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Arid
干旱区水盐模似模型研究及应用
付晓杰
出版年2015
学位类型硕士
导师蒋云钟
学位授予单位中国水利水电科学研究院
中文摘要土壤盐渍化和地下水超采是困扰干旱绿洲灌区农业生产和生态保护的重大问题,根据目前研究成果,盐渍化过程和地下水位与灌溉水量、地下水与地表水的开采比例、作物的灌溉制度和灌溉方式及节水措施等密切相关。但研究局限于较小范围的点模拟或者小灌区模拟,缺乏全流域范围内的水盐过程模拟。为了研究适用于流域范围的水盐模拟,以及研究防治土壤盐渍化和控制地下水位的具体措施,本文通过构建适用于流域范围的干旱区水盐模拟模型,并将不同的影响因素组合成不同的模拟方案,得到不同方案下的水盐模拟结果,最后对结果加以分析,探索适用于干旱区的节水、治盐与地下水开发的综合措施。本文的主要研究成果如下：一是构建了适用于流域范围的干旱区水盐模拟模型。本文针对干旱区绿洲的水资源及盐分特点,考虑灌区种植结构、灌区灌溉方式、地下水开采比例、灌水组合方式和节水措施等人类活动对水循环及其带动的盐分循环影响,以水量模拟为模型计算基础,盐量模拟为衍生结果,以水量平衡和盐量平衡为理论基础,建立了可对河道、渠系、水库和灌区等对象进行水量和盐量模拟的干旱区水盐模拟模型。二是构建了新疆开都河流域水盐模拟模型并进行了参数率定与验证。为解决干旱区土壤盐渍化问题和地下水超采的问题,并验证干旱区水盐模拟模型的合理性,本文选取新疆开都河流域及其典型灌区为研究对象,对开都河流域的相关数据进行了收集、整理和分析,构建了新疆开都河流域水盐模拟模型,并进行了参数率定。率定算法采用改进的动尺度搜索算法(Modified Dynamically Dimensioned Search algorithm),率定策略采用分区率定,用焉耆水文站和宝浪苏木闸1997-2012年的逐月流量数据对模型的河段蒸渗损失系数、灌区回水系数等加以率定,同时用下五号渠村2010年的逐月地下水位数据对模型的排水系数等加以率定,取得了较好的率定效果,纳什效率系数接近0.9且率定时间仅为14mino三是提出了若干模拟情景。为了研究灌区作物种植结构、灌溉方式、地下水与地表水利用比例和节水措施等人类活动对区域地下水及水盐的影响作用,本文提出了四个研究情景,包括：情景AOB0——现状水平年(2012年)滴灌比例较小且滴灌使用地下水的比例为80%,灌水效率系数较低(滴灌比例0.18；滴灌使用地下水比例0.8；滴灌用地表水灌水系数0.608,滴灌用地下水灌水系数0.912,漫灌用地表水灌水系数0.503)；情景A1B1——规划水平年(2020年)滴灌比例增加但滴灌使用地下水的比例和灌水效率系数维持不变(作物滴灌比例为0.38；滴灌使用地下水比例0.8；滴灌用地表水灌水系数0.608,滴灌用地下水灌水系数0.912,漫灌用地表水灌水系数0.503)；情景A1B2——规划水平年(2020年)滴灌比例增加且滴灌使用地下水的比例减少为60%(作物滴灌比例为0.38；滴灌使用地下水比例0.6；滴灌用地表水灌水系数0.608,滴灌用地下水灌水系数0.912,漫灌用地表水灌水系数0.503)；情景A1B3——在方案A1B2的基础上进一步提高灌水效率系数(作物滴灌比例为0.38；滴灌使用地下水比例0.6；滴灌用地表水灌水系数0.8000,滴灌用地下水灌水系数0.900,漫灌用地表水灌水系数0.600)等。四是分析了各情景的水盐模拟结果,并提出了适用于新疆开都河流域的节水、治盐与地下水开发的综合措施。加大灌区作物滴灌等高效节水灌溉方式的比例,可减少地表水的引水量,使河道流量处于健康状态；冬灌措施不仅有利于维持地下水位的年际稳定,更对地下水及土壤层的脱盐产生积极影响；在大力发展滴灌的同时,限制地下水的过量开采则主要对抵制土壤盐渍化起积极作用。根据模拟结果得知,增加作物的滴灌比例、将滴灌的地下水用水比例降低到60%且提高灌水效率系数,可实现新疆开都河流域的节水(灌区从河道引水量减少1.88亿m3)、治盐(灌区土壤层脱盐量44万t)与地下水(地下水埋深控制在2.6m)的合理利用,实现水土资源的可持续开发利用。
中文关键词水盐模拟模型 ; 干旱区 ; 地下水 ; 治盐
语种中文
国家中国
URLhttp://kns.cnki.net/kns/detail/detail.aspx?FileName=1015346296.nh&DbName=CMFD2016
来源机构中国水利水电科学研究院
资源类型学位论文
条目标识符http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/256484
推荐引用方式
GB/T 7714		 付晓杰. 干旱区水盐模似模型研究及应用[D]. 中国水利水电科学研究院,2015.
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