长藤结瓜灌溉系统中渠道输配水系统可行域研究

灌区输配水渠道的过水能力除了受渠道本身过水能力及上下级渠道的制约之外,还要受泵站、塘堰、中小型水库等灌区中的提水、蓄水设施的影响。为了保障灌区渠系运行的安全性,在渠道本身过水能力及上下级渠道的制约研究的基础上,就提水和蓄水设施两大影响因素,在考虑水泵对连接渠道过水能力的制约和塘堰、水库等蓄水设施对骨干渠道过水能力的调节作用的基础上,采用对比分析法进行渠道输配水系统可行域的分析研究,并且该输配水可行域计算方法在某大型引黄灌区中进行了实例应用,结果表明,提出的可行域计算方法,充分考虑到泵站对于连接渠道过水流量需在水泵设计流量附近运行的要求,以及水库对渠道最大过水流量的消减作用,计算结果合理可靠,可为渠系的合理调度运行以及渠道系统的设计提供科学依据。

基于大数据分析的灌区配水渠道流量预测分析研究

为提升灌区配水渠道流量预测效果,有效指导灌区水资源管理,研究基于大数据分析的灌区配水渠道流量预测分析方法。以玛河灌区的玛纳斯县灌区为研究工程,在灌区配水渠道上下游分别安装水位计采集配水渠道水位信息,通过RTU终端汇总水位信息后,通过GPRS无线通信传输至上位机流量预测终端,流量预测终端利用大数据分析技术构建基于粒子群优化支持向量机(PSO-SVM)的流量预测模型,以水位信息为模型输入,输出灌区配水渠道流量预测结果。分析研究结果显示:该方法可有效预测灌区配水渠道流量,且流量预测结果与实际流量之间的相对误差较小。该方法具备灌区配水渠道流量预测实际应用性,可为灌区水资源规划提供数据基础。

井灌区浅层地下水硝态氮含量时空分布特征

为了探明井灌区地下水硝态氮的污染现状及其主要影响因素,选择山东省桓台县马桥镇、荆家镇、田庄镇、起凤镇为研究区,利用聚类分析、 Piper三线图、相关性分析等方法,研究浅层地下水水化学特征、硝态氮含量时空分布特征以及影响地下水硝态氮含量的主要因素。结果表明,研究区地下水化学类型主要为SO_(4)^(2-)-Na^(+)型,地下水硝态氮的质量浓度为3.40~46.08 mg/L,平均值为24.67 mg/L,超标率达63.70%;在时空分布上,丰水期的地下水硝态氮含量大于其他时期的,中南部、西部的地下水硝态氮含量大于东部的;研究区浅层地下水的弱碱性氧化环境有利于硝态氮的形成;研究区地下水硝态氮含量受人类活动影响显著,农业氮肥施用和农村居民生产生活污水、人畜粪便随意排放是导致地下水硝态氮含量较大的主要原因。

灌区骨干渠道节水配水优化研究

水资源短缺是实现经济快速发展必须面对的问题。为了协调好各个支渠配水流量,减少整个渠系的输水量损失,针对贵州省金沙县花滩河片区的灌区内的实际状况,优化灌区骨干渠道的用水配水量。结果表明,夏秋灌刚开始4月上旬的配水量和实际需水量均不足10万m^(3),配水量为7.5万m^(3),大于2.4万3 m实际需水量。4月中旬配水量最高,达到60万m^(3),实际需水量为58万m^(3),可以满足需求。在完成配水优化之后,上游段支渠的配水量几乎高于支渠实际的需水量。1、2、3号的支渠配水量和支渠实际需水量相关性得到了显著提升,拟合系数分别提升了0.87、0.83、0.58。配水优化后取得了显著成效,大大提高了预测的准确性,优化技术的广泛应用对提高水资源利用效率有积极作用。

大中型灌区节水改造中防渗渠道断面优化设计研究

随着全球气候变化和水资源的日益紧张,提高灌溉效率、减少水资源浪费已成为现代农业发展的迫切需求。大中型灌区作为农业生产的重要支撑系统,其节水改造工作显得尤为重要。文章旨在探讨防渗渠道断面优化设计在大中型灌区节水改造中的应用,通过理论分析与案例研究,提出一套科学、合理的防渗渠道断面优化设计方案,以期为我国大中型灌区的节水改造工作提供理论依据和技术支持。

