黄河干流灌区土壤墒情动态预测与用水需求模型研究

发布时间：2020-11-17 04:10

　　 黄河干流引黄灌区农业灌溉用水占整个黄河用水量的80%左右,是黄河经济用水的主体,对农业需水过程的精确预测是实现黄河水资源精细化调度的难点。本文立足于历史引水资料,分析了黄河干流灌区引黄用水时空分布、用水关键期及用水影响因素,建立了黄河干流河段灌区引黄用水预测统计模型;采用遥感技术实时获取土壤墒情的空间分布信息,研究了多因素影响下土壤含水量的变化机理及土壤墒情动态预测方法,建立了典型灌区引黄需水预测模型,为准确获取并预测农业用水需求信息、优化黄河调度方案提供理论支撑。主要取得了以下成果:(1)在对比实测资料的基础上,采用逐步回归法、基于模糊贴近度的选择回归法、BP神经网络法、支持向量机法,建立了适用于黄河宁夏、内蒙古、河南、山东河段的年引黄用水预测模型和月引黄用水预测模型。(2)提出了用于遥感的土壤墒情监测指数(CI),以综合描述灌区农作物的作物类型、作物生长期和作物供水状况等信息。结合站点实测土壤含水量数据,建立了基于TVDI的灌区平均土壤含水量反演公式,研究了基于CI的作物不同生长期的土壤墒情遥感监测指标,,实现了遥感影像直接监测灌区土壤墒情。(3)运用水量平衡原理、时间序列模型、灰色模型和神经网络模型对灌区土壤墒情动态变化过程进行了预测,提出了适用于引黄灌区土壤墒情动态预测方法。建立了以特征气温为主要输入参数的作物需水量计算方法,通过试验研究,建立了有效降水量计算方法和作物地下水利用量预测公式,为土壤墒情动态预测模型输入参数的确定奠定基础。(4)构建了典型灌区引黄用水需求模型,以RS获取灌区当前土壤含水率的栅格数据为基础,以地下水埋深类型、土壤类型、工程分布、作物种植类型等划分计算单元开展数据处理与计算,计算结果和实际引黄结果吻合较好。
【学位单位】：西安理工大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S152.7
【部分图文】：

好的代表性。因此，本文选取人民胜利渠灌区为典型灌区。4.1.2 典型灌区概况河南省人民胜利渠灌区地处黄河下游，灌区位置见图4-1。灌区总控制面积1486km2，设计灌溉面积 148.84 万亩，有效灌溉面积 84.8 万亩，2010 年实灌面积 60.7 万亩。灌区属多年平均气温 14.5℃，多年平均蒸散量为 1864mm，多年平均降水量 581.2mm，降雨集中在 6～9 月，无霜期为 210～220d。人民胜利渠灌区土壤类型主要是壤土

图4-5 LST/NDVI 特征空间、土壤含水量等值线与 TVDI 关系Fig. 4-5 Relationship between LST/NDVI characteristic space, soil moisture contours and TVD温度植被干旱指数 TVDI 计算结果根据 TVDI 指数公式计算得到人民胜利渠灌区2011年3月-2011年6月温度植被逐旬分布图，计算结果图见图4-6。由计算结果可知，TVDI 指数取值范围为0-

（3）温度植被干旱指数 TVDI 计算结果根据 TVDI 指数公式计算得到人民胜利渠灌区2011年3月-2011年6月温度植被干旱指数逐旬分布图，计算结果图见图4-6。由计算结果可知，TVDI 指数取值范围为0-100，将其等分为10级，TVDI 值越小，代表土壤含水量越高，其中白色图斑代表无值区域。AB

本文编号：2887074