基于高效安全用水的渠井结合灌溉管理模式研究

以陕西省宝鸡峡灌区为研究背景区,论述了渠井结合在灌区高效安全用水、促进农业发展及农民增收中的重要作用;基于灌区渠井结合灌溉及管理的历史回顾与现状分析,指出渠井灌分离管理、井灌缺乏有效监管、水价政策不合理及末级渠系老化失修是灌区渠井结合灌溉管理面临的主要问题;从实施最严格水资源管理制度的角度出发,探讨了当前灌区渠井结合灌溉的管理模式。

淮北阜阳市渠井结合灌区水资源优化调控研究

以安徽淮北阜阳渠井结合灌区为例，应用系统分析方法，建立了该区地面水与地下水优化调控模型，以最佳种植模式和最优工程运行策略，达到科学地加强该区的灌溉农业，合理地开发利用水资源，防止不当开采而造成的水资源浪费以及生态环境的恶化。

渠井结合灌区控制性关键地下水位及其管理策略研究

针对我国北方大型灌区出现的地下水"采补失衡"问题,以陕西省泾惠渠灌区为例,通过对其渠井结合灌溉发展历程的回顾,分析了地下水位变化对灌区高效安全用水的影响,探讨了灌区地下水位控制目标;基于地下水位控制目标,利用水均衡法分析了控制性开采总量与关键地下水位之间的定量关系;选取2002年(平水年)为代表年,计算了灌区各分区的控制性关键地下水位所对应的蓝、黄、红线埋深值;根据灌区2010年实测地下水位埋深与关键地下水位埋深的对比分析,划分了灌区地下水管理分区,并对各分区的地下水管理策略进行了探讨。

基于GMS的渠井结合灌区适宜渠井用水比例研究

为实现泾惠渠灌区地下水多年动态平衡,确定适宜的灌溉渠井用水比例,运用GMS中MODFLOW模块建立了月尺度的地下水数值模型;结合灌区地下水位年内变化特征、各灌季农灌用水情况和"丰蓄枯补,渠井结合"的原则,对3种代表年分别设置3种灌季渠井用水方案,并进行模拟比较。结果表明,平水年冬、春、夏灌季和全年渠井用水比例分别为2.1、1.8、0.7、1.36时,能使地下水位大致稳定且实际中较为可行;丰水年冬、春、夏灌季和全年渠井用水比例分别为2.3、2.0、1.1、1.64时,地下水能得到补充;枯水年冬、春、夏灌季和全年渠井用水比例分别为1.8、1.9、0.6、1.14时,地下水位下降较少。灌区的夏灌渠井用水比例对全年渠井用水比例影响最大,应尽可能提高夏灌渠井用水比例,实现地下水位的稳定或小幅上升。研究结果为灌区水资源的高效利用及水位恢复提供了参考依据。

种植结构变化下渠井结合灌区用水优化配置研究

本文以Visual Modflow软件为平台,建立了惠农渠井结合灌区地下水模拟模型,确定了降雨入渗补给量、不同种植结构的各种作物节水灌溉制度及灌溉入渗补给量、渠道入渗补给量、潜水蒸发量和地下水开采量,率定和验证了水文地质参数,模拟计算的地下水埋深与实测的地下水埋深相关系数较高,说明渗透系数(k)、给水度(sy)取值合理。通过惠农渠井结合灌区地下水模拟模型和线性规划模型计算分析得出最优渠井用水比为2.1,作物种植比例为0.9,灌区经济效益最大为1 205万元,为灌区节水技术改造提供了理论依据。