基于逻辑斯谛分布的大型灌区节水改造项目实施效果模糊综合评价

大型灌区节水改造项目投资大,影响因素多,为了客观评价大型灌区节水改造项目实施效果,评判是否达到改造目标,从工程建设情况、节水增收效益、灌区管理改革与灌区可持续发展4个方面,筛选出25个评价指标,提出4级分级标准和方法,建立了大型灌区节水改造项目实施效果评价指标体系。采用逻辑斯谛分布确定隶属度函数,对最大隶属度法进行改进,提出了基于逻辑斯谛分布的大型灌区节水改造项目实施效果模糊综合评价方法。以河北省某大型灌区为例进行实例评价,得出该灌区节水改造项目实施效果的综合隶属度为0.5730,总体评价为良好(Ⅱ),评价结果与灌区节水改造项目实施的实际情况基本一致。

基于改进熵权法的灌区农业水权分配

为提高灌区水资源利用效率,加快推进灌区农业水价综合改革,对灌区进行农业水权分配。根据灌区实际状况,从“公平性、效率性、效益性”3个方向遴选11个水权分配指标,构建灌区水权分配指标体系。以农民用水户协会作为灌区农业水权分配的对象,运用客观性强的改进熵权法对灌区水权进行分配。以大古洞灌区为例,将灌区水权分配到6个农民用水户协会。结果表明,相比于原始水权分配方案,协会01、协会02分配水量有所减少,减少幅度分别为8.17%和5.26%;协会03、协会05分配水量基本不变;协会04、协会06分配水量有所增加,增加幅度分别为9.14%和11.87%。同时,对此次分配结果进行了合理性分析,可为灌区农业水权分配提供一定参考。

灌区量测水方法与技术研究进展

精准的灌区量测水方法与技术是减少灌区无效弃水,保障灌区用水安全的重要手段。针对灌区明渠量测水方法与技术,系统阐述了水工建筑物量水、特设量水设备量水、流速—面积法量水和水位—流量法量水4种方法的研究进展,归纳分析了4种量测水方法的适用条件及量测精度,阐述了不同场景下明渠量测水方法应用情况。结果表明:配备水位传感器等设备的量水建筑物为数据获取与传输提供了便利;优化建筑物结构特征可提升建筑物适用范围和测量精度,推动了特设量水设备技术发展。流速—面积法因量测精度高常用于校准其他量测水方法,但其操作复杂、耗时长导致测流效率较低,随着超声波等技术日趋成熟,可用以复杂流态流量的测量工作;流速分布规律作为流速—面积法量水的基础,利用流速分布规律可建立点流速与断面平均流速的关系,进而通过点流速获取断面流量。水位—流量法受断面参数影响显著,仅对特定工况可用,因此难以推广。利用机器学习方法处理大量水位与流量关系的历史数据对水位预测流量提供了数据处理手段。最后,探讨了非接触式量测水技术以及模型算法对流量预测的发展前景,结合目前研究基础和实际需求对未来的研究方向进行了讨论,以期为进一步提高量测水精度、降低量测水布设设备成本等方面提供有价值的参考依据。

浅谈灌区量测水各种段面设备的选型及测量方法

灌区量测水是水利行业的一项重要工作,也是灌区合理分配用水及采取节水的基本工作,没有水测量,就达不到节水灌溉和科学配水的成效,量测水工作为合理使用水资源利用提供了可靠的计量依据。随着灌区水管体制改革的深入,测量水技术有了很大的发展,本文通过测量设备选型和测量方案的多样化,进一步提高了量测水的精度,实现长效节水,可为社会的持续发展提供保障。

灌区渠系水利用系数分布式模型计算

渠系水利用系数计算结果的准确性对水资源配置、管理和调度影响较大,对灌区渠系水利用系数进行既科学又经济合理的评价是亟待解决的问题。在充分考虑渠道组成、灌溉农田分布、渠道防渗状况、土壤渗透特性、地下水水位的基础上,通过对灌区渠系水利用系数计算公式进行分析推导,得到较为科学的评价无实测资料灌区渠系水利用系数的分布式模型,通过引入灌区修正系数,使得模型参数率定简单易行。同时,根据江都沿运灌区的实际观测对模型参数进行了率定研究。

