《基于SWAP和MODFLOW模型的引黃灌區(qū)用水管理策略.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第26卷2010钷第4期4月農(nóng)業(yè)工程學(xué)報TransactionsoftheCSAE、，01．26No．4Apr．20109基于SWAP和MODFLOW模型的引黃灌區(qū)用水管理策略劉路廣1，崔遠(yuǎn)來1，馮躍華2(1．武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國家重點試驗室，武漢430072；2．河南省豫／gT程管理局，開封475004)摘要：大部分引黃灌區(qū)并沒有實現(xiàn)地表水和地下水的合理利用，存在著水源浪費和地下水過度開采等問題。為了合理調(diào)配水資源，該文以河南柳園口灌區(qū)為背景，運用SWAP和Visual．MODFLOW分別建立了土壤

2、水分運動模型和地下水三維非穩(wěn)定流模型，用實測資料進(jìn)行了率定和驗證。利用SWAP模犁模擬了2006年至2007年不同灌溉標(biāo)準(zhǔn)條件下的灌溉制度，提出了適宜的灌水控制標(biāo)準(zhǔn)，并且根據(jù)提出的灌水控制標(biāo)準(zhǔn)對多年的灌溉制度及不同地下水埋深下的灌水量及產(chǎn)量狀況進(jìn)行了模擬，得到了地下水埋深適宜范圍。由SWAP模擬的灌溉制度確定地下水開采并且根據(jù)不同的種植結(jié)構(gòu)和井渠灌溉比擬定了7個方案，利用MODFLOW模型對灌區(qū)地下水系統(tǒng)對各方案的響應(yīng)進(jìn)行模擬。結(jié)果表明，北部引黃星的30％采用抽取地下水并把節(jié)省的引黃量輸送到南部，可以使地下水埋

3、深基本控制在適宜的范圍之內(nèi)，并能有效地減少潛水蒸發(fā)。關(guān)鍵詞：灌溉，模型，地下水，蒸發(fā)，SWAP，MODFLOW，灌水控制標(biāo)準(zhǔn)doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2010．04．002中圖分類號：TV93文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1002-6819(2010)-04—0009-09劉路廣，崔遠(yuǎn)來，馮躍華．基于SWAP和MODFLOW模型的引黃灌區(qū)用水管理策略CJ]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2010，26(4)：9—17．LiuLuguang，CuiYuanlai，F(xiàn)engYuehua．Watermana

4、gementstrategiesofYellowRiverIrrigationDistrictbasedOilSWAPandMODFLOWmodels[J]．TraasactionsoftheCSAE，2010，26(4)：9一17．(inChinesewithEnglishabstract)0引言引黃灌區(qū)是中國葦要的糧食生產(chǎn)地之一，然而靠近黃河的引黃區(qū)存在著大量的潛水蒸發(fā)，甚至出現(xiàn)了鹽堿化：遠(yuǎn)離黃河的井灌區(qū)則地下水位逐年下降，甚至局部出現(xiàn)地下水漏斗。因此，如何實現(xiàn)地表水和地下水聯(lián)合應(yīng)用一直是引黃灌區(qū)研究的熱點

5、。柳園口灌區(qū)是一個典型的黃河下游引黃灌區(qū)。以隴海鐵路為界將灌區(qū)分為南北兩個部分，北部引黃區(qū)主要種植水稻和冬小麥，進(jìn)行引黃灌溉，地下水位較高；南部井灌區(qū)主要種植冬小麥、玉米、棉花、大豆等旱作物，通過開采地下水進(jìn)行灌溉，地下水位較低。由于地勢也是西北高、東南低，因此地下水流的流向是由北向南，這也是目前柳園口的地表水．地下水聯(lián)合應(yīng)用模式。然而研究表明，北部地下水埋深接近地表，導(dǎo)致大量的潛水蒸發(fā)損失，甚至有的非種稻區(qū)出現(xiàn)了土壤鹽堿化；南部地下水位則逐年降低，導(dǎo)致抽取地下水的成本提高，甚至部分地方出現(xiàn)機(jī)井報廢和抽水機(jī)泵的

6、淘汰、更新，造成經(jīng)濟(jì)損失【l五】。同時，由于地下水位的連年下降，加劇了表層土壤污染物向深層的運移，也會不同程度地污染地下水。許多研究表明，地下水位對作物產(chǎn)量和灌水量的變化也有著重要的影響13l。收稿日期：2009—05．31修訂日期：2009．12．12基金項目：國家自然科學(xué)基金(50879060，50839002)作者簡介：劉路廣(1984一)，男，山東德州人，博七研究生。從事節(jié)水灌溉理論與技術(shù)研究。武漢武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國家重點試驗室，430072。Email：wlhll9814704@腫ail舯

7、m因此合理的地下水位控制必須做到一方面減少北部由于地下水位過高而導(dǎo)致的無效潛水蒸發(fā)損失，提高水的利用效率；另一方面維持南部地下水位在合理的范圍。針對柳園口灌區(qū)出現(xiàn)的問題，過去大多數(shù)是從定性角度提出了一些措施但沒有對其進(jìn)行定量分析與評價卜習(xí)；羅玉峰11．2J在柳園口灌區(qū)建立了旱稻田間水量平衡模型、灌區(qū)地表水量平衡模型和灌區(qū)分布式地下水模型，并提出了地表水．地下水聯(lián)合應(yīng)用模式，但是所涉及的3個模型都沒有考慮作物產(chǎn)量的模擬，沒有考慮地下水埋深對作物產(chǎn)量的影響以及不同的種植結(jié)構(gòu)比和井渠用水比對地下水的響應(yīng)。本文以柳園口

8、灌區(qū)為例在田塊尺度上運用SWAP(soil—water．a(chǎn)tmosphere-plant)模型對灌區(qū)南部主要作物的灌溉制度進(jìn)行了模擬，提出了適宜的灌溉控制標(biāo)準(zhǔn)，并對灌區(qū)多年的灌溉制度進(jìn)行了優(yōu)化，同時對不同地下水埋深條件下作物相對產(chǎn)量和灌水量進(jìn)行了模擬，考慮潛水蒸發(fā)綜合分析得到了地下水埋深的適宜范圍。以SWAP模型模擬的多年灌溉制度為基礎(chǔ)，在區(qū)域尺度利用MODFLOW(modularth