渠井结合灌区地下水位对不同渠系节水水平的响应

以泾惠渠灌区为研究对象,基于灌区地下水观测数据,运用FEFLOW建立泾惠渠灌区地下水三维模拟模型。在满足模拟规范要求的精度要求下,模拟11种不同节水水平情景,研究了地下水位对不同影响因素条件下的响应情况。得到地下水位对本次研究的三种主要影响因素条件下的响应情况为:斗口以下灌溉水利用系数>灌溉定额>干支渠水有效利用系数。模拟最终得到灌区最优渠井节水水平配置:干支渠水有效利用系数0.71,斗口及以下灌溉水有效利用系数0.90。在生产实际中应优先考虑提高斗口以下灌溉水有效利用系数,并以此为依据确定灌区渠系防渗衬砌标准。

RD预报模型在渠井结合灌区地下水位动态预测中的运用

陕西省泾惠渠灌区是一个典型的渠井结合灌区。以Visual Modflow地下水数值模拟软件为开发平台,在建立的灌区地下水数值模型的基础上,利用时间序列及神经网络等理论,建立了基于随机——确定(random-determination简称RD)耦合方法的地下水预报模型,并对灌区未来10年的地下水位动态进行了分析和预测,以指导灌区未来地下水资源可持续开发利用。

渠井结合灌区农户灌溉用水模型的构建与应用

在水文模型中耦合准确模拟农户灌溉用水行为的模块可以构建更符合实际的灌区水循环模型,可以定量计算农户灌溉用水对渠井结合灌区水循环的影响。以典型渠井结合灌区——陕西省宝鸡峡灌区为研究区,采用问卷调查与访谈的方式收集了大量的农业生产和农户灌溉用水数据,在深入分析灌溉用水影响因素互馈关系和渠井结合灌区水循环特征的基础上,采用Python语言构建了渠井结合灌区农户灌溉用水模型(HCLU模型),该模型由水文、作物、农户生计和灌溉行为4个模块组成,可以概化灌溉用水的各个环节并实现农户灌溉行为与水文物理过程之间的紧密耦合,定量计算灌溉水源、灌溉定额、灌水时间和灌溉方式等对灌区水循环的影响,模拟作物产量与灌溉量的关系,为灌区水资源可持续管理和农业种植结构的调整提供强有力的技术支撑。

人民胜利渠灌区渠井结合节水灌溉的田间措施

人民胜利渠灌区渠井结合节水灌溉的斗渠、农渠全部采用了混凝土U形渠道,田间灌水工程中推广短畦窄垄,达到了节水的目的。渠井结合工程布局方案包括机井合理密度、渠井位置、田面工程规格、配套排水工程布设等。以翟坡镇灌溉区为典型,进行了渠井结合工程的效益分析:666.7 hm2耕地工程建设需要投资105.64万元,每年可创经济效益74.14万元,还本年限为1.76 a,经济效益显著;渠井结合节水灌溉的田间工程措施还可调控地下水位,提高水的利用率,社会效益显著。

引黄灌区渠井结合灌溉的必要性及效益分析

水资源短缺越来越突出,利用单一水源灌溉难以满足农作物的需水要求,联合利用地表水与地下水灌溉是行之有效的办法。由于灌溉水源不同,形成灌区渠井结合的形式和特点。通过机井建设及田间工程配套可以有效实行渠井结合灌溉,实现高效用水。分析了渠井结合建设的经济效益。

