井渠结合灌区农业水资源优化调配耦合模型研究

发布时间：2021-01-26 15:01

　　灌区作为保障国家粮食安全、维系社会稳定、推广先进技术、促进农村进步、支撑经济发展、减免灾害破坏、保护生态环境等方面的重要角色,具有国家基础性和国际战略性重要地位。由于目前水资源紧缺,农业用水形势更为严峻,水量不足、生态恶化,严重影响着农业生产发展。改善灌区水资源开发利用过程,科学合理调配各项水源,提高农业水资源利用效率,是解决农业水资源危机、改善灌区生态环境质量、促进灌区生产可持续发展的重要手段。本文从灌区实际状况出发,在查阅总结国内外学者对于灌区农业水资源调配研究成果的前提下,针对灌区用水的部分问题,在明确水资源配置理论、四水转化理论、耦合理论等的基础上,构建灌区农业水资源优化调配耦合模型,并以人民胜利渠灌区为研究对象展开实例研究,为灌区提供一定的科学指导。主要研究内容包括以下几个方面:（1）灌区农业水资源优化调配耦合模型构建。针对灌区特性,以总用水量最小为目标,以不同时段、不同分区的地下可供水量、地表可供水量、需水量等为条件,以控制实际蒸散发、作物根部土壤含水率、地下水位埋深等为约束,建立灌区农业水资源优化调配模型;以数据的时空尺度转换为要素,以四水转化模型的灌溉模块为纽带,以各水... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 存在的问题
    1.3 主要研究内容及技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
2 灌区农业水资源优化调配耦合模型构建
    2.1 理论基础
        2.1.1 水资源配置理论基础
        2.1.2 四水转化理论基础
        2.1.3 耦合理论基础
    2.2 灌区农业水资源优化调配耦合模型构建
        2.2.1 耦合模型概述
        2.2.2 模型目标函数
        2.2.3 模型约束条件
        2.2.4 模型耦合思路
        2.2.5 模型耦合步骤
        2.2.6 耦合关键技术
    2.3 农业水资源配置模型构建
        2.3.1 目标函数
        2.3.2 约束条件
        2.3.3 求解方法
    2.4 四水转化模型构建
        2.4.1 灌区四水转化模型的选取
        2.4.2 MIKE SHE模型基本原理
        2.4.3 灌区四水转化模型构建
        2.4.4 模块计算方法
        2.4.5 模型精度评价
3 人民胜利渠灌区概况及其四水转化模型参数率定
    3.1 研究区概况
        3.1.1 地理位置
        3.1.2 河流水系
        3.1.3 社会状况
        3.1.4 农业状况
        3.1.5 地质岩性
        3.1.6 水文气象
        3.1.7 现状分析
    3.2 基础资料准备
        3.2.1 灌区水源状况
        3.2.2 灌区土壤类型
        3.2.3 灌区土地利用
        3.2.4 灌区分区设定
        3.2.5 分区种植结构
        3.2.6 灌区气象要素
        3.2.7 灌区地形地貌
        3.2.9 观测井的位置
        3.2.10 初始埋深分布
    3.3 人民胜利渠灌区四水转化模型参数率定
        3.3.1 坐标系统及算法选取
        3.3.2 模型范围和网格
        3.3.3 地形地貌输入
        3.3.4 土壤类型输入
        3.3.5 饱和带初始水位埋深输入
        3.3.6 参考值输入
        3.3.7 模型参数的率定与验证
4 人民胜利渠灌区农业水资源优化调配耦合模型应用
    4.1 人民胜利渠灌区农业水资源优化调配耦合模型
        4.1.1 目标函数
        4.1.2 约束条件
    4.2 现状情景下的优化调配
        4.2.1 农业水资源配置方案
        4.2.2 地下水埋深变化过程
        4.2.3 实际蒸散发变化分布
        4.2.4 土壤含水率变化分布
        4.2.5 小结
    4.3 引黄水量减少情景下优化调配
        4.3.1 农业水资源配置方案
        4.3.2 地下水埋深变化过程
        4.3.3 实际蒸散发变化分布
        4.3.4 土壤含水率变化分布
        4.3.5 小结
    4.4 考虑引黄调蓄工程的优化调配
        4.4.1 农业水资源配置方案
        4.4.2 地下水埋深变化过程
        4.4.3 实际蒸散发变化分布
        4.4.4 土壤含水率变化分布
        4.4.5 小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 主要创新点
    5.3 展望
参考文献
个人简历及硕士研究生期间发表论文与研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]小开河灌区地表水沙及地下水联合优化配置模型[J]. 孔珂,徐晶,王昕,徐征和.  中国农村水利水电. 2016(01)
[2]城市化背景下不同水资源定价系统对中国宏观经济的影响模拟研究[J]. 钟帅,沙景华,沈镭,刘立涛,柯文岚,张超,沈明.  资源科学. 2015(12)
[3]基于不确定性的渠系水资源优化配置[J]. 李睿环,郭萍,张冬梅.  人民黄河. 2015(11)
[4]基于地下水均衡的井渠结合灌区种植结构优化模型[J]. 吕伟,马细霞.  中国农村水利水电. 2015(08)
[5]灌区水资源合理配置研究进展[J]. 齐学斌,黄仲冬,乔冬梅,张现超,李平,Mathiasn N Andersen.  水科学进展. 2015(02)
[6]基于MIKE BASIN模型的再生水灌区水资源配置研究[J]. 孟凡臣,李其军,沈长松,潘兴瑶,陈建刚.  灌溉排水学报. 2014(06)
[7]大型灌区农业高效用水的对策[J]. 周雪松.  水利科技与经济. 2014(04)
[8]基于Pareto蚁群算法和3S技术的灌区水资源空间优化配置[J]. 侯景伟.  中国农村水利水电. 2014(03)
[9]基于两阶段随机规划方法的灌区水资源优化配置[J]. 付银环,郭萍,方世奇,李茉.  农业工程学报. 2014(05)
[10]1919—2010年黄河上中游区径流量变化分析[J]. 李二辉,穆兴民,赵广举.  水科学进展. 2014(02)

硕士论文
[1]引黄灌区经济生态系统水资源高效利用调控技术研究[D]. 杨丽莉.郑州大学 2013



本文编号：3001314