【摘要】：渭河是黃河的第一大支流,是黃河流域治理開(kāi)發(fā)中的重要一環(huán)。渭河流域?qū)儆谙鄬?duì)缺水地區(qū),特別是關(guān)中地區(qū),以資源型缺水為主因,并復(fù)合工程、管理、污染等因素引起的關(guān)中地區(qū)水環(huán)境問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重,而尤以直接從渭河引水的關(guān)中灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水對(duì)渭河生態(tài)基流如何影響引起國(guó)家及社會(huì)重視。本研究選取渭河關(guān)中段最大灌區(qū)——寶雞峽灌區(qū)引水對(duì)渭河生態(tài)基流影響作為研究對(duì)象,在灌區(qū)水沙污染物運(yùn)移模擬試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合灌區(qū)水沙測(cè)驗(yàn)資料,構(gòu)建了灌區(qū)渠道水沙運(yùn)移模型,研究了灌區(qū)用水結(jié)構(gòu)變化對(duì)渭河生態(tài)基流的影響,探討了渠道水沙綜合調(diào)度的農(nóng)業(yè)節(jié)水對(duì)渭河生態(tài)基流的影響,給出了保障渭河生態(tài)基流的灌區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水措施及水資源聯(lián)合調(diào)度方式,取得以下主要成果:(1)渭河來(lái)水來(lái)沙與寶雞峽灌區(qū)需水引水的關(guān)系。通過(guò)對(duì)渭河長(zhǎng)系列的來(lái)水資料進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),空間上渭河關(guān)中段最不容易保證生態(tài)基流的河段是林家村千河入渭河河段;時(shí)間上渭河河道缺水主要集中在枯水季節(jié),尤其是12、1和2月份。渭河林家村渠首多年平均來(lái)水量10.91億m3,渠首年引水量為4.58億m3。雖然年均引水量不足來(lái)水量的50%,但12、1和2月份寶雞峽灌區(qū)渠首多年平均引水量分別占到渭河來(lái)水量的91.82%、90.57%、84.41%,即灌區(qū)冬灌期多年平均引水量占到河道來(lái)水的近90%。很難滿足國(guó)家、黃委會(huì)及渭河管理局給出的林家村魏家堡河段生態(tài)基流量標(biāo)準(zhǔn)4~6 m3/s。因此,在冬灌、春灌期間進(jìn)行寶雞峽灌區(qū)用水調(diào)控應(yīng)是保障渭河生態(tài)基流的關(guān)鍵。在現(xiàn)狀條件下,寶雞峽整個(gè)灌區(qū)作物需水量在2.56億m3~7.55億m3之間,多年平均值為2.71億m3,而灌區(qū)引水灌溉發(fā)電沖沙總引水量為5.23億m3~13.2億m3,引水量遠(yuǎn)大于灌溉用水量,如何在滿足生態(tài)基流條件下進(jìn)行灌區(qū)灌溉引水輸沙調(diào)控是一個(gè)重要問(wèn)題。(2)渠道輸沙的減污增肥作用及黃河中下游灌區(qū)輸沙規(guī)律的一致性研究。由于渭河污染,為研究污染條件下的水沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律,構(gòu)建保障渭河生態(tài)基流的灌區(qū)節(jié)水調(diào)控模型提供理論與技術(shù)支撐,基于已有渭慧渠土渠挾沙能力測(cè)量的基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了混凝土渠道條件下污染水流的泥沙輸移試驗(yàn)。研究結(jié)果表明,渠道泥沙垂線分布大致服從上稀下濃規(guī)律。在試驗(yàn)渠道長(zhǎng)40m條件下,污染物濃度隨水流運(yùn)移衰減趨勢(shì)不明顯。渠道含沙量對(duì)化學(xué)需氧量(COD)、總氮(TN)濃度影響明顯,試驗(yàn)結(jié)果表明,泥沙顆粒降低了水中的COD值,增加了TN值,這說(shuō)明泥沙顆粒對(duì)COD具有一定的降解作用,而泥沙中的氮元素完全溶解于水中;說(shuō)明渠道泥沙輸移有利于降低污染和增加氮元素,即具有減污增肥作用。寶雞峽灌區(qū)水流挾沙能力與黃河下游灌區(qū)泥沙輸移規(guī)律一致,給出了寶雞峽灌區(qū)泥沙輸移的土渠及混凝土渠道挾沙能力公式和恢復(fù)性飽和系數(shù),研究了寶雞峽灌區(qū)的渠道水力學(xué)特性。這為構(gòu)建寶雞峽灌區(qū)水沙調(diào)度對(duì)渭河生態(tài)基流的影響提供了依據(jù)。(3)寶雞峽灌區(qū)水沙調(diào)度模型的構(gòu)建�；谏鲜鏊尺\(yùn)動(dòng)試驗(yàn),結(jié)合課題組開(kāi)發(fā)的渠道一維恒定非均勻灌區(qū)水沙調(diào)度模型,通過(guò)調(diào)試演算給出了寶雞峽灌區(qū)對(duì)渭河生態(tài)基流影響的水沙調(diào)度模型計(jì)算機(jī)模塊,并對(duì)其水位、流量、輸沙量、渠道沖淤等進(jìn)行了驗(yàn)證。模型驗(yàn)證結(jié)果顯示,渠道計(jì)算水位與實(shí)測(cè)水位最大差值0.04 m,相對(duì)誤差2%;總淤積量為0.16萬(wàn)m3,渠道平均淤積量為0.016m3/延米;計(jì)算總淤積量為0.26萬(wàn)m3,比實(shí)測(cè)淤積量稍大;計(jì)算級(jí)配與實(shí)測(cè)級(jí)配曲線的趨勢(shì)基本一致。說(shuō)明構(gòu)建的寶雞峽渠道節(jié)水輸沙調(diào)控模型可以用于寶雞峽灌區(qū)水沙調(diào)度對(duì)渭河生態(tài)基流影響的計(jì)算。(4)寶雞峽灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水對(duì)渭河生態(tài)基流的影響。由于寶雞峽灌區(qū)直接從渭河干流引水,因此寶雞峽灌區(qū)用水量的多少直接影響渭河的生態(tài)基流。寶雞峽灌區(qū)用水包括灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水及灌溉渠道排沙排污用水。數(shù)學(xué)模型調(diào)度結(jié)果表明,灌區(qū)干渠道每淤積1.0m,過(guò)水能力平均降低30%;當(dāng)淤積累計(jì)達(dá)3.0m時(shí),寶雞峽干渠已基本喪失過(guò)水能力。通過(guò)模型計(jì)算得出,使灌區(qū)淤積渠道沖刷1m,需水3600萬(wàn)m3;沖淤后可使灌區(qū)渠道過(guò)水能力提高40%,灌區(qū)渠道水利用系數(shù)提高0.1,平水年(p=50%)條件下可實(shí)現(xiàn)節(jié)水1800萬(wàn)m3。同時(shí)根據(jù)分析,通過(guò)灌區(qū)渠道節(jié)水改造,灌區(qū)渠道水利用系數(shù)可以提高0.1,平水年(p=50%)條件下可實(shí)現(xiàn)節(jié)水1800萬(wàn)m3。通過(guò)灌區(qū)節(jié)水改造和渠道清淤,可實(shí)現(xiàn)節(jié)水3600萬(wàn)m3,占平水年總引水量的11.26%,對(duì)保障渭河生態(tài)基流有著十分重要的貢獻(xiàn)作用。(5)給出了保障基流的灌區(qū)水資源調(diào)度模式。寶雞峽塬上灌區(qū)平水年和枯水年灌溉需水量分別為3.17億m3和5.01億m3。通過(guò)水資源合理配置,在保障林家村4 m3/s生態(tài)基流基礎(chǔ)上,平水年需調(diào)度地表水2.83億m3和地下水0.33億m3來(lái)保證農(nóng)業(yè)需水;枯水年需調(diào)度地表水4.60億m3及地下水0.41億m3來(lái)保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。寶雞峽塬下灌區(qū)平水年和枯水年灌溉需水量分別為2.29億m3和3.63億m3,通過(guò)水資源合理配置,在保障魏家堡6 m3/s生態(tài)基流,引水含沙量不高于8%基礎(chǔ)上,平水年需引河源水1.59億m3和開(kāi)采地下水0.70億m3來(lái)保證灌溉需水;枯水年需引河源水2.80億m3及地下水0.82億m3來(lái)保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：S274