对发展渠井结合灌溉的几点看法

介绍了中宁引黄灌区的基本情况,分析了存在的主要问题、实施渠井结合灌溉的意义及实施渠井结合灌溉的发展前景,提出了实施渠井结合灌溉的对策及思路。

基于采补平衡的河套灌区井渠结合模式及节水潜力

确定合理的渠井结合比以保证地下水采补平衡,是发展井渠结合灌溉、保证灌区节水和可持续发展的重点和难点。根据井渠结合区的地下水可开采量与井渠结合井灌区的灌溉用水量之间的平衡关系,建立地下水补给均衡模型。该模型考虑各级渠道输水、田间灌溉和降雨入渗对地下水的补给,地下水开采量则根据井灌区灌溉用水量确定,建立地下水补给与地下水开采量之间的均衡方程,通过求解该均衡方程,得到井渠结合区渠井结合比的合理范围在2.3~3.4之间。同时,通过局部敏感性分析方法,分析了该模型涉及参数中对渠井结合比影响程度较大的5个参数,敏感性从大到小依次为:地下水可开采系数、土地利用系数、渠道输水补给地下水系数、田间灌溉补给地下水系数、降雨补给地下水系数。进一步根据渠井结合比,计算了灌区实施井渠结合灌溉的节水潜力,结果表明,井渠结合全部实施后,灌区的节水潜力在3.4~4.6亿m^3,节水效果显著。

基于MODFLOW的河套灌区井渠结合开采模式研究

【目的】探究河套灌区不同水文地质条件下适宜的井渠结合开采模式。【方法】利用实测地下水位等资料,基于MODFLOW建立了灌区三维地下水动态模型并率定、验证,在灌区4个典型灌域分别选取典型井渠结合区,设置了4种井灌区面积和11种渠井结合比,共44种井渠结合开采模式,预测了各模式下地下水埋深变化,以井灌区地下水平均埋深不超过3 m为标准,优选了各灌域适宜的井渠结合开采模式。【结果】(1)建立的河套灌区三维地下水数值模型充分反映了灌区内实际水位变化特征,可用于井渠结合后地下水埋深预测。(2)相同井灌区面积和渠井结合比条件下,解放闸、乌兰布和灌域井渠结合井灌区地下水平均埋深最小,永济灌域次之,义长灌域最大,乌兰布和灌域典型井渠结合区的地下水等埋深线最密集,义长灌域次之,永济和解放闸灌域最稀疏。(3)井灌区面积一定时,井灌区地下水平均埋深随渠井结合比的增大而减小,但减幅随渠井结合比增大有变缓趋势。【结论】由于水文地质条件差异,各灌域适宜井灌区面积和渠井结合比均有所不同,乌兰布和、解放闸、永济、义长灌域井渠结合井灌区面积分别不宜超过12.25、12.25、9、6.25 km^(2),渠井结合比分别不宜小于2.5、2.5、3.0、3.3。

渠井用水比对灌区降水响应及其环境效应分析

渠井结合灌区适宜渠井用水比例关系灌区地下水环境和区域农业可持续发展。该文以人民胜利渠灌区为例,集合了灌区1954-2014年农业用水量及降水量、研究区域2008-2014年渠井用水比、地下水埋深、地下水水化学特征数据,分析了降雨量、地下水动态特征与渠井用水比例的相关性,以期探明渠井结合灌区渠井用水比对降雨的响应及其对土壤和地下水环境的影响。结果表明,典型渠井结合灌区渠井用水比与年降水量呈线性正相关;渠系上游地下水水位变化较下游更为剧烈,在用水水平、用水方式一致条件下,渠井用水比例越大,地下水埋深超过11 m区域增幅越小,较大的渠井用水比例对于上游地下水位下降减缓效果明显;平水期、枯水期,由于渠井用水比例不合理,地下水无序开采且超采严重,区域地下水碱化趋势明显;受气候变化影响,近5 a渠灌水量仅为多年均值的75.52%,未来区域降水量具有减小趋势,这势必进一步加剧农业水资源紧缺的形式。为了满足农业的正常生产,增加灌区地下水开采成为唯一解决途径,这势必加剧地下水的碱化趋势及地下水超采区的扩大。因此,确定灌区适宜的渠井用水比例对于灌区水资源的科学利用与农业的可持续发展具有重要意义。

