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研究采用理论分析和实践成果相结合、区域宏观分析与典型地区深入剖析相结合的研究方法,从地下水不合理开发利用引起的环境问题出发,选取华北地区、西北地区以及沿海地区作为典型区,分析地下水位对环境的控制作用,提出了具有针对性的地下水位控制阈值。华北平原有利于山前调蓄的地下水位埋深为10m、中东部平原浅层控制土壤盐渍化水位埋深为2~3 m、防止地裂缝的水位埋深为7 m、深层控制地面沉降水位埋深为50 m、浅埋岩溶区地下水位应控制在岩溶含水层上覆的松散岩类的底板高程(2 m)之上;西北地区控制天然植被衰败的地下水位埋深为2.0~4.5 m和人工绿洲灌溉期控制土壤盐渍化的地下水位埋深为1.2~1.5 m,非灌溉期中冻结期地下水位埋深1.3~1.5 m,冻融期为2.2~2.7 m;沿海地区防止海水入侵的地下水位阈值应控制在漏斗中心水位高程-5~-6 m,最大不超过-8 m。上述地下水位控制阈值的确定,为实施地下水总量控制和水位控制管理提供了科学依据。 相似文献
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阿克苏地区地下水资源与水盐调控分析 总被引：2，自引：0，他引：2
根据水和盐分运移平面模型和剖面模型运行结果，确定该区形成盐碱化的潜水水位的临界深度为2．2m。根据地下水位的理深和形成盐碱化的程度，划分出六个区域。在可能导致盐碱化加剧的区域采用以开采地下水为主，以降低地下水位；在有可能出现盐碱化地区，以采用地表水和地下水相结合的灌溉方式；在地下水位埋藏较深(＞5m)的地区，以地表水灌溉为主。从控制盐碱化和保证农业可持续发展出发，以环境、经济、技术和水动力条件为约束条件，以最大限度利用水资源为目标，建立了该区地表水和地下水联合调度的优化模型，确定出各区地下水的最优开采量和地表水的合理引水量，制定出保汪农业可持续发展条件下，水资源最优开发方案。 相似文献
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陆面过程模式SIB2与包气带入渗模型的耦合及其应用 总被引：1，自引：0，他引：1
土壤含水量对陆—气相互作用过程中的能—水平衡计算以及降雨、农业灌溉对地下水补给的研究起着关键的作用。但现阶段大多数陆面过程模式对土壤含水量的计算采用一维水桶模式,忽略了流域尺度上的侧向补给、地下水位的变化、包气带土壤的非线性渗透特性对土壤含水量的影响。针对这一问题,在国内外研究较为成熟的饱和—非饱和理论的基础上,编程实现了包气带土壤水分传输方程的求解,并与陆面过程模式（SIB2）相耦合,建立起研究分层包气带土壤水分运移、非稳态的地下水位、和地表蒸散发之间定量关系的模型。最后,利用建立的耦合模型,以河西走廊黑河流域中游临泽农业综合观测场的灌溉试验为例,模拟干旱内陆平原区小麦生长期间定额灌水条件下土壤含水量的变化。计算结果表明：模型能够准确计算瞬时土壤含水量、非稳态的地下水位,并对小麦生长过程中的耗水量进行估算,进而为农业合理灌溉提供了科学的理论基础。 相似文献
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长期灌溉引起地下水位上升诱发滑坡发生是灌溉诱发型滑坡的基本特征,有效控制地下水位是灌溉诱发型滑坡风险管理的根本措施.通过灌溉量控制、竖向混合孔疏排水、水平疏排水3种排水措施,可以实现灌溉诱发型滑坡的风险控制.采用数值模拟的手段,计算了不同灌溉量下地下水动力场及其对应的台塬斜坡稳定性,模拟了不同布井方式下的竖向混合井疏排地下水的效果,结果表明,灌溉量控制在350×10 4m3/a以下可实现滑坡风险控制,竖向混合排水井间距为40m时可提高单体斜坡的稳定性.统筹考虑各种因素,提出了以控制灌溉量为主,辅以竖向混合孔排水和水平排水的黑方台灌区滑坡的风险控制措施. 相似文献
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本文针对常规运行和控制运行两种调节运用方式,以多年平均净灌溉效益最高为目标,分别讨论已建纯井灌区优化管理模型及拟建纯井灌区优化规划模型,从而确定其最佳方案。并以工程实例为背景,对不同运行方式的优化模型计算成果进行了对比和讨论,认为,控制运行方式无论在开采量和保证率方面,均优于常规运行模型。 相似文献
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黑方台地区引水灌溉引发一系列滑坡灾害,基于塬区灌溉边界距塬边的距离的定义,界定了"灌溉塬边距"的概念。利用GEOSTUDIO软件建立了斜坡水文地质模型和数学模型,在此基础上研究了灌溉塬边距模型对地下水的分布规律影响;分析了灌溉塬边距与斜坡稳定性关系;基于灌溉塬边距与稳定系数的相关关系,建立灰色关联预测模型,计算塬边斜坡稳定的灌溉塬边距。计算结果表明:灌溉10年间,灌溉塬边距由100 m减至0 m时,斜坡体内最大渗透流速增加,塬区和塬边坡体内地下水位线均有不同程度的上升,斜坡稳定系数呈递减趋势;塬边斜坡稳定的灌溉安全距离,即灌溉塬边距应大于77.8 m;得到的结论是:灌溉塬边距是影响塬边斜坡体内地下水位抬升和斜坡稳定的关键因素,合理地控制塬区农业引水灌溉塬边距是控制塬边斜坡灾害的根本措施。 相似文献
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研究了灌溉系统供水计算模型.将灌区内作物概化为水稻和旱作物两种,分别以水量平衡原理和土壤水分模拟理论为基础建立稻田和旱作物灌溉供水计算模型.模型中所需要的参数如水文气象、土壤和作物参数均可通过分析历史资料或实测得到.模型系统可进行实时计算操作,并可预测下次灌溉方案,并在取得实测资料后对原预报方案进行实时修正,从而编制实时灌溉方案.模型还可研究灌溉系统内各子系统的优化供水流量和优化轮灌方案. 相似文献
