本文關(guān)鍵詞：井渠結(jié)合灌區(qū)不同尺度水資源高效利用評(píng)價(jià)與調(diào)配研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前我國(guó)農(nóng)業(yè)用水效率低,水資源浪費(fèi)嚴(yán)重,供需矛盾十分突出,水資源已成為制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要因素。井渠結(jié)合灌區(qū)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中扮演越來越重要的角色。高效利用井渠結(jié)合灌區(qū)的水資源對(duì)緩解我國(guó)農(nóng)業(yè)水資源危機(jī)的意義尤為重要。開展井渠結(jié)合灌區(qū)不同尺度水資源高效利用的評(píng)價(jià)與調(diào)配研究,對(duì)于正確認(rèn)識(shí)農(nóng)業(yè)水資源高效利用的真正內(nèi)涵,改變傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)用水發(fā)展模式,建設(shè)節(jié)水高效農(nóng)業(yè)有著十分重要的意義。本文界定了井渠結(jié)合灌區(qū)水資源高效利用的內(nèi)涵。圍繞該內(nèi)涵,基于國(guó)際水管理研究院(IWMI)的水平衡方法,提出了井渠結(jié)合灌區(qū)水資源高效利用尺度效應(yīng)分析方法,以人民勝利渠灌區(qū)為例,研究不同水平年不同井渠結(jié)合模式下灌區(qū)水資源高效利用評(píng)價(jià)指標(biāo)的尺度效應(yīng)及其演變規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建了井渠結(jié)合灌區(qū)不同尺度的水資源高效利用綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,建立了灌區(qū)尺度和田間尺度相結(jié)合的井渠結(jié)合灌區(qū)水鹽聯(lián)合動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)配模型,在人民勝利渠灌區(qū)進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用。研究取得的主要成果如下：(1)剖析了井渠結(jié)合灌區(qū)的概念和系統(tǒng)組成,對(duì)井渠結(jié)合灌區(qū)的主要類型和工程的布置形式做了詳細(xì)的歸納和總結(jié),分析了井渠結(jié)合灌區(qū)水資源高效利用的功能,從可持續(xù)發(fā)展思想和資源可持續(xù)利用的實(shí)質(zhì)出發(fā),闡明了從水資源高效利用到灌區(qū)水資源高效利用的概念和特點(diǎn),揭示了井渠結(jié)合灌區(qū)水資源高效利用的機(jī)理,在此基礎(chǔ)上,明確界定了井渠結(jié)合灌區(qū)水資源高效利用的內(nèi)涵。(2)基于IWMI勺水平衡方法,針對(duì)井渠結(jié)合灌區(qū)存在地下水回歸利用及渠灌、井灌的投入產(chǎn)出效果不同的實(shí)際情況,提出灌溉回歸水分析指標(biāo)和灌溉效益費(fèi)用分析指標(biāo)等,作為井渠結(jié)合灌區(qū)水資源高效利用尺度效應(yīng)研究分析指標(biāo),拓展了IWMI水平衡方法的適用性,提出了井渠結(jié)合灌區(qū)水資源高效利用尺度效應(yīng)分析方法。(3)針對(duì)SWAT模型對(duì)平原灌區(qū)特點(diǎn)及旱作物模塊考慮較少的缺點(diǎn),對(duì)SWAT模型毛管上升水、地下水埋深、渠道滲漏、騰發(fā)量計(jì)算模塊和旱作物模擬模塊進(jìn)行了修改,并與MODFLOW耦合,構(gòu)建了分布式地表水地下水耦合模擬模型,采用人民勝利渠灌區(qū)實(shí)測(cè)徑流、騰發(fā)量和地下水位資料進(jìn)行了率定和驗(yàn)證,結(jié)果表明所構(gòu)建的模型可用于平原井渠結(jié)合灌區(qū)不同尺度水平衡要素的模擬。(4)以人民勝利渠灌區(qū)為例,設(shè)置不同灌溉情景模式,將研究區(qū)劃分為田間、支渠、分干渠、灌區(qū)4個(gè)尺度,采用構(gòu)建的耦合模型對(duì)灌區(qū)不同尺度水平衡要素進(jìn)行模擬,研究水分生產(chǎn)率、回歸水分析以及效益費(fèi)用分析指標(biāo)隨尺度的變化規(guī)律。結(jié)果表明：回歸水分析指標(biāo)灌區(qū)尺度優(yōu)于其他尺度,水分生產(chǎn)率指標(biāo)和效益費(fèi)用分析指標(biāo)田間尺度最優(yōu)；平水年比枯水年用水高效；在比選灌溉模式時(shí),依據(jù)的指標(biāo)不同得到的結(jié)論不同,因此,只有全面考慮各種指標(biāo)進(jìn)行灌區(qū)水資源高效利用綜合評(píng)價(jià),才能得到更加準(zhǔn)確的結(jié)論。