本文關(guān)鍵詞：喀斯特石漠化地區(qū)水利水保措施優(yōu)化配套與極度干旱應(yīng)急調(diào)控技術(shù)示范

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【摘要】：中國南方以貴州高原為中心的喀斯特地區(qū),是世界面積最大、生態(tài)環(huán)境最為脆弱的喀斯特集中連片區(qū),在典型季風(fēng)氣候、特殊地形地貌與水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)綜合作用下,形成了喀斯特地區(qū)獨特的水資源短缺與干旱問題—工程性缺水,嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活。工程性缺水發(fā)生在降水豐富的喀斯特地區(qū),與區(qū)域降水時空分布不均、少土、植被覆蓋率低以及長期強(qiáng)烈喀斯特作用產(chǎn)生的地表地下雙層空間結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。在充分認(rèn)識喀斯特地區(qū)干旱致災(zāi)因子、水資源的賦存特征與空間補(bǔ)給關(guān)系、水資源供需關(guān)系的基礎(chǔ)上,應(yīng)用水利水保工程措施對工程性缺水問題因地制宜地進(jìn)行人工干預(yù)、優(yōu)化組合配置,制定相關(guān)模式與技術(shù)集成,增強(qiáng)不同干旱情景下應(yīng)急調(diào)度與安全調(diào)控,滿足地區(qū)用水需求具有重要的意義。因此,本文以畢節(jié)撒拉溪示范區(qū)朝營小流域、關(guān)嶺—貞豐花江示范區(qū)頂壇小流域為研究對象,采用文獻(xiàn)資料分析、實地監(jiān)測、問卷調(diào)查、室內(nèi)分析以及系統(tǒng)科學(xué)等研究方法,對兩條小流域的水資源、水利水保工程進(jìn)行調(diào)查監(jiān)測,分析區(qū)域干旱發(fā)生的主導(dǎo)因素,結(jié)合多源數(shù)據(jù)資料構(gòu)建水利水保措施優(yōu)化配套與極度干旱應(yīng)急調(diào)度模式---“朝營模式”和“頂壇模式”,通過技術(shù)示范,分析產(chǎn)生的綜合效益,并對該模式做推廣適應(yīng)性分析。(1)根據(jù)朝營、頂壇兩條小流域水資源賦存狀況及特點,以流域內(nèi)人畜、農(nóng)作物以及經(jīng)濟(jì)林草作為計算對象,通過采用”K值法”、修正的彭曼公式以及林地作物騰發(fā)量ETj等方法對區(qū)域內(nèi)的人畜用水、農(nóng)作物及經(jīng)濟(jì)林草需水進(jìn)行分析,朝營小流域人畜年需水總量0.20×107m3,生態(tài)需水為0.22×107m3,總需水量為0.42×107m3。根據(jù)目前小流域水資源開發(fā)利用與工程配置下,蓄水池可解決用水0.14×105m3,泉水解決用水0.12×107m3,生態(tài)需水自然補(bǔ)給水量為0.27×107m3,水資源供需失衡量為:0.29×106m3。頂壇小流域人畜年需水總量0.35×106m3,生態(tài)系統(tǒng)年需水總量0.57×106m3,小流域總需水量為0.92×106m3,在小流域目前水資源開發(fā)利用與工程配置下,蓄水池可解決用水0.11×105m3,屋面集雨提供水量為0.42×106m3,小泉點開發(fā)利用補(bǔ)給0.11×106m3,降雨補(bǔ)給水量為0.61×105m3,水資源供需失衡量為0.33×106m3。解決供需失衡問題,需配置如下工程措施:朝營小流域至少建設(shè)100m3蓄水池40座,修建60m3蓄水池300座;30m3蓄水池560座,同時根據(jù)水資源的調(diào)度需求配套沉沙池和引水管網(wǎng);在頂壇小流的人畜需水方面,需修建100m3蓄水池80座,12個村民組各修建60m3水池1座;在生產(chǎn)用水和生態(tài)用水方面,仍需修建60m3蓄水池120座和30m3蓄水池264座。(2)根據(jù)朝營喀斯特高原山地與頂壇喀斯特高原峽谷兩種典型地貌特征,在查明兩條小流域水資源賦存狀況與分布特征、水利水保工程配置現(xiàn)狀等基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)有水資源開發(fā)利用與工程配套成熟技術(shù),并對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新,形成以滿足區(qū)內(nèi)日常用水為目標(biāo),同時兼顧能極度干旱情景下水資源應(yīng)急調(diào)控的水資源開發(fā)利用方式、水利水保工程配置模式及其所需的技術(shù)體系支撐,構(gòu)建了與兩條小流域自然條件、社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境相匹配的“朝營模式”與“頂壇模式”�！