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 吳喜軍;李懷恩;董穎;林啟才;;基于基流比例法的渭河生態(tài)基流計(jì)算[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2011年10期

2 商玲;李宗禮;孫偉;王中根;;基于HIMS模型的西營(yíng)河流域河道內(nèi)生態(tài)基流估算[J];水土保持研究;2014年01期

3 李磊;徐宗學(xué);;基于VB 6.0的生態(tài)基流計(jì)算軟件開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J];水土保持通報(bào);2012年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 林啟才;尚小英;李懷恩;;渭河寶雞市區(qū)段生態(tài)基流保障的調(diào)控模型研究[A];農(nóng)業(yè)、生態(tài)水安全及寒區(qū)水科學(xué)——第八屆中國(guó)水論壇摘要集[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 記者 武盾;對(duì)渭河污水治理的手段將會(huì)更加嚴(yán)厲[N];陜西日?qǐng)?bào);2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 張薇;雨洪地下調(diào)蓄保障河流生態(tài)基流的理論與技術(shù)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2015年

2 王紅;水土保持典型措施對(duì)地下水補(bǔ)給生態(tài)基流的影響研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心）;2014年

3 王宏杰;保障渭河生態(tài)基流的寶雞峽灌區(qū)節(jié)水調(diào)控技術(shù)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2017年

4 鄭愛(ài)勤;渭河關(guān)中段地下水對(duì)河流生態(tài)基流的保障研究;地質(zhì)工程[D];西安科技大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 李娟;梯田措施對(duì)涇河流域水沙變化的影響研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

2 許亞雄;桃河陽(yáng)泉段生態(tài)基流調(diào)控研究[D];太原理工大學(xué);2016年

3 林琳;長(zhǎng)白山區(qū)礦泉水資源成因與開(kāi)發(fā)調(diào)控的研究[D];吉林大學(xué);2016年

4 王培政;生態(tài)基流兼灌溉放水孔的水力特性研究[D];大連理工大學(xué);2016年

5 楊濤;渭河寶雞市區(qū)段生態(tài)基流及調(diào)控初步研究[D];西安理工大學(xué);2008年

6 張凱強(qiáng);鉛山河生態(tài)基流確定及生態(tài)調(diào)度模型初步研究[D];南昌大學(xué);2011年

7 尚小英;渭河寶雞市區(qū)段生態(tài)基流調(diào)控研究[D];西安理工大學(xué);2010年

，

本文編號(hào)：2318340