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大型灌区陆地水循环模式的参数化方案:LWCMPS_ID 总被引：2，自引：0，他引：2
地表水系统、地下水系统和土壤植物大气连续体的强烈耦合作用是大型灌区水文过程的基本特点,这导致对大型灌区的陆地水循环和水资源进行评价必须采取综合的方法,然而目前还缺少适用的模拟工具。农业灌区的水文特征与天然流域存在显著差别,常规流域水文模型和陆面过程参数化方案用于大型灌区陆地水循环的分析还存在较大的困难。LWCMPS_ID是本文提出的一个适用于大型灌区陆地水循环模式的参数化方案,采用分块集中参数模型简明地实现了地表水、地下水和土壤水的动力学耦合分析,并且包含了一个土壤水冻结融化的简化模型。对处在黄河流域的内蒙古河套灌区,用LWCMPS_ID进行20 年水文动态的模拟,取得了较好的效果。 相似文献
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20世纪80年代零通量面方法在我国应用中解决了"四水"转化研究中参数不确定性带来的问题,发现在降水入渗补给地下水过程中土壤总水势梯度大于1.0cm H2O/cm,且逐渐降低,流入、流出被监测土层的水量相等时土壤总水势梯度趋近于1.0cm H2O/cm。20世纪90年代,利用土壤水势与含水量之间量化关系,指导了农业节水灌溉,提出在灌溉过程中土壤水势梯度等于1.0cm H2O/cm的时间持续愈长,表明过剩灌溉而浪费的水量愈多的认识。进入21世纪以来,水势理论较广泛地用来解决土壤水盐分运移数值模拟与入渗模型中水文地质参数问题和降水入渗土壤水势运移微观机理研究,并发现表聚型、中聚型和底聚型土壤盐分剖面的水动力学特征。通过土壤水动力场调控改变土壤水盐(养分或污染物)运移是未来重要研究方向。 相似文献
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针对多水源多作物灌区,研究有限供水条件下灌区优化配水问题。模型中既考虑水库优化调度,又考虑田间优化配水。模型思路:根据灌区水土资源分布状况,将全灌区划分为多个子区,每个子区种植有若干种作物。如果把每个子区每种作物所在的田块看作一个土壤水库,则可采用水库群调度的方法研究这类灌区优化配水问题,文中采用的是优化控制方法。为了证明模型的正确性,同时建立了3个模型。模型1:既不考虑水库优化调度又不考虑田间优化配水;模型2:只考虑水库优化调度;模型3:只考虑田间优化配水。实例计算表明,整合调度模型能产生较多的效益(特别在干旱年份),优化控制方法计算性能良好。 相似文献
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在沈抚灌区野外调查和室内外试验的基础上, 建立水分-反应性石油污染物运移的耦合数学模型, 采用数值方法模拟可溶性油(有效油) 的分布规律, 并定量分析了石油污染土壤不同恢复方案的可行性.研究结果表明, 土壤中的化学作用使可溶性油运移速度远远小于土壤水的入渗速度, 所以可溶性油主要分布在土壤耕作层之内, 难以通过灌溉污水的入渗直接污染地下水; 另外, 清污混合灌溉和改变作物结构的控制方案虽然可以大大降低土壤中可溶性油的含量, 但石油污染土壤的彻底恢复还必须依靠地表水或地下水的合理灌溉 相似文献
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干旱区绿洲灌区水资源集中开发使用,改变了地下水潜流场分布,造成了盐渍化和荒漠化并存的生态问题,严重威胁着绿洲的生态安全。以生态圈层结构理论为基础,深化研究潜水影响层概念内涵,构建干旱平原区潜水蒸发概念性模型,以黑河罗城灌区为例,从机理上揭示干旱区荒漠化与盐渍化的地下水埋深条件并进行定量计算与调控,主要成果如下:①描述了造成内陆河干旱区绿洲内部盐渍化和过渡带荒漠化的潜水蒸发运移规律,利用潜水影响层定义了盐渍化与荒漠化地下水临界埋深,并进行了定量计算,得到罗城灌区绿洲内部次生盐渍化的地下水临界埋深为1.3~1.5 m,过渡带荒漠化地下水临界埋深为8~13 m;②讨论了潜水影响层厚度定量公式中关键参数土壤当量孔径和液体表面张力在不同生态问题中的合理取值;③提出一种协同缓解干旱区盐渍化和荒漠化的地下水位调控方案,实现改善灌区内部盐渍化、控制过渡带荒漠化和水资源高效利用等多个目标。 相似文献
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Werapol Bejranonda Manfred Koch Sucharit Koontanakulvong 《Environmental Earth Sciences》2013,70(5):2079-2086
