，由于常年可以得到均衡的補(bǔ)給，地下水位曲線平緩；在單次引洪條件下，灌溉水分大都經(jīng)過(guò)1個(gè)月的時(shí)間達(dá)到潛水層界面，然后又趨于平穩(wěn)，在相同的降雨補(bǔ)給條件下，距離渠道近的觀測(cè)孔地下水位均值最高，隨著與渠道距離的增大，觀測(cè)孔附近地下水位均值逐漸減小，可見(jiàn)渠道側(cè)滲也是一個(gè)不可忽視的因素；在對(duì)2005