【摘要】：本文針對寧夏銀北渠井用水比例失調(diào),導致地下水越過適宜埋深造成次生鹽漬化的問題,選取惠農(nóng)區(qū)李崗村為試驗區(qū),采用田間試驗與數(shù)值模擬相結合的方式,對井渠結合灌區(qū)土壤水與地下水變化規(guī)律、水資源均衡、地下水-地表水耦合模擬、地表水與地下水優(yōu)化配置進行了較為系統(tǒng)的研究,為銀北灌區(qū)節(jié)水技術改造提供了理論依據(jù)。研究結果如下：(1)運用地下水均衡原理對井渠結合灌區(qū)地下水資源的補給項和排泄項進行了分析和計算。結果表明：灌區(qū)補給量為16.08萬m3,排泄量為13.91萬m3,地下水處于正均衡狀態(tài),均衡差△V=2.17萬m3,相對均衡差為15.60%。補給量大于排泄量,使得灌區(qū)地下水位上升,地下水埋深越過地下水臨界深度。并且灌區(qū)蒸發(fā)強烈,地下水的鹽分隨毛管水上升到地表,水分蒸發(fā)后,使鹽分積累在表層土壤中,容易使土壤發(fā)生次生鹽堿化。(2)對井渠結合灌區(qū)地下水與地表水系統(tǒng)作為一個整體進行模擬分析,在綜合考慮灌區(qū)水文地質條件基礎上,建立地下水-地表水耦合模擬模型,采用雙重節(jié)點方式對地表水地下水模型進行耦合,率定和驗證水文地質參數(shù),并通過HydroGeoSphere軟件對模型進行求解,對試驗灌區(qū)的水流運動做出模擬分析與預測。經(jīng)過率定和驗證,得到地下水地表水耦合模型的參數(shù),滲透系數(shù)K為1.03m/d,孔隙率為0.38,曼寧系數(shù)n為0.03s/m1/3,空氣壓力倒數(shù)α為4.07m-1,孔隙大小分布指數(shù)β為1.19,殘余飽和度Swr,為0.056。經(jīng)過率定之后的模型在驗證期內(nèi)計算出的地下水水位與實測值變化趨勢較為接近,觀測期內(nèi)地下水計算水位與實測水位滿足誤差統(tǒng)計量指標要求。表明含水層結構、邊界條件的概化、水文地質參數(shù)選取合理。所建立的數(shù)學模型能較真實地描述研究區(qū)地下水系統(tǒng)特征,可以用來對灌區(qū)地下水埋深進行預測。(3)全面分析了井渠結合灌區(qū)生育期地下水系統(tǒng)輸入輸出的轉化關系,在3、4月以井灌為主時期,地下水開采程度較高,且處于集中開采期,地下水水位下降幅度大,地下水埋深在2m左右,土壤表層飽和度在0.69～0.76之間變化。7、8月份為渠灌水量最大時期,地下水水位明顯升高,地下水埋深最高達到1m,超過生態(tài)安全水位,部分水位較高地區(qū)土壤表層飽和度上升到0.94～0.96。當9、10月份渠首停止引水后,地下水位又重新下降,最低達到2.2m左右,飽和度下降到0.68以下。(4)提出了地表水-地下水優(yōu)化配置模型,并與地表水地下水數(shù)值模擬模型進行了耦合,建立了灌區(qū)地表水和地下水聯(lián)合評價耦合模型。耦合模型從調(diào)節(jié)地表水地下水配水比例,以確定地下水開采量和地表水引水量入手,以優(yōu)化配置模型中的目標函數(shù)和約束條件為依據(jù),以合理的地下水埋深為控制原則,輸出最優(yōu)的渠井供水比例,達到提高水資源利用率,改善生態(tài)環(huán)境的目的。
【學位授予單位】：寧夏大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S273

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