(5)根據(jù)井渠結(jié)合灌區(qū)水資源高效利用的內(nèi)涵,考慮評(píng)價(jià)指標(biāo)的尺度效應(yīng),以田間尺度評(píng)價(jià)為基礎(chǔ),灌區(qū)尺度評(píng)價(jià)為核心,構(gòu)建了井渠結(jié)合灌區(qū)田間尺度和灌區(qū)尺度的水資源高效利用綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,田間尺度包含了用水效率、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益3大類6個(gè)指標(biāo),灌區(qū)尺度包含用水效率、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益4大類11個(gè)指標(biāo),并建立了多層次模糊綜合評(píng)價(jià)模型。(6)在明確調(diào)配模型與評(píng)價(jià)指標(biāo)關(guān)系的基礎(chǔ)上,灌區(qū)尺度以水分生產(chǎn)函數(shù)為依據(jù),建立地表水地下水聯(lián)合優(yōu)化調(diào)配模型,田間尺度以水鹽生產(chǎn)函數(shù)為依據(jù),引入臨界土壤含鹽量、臨界地下水礦化度、臨界地下水位,建立水鹽動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)配模型。為了協(xié)調(diào)平衡各尺度管理主體的利益,將二者耦合建立井渠結(jié)合灌區(qū)水鹽聯(lián)合動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)配大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)模型,并給出各尺度模型求解方法及耦合模型的運(yùn)行過程。所建模型可實(shí)現(xiàn)井渠結(jié)合灌區(qū)水鹽的多尺度、多維度調(diào)控。(7)在人民勝利渠灌區(qū),以2010年為現(xiàn)狀年,進(jìn)行了不同尺度水資源高效利用綜合評(píng)價(jià)與調(diào)配應(yīng)用研究。應(yīng)用結(jié)果表明：所構(gòu)建的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)模型可行,可為灌區(qū)不同尺度水資源高效利用提供決策依據(jù)；建立的優(yōu)化調(diào)配模型合理,可對(duì)水資源高效利用評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)控。以2020年為規(guī)劃年,基于不同水資源調(diào)配技術(shù),設(shè)置7個(gè)灌區(qū)水資源調(diào)配方案,采用灌區(qū)尺度綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和模糊綜合評(píng)價(jià)模型,優(yōu)選出規(guī)劃年最佳的灌區(qū)水資源高效利用調(diào)配方案。
【關(guān)鍵詞】：井渠結(jié)合灌區(qū) 水資源高效利用 尺度效應(yīng) 綜合評(píng)價(jià) 水資源調(diào)配 水鹽調(diào)配 水鹽生產(chǎn)函數(shù) SWAT MODFLOW
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TV213.9
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-14
• 第一章 緒論14-29
• 1.1 研究背景與意義14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)15-25
• 1.2.1 灌區(qū)水資源高效利用評(píng)價(jià)15-20
• 1.2.2 灌區(qū)水資源高效利用調(diào)配20-25
• 1.3 研究目標(biāo)25
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容25-26
• 1.5 技術(shù)路線26-29
• 第二章 井渠結(jié)合灌區(qū)水資源高效利用的機(jī)理與內(nèi)涵分析29-39
• 2.1 井渠結(jié)合灌區(qū)的結(jié)構(gòu)與功能分析29-33
• 2.1.1 井渠結(jié)合灌區(qū)的概念和結(jié)構(gòu)組成29-30
• 2.1.2 井渠結(jié)合灌區(qū)的主要類型30
• 2.1.3 井渠結(jié)合灌區(qū)工程布置形式30-32
• 2.1.4 井渠結(jié)合灌區(qū)的功能分析32-33
• 2.2 井渠結(jié)合灌區(qū)水資源高效利用內(nèi)涵界定33-39
• 2.2.1 可持續(xù)發(fā)展與資源的可持續(xù)利用33-34
• 2.2.2 水資源高效利用的概念34
• 2.2.3 灌區(qū)水資源高效利用的概念34-36
• 2.2.4 井渠結(jié)合灌區(qū)水資源高效利用的機(jī)理和內(nèi)涵36-39
• 第三章 井渠結(jié)合灌區(qū)水資源高效利用尺度效應(yīng)研究39-76
• 3.1 研究區(qū)概況39-43
• 3.1.1 灌區(qū)基本情況39
• 3.1.2 水利設(shè)施39-41
• 3.1.3 地下水情況41-42
• 3.1.4 灌區(qū)水資源水環(huán)境狀況42-43
• 3.2 井渠結(jié)合灌區(qū)水資源高效利用尺度效應(yīng)分析方法43-53
• 3.2.1 尺度劃分43
• 3.2.2 水平衡要素分析方法43-46
• 3.2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)及量化方法46-53
• 3.3 實(shí)例應(yīng)用研究53-76