Many irrigation projects in the central plain of Thailand are not capable of providing sufficient surface water for the cultivation of rice, which is the major cash crop for Thai farmers. To overcome this surface water deficiency, which has been exacerbated in recent years by climate change, groundwater is increasingly being used for irrigation. Thus, large sections of agriculture lands have been converted to conjunctive water use regions. While conjunctive water use may be a suitable option to overcome the temporary water shortages on a short-term basis, it may pose a particular threat to the overall water resources in the long term, if not properly managed. As a remedy, conjunctive water management policies ought to be adopted. Conjunctive water management is basically a tool to optimize productivity, equity, and environmental sustainability through simultaneous management of surface water and groundwater resources. As of now, such a comprehensive approach has not been yet employed in the upper Chao Phraya basin of Thailand, and the present study is one of the first of this kind. The study region is the Plaichumpol Irrigation Project (PIP) where conjunctive water use has become indispensable for meeting the increasing water requirements for farming. To get a first grip on the issue, water demand, supply and actual use in the study area were investigated for the purpose of providing possible guidelines for optimal water exploitation. A numerical groundwater model with a special module for simulating surface-groundwater interaction was applied in the PIP area to understand the impact of the farmer’s irrigation behavior on the dominant hydrological processes that determine the seasonal and multi-annual water availability in the irrigation area. A set-up of different agricultural water allocation schemes that depend on the local weather conditions and the regional management rules are examined by the numerical models. The results of the simulations provide adaptation guidelines for the proper management of the conjunctive water resources, namely, optimal water utilization. The numerical results for the surface groundwater in particular indicated that while the irrigation canals recharge water to the aquifer during both dry and wet season, small amounts of discharge from the aquifers to the canals occur only during the wet season. The analysis of the groundwater balance also showed that the present available groundwater potential is not fully exploited by the farmers, especially during the dry periods of surface water shortage. In contrast, the adoption of an optimal conjunctive management scheme would ensure extra water availability for additional annual rice crops in the region. 相似文献