俺癄I模式”主要采用人畜飲水安全工程建設(shè)與極度干旱應(yīng)急調(diào)控技術(shù)、發(fā)展畜牧業(yè)水源保障與極度干旱應(yīng)急調(diào)控技術(shù)、農(nóng)作物灌溉的水源工程配套與極度干旱應(yīng)急調(diào)控技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)林灌溉的多源水工程建設(shè)與極度干旱應(yīng)急調(diào)控技術(shù)等進(jìn)行的模式構(gòu)建;“頂壇模式”構(gòu)建主要采用人畜飲水安全工程建設(shè)與極度干旱應(yīng)急調(diào)控技術(shù)及經(jīng)濟(jì)林灌溉的多源水工程建設(shè)與極度干旱應(yīng)急調(diào)控等技術(shù)而構(gòu)建。(3)在朝營小流域,優(yōu)化原有屋面技術(shù)、開發(fā)洼地薄膜集雨技術(shù),對露水收集利用的技術(shù)進(jìn)行研發(fā),并通過人畜飲水安全、發(fā)展畜牧業(yè)水源保障、農(nóng)作物灌溉的水源工程配套以及經(jīng)濟(jì)林灌溉的多源水工程等水利水保工程建設(shè),逐步形成以屋面集雨+泉點引水為主的人畜飲水安全工程與極度干旱應(yīng)急調(diào)控技術(shù)體系、屋面集雨+泉點引水提、蓄、引相結(jié)合的發(fā)展畜牧業(yè)水源保障與極度干旱應(yīng)急調(diào)控技術(shù)體系、以土地整治坡改梯及配套工程建設(shè)+路面集雨的農(nóng)作物灌溉的水源工程配套與極度干旱應(yīng)急調(diào)控技術(shù)體系以及屋面集雨+路面集雨+坡面集雨+洼地薄膜集雨小山塘工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)林灌溉的多源水工程建設(shè)與極度干旱應(yīng)急調(diào)控技術(shù)體系;在頂壇小流域,優(yōu)化原有屋面集雨技術(shù)的同時,提出通過措施運用減少蒸發(fā)量的技術(shù)與方法,并通過人畜飲水安全和發(fā)展經(jīng)濟(jì)林灌溉水源工程建設(shè),逐步形成屋面集雨+泉點引水+落差提水+跨流域遠(yuǎn)距離水資源調(diào)度提、蓄、引相結(jié)合的人畜飲水安全工程建設(shè)與極度干旱應(yīng)急調(diào)控技術(shù)及坡面集雨+路面集雨+機(jī)電提水+逐級提水+吊瓶滴灌的經(jīng)濟(jì)林灌溉的多源水工程建設(shè)與極度干旱應(yīng)急調(diào)控技術(shù)的技術(shù)體系。(4)以朝營、頂壇兩條小流域的地質(zhì)條件、水文條件和人為條件等為基礎(chǔ),充分結(jié)合地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特征,根據(jù)野外調(diào)查,弄清現(xiàn)有工程的配置情況以及流域需水特點,選取典型具有代表性的下小寨、韓家沖、沙壩以及查耳巖等處作為技術(shù)示范點。在朝營小流域下小寨社區(qū)修建65m3蓄水池一口,配套管網(wǎng)配套dn32pe管0.72km,優(yōu)化屋面集雨技術(shù)修建生物慢濾池5座;在韓家沖等社區(qū)修建400m3高位調(diào)蓄水池1座,配套管網(wǎng)dn50pe管,dn32pe管共計9.1km;在沙壩區(qū)域修建坡改梯9.37hm2,配套修建60m3蓄水池6座,截流溝20m;在梅家丫口等經(jīng)濟(jì)林布置區(qū)修建750m3小山塘1座,沉砂池1座,配套輸水、供水管網(wǎng)300m。在頂壇小流域查爾村,安裝鋪鍍鋅管管道共計27.3km,其中dn60鍍鋅管5.3km、dn40鍍鋅管6.6km、dn25鍍鋅管4.6km、dn20鍍鋅管2.4km以及dn15鍍鋅管8.37km管道鋪設(shè)貫穿到整個研究區(qū),在經(jīng)濟(jì)林區(qū)修建60m3蓄水池20座,配套沉砂池20座,截流溝200m,逐級提水工程一套,配套管網(wǎng)2000m。通過工程實施使122.84hm2面積的農(nóng)作物及經(jīng)濟(jì)林草免受干旱影響,4203人,668頭(匹/只)解決干旱缺水問題。(5)選擇朝營小流域下小寨、韓家沖、沙壩、梅家丫口及朱家?guī)r洞和頂壇小流域查耳巖村等地區(qū)作為示范點,于2013年1月至2015年7月期間實施,并對工程實施效果進(jìn)行監(jiān)測。結(jié)果表明:在朝營小流域的下小寨社區(qū)修建配套蓄水池及管道后,通過蓄水池調(diào)蓄作用,一年可調(diào)蓄水量4.73萬m3,每年減少工程滲漏水量431m3,泉水及工程利用效率提高20%以上。