河套灌区灌溉入渗补给地下水系数及引黄水量阈值初步研究

论文摘要

国家及内蒙古自治区人民政府都已颁布相关文件,确定内蒙古河套灌区引黄水量将由50亿m3减少到40亿m3。由于引黄水量的棸减，灌区多年形成的相对稳定的生态环境将发生变化。在引黄水量面临着政策性锐减的情景下,确定维持灌区良性发展的引水量阈值已势在必行。本论文在较准确的确定典型区灌溉水入渗补给地下水系数的基础上,研究不同方案下河套灌区灌溉水入渗补给地下水系数及补给量,进而提出维持河套灌区良性发展的生态需水量阈值,研究成果将对河套灌区实施节水改造及引黄水量减少后区域生态环境能否保持相对稳定和良性发展提供有益参考,具有一定的理论价值及现实意义。研究结果表明,灌水2~4d后补给地下水量达到最大,8~10d后即完成对地下水的入渗补给,不同灌水量灌溉水入渗规律基本一致,入渗补给量和入渗时间与灌溉水量直接相关。据灌水前后地下水位变化计算的灌溉水入渗补给地下水系数生育期为0.118,秋浇期为0.257;据土壤含水率变化计算的灌溉水入渗补给地下水系数生育期为0.157,秋浇期为0.308;数值模拟结果表明,作物生育期灌溉水入渗补给地下水系数为0.147,秋浇灌溉水入渗补给地下水系数为0.306。综合考虑各种因素河套灌区生育期补给地下水系数取0.141,秋浇灌溉补给地下水系数取0.290。以典型年法的预测研究表明,作物生育期补给地下水量和地下水埋深呈反比,灌溉水量和补给量呈正比。秋浇期地下水埋深越大补给地下水量越小,两者程反比关系。典型区地下水埋深在2.0m左右时,年引黄水量需满足0.20亿m~3,才能保证现状条件下农业生产水平及相对稳定的生态环境。用类比法扩展到河套灌区,预测结果显示,维持河套灌区生态环境良性循环的引黄水量阈值为40亿m~3,相对应的适宜地下水埋深为2.0m~2.5m。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.2.1 灌溉水利用系数的研究
• 1.2.2 生态环境需水量的研究
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 研究方法与技术路线
• 2 研究区概况与试验设计
• 2.1 研究区基本情况
• 2.1.1 研究区地理位置
• 2.1.2 试验区气象条件
• 2.1.3 试验区土壤条件
• 2.1.4 试验区水文地质条件
• 2.2 试验设计
• 2.2.1 试验布置
• 2.2.2 观测内容
• 2.2.3 田间试验观测数据分析
• 2.3 试验数据的统计分析
• 3 灌溉入渗补给地下水系数的试验研究
• 3.1 灌溉水入渗过程分析
• 3.2 利用地下水埋深变化确定灌溉水入渗补给地下水系数
• 3.2.1 计算原理
• 3.2.2 灌溉水补给地下水系数
• 3.3 利用土壤含水率变化确定灌溉水入渗补给地下水系数
• 3.4 试验确定灌溉水入渗补给地下水系数
• 3.5 本章小结
• 4 基于 SWAP 模型的入渗系数模拟研究
• 4.1 SWAP 模型简介及原理
• 4.2 SWAP 模型输入与输出数据
• 4.3 模型的率定与检验
• 4.4 土壤水与地下水相互转化的数值模拟分析
• 4.5 灌溉水入渗补给系数的数值计算
• 4.6 本章小结
• 5 灌溉水入渗补给地下水系数的分析确定
• 5.1 灌溉补给地下水影响因素分析
• 5.2 灌溉补给地下水系数的确定
• 6 不同引水水平条件下灌溉水入渗补给地下水的预测研究
• 6.1 典型年的选取
• 6.2 灌溉制度的确定
• 6.2.1 灌水次数的确定
• 6.2.2 灌水时间的确定
• 6.2.3 灌水定额的确定
• 6.3 地下水埋深的设定
• 6.4 不同引水水平下灌溉水入渗补给地下水量的模拟研究
• 6.4.1 作物生育期补给地下水量分析
• 6.4.2 秋浇灌溉入渗补给地下水量分析
• 6.5 不同引水水平下灌溉入渗补给地下水系数
• 6.6 分析确定河套灌区良性发展的需水量阈值
• 6.6.1 不同引水水平下灌溉水入渗补给地下水量
• 6.6.2 河套灌区需水量阈值的预测分析
• 6.7 小结
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介