井渠結(jié)合灌區(qū)農(nóng)業(yè)水資源優(yōu)化調(diào)配耦合模型研究.pdf

1、灌區(qū)作為保障國家糧食安全、維系社會穩(wěn)定、推廣先進技術(shù)、促進農(nóng)村進步、支撐經(jīng)濟發(fā)展、減免災(zāi)害破壞、保護生態(tài)環(huán)境等方面的重要角色，具有國家基礎(chǔ)性和國際戰(zhàn)略性重要地位。由于目前水資源緊缺，農(nóng)業(yè)用水形勢更為嚴(yán)峻，水量不足、生態(tài)惡化，嚴(yán)重影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。改善灌區(qū)水資源開發(fā)利用過程，科學(xué)合理調(diào)配各項水源，提高農(nóng)業(yè)水資源利用效率，是解決農(nóng)業(yè)水資源危機、改善灌區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、促進灌區(qū)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。
　　本文從灌區(qū)實際狀況出發(fā)，在查

2、閱總結(jié)國內(nèi)外學(xué)者對于灌區(qū)農(nóng)業(yè)水資源調(diào)配研究成果的前提下，針對灌區(qū)用水的部分問題，在明確水資源配置理論、四水轉(zhuǎn)化理論、耦合理論等的基礎(chǔ)上，構(gòu)建灌區(qū)農(nóng)業(yè)水資源優(yōu)化調(diào)配耦合模型，并以人民勝利渠灌區(qū)為研究對象展開實例研究，為灌區(qū)提供一定的科學(xué)指導(dǎo)。主要內(nèi)容包括：⑴灌區(qū)農(nóng)業(yè)水資源優(yōu)化調(diào)配耦合模型構(gòu)建。針對灌區(qū)特性，以總用水量最小為目標(biāo)，以不同時段、不同分區(qū)的地下可供水量、地表可供水量、需水量等為條件，以控制實際蒸散發(fā)、作物根部土壤含水率、地下水位

3、埋深等為約束，建立灌區(qū)農(nóng)業(yè)水資源優(yōu)化調(diào)配模型；以數(shù)據(jù)的時空尺度轉(zhuǎn)換為要素，以四水轉(zhuǎn)化模型的灌溉模塊為紐帶，以各水源利用過程為耦合點，將四水轉(zhuǎn)化模型與農(nóng)業(yè)水資源優(yōu)化調(diào)配模型進行耦合，構(gòu)建灌區(qū)農(nóng)業(yè)水資源優(yōu)化調(diào)配耦合模型。⑵研究區(qū)概況及灌區(qū)四水轉(zhuǎn)化模型參數(shù)率定。選定人民勝利渠灌區(qū)為研究區(qū)域，查閱、收集相關(guān)數(shù)據(jù)資料，包括氣象、土壤、地形、地質(zhì)等，以MIKE SHE分布式水文模型為基礎(chǔ)，選取蒸散發(fā)、坡面流、飽和流、非飽和流、灌溉等主要模塊，設(shè)定合

4、適的模擬范圍及計算單元等，將灌區(qū)有關(guān)數(shù)據(jù)資料以正確格式輸入相應(yīng)模塊，以相關(guān)系數(shù)和納什效率系數(shù)為評價指標(biāo)，以灌區(qū)內(nèi)23口觀測井實測數(shù)據(jù)為依據(jù)，選用2009~2011年進行參數(shù)率定，并采用2012年的實測數(shù)據(jù)進行模型驗證，校準(zhǔn)期與驗證期內(nèi)的地下水位實測值與模擬值的變化趨勢基本一致，擬合結(jié)果較好，所建模型合理可行。⑶灌區(qū)農(nóng)業(yè)水資源優(yōu)化調(diào)配耦合模型應(yīng)用。針對人民勝利渠灌區(qū)特點，應(yīng)用灌區(qū)農(nóng)業(yè)水資源優(yōu)化調(diào)配耦合模型，分別對現(xiàn)狀情景、引黃水量減少情景

5、、考慮引黃調(diào)蓄工程三種不同來水情景進行模擬優(yōu)化分析研究，提出最佳調(diào)配方案，為其提供一定科學(xué)指導(dǎo)。三種情境下，最終優(yōu)化調(diào)配方案的總用水量分別為43305.5萬m3、42119.0萬m3、45137.6萬m3，減少總用水量分別為：11.22％、13.66%、7.47%，總體井渠比例分別為1∶3.155、1∶2.192、1∶2.803，均處于較為理想的狀態(tài)；地下水位埋深變化過程中，總體變化趨勢均為先降后增，總體保持一致；灌區(qū)全年實際蒸散發(fā)控制