韓家沖社區(qū)養(yǎng)殖水源保障工程建設(shè),高位水池的建立,全年可調(diào)蓄水量8.96萬m3,滿足極度干旱應(yīng)急水資源的調(diào)控,滿足69頭牛養(yǎng)殖所需水源,緩解韓家沖、下小寨社區(qū)旱季用水壓力;在沙壩區(qū)域進(jìn)行土地整治0.94 hm2的坡改梯及灌溉水池配套建設(shè),改善原有的耕作環(huán)境,提供干旱環(huán)境下的調(diào)度水源,增強(qiáng)作物的抗旱能力,玉米產(chǎn)量由每畝350kg,可提高到每畝400kg左右,整個示范點玉米增產(chǎn)7755kg,增加收入1.58萬元,工程每年調(diào)蓄水量1.08萬m3,保土約16.8m3。梅家丫口、朱家?guī)r洞等地經(jīng)濟(jì)林多源水工程建設(shè),有效的蓄積雨水、地表徑流資源,蓄水工程全年調(diào)蓄水量2.25萬m3,為發(fā)展經(jīng)濟(jì)林提高了足夠的水源保障。頂壇小流域查耳巖村人畜飲水安全工程建設(shè),水源充足,保證率達(dá)到80%以上,解決全村870戶3850多人飲水安全問題;查耳巖村農(nóng)作物灌溉的水源工程配套建設(shè),采用坡面徑流開發(fā)、地表水逐級提水利用以及吊瓶滴灌抗旱等多種技術(shù)手段,保障112.42hm2經(jīng)濟(jì)林灌溉所需的26.98萬m3水量。
【關(guān)鍵詞】：喀斯特石漠化 水利水保 優(yōu)化配置 極度干旱 應(yīng)急調(diào)控
【學(xué)位授予單位】：貴州師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV213.4
【目錄】：

• 摘要9-14
• ABSTRACT14-23
• 前言23-26
• 一 研究現(xiàn)狀26-39
• 1 干旱與極度干旱26-27
• 2 石漠化環(huán)境干旱與水利水保應(yīng)對措施27
• 3 國內(nèi)外主要研究進(jìn)展與展望27-39
• 3.1 文獻(xiàn)獲取與論證27-30
• 3.2 研究階段劃分30-31
• 3.3 主要進(jìn)展與標(biāo)志性成果31-37
• 3.4 擬解決的關(guān)鍵科技問題與展望37-39
• 二 研究設(shè)計39-58
• 1 研究目標(biāo)與內(nèi)容39-41
• 1.1 研究目標(biāo)39
• 1.2 研究內(nèi)容39-40
• 1.3 研究特點與科技難點和創(chuàng)新點40-41
• 2 技術(shù)路線與方法41-44
• 2.1 技術(shù)路線41-43
• 2.2 研究方法43-44
• 3 研究區(qū)選擇與代表性44-55
• 3.1 研究區(qū)選擇的原則和依據(jù)44-45
• 3.2 研究區(qū)基本特征與代表性論證45-55
• 4 材料數(shù)據(jù)獲取與可信度分析55-58
• 三 喀斯特小流域水資源空間供需平衡狀況58-77
• 1 喀斯特潛在—輕度石漠化朝營小流域58-68
• 1.1 水資源賦存狀況及特點58-61
• 1.2 人畜需水分析61-62
• 1.3 生態(tài)需水分析62-66
• 1.4 總需水量與工程需求分析66-68
• 2 喀斯特中—強(qiáng)度石漠化頂壇小流域68-73
• 2.1 水資源賦存狀況及特點68-69
• 2.2 人畜需水分析69-70
• 2.3 生態(tài)需水分析70-71
• 2.4 總需水量與工程需求分析71-73
• 3 不同小流域水資源供需對比73-74
• 3.1 喀斯特潛在—輕度石漠化朝營小流域73
• 3.2 喀斯特中—強(qiáng)度石漠化頂壇小流域73-74
• 4 同一條小流域內(nèi)不同石漠化等級水資源供需對比74-77
• 4.1 喀斯特潛在—輕度石漠化朝營小流域74-75
• 4.2 喀斯特中—強(qiáng)度石漠化頂壇小流域75-77
• 四 水利水保措施優(yōu)化配套與極度干旱應(yīng)急調(diào)控耦合模式77-87
• 1 模式構(gòu)建的理論依據(jù)77-78
• 2 模式構(gòu)建的邊界條件78-79
• 2.1 朝營小流域邊界條件78-79
• 2.2 頂壇小流域邊界條件79
• 3 模式構(gòu)建的技術(shù)體系79-81
• 3.1 潛在—輕度石漠化朝營小流域模式構(gòu)建的技術(shù)體系79-80
• 3.2 中—強(qiáng)度石漠化頂壇小流域模式構(gòu)建的技術(shù)體系80-81
• 4 模式的結(jié)構(gòu)與功能特性81-85
• 4.1 潛在—輕度石漠化朝營小流域模式的結(jié)構(gòu)與功能81-84
• 4.2 中—強(qiáng)度石漠化頂壇小流域模式的結(jié)構(gòu)與功能84-85
