旱区水库抑制水面蒸发试验研究

论文摘要

我国西北地区降水量少蒸发量大,水资源总量严重不足,水资源已成为制约当地社会经济可持续发展的瓶颈。在针对用水、输水等环节开展节水研究的同时,如何有效减小水库水面蒸发,提高水资源有效供应量已成为该地区节水技术研究的新方向。在以往研究的基础上,本论文提出了聚苯乙烯泡沫塑料板、聚乙烯软片和石蜡覆盖抑制水库水面蒸发的方法,研究了三种材料的抑制水面蒸发效果,并进一步分析了不同抑制水面蒸发措施的经济效益。论文主要取得了以下结论:(1)对比分析了不同水面蒸发量计算方法在日、旬、月尺度上的计算精度。采用水汽输送法、综合法、互补原理对试验点2004～2006年的日、旬、月水面蒸发量进行计算。结果表明随着时间尺度的增大,三种方法的计算精度均有显著提高,其中以月水面蒸发量计算精度最高。三种方法中,日水面蒸发量计算采用水汽输送法计算精度最高;旬、月水面蒸发量计算采用综合法计算精度最高。(2)建立了水面蒸发量计算的分段模型。由水汽输送法、综合法、互补原理三种方法计算水面蒸发量结果对比发现,在蒸发量变化不大的时段中,三种方法对蒸发量的模拟效果都较好,但是在蒸发量较大的5～8月,三种方法均与实测蒸发量之间表现出不同程度的差异。针对这一特点,分时段建立了水面蒸发量计算模型。结果表明,建立的模型拟合精度较高,能较为准确地反映试验点蒸发量的变化趋势。(3)对比分析了三种材料覆盖条件下抑制水面蒸发效果。结果表明,由于材料间密度、反射率、隔热性等不同,三种材料的抑制水面蒸发效果差异较大。抑制水面蒸发效率依次为:聚苯乙烯泡沫塑料板＞聚乙烯软片＞石蜡。结合水面蒸发量计算,提出了覆盖条件下抑制水面蒸发的计算模型,并用试验点2000～2003年资料进行检验。(4)预测了不同覆盖条件下的抑制水面蒸发效果。采用灰色拓扑预测法对试验点2005～2015年水面蒸发量进行预测,并对不同覆盖条件下的抑制水面蒸发效果进行分析。结果表明聚苯乙烯泡沫塑料板的平均抑制效率为51.97%,聚乙烯苯板为44.35%,石蜡为20.83%,除石蜡抑制效果欠佳外,其他两种方法的抑制水面蒸发效果较好。(5)对比分析了三种材料覆盖条件下抑制水面蒸发措施的经济效益。从节水的产出效益方面衡量,经济效益高低顺序依次为:聚乙烯软片＞聚苯乙烯泡沫塑料板＞石蜡。采用聚乙烯软片抑制水面蒸发的措施当年即可收回成本,建议在实际生产中推广。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 水面蒸发影响因素
• 1.2.2 抑制水面蒸发方法
• 1.2.3 水面蒸发计算方法
• 1.2.4 水面蒸发变化趋势预测
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 2 试验点概况及试验方案
• 2.1 试验点概况
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 自然条件
• 2.1.3 社会经济概况
• 2.2 抑制水库水面蒸发试验方案
• 2.2.1 抑制水库水面蒸发的试验原理
• 2.2.2 抑制水库水面蒸发试验方案设计
• 2.3 试验材料选取
• 2.3.1 材料选取方案
• 2.3.2 材料性能
• 2.4 小结
• 3 水面蒸发量计算
• 3.1 水面蒸发量计算方法
• 3.1.1 水面蒸发过程机理
• 3.1.2 器测折算法计算水面蒸发量
• 3.1.3 水汽输送法计算水面蒸发量
• 3.1.4 综合法计算水面蒸发量
• 3.1.5 互补原理计算水面蒸发量
• 3.2 水面蒸发量计算结果比较
• 3.2.1 日水面蒸发量计算结果比较
• 3.2.2 旬水面蒸发量计算结果比较
• 3.2.3 月水面蒸发量计算结果比较
• 3.3 水面蒸发模型
• 3.3.1 影响水面蒸发因素分析
• 3.3.2 水面蒸发模型的建立
• 3.4 小结
• 4 抑制水面蒸发效果分析
• 4.1 水面蒸发参数确定
• 4.1.1 苯板覆盖条件下蒸发量观测及蒸发参数确定
• 4.1.2 聚乙烯软片覆盖条件下蒸发量观测及蒸发参数确定
• 4.1.3 石蜡覆盖条件下蒸发量观测及蒸发参数确定
• 4.2 抑制水面蒸发效果比较与分析
• 4.2.1 三种条件下抑制水面蒸发效果比较
• 4.2.2 三种条件下抑制水面蒸发效果分析
• 4.3 抑制水面蒸发模拟
• 4.4 小结
• 5 抑制水面蒸发效果预测
• 5.1 水面蒸发量变化趋势分析
• 5.1.1 水面蒸发量变化趋势分析方法
• 5.1.2 水面蒸发量变化趋势分析
• 5.1.3 水面蒸发量变化趋势分析结果
• 5.2 水面蒸发量预测
• 5.2.1 水面蒸发量预测方法
• 5.2.2 水面蒸发量预测计算
• 5.3 抑制水面蒸发效果评价
• 5.3.1 月抑制水面蒸发效果评价
• 5.3.2 年抑制水面蒸发效果评价
• 5.4 小结
• 6 抑制水面蒸发措施经济效益分析
• 6.1 经济效益计算方法
• 6.1.1 经济效益基本形式及计算方法
• 6.1.2 国民经济评价指标
• 6.2 经济效益参数选取
• 6.2.1 水量计算
• 6.2.2 灌溉定额选取
• 6.2.3 经济效益参数
• 6.3 经济效益分析
• 6.3.1 仅考虑灌溉用水条件下的经济效益计算
• 6.3.2 产出效益分析
• 6.3.3 国民经济评价
• 6.4 小结
• 7 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录:在校期间发表论文及参加项目情况