基于四水轉化的灌區(qū)耗水量計算模型研究.pdf

1、隨著農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展和城鎮(zhèn)建設步伐的加快，灌區(qū)的功能也在不斷擴充?，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)。受人類活動強烈的干擾，灌區(qū)水平衡機制及耗水情況不同于天然狀態(tài)，它同時受著自然環(huán)境和人類活動的雙重影響，是典型的人工一自然二元水循環(huán)系統(tǒng)，各種水量轉化關系和水平衡機制極其復雜，也是灌區(qū)水資源研究工作中的重點和難點。論文依托國家自然科學基金重點項目“寧蒙河套灌區(qū)水平衡機制及耗水量研究”，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空變異規(guī)律，探討灌區(qū)不同耗水類型的耗水機理，從水量消耗過程入手，將區(qū)域供水、耗水和排水相結合，建立了基于四水轉化的灌區(qū)耗水量計算模型，結合遙感估測和 GIS 技術，對研究區(qū)水均衡單元的水量轉化和耗水量進行了分析計算。本文的研究對提高引黃灌區(qū)水平衡研究水平，促進區(qū)域尺度的水循環(huán)研究，具有重要的理論和現(xiàn)實意義。 第

3、一章系統(tǒng)的闡述了國內(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，針對這些不足提出本文的主要研究內(nèi)容、研究路線和本文的主要創(chuàng)新點。 第二章提出了灌區(qū)耗水量研究的理論基礎，包括自然水循環(huán)系統(tǒng)、人工—自然二元水循環(huán)系統(tǒng)、遙感解譯技術以及地理信息系統(tǒng)，詳細分析了這些理論的科學內(nèi)涵和形成機理，為灌區(qū)耗水量計算模型的建立奠定了基礎。 第三章系統(tǒng)地分析了灌區(qū)耗水組成、耗水特點及耗水量影響因素，并運用時空

4、變異理論和3S等先進技術，探討了各影響因素的時空變異規(guī)律，為后面章節(jié)的耗水量計算方法提供支撐。 第四章構建了基于四水轉化的灌區(qū)耗水量計算模型，首先從灌區(qū)水循環(huán)角度出發(fā)，全面考慮灌區(qū)各個耗水類型，將灌區(qū)供水系統(tǒng)、耗水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)相結合(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)，從各種水量消耗過程入手，考慮地表水平衡、土壤水平衡、地下水平衡，通過蒸發(fā)、入滲以及單元間的水量水平交換將各個平衡系統(tǒng)耦合起來，建立了基于四水轉化的區(qū)域耗水量計算模型。 第五章利用遙感解譯和GIS技術，采用人工逐次調參法，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監(jiān)測數(shù)據(jù)為依

6、據(jù)，對所建模型進行率定，隨后以研究區(qū)2000年的觀測資料對率定后的模型進行了驗證。 第六章將驗證后的灌區(qū)耗水量計算模型應用到研究區(qū)，對研究區(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行了詳細計算以及對各水均衡單元的水量轉化進行了定量的分析，并與傳統(tǒng)耗水量計算方法進行了對比分析，體現(xiàn)了本文所建模型的優(yōu)勢，同時為研究區(qū)用水管理者提供決策依據(jù)。 第七章為結論部分，對本文的主要研究結果進行了總結，并提出未來該