• 3.3.1 情景模式的設(shè)定53-55
• 3.3.2 尺度的劃分及評(píng)價(jià)指標(biāo)55-56
• 3.3.3 人民勝利渠灌區(qū)地表水-地下水耦合模型構(gòu)建56-66
• 3.3.4 尺度效應(yīng)及影響機(jī)理分析66-73
• 3.3.5 結(jié)論73-76
• 第四章 井渠結(jié)合灌區(qū)水資源高效利用綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與模型76-92
• 4.1 綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建76-86
• 4.1.1 指標(biāo)體系構(gòu)建的基本原則和步驟76-78
• 4.1.2 指標(biāo)的篩選分析78-79
• 4.1.3 田間尺度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系79-81
• 4.1.4 灌區(qū)尺度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系81-85
• 4.1.5 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和等級(jí)的確定85-86
• 4.2 多層次模糊綜合評(píng)價(jià)模型86-92
• 4.2.1 評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建86-87
• 4.2.2 權(quán)重的確定87-89
• 4.2.3 模糊關(guān)系的運(yùn)算89-92
• 第五章 井渠結(jié)合灌區(qū)水資源優(yōu)化調(diào)配模型92-109
• 5.1 調(diào)配模型與評(píng)價(jià)指標(biāo)的關(guān)系92
• 5.2 以作物需水為核心的地表水地下水聯(lián)合調(diào)配92-94
• 5.2.1 地表水地下水聯(lián)合調(diào)配的動(dòng)態(tài)特征和原則93
• 5.2.2 地表水地下水聯(lián)合調(diào)配系統(tǒng)分析與建模93-94
• 5.3 灌區(qū)尺度地表水地下水聯(lián)合優(yōu)化調(diào)配模型94-98
• 5.3.1 灌區(qū)水資源系統(tǒng)概化94
• 5.3.2 模型假定94-95
• 5.3.3 灌區(qū)尺度調(diào)配模型的建立95-98
• 5.3.4 模型求解98
• 5.4 田間尺度水鹽動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)配模型98-106
• 5.4.1 作物水分生產(chǎn)函數(shù)98-100
• 5.4.2 作物水鹽生產(chǎn)函數(shù)100
• 5.4.3 水鹽動(dòng)態(tài)響應(yīng)模型100-101
• 5.4.4 缺水敏感指數(shù)及鹽分敏感指數(shù)的確定101-102
• 5.4.5 模型假定102
• 5.4.6 田間尺度調(diào)配模型的建立102-105
• 5.4.7 模型求解105-106
• 5.5 井渠結(jié)合灌區(qū)水鹽聯(lián)合動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)配耦合模型106-109
• 5.5.1 耦合模型的建立106-107
• 5.5.2 耦合模型的運(yùn)行過程107-109
• 第六章 人民勝利渠灌區(qū)水資源高效利用綜合評(píng)價(jià)與調(diào)配109-132
• 6.1 灌區(qū)現(xiàn)狀不同尺度水資源高效利用評(píng)價(jià)109-116
• 6.1.1 灌區(qū)尺度水資源高效利用評(píng)價(jià)109-113
• 6.1.2 田間尺度水資源高效利用評(píng)價(jià)113-116
• 6.2 灌區(qū)現(xiàn)狀年水資源高效利用調(diào)配116-125
• 6.2.1 灌區(qū)尺度調(diào)配模型主要參數(shù)116-118
• 6.2.2 灌區(qū)尺度模型運(yùn)行結(jié)果及分析118-119
• 6.2.3 田間尺度調(diào)配模型主要參數(shù)119-121
• 6.2.4 田間尺度模型運(yùn)行結(jié)果及分析121-123
• 6.2.5 調(diào)配結(jié)果評(píng)價(jià)123-125
• 6.3 灌區(qū)規(guī)劃年水資源高效利用調(diào)配125-132
• 6.3.1 灌區(qū)規(guī)劃年水資源供需平衡分析125-129
• 6.3.2 調(diào)配方案設(shè)置129-130
• 6.3.3 調(diào)配方案優(yōu)選130-132
• 第七章 結(jié)論與展望132-137
• 7.1 研究結(jié)論132-134
• 7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)134-135
• 7.3 研究展望135-137
• 參考文獻(xiàn)137-145
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果145-146
• 致謝146

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本文編號(hào)：417857