基于系统动力学模拟的德州潘庄灌区农业水资源合理配置研究

发布时间：2022-12-17 17:45

　　我国人均水资源量少,空间分布很不均匀,与耕地分布不相匹配,这在我国众多的大中小型灌区表现的尤为突出,致使灌区不同程度地存在着水资源配置不合理现象。本文以山东德州潘庄灌区为例,基于Khan等（2009）和周长春（2012）的研究,对Khan等建立的土壤水平衡模型进行了改进,研究了灌区上、中、下游棉花耗水量（也就是作物实际蒸散发,简称ET）、灌溉水量和水分利用效率的差异。然后建立灌区上、中、下游水资源合理配置模型,对灌区上、中、下游小麦玉米和棉花地表水和地下水相互作用关系进行了研究,在此基础上,分析出灌区上、中、下游地表水和地下水不同比例使用最佳的灌溉制度,实现灌区水资源的合理配置。通过研究,结论如下:（1）灌区上、中、下游棉花在生长季节主要消耗降水,其次为灌溉。从2000-2009年绝大多数年份内,除底墒水60 mm外,棉花在生长期间只需要灌溉一次。灌区上、中、下游棉花10年平均耗水量（即蒸散量,ET）分别为628.88 mm、626.89 mm和641.4 mm。灌区下游棉花的耗水量和水分利用效率最大,其次是上游,最后是中游。（2）基于灌区水资源合理配置模型和上、中、下游小麦玉米和棉花... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 研究区域
        1.1.2 潘庄灌区水资源利用现状及问题
        1.1.3 系统动力学原理
    1.2 研究意义
    1.3 国内外研究进展
        1.3.1 水资源配置研究进展
        1.3.2 系统动力学方法在灌区水资源配置应用研究
    1.4 拟解决的科学问题
    1.5 研究目标
        1.5.1 科学目标
        1.5.2 应用目标
    1.6 研究内容
        1.6.1 灌区上、中、下游棉花土壤水系统动力学模拟
        1.6.2 灌区上、中、下游不同灌溉情景下小麦玉米和棉花地表水与地下水相互作用的系统动力学模拟
        1.6.3 灌区水资源合理配置
    1.7 研究方案
        1.7.1 灌区上、中、下游棉花土壤水系统动力学模拟
        1.7.2 灌区上、中、下游不同灌溉情景下小麦玉米和棉花地表水与地下水相互作用的系统动力学模拟
        1.7.3 灌区水资源合理配置
    1.8 技术路线（图 1-5）
    1.9 主要创新点
第2章 灌区上、中、下游棉花土壤水系统动力学模拟
    2.1 灌区上、中、下游的确定
    2.2 灌区上、中、下游地下水水力联系确定
    2.3 模拟方法
        2.3.1 对Khan等建立的土壤水平衡模型的改进
        2.3.2 各子系统及参数确定
    2.4 模型测试和验证
    2.5 研究结论
        2.5.1 上游
        2.5.2 中游
        2.5.3 下游
    2.6 灌区上、中、下游棉花水分利用效率
    2.7 本章小结
第3章 灌区上、中、下游不同灌溉情景下小麦玉米和棉花地表水与地下水相互作用的系统动力学模拟
    3.1 灌溉情景确定
    3.2 灌区上、中、下游水资源合理配置模型建立
    3.3 模型测试和验证
    3.4 研究结论
        3.4.1 情景 1、2、3、4 灌溉条件下灌区上、中、下游地下水埋深状况
        3.4.2 情景 5、6、7、8 灌溉条件下灌区上、中、下游地下水埋深状况
        3.4.3 不同灌溉情景下灌区上、中、下游 1999-2009年小麦和玉米产量与水分利用效率
    3.5 本章小结
第4章 灌区水资源合理配置
    4.1 水分利用效率控制
    4.2 地下水埋深控制
    4.3 水资源总量控制
    4.4 灌区水资源合理配置
    4.5 本章小结
第5章 主要研究结论和展望
    5.1 主要结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
在校期间所取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]灌区水资源合理配置的模糊物元综合评价[J]. 孟春红,路振广,马细霞,邱新强.  人民黄河. 2013(09)
[3]潘庄灌区现代化建设做法与成效[J]. 苏秀峰,刘秀勇.  山东水利. 2013(Z1)
[4]沿海围垦区水资源优化配置与联合调度[J]. 万新宇,钟平安,王建群.  水利经济. 2012(03)
[5]我国水资源优化配置类型及存在问题[J]. 黄军,张玲.  轻工科技. 2012(05)
[6]水资源合理配置在实施最严格水资源管理制度中的基础性作用[J]. 李原园.  中国水利. 2010(20)
[7]玛纳斯河灌区作物结构与水资源优化配置研究[J]. 姚斌,何新林,韩志全,刘兵.  人民长江. 2010(14)
[8]棉花膜上灌水技术的研究与推广应用[J]. 张会茹.  水利科技与经济. 2010(05)
[9]黄河下游引黄灌区水资源短缺风险下承载力分析[J]. 周长春.  地理与地理信息科学. 2009(05)
[10]水资源合理配置研究进展[J]. 赵勇,裴源生,王建华.  水利水电科技进展. 2009(03)

硕士论文
[1]洮河流域水资源最优调配研究[D]. 张洪波.西安理工大学 2006
[2]黑河流域水资源优化配置研究[D]. 李小琴.西安理工大学 2005



本文编号：3720366