灌区农田水利渠道设计及其施工技术分析

灌区农田水利渠道是实现农田灌溉的关键基础设施,通过渠道引导和输送水源,可以有效地将水分供应到农田中,满足作物对水分的需求。合理设计的渠道系统可以确保水资源的充足供应,并提高灌溉的效率和灌溉均匀性。灌区农田水利渠道的重要性在于确保农田灌溉、排水的顺利进行,实现水资源的合理调配,并保护农田生态环境。它是农业生产和农田可持续发展的基础设施之一,对于提高农业生产效益、保障粮食安全具有重要意义。因此,文中针对灌区农田水利渠道设计和施工技术进行了分析。首先介绍了灌区农田水利渠道的重要性和作用,指出了合理的设计和施工对于农田灌溉和排水的关键性。然后,从生态平衡、经济型、干支渠道相结合等几个方面探讨了设计原则。最后,论述了灌区农田水利渠道设计和施工过程中的具体应用分析。通过对灌区农田水利渠道设计和施工技术的分析,可以为相关专业人员提供参考和指导,以确保农田灌溉和排水系统的顺利运行和可持续发展。

潇河灌区地表水硝酸盐污染特征及来源解析

随着土地利用方式越来越多样化,潇河灌区地表水水质逐渐恶化.为研究潇河灌区地表水硝酸盐污染时空分布特征及其来源,采用2021年10月和12月潇河地表水中NO_(3)^(-)-N浓度实测数据,运用Arc GIS和统计学方法,结合水化学因子相关关系分析了地表水NO_(3)^(-)的时空分布规律及主要来源.结果表明,潇河灌区地表水呈弱碱性,各采样点硝酸盐浓度均为超出浓度阈值.空间插值法揭示了潇河灌区地表水NO_(3)^(-)时空分布特征,时间上,2021年10月硝酸盐浓度均值低于12月;空间上,硝酸盐浓度沿河流流向呈逐渐升高的趋势.NO_(3)^(-)/Cl^(-)与Cl^(-)的相关关系表明潇河灌区地表水NO_(3)^(-)-N主要来源为农业化肥、生活污水及人畜粪便.本研究可为潇河灌区河流硝酸盐来源解析与污染治理提供理论参考.

基于WebGIS的灌区水资源管理信息化方法与实现

以西北干旱地区疏勒河灌区为例,提出了将WebGIS应用于灌区水资源管理,构建和设计了系统结构、功能,并对灌区渠系水资源管理数据进行分类,分析了动态访问数据库技术,实现了灌区所需信息的采集、传输、处理与分析的现代化与自动化。

基于SWAT的灌区分布式水文模型--Ⅰ.模型构建的原理与方法

针对中国南方丘陵水稻灌区水文特点,在对自然流域水文模型SWAT改进的基础上,构建了灌区分布式水文模型,改进了SWAT的灌溉水运动模块、稻田水分循环模块、稻田水量平衡各要素和产量模拟的计算方法,改变了陆面水文过程的计算结构,增加了渠系渗漏模拟模块及其对地下水的补给作用、塘堰的灌溉模块等。以湖北省漳河灌区内的一个闭合小流域为例,对构建的灌区分布式水文模型进行校正和验证,模拟结果显示,该模型适合于水稻灌区水分循环的模拟。

基于SWAT的灌区分布式水文模型--Ⅱ.模型应用

以本文第Ⅰ部份提出的灌区分布式水文模型为工具,对典型灌区进行灌区小流域和区域尺度的水平衡模拟,定量分析了不同水管理措施对灌区小流域尺度水量平衡评价指标的影响,以及不同尺度间水量平衡评价指标的变化特点。结果表明:适当增加稻田最大蓄水深度可以减少出流水量损失,使更多的降雨和灌水转化为土壤水,满足水稻的蒸发蒸腾耗水;现状条件下适当减少渠道供水量不会导致水稻产量明显降低,但通过减少渠道灌溉水的投入,可以提高灌溉水分生产率;提高塘堰汇集回归水能力后,塘堰可供水量增加,此时减少渠道供水量不会导致水稻明显减产。输水、配水渠道水利用系数增减5%对灌区水量平衡评价指标没有显著的影响,说明企图通过提高渠系水利用系数来提高区域尺度灌溉水利用效率及节水的潜力有限。此外,灌溉水分生产率随尺度的增大而增加,证明尺度愈大对回归水的重复利用率愈高。

