井渠结合灌区不同尺度水资源高效利用评价与调配研究-水文学及水资源专业毕业论文

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1、摘要摘要目前我国农业用水效率低，水资源浪费严重，供需矛盾十分突出，水资源己成为制约农业发展的主要因素。井渠结合灌区在农业生产中扮演越来越重要的角色。高效利用井渠结合灌区的水资源对缓解我国农业水资源危机的意义尤为重要。开展井渠结合灌区不同尺度水资源高效利用的评价与调配研究，对于正确认识农业水资源高效利用的真正内涵，改变传统的农业用水发展模式，建设节水高效农业有着十分重要的意义。本文界定了井渠结合灌区水资源高效利用的内涵。围绕该内涵，基于国际水管理研究院(IWMD的水平衡方法，提出了井渠结合灌区水资源高效利用尺度效应分析方法，以人民胜利渠灌区为例

2、，研究不同水平年不同井渠结合模式下灌区水资源高效利用评价指标的尺度效应及其演变规律。在此基础上，构建了井渠结合灌区不同尺度的水资源高效利用综合评价指标体系，建立了灌区尺度和田间尺度相结合的井渠结合灌区水盐联合动态优化调配模型，在人民胜利渠灌区进行了实例应用。研究取得的主要成果如下：(1)剖析了井渠结合灌区的概念和系统组成，对井渠结合灌区的主要类型和工程的布置形式做了详细的归纳和总结，分析了井渠结合灌区水资源高效利用的功能，从可持续发展思想和资源可持续利用的实质出发。阐明了从水资源高效利用到灌区水资源高效利用的概念和特点，揭示了井渠结合灌区水资

3、源高效利用的机理，在此基础上，明确界定了井渠结合灌区水资源高效利用的内涵。(2)基于IWMI的水平衡方法，针对井渠结合灌区存在地下水回归利用及渠灌、井灌的投入产出效果不同的实际情况，提出灌溉回归水分析指标和灌溉效益费用分析指标等，作为井渠结合灌区水资源高效利用尺度效应研究分析指标，拓展了IWMI水平衡方法的适用性，提出了井渠结合灌区水资源高效利用尺度效应分析方法。(3)针对SWAT模型对平原灌区特点及早作物模块考虑较少的缺点，对SWAT模型毛管上升水、地下水埋深、渠道渗漏、腾发量计算模块和旱作物模拟模块进行了修改，并与MODFLOW耦合，构建

4、了分布式地表水地下水耦合模拟模型，采用人民胜利渠灌区实测径流、腾发量和地下水位资料进行了率定和验证，结果表明所构建的模型可用于平原井渠结合灌区不同尺度水平衡要素的模万方数据摘要拟。(4)以人民胜利渠灌区为例，设置不同灌溉情景模式，将研究区划分为田间、支渠、分干渠、灌区4个尺度，采用构建的耦合模型对灌区不同尺度水平衡要素迸行模拟，研究水分生产率、回归水分析以及效益费用分析指标随尺度的变化规律。结果表明：回归水分析指标灌区尺度优于其他尺度，水分生产率指标和效益费用分析指标田间尺度最优；平水年比枯水年用水高效：在比选灌溉模式时，依据的指标不同得到的

5、结论不同，因此，只有全面考虑各种指标进行灌区水资源高效利用综合评价，才能得到更加准确的结论。(5)根据井渠结合灌区水资源高效利用的内涵，考虑评价指标的尺度效应，以田间尺度评价为基础，灌区尺度评价为核心，构建了井渠结合灌区田间尺度和灌区尺度的水资源高效利用综合评价指标体系，田间尺度包含了用水效率、经济效益、环境效益3大类6个指标，灌区尺度包含用水效率、经济效益、社会效益和环境效益4大类11个指标，并建立了多层次模糊综合评价模型。(6)在明确调配模型与评价指标关系的基础上，灌区尺度以水分生产函数为依据，建立地表水地下水联合优化调配模型，田间尺度以

6、水盐生产函数为依据，引入临界土壤含盐量、临界地下水矿化度、临界地下水位，建立水盐动态优化调配模型。为了协调平衡各尺度管理主体的利益，将二者耦合建立井渠结合灌区水盐联合动态优化调配大系统分解协调模型，并给出各尺度模型求解方法及耦合模型的运行过程。所建模型可实现井渠结合灌区水盐的多尺度、多维度调控。(7)在人民胜利渠灌区，以2010年为现状年，进行了不同尺度水资源高效利用综合评价与调配应用研究。应用结果表明：所构建的综合评价指标体系和评价模型可行，可为灌区不同尺度水资源高效利用提供决策依据；建立的优化调配模型合理，可对水资源高效利用评价指标进行调

7、控。以2020年为规划年，基于不同水资源调配技术，设置7个灌区水资源调配方案，采用灌区尺度综合评价指标体系和模糊综合评价模型，优选出规划年最佳的灌区水资源高效利用调配方案。关键词：井渠结合灌区；水资源高效利用；尺度效应：综合评价；水资源调配；水盐调配：水盐生产函数：SWAT：MODFLOW万方数据AbstractABSTRACTAsagriculturalwateruseefficiencyisverylow,andwaterwasteisseriousandthecontradictionsbetweenwatersupplyanddema

8、ndarealsoveryprominent，waterresourceshavebecomeamajorfactorrestrictingagricultural