• 5 不同小流域模式結(jié)構(gòu)與功能對比85-87
• 五 水利水保措施優(yōu)化配套與極度干旱應(yīng)急調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)87-100
• 1 潛在—輕度石漠化朝營小流域現(xiàn)有技術(shù)與成熟技術(shù)87-93
• 1.1 雨水資源開發(fā)利用技術(shù)優(yōu)化與關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)87-89
• 1.2 喀斯特水開發(fā)利用現(xiàn)有技術(shù)與成熟技術(shù)89-90
• 1.3 極度干旱應(yīng)急水資源調(diào)度技術(shù)90-93
• 2 中—強(qiáng)度石漠化頂壇小流域現(xiàn)有技術(shù)與關(guān)鍵技術(shù)93-96
• 2.1 雨水資源開發(fā)利用成熟技術(shù)與技術(shù)優(yōu)化94-95
• 2.2 表層及淺層喀斯特水引、蓄、綜合利用現(xiàn)有技術(shù)與成熟技術(shù)95
• 2.3 極度干旱應(yīng)急調(diào)度技術(shù)95-96
• 3 石漠化地區(qū)共性技術(shù)與關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新96-98
• 3.1 喀斯特石漠化地區(qū)共性技術(shù)96
• 3.2 喀斯特石漠化地區(qū)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新96-98
• 4 不同小流域技術(shù)優(yōu)化與集成對比98-100
• 六 水利水保措施優(yōu)化配套與極度干旱應(yīng)急調(diào)度技術(shù)示范100-142
• 1 朝營小流域示范點選擇與生態(tài)經(jīng)濟(jì)問題100-101
• 1.1 示范點的選擇100
• 1.2 示范點生態(tài)經(jīng)濟(jì)問題100-101
• 2 頂壇小流域示范點選擇與生態(tài)經(jīng)濟(jì)問題101-102
• 2.1 示范點的選擇101
• 2.2 示范點生態(tài)經(jīng)濟(jì)問題101-102
• 3 示范點建設(shè)目標(biāo)與建設(shè)任務(wù)102-103
• 3.1 朝營小流域示范點建設(shè)目標(biāo)與建設(shè)任務(wù)102-103
• 3.2 頂壇小流域示范點建設(shè)目標(biāo)與建設(shè)任務(wù)103
• 4 水利水保措施現(xiàn)狀評價與工程布局103-105
• 4.1 朝營小流域示范點水利水保措施現(xiàn)狀評價與工程布局103-104
• 4.2 頂壇小流域示范點水利水保措施現(xiàn)狀評價與工程布局104-105
• 5 工藝流程與工程示范過程105-139
• 5.1 朝營小流域工藝流程與示范過程105-129
• 5.2 頂壇小流域工藝流程與示范過程129-139
• 6 示范點建設(shè)成果與對比分析139-142
• 6.1 朝營小流域示范點建設(shè)成效139-140
• 6.2 頂壇小流域示范點建設(shè)成效140-141
• 6.3 朝營小流域與頂壇小流域示范點建設(shè)成效建設(shè)對比分析141-142
• 七 水利水保措施優(yōu)化配套與極度干旱應(yīng)急調(diào)度模式效益監(jiān)測評價142-145
• 1 監(jiān)測評價的目的142
• 2 效益監(jiān)測評價分析142-145
• 2.1 社會效益分析142-143
• 2.2 生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益分析143-145
• 八 水利水保措施優(yōu)化配套與極度干旱應(yīng)急調(diào)控模式優(yōu)化與推廣應(yīng)用145-155
• 1 模式的優(yōu)化145
• 2 推廣適宜性分析145-147
• 3 模式推廣應(yīng)用范圍147-153
• 3.1 推廣適宜性原則147
• 3.2 推廣適宜性評價指標(biāo)體系構(gòu)建147-150
• 3.3 模式推廣應(yīng)用范圍分析150-153
• 4 模式推廣保障措施153-155
• 4.1 技術(shù)措施153-154
• 4.2 參與式措施154
• 4.3 政策措施154-155
• 九 結(jié)論與討論155-164
• 參考文獻(xiàn)164-167
• 攻讀學(xué)位期間科研成果167-169
• 致謝169-171

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本文編號：965826