不同井渠配比灌水模式对土壤盐分及冬小麦生长发育的影响

为了明确井渠结合灌区适宜的井渠灌水配比和灌水定额,以小麦品种豫麦57为材料,探索人民胜利渠灌区不同井渠灌水配比和不同灌水定额对土壤盐分、冬小麦分蘖数、株高、干物质量及产量的影响。结果表明,纯井水灌溉模式下土壤含盐量明显大于纯渠水灌溉模式;井渠灌水配比是冬小麦干物质量累积的重要影响因素;灌水定额为900m3/hm2时,渠井用水比例为33%的灌水模式比较适宜。

基于遗传算法的灌区渠系优化配水模型研究

为了使灌区配水获得更好的效果,通过改进传统"定流量,变历时"渠系运行方式的轮灌优化配水模型,以灌区配水渠道输水时间最短和各个轮灌组合持续引水时间差异最小建立了双目标函数,采用层次分析法确定各目标函数权重系数,然后根据各目标函数权重系数把双目标函数转化为单目标函数,最后通过遗传算法对单目标函数进行求解,确定了灌区最优轮灌组组合。实例计算结果表明:采用渠系优化配水方法进行轮灌组合优化,缩短了配水渠道输水时间,提高了水资源利用率,取得了较好的配水效果。

基于基尼系数法的灌区农户间水权分配研究

针对目前关于灌区农业水权在农户间分配研究较少且现状分配模式不合理问题,从公平性角度出发,基于灌区农户农业人口和灌溉面积,研究农业节水驱动下农户间农业初始水权分配问题,构建了基于基尼系数法的灌区农户间农业初始水权分配模型。以河套灌区乌兰布和灌域-沈乌干渠上的直口渠牧业队(4)进行实例分析,分配结果表明模型进行的水权分配较现状分配更具公平性,能够为开展灌区水权分配及交易提供一定技术支撑。

宁夏引黄灌区井渠双灌节水效果研究

定量研究了宁夏引黄灌区地表水与地下水联合利用的节水效果。引黄灌区的大引大排是造成渠系输水损失、农田地下水位高和潜水蒸发严重的主要原因,在整个黄河流域用水十分紧张的现状下,以引黄灌区地下水可开采量为基础,根据现有的机井条件并有计划的布设发展一批机井,考虑开采一定数量的地下水用于农业灌溉,在灌区逐步实现基于井渠双灌的水资源高效利用。研究结果表明,随地下水利用量的增大,可有效的降低灌区地下水位0.5～1.0m、使引黄灌区的总耗水量从39.64×108m3降低到29.95×108m3、渠首引用水量从81.71×108m3降低到64.79×108m3。

灌区分布式多水源时空优化配置

为充分考虑灌区多水源供需水时空分布不均问题,该研究以河北省邯郸市漳滏河灌区为例,通过遥感技术反演土壤含水率并计算不同生育期的土壤水分修正系数,进而计算各子单元的作物需水量;分别以水库配水缺水量最小、灌区效益最大作为配置目标建立灌区分布式多水源优化配置模型,计算并分析9种水文情景下(蓄水高值-降水丰值、蓄水高值-降水平值、蓄水高值-降水枯值、蓄水中值-降水丰值、蓄水中值-降水平值、蓄水中值-降水枯值、蓄水低值-降水丰值、蓄水低值-降水平值、蓄水低值-降水枯值)配水量的时空分布规律。结果表明:通过遥感反演并模拟得出的灌区土壤含水率空间分布符合灌区实际土壤情况;漳滏河灌区4—8月的累计需水量最大,占全年总需水量的76.8%;不同情景下,民有分区的配水量均高于滏阳河分区,且空间分布变化规律明显;为保证灌区的经济效益,应优先选择水价较低、单位面积配水量较高的引黄水作为主要外调水源。研究结果可为灌区水资源时空配置及水资源高效管理提供新思路。