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华北平原东部淡水资源短缺，旱涝碱成灾害限制了农业生产的可持续发展。海河的治理，解决了排洪排涝排咸出路。春季开发利用地下水包括微咸水和半咸水抗旱灌溉。夏季利用伏雨洗盐排咸，增大降雨入渗，减少径流流失，防治渍涝灾害，把降雨转化为地下水资源。秋冬引蓄河水，回灌地下水补源。以土壤与潜水的地层空间作为调节大气降水、土壤水、地下水、地表水的地下水库，以调控地下水埋深在临界动态为指标，最大限度地把时空分布不均的天然降雨转化为可持续利用的水资源。地表水地下水联合运用，促使水资源采补平衡，降雨灌溉淋洗脱盐强于干旱蒸发积盐过程，地下水淡化强于矿化过程。实现旱涝碱咸综合治理，水土资源可持续利用，经济社会可持续发展，生态环境良性循环。 相似文献
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近20年来进入沧州区域内的地表废污水逐渐增多,为解决农业灌溉问题,沿河大量使用污水灌溉,对地下水和土壤产生污染。对渤海海退和古黄河冲积沉积形成的吴桥县土壤污染情况进行典型监测,评价污水灌溉对类似区域土壤影响,提出防治地下水和土壤污染的措施和建议。 相似文献
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In the arid irrigated lands, understanding the impact of shallow groundwater fluctuation on soil salinization has become crucial. Thus, investigation of the possible options for maintaining the groundwater depth for improving land productivity is of great importance. In this study, under saline irrigation condition, the effects of shallow groundwater depth on water and salt dynamics in the root-zone of date palms were analyzed through a particular field and modeling (SWAP) investigation in a Tunisian Saharan oasis (Dergine Oasis). The model was calibrated and validated against the measured soil water content through the date palm root-zone. The good agreement between measured and estimated soil water content demonstrated that the SWAP model is an effective tool to accurately simulate the water and salt dynamics in the root-zone of date palm. Multiple groundwater depth scenarios were performed, using the calibrated SWAP model, to achieve the optimal groundwater depth. The simulation results revealed that the shallow groundwater with a depth of ~80 cm coupled with frequent irrigation (20 days interval) during the summer season is the best practice to maintain the adequate soil water content (>0.035 (cm3 cm?3) and safe salinity level (<4 dS m?1) in the root-zone layer. The results of field investigation and numerical simulation in the present study can lead to a better management of lands with shallow water table in the Saharan irrigated areas. 相似文献
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银北地区土壤盐渍化形成机理与模拟研究 总被引：1，自引：1，他引：1
银北地区位于干旱、半干旱气候带,降水稀少,蒸发强烈,导致本地区土壤盐渍化严重。近年来,由于黄河来水量的逐年减少,引黄灌溉不能满足农业灌溉需求,逐渐开始开采利用地下水。由于银北地区浅层地下水矿化度较高,利用地下水灌溉可能引起次生土壤盐渍化。本文运用PHREEQC模型软件模拟灌溉水与土壤之间的相互作用过程,探讨了土壤盐渍化的形成机理。通过模拟分析得到以下结论:(1)地表水和地下水联合运用是解决银北灌区土壤盐渍化的关键,不同地区采取不同的混合比例,可以实现水资源的高效利用。(2)银北地区灌溉淋洗期间存在蒸发浓缩叠代在2~4次,说明存在轻微蒸发。(3)INVERSE模拟结果说明,银北地区灌溉淋洗期间存在轻微蒸发,水相和固相的相互作用,石膏、白云岩和盐岩溶解,Na 、Ca2 和Mg2 吸附交换,渠水下渗转化为地下水;非灌水期地下水通过毛细管作用强烈蒸发,水相和固相的相互作用,石膏、白云岩和盐岩沉淀,Na 、Ca2 和Mg2 解吸附,使有害盐分氯化物、硫酸盐存留在土壤层中,形成土壤盐渍化。 相似文献