【摘要】：氣候變化和人類活動對北方灌區(qū)水循環(huán)產(chǎn)生著重要的影響，地下水作為灌區(qū)水循環(huán)的重要組成部分，其水位動態(tài)既是地下水循環(huán)對變化環(huán)境響應的必然結果，在一定程度上也反映著灌區(qū)水循環(huán)的健康與否，直接影響著灌區(qū)水資源的高效安全利用。因此，研究變化環(huán)境對以地下水為核心的灌區(qū)水循環(huán)的影響，對認知灌區(qū)降水、地表水與地下水之間的轉化規(guī)律，促進灌區(qū)水資源的可持續(xù)開發(fā)利用具有重要的理論意義與應用價值。 本文在總結、歸納前人研究工作的基礎上，選擇陜西省寶雞峽灌區(qū)為研究區(qū)，運用實際調(diào)研、水均衡分析與統(tǒng)計模擬計算相結合的方法，研究了變化環(huán)境對灌區(qū)地下水循環(huán)的影響，探討了灌區(qū)水資源可持續(xù)利用的適應性對策。獲得了以下主要研究結論： （1）概化了灌區(qū)水循環(huán)系統(tǒng)，通過對降水、地表水與地下水之間的轉化關系的分析，認為渠井結合灌區(qū)水循環(huán)主要體現(xiàn)在一定降水條件下，地表水與地下水之間的轉化，因此，研究以地下水為核心的灌區(qū)水循環(huán)，即地下水循環(huán)能夠認知灌區(qū)水循環(huán)規(guī)律；在此基礎上，從地下水系統(tǒng)與外部環(huán)境的角度，識別了影響灌區(qū)地下水循環(huán)的主要因子有降水、蒸發(fā)、渠首引水、地下水開采。 （2）運用滑動平均值法、線性傾向估計法、Mann-Kendall法對灌區(qū)1981~2010年降水量、蒸發(fā)量、渠首引水量、渠井用水比例、地下水開采量進行年際、年內(nèi)變化特征分析。結果表明：近30年來灌區(qū)降水量總體呈現(xiàn)下降，且波動變化，具有年內(nèi)分配不均、年際變化大的特征；灌區(qū)蒸發(fā)量呈波動上升不顯著趨勢；黃土臺塬區(qū)林家村渠首引水量基本保持穩(wěn)定，渭河階地區(qū)魏家堡渠首引水量呈緩慢上升趨勢；灌區(qū)地下水開采量呈下降趨勢，渭河階地區(qū)地下水開采量大于黃土臺塬區(qū)地下水開采量。 （3）依據(jù)水量均衡法，分析計算了灌區(qū)不同頻率代表年的地下水循環(huán)要素，平水年（P=50%），降水入滲補給量、渠系滲漏補給量、田間灌溉入滲補給量、井灌開采回歸補給量分別占總補給量46%、35%、16%、3%；枯水年（P=75%）分別占45%、37%、13%、5%；特枯年(P=95%)分別為35%、42%、19%、4%；以上計算數(shù)據(jù)表明，平水年、枯水年與特枯水年補給量依次減小，分別為3.4億m3、2.8億m3、2.76億m3；排泄量依次增大分別為1.4億m3、1.8億m3、2.4億m3，，反映出了降水、地表水灌溉及地下水開采對灌區(qū)地下水循環(huán)有著重要的影響。 （4）基于灌區(qū)變化環(huán)境下地下水循環(huán)要素的分析，建立了灰色模型、BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型和灰色神經(jīng)網(wǎng)絡模型，用三種模型對灌區(qū)地下水位埋深進行了模擬和檢驗，計算精度分析表明，各自的平均相對誤差分別為2.01%、1.54%和0.45%，因此，認為基于灰色神經(jīng)網(wǎng)絡的地下水位埋深模擬模型，可以用于變化環(huán)境對灌區(qū)地下水位動態(tài)影響的模擬研究。 （5）根據(jù)灌區(qū)變化環(huán)境因子的變化趨勢，設置了氣候變化情景及人類活動改變情景，基于灰色神經(jīng)網(wǎng)絡模型對兩種情景下14種方案的灌區(qū)地下水位埋深進行了模擬及分析。結果表明：降水量減小幅度越大，地下水位埋深下降也愈大，即降水量分別減小1%、3%、5%情況下，灌區(qū)地下水位埋深變幅分別為+0.01m、+0.03m、+0.06m，而地下水位埋深的變化率依次為0.002%、0.148%、0.267%；在灌溉需水量一定的情況下，渠井灌用水比例越高，地下水位埋深減小越明顯，基于地下水位埋深變幅最小的原則，確定了不同頻率水平年灌區(qū)適宜的渠井灌溉用水比例，平水年（P=50%）為2.9左右，枯水年（P=75%）為3.1左右。
【圖文】：

圖 2-1 寶雞峽灌區(qū)工程示意圖Fig.2-1 The figure of irrigation projection in Baojixia irrigation district2.1.4.2 灌區(qū)用水情況灌區(qū)供水水源主要有渭河引水量和地下水開采量，用水對象分為農(nóng)田灌溉用水、鎮(zhèn)企業(yè)用水、城鎮(zhèn)及農(nóng)村生活用水。渭河水量主要用于農(nóng)田灌溉，提取地下水量除大分用于農(nóng)田灌溉外，還擔負著少量的工業(yè)、城鎮(zhèn)及農(nóng)村生活用水。灌區(qū)多年平均（19812010 年）灌溉總用水量 4.53 億 m3，渠井灌溉用水比例為 7.56：2.44，其中塬上灌區(qū)

峽灌區(qū)水循環(huán)系統(tǒng)為天然水循環(huán)和以作物灌溉為目標的“取水-引水-運動過程共同構成的自然-人工復合型的二元水循環(huán)系統(tǒng)見圖 2-2。灌區(qū)包括以灌溉水系統(tǒng)為核心的地表水系統(tǒng)和地下水系統(tǒng)，由于灌區(qū)可利用水外，主要是通過渠道引用的渭河水及機井開采的地下水，這些水在自動的影響下循環(huán)轉化，因此，從水資源開發(fā)利用的角度看，渠井結合灌現(xiàn)在地表水與地下水之間的轉化，其受外部變化環(huán)境因子的影響，通過、排泄對灌區(qū)地下水循環(huán)系統(tǒng)施加作用，影響灌區(qū)水循環(huán)系統(tǒng)的均衡，水動態(tài)的變化。因此，本文主要研究以地下水位核心的灌區(qū)水循環(huán)，即。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：S274

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 崔遠來，白憲臺，劉毓川，王軍文，宋卓勛，張瑞生，徐小元;北京城市雨洪系統(tǒng)產(chǎn)流模型研究[J];北京水利;1996年06期

2 趙勝利,劉燕,李書全,龐章斌;用BP神經(jīng)網(wǎng)絡預測地下水動態(tài)[J];河北農(nóng)業(yè)大學學報;2002年04期

3 朱勁偉,史繼德;小興安嶺紅松闊葉林的水文效應[J];東北林學院學報;1982年04期

4 劉昌明,李道峰,田英,郝芳華,楊桂蓮;基于DEM的分布式水文模型在大尺度流域應用研究[J];地理科學進展;2003年05期

5 楊大文,李

本文編號：2677001