Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| DOI | 10.27204/d.cnki.glzhu.2021.002067 |
| 基于SWAT-MODFLOW的规模开采条件下地下水-地表水交互研究 | |
| 蒋梦瑶 | |
| 出版年 | 2021 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 兰州大学 |
| 中文摘要 | 焉耆盆地位于我国西北部的新疆,是典型的干旱绿洲灌区,盆地内的主要水资源包括地表灌溉水源和地下水资源。近年来,随着干旱灌区实施节水改造工程,使得地下水开采量大大增加,这造成了一系列水资源短缺等问题。因此,地表水和地下水的综合缓解策略及工具在水文学及水资源的研究中越来越重要。本研究采用土壤水评估工具(SWAT)和地下水数值模型(MODFLOW)以及它们的集成模型(SWAT-MODFLOW)进行相关研究。即通过构建并运行焉耆盆地SWAT模型计算得出模拟区的地下水补给量和蒸发值,随后通过最小交换单元输入到MODFLOW中进行地下水数值模拟研究。在综合考虑高效节水灌溉工程的实施、控制地下水超采和地下水位合理生态埋深的基础上,设定了不同的地下水开采情景,并输入到验证好的耦合模型,预测各情景下干旱绿洲灌区的地下水位变化特征以及湖泊湿地变化。主要的研究结论如下:(1)本论文利用高程数据(DEM——Digital Elevation Model))、土地分布数据、土壤类型数据、1955-2016年的中国大气同化驱动数据集(THE CHINA METEOROLOGICAL ASSIMILATION DRIVING DATASETS FOR THE SWAT MODEL——CMADS)和传统水文气象站数据,构建了焉耆盆地SWAT分布式水文模型。并使用SUFI-2(Sequential Uncertainty Fitting)算法对参数敏感性进行分析,影响径流模拟结果的主要参数是通过SWAT-CUP(SWAT Calibration Uncertainty Procedures)软件对影响径流模拟结果的主要参数进率定,使用焉耆水文站1991-2016年的实测径流数据对模型进行验证。结果表明:新疆焉耆盆地长时间尺度下径流的模拟值与实测值吻合良好,模型率定期和验证期的纳什系数NES均在0.71以上,皮尔逊相关系数R~2分别为0.88和0.95,由此表明该SWAT模型在焉耆盆地的适应性良好。(2)本文基于Arc GIS10.2软件将SWAT和MODFLOW之间的最小计算单元(hru-cell)的数据进行融合,即根据地表水文循环与地下水补、径、排的特征,构建了盆地内SWAT-MODFLOW耦合模型。并利用盆地内15个地下水长观井的水位数据对模型进行校准和验证,其渗透系数的范围为0～90 m/d,给水度在0.1～0.25之间,均属于有效合理的范围。各个观测井的地下水位模拟值与实测值拟合程度较高,相关系数达0.89,所建模型能够较为真实地反映焉耆盆地地下含水层的实际情况。(3)考虑人类活动的影响,利用耦合SWAT-MODFLOW模型实现了焉耆盆地2050年的地下水水位预测、预报。通过减少地下水开采,结合地表水置换地下水的原理设置了5个开采方案,各开采方案的年开采量分别为6.46×10~8m~3、5.26×10~8m~3、4.58×10~8m~3、4.09×10~8m~3和3.65×10~8m~3。将盆地内的5个开采方案模拟至2050年,结果显示盆地内地下水位降深十分明显。根据各方案模拟预测结果,确定焉耆盆地符合灌溉农业可持续发展需求的地下水可持续开采量为4.09亿m~3/a。 |
| 中文关键词 | SWAT-MODFLOW耦合模型 ; 湖泊湿地 ; 干旱灌区 ; 焉耆盆地 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | P641.8;S274 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/373167 |
| 作者单位 | 兰州大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 蒋梦瑶. 基于SWAT-MODFLOW的规模开采条件下地下水-地表水交互研究[D]. 兰州大学,2021. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
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