基于地下水均衡的灌区合理渠井用水比例

基于地下水均衡模型，分析了陕西泾惠渠灌区不同频率典型年的地下水均衡状况，结果表明降水入渗补给、渠系渗漏及田间灌溉入渗补给、井灌回归补给是灌区地下水的主要补给源，占总补给量的82．89％～85．99％；而人工开采是灌区地下水的主要排泄途径，农灌地下水开采量、人畜和工业用水开采量占总排泄量的69．7％-72．86％．以2010年为现状基准年，2020年为规划水平年，结合灌区发展规划，设置了4种不同的灌区发展情景模式，运用所建立的地下水均衡模型计算了不同情景模式下的地下水位埋深，其变化范围为0-0．07m；以地下水位变幅最小为准则，得出了不同频率典型年合理的渠井用水比例范围为1．49～1．53，从而为灌区地下水资源的高效持续利用提供了依据．

基于随机-确定模型的渠井结合灌区用水优化配置

陕西省泾惠渠灌区是一个比较典型的渠井结合灌区。由于该灌区地下水的掠夺式开发利用,使得地下水位总体上呈下降趋势,造成许多环境地质问题。如何合理开发利用地下水,优化配置灌溉水资源,是该渠井结合灌区和谐发展的关键。该研究以Visual Modflow软件为平台,并基于时间序列模型和径向基函数神经网络模型(RBF-ANN),建立了灌区地下水随机-确定动态预测模型,在对灌区水资源供需平衡分析的基础上,通过模型模拟计算,对灌区水资源进行优化配置,为该灌区合理开发利用地下水和灌溉水资源提供依据。

黑河中游友联灌区真实节水量计算

在研究黑河流域水循环特点的基础上,认为黑河中游渠井结合灌区真实节水量由直接节水量、间接节水量、袭夺潜水蒸发量等3部分构成,计算得出这3部分分别占总节水量的58%、13%、29%,表明黑河中游灌区节水量主要由直接节水量和袭夺潜水蒸发量构成;友联灌区真实节水量占毛节水量的比例约为46%,说明衡量黑河中游灌区的节水效果宜用真实节水量。

泾惠灌区地下水合理开发利用分析研究

泾惠灌区六十年代开展地下水动态观测以后 ,全年渠井灌比例就逐步调整到 6∶ 4 ,使“三水”平衡。改革开放以来 ,体制和水价调整 ,致使地下水连年超采 ,水位持续下降 ,1985年至今累计降幅达 8.85m。今后应重视“地库”调蓄作用 ,实行“两水”统管 ,增加渠水引入量和地下水开采量 ,同时应完善灌区地下水观测井等基础设施建设。

渠井结合灌区多尺度灌溉水利用效率评价

渠井结合是中国北方灌区常用的灌溉方式,灌溉水利用效率评价进行科学灌溉的依据。文章总结了多种灌溉水利用效率评价指标及其尺度效应。选取柳园口灌区为研究对象,设计了农田尺度和中等尺度试验,分别监测其地下水补给量、各小区潜水蒸发量、自然降水和径流条件下的入渗过程及灌区的气象、引黄水量、产量等因素,进而进行田间尺度、中等尺度的水量平衡分析,获取两种尺度灌溉水利用效率评价指标-灌溉水分生产率、蒸发蒸腾量水分生产率及毛入流量水分生产率。结果表明,中等尺度灌溉定额大于田间尺度,因此中等尺度灌溉水分生产率较小;尺度间水稻腾发量水分生产率水平接近;田间尺度水稻腾发量占毛入流量的比率高于中等尺度,由此说明在两种尺度中水稻所消耗水量的水量均较低,有大量出流现象的存在。该研究可为渠井结合灌区灌溉提供指导。

井渠结合灌溉技术探讨

1 井渠结合的类型井渠结合,广义上讲是渠井结合和井渠结合通称,是采用井灌和渠灌相结合的方式联合运用地表水和地下水的方法。严格地说,以地表水渠灌为主,地下水井灌为辅的灌区应称为渠井结合灌区;反之应称为井渠结合灌区。其灌溉形式可分为渠井双灌和渠并分灌两种类型。1.1 渠井双灌。又称井渠配套,是同一灌溉地块。