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江淮丘陵区塘坝位置信息识别及空间布局优化研究——以滁州市南谯区施集镇为例

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江淮丘陵区塘坝位置信息识别及空间布局优化研究——以滁州市南谯...

作者：杨维云南大学

学位级别：硕士

江淮丘陵区位于长江、淮河之间,地形以低山、丘陵和岗地为主。受地形、地质、降水等自然因素的制约、社会经济发展和人类活动的影响,江淮丘陵区水资源供给不足问题日益突出,旱灾频发,并且该地区的主要作物为高耗水量的水稻,造成水资源... 详细信息

江淮丘陵区位于长江、淮河之间,地形以低山、丘陵和岗地为主。受地形、地质、降水等自然因素的制约、社会经济发展和人类活动的影响,江淮丘陵区水资源供给不足问题日益突出,旱灾频发,并且该地区的主要作物为高耗水量的水稻,造成水资源与农业用水的严重失衡。为了解决水资源短缺和分配不平衡的问题,该区域结合实际情况,主要依靠塘坝和小型水库等小型水利工程集蓄雨水进行农业灌溉、农村供水等,实现水资源的调控和运用。其中,塘坝作为当地主要拦截和贮存地表径流的小型蓄水灌溉工程,具有工程规模小、投资少、形式灵活、用地省的特点,在当地发挥着重要作用。为了充分发挥塘坝蓄水调控能力,进一步优化塘坝空间布局,本研究选择位于江淮丘陵区的滁州市南谯区施集镇部分区域为研究区,以Google Earth影像、施集镇土地利用现状数据为基础,根据研究区内塘坝的三个特征创建塘坝数据集,运用YOLOv4目标检测算法实现塘坝位置信息的自动化识别;然后利用DEM、土地利用和气象等数据,在ArcGIS中运用水文分析、空间叠加分析和统计分析方法,探究塘坝水文特征和区位特征,并以集水区农田灌溉为目标,定量化研究塘坝灌区农田灌溉需水量和塘坝可供水量,定义灌溉保证率表示塘坝蓄灌能力。最后根据塘坝灌溉需水量进行宏观水土资源分析,结合空间分布特征建立地形位置约束,提出塘坝空间布局优化原则,选择出合理的蓄水工程位置并且优化原有位置,促使塘坝蓄水效果最好,保证农田的灌溉效率最佳,进而实现研究区塘坝位置布局选址和优化。主要研究结果如下:(1)结合研究区塘坝实际情况,确定塘坝样本选取标准,根据塘坝的位置、形状和空间分布特征创建塘坝多要素数据集,运用YOLOv4目标检测算法建立本研究塘坝位置自动检测模型。在训练检验过程中,得到损失函数值为0.91,平均准确率为92.4%。四个样区的塘坝检测精度在65%-80%之间,能够检测出多数塘坝。研究所得结果,说明根据塘坝和周边地物创建的塘坝数据集是可用的,训练并运用YOLOv4算法自动化检测塘坝是可行的。同时研究提出创建多要素数据集的思路可为其他地物检测研究提供有益参考。(2)研究利用ArcGIS中的空间分析、水文分析和统计分析方法,探究塘坝与地形的关系,塘坝与土地利用的分布和耦合关系。研究发现:在本研究区内,塘坝在地形位置上多分布在坡度缓,高程在70-100m的区域上,且塘坝蓄水面积与平均坡度和相对高程有关,总体呈反比的关系;在水文关系上,塘坝主要集中分布在第一级和第二级集水路径,面积较大的塘坝分布在等级比较高的集水路径上;与耕地类型的关系,水田和旱地主要在塘坝100m的范围内,水田和塘坝存在着更高的空间耦合性。研究结果揭示了研究区塘坝空间分布特征的规律,可为后续建立地形位置约束,优化塘坝空间布局研究提供参考。(3)通过运用彭曼—蒙蒂斯(Penman-Monteith)公式计算出农田灌溉需水量和塘坝可供水量,分析研究区的塘坝蓄灌能力,结果如下:2019年塘坝灌溉保证率最大的是6月(56.95%),最小的是4月(14.23%)。总体来看,2019年研究区塘坝工程的可供水量小于农田需水量,会出现农业缺水的情况。另外,地形条件、农业活动因素和气候因子是影响塘坝蓄水的重要因素。综合以上所得结果,优化塘坝空间布局,得到研究区塘坝工程最佳位置。(4)最后,研究基于宏观水土资源分析和空间分布特征,从蓄灌关系和地形位置约束的角度提出塘坝空间布局优化原则,选择塘坝工程位置,整合研究区原有塘坝,实现塘坝的空间布局优化。研究共得到塘坝优化位置464处,比原有研究区塘坝减少302处。464处塘坝优化选址中,新选择了265处,整合原有塘坝位置199处。在所得到的塘坝选址中,新选择的塘坝工程能够满足一部分小区域农田的灌溉需求,并且减少了区域内多余塘坝,优化塘坝位置;另外其他区域,通过选择符合塘坝地形位置约束的位置,对原有的塘坝进行整合,以此达到更好的蓄水条件和更高效的蓄水效果,实现研究区塘坝空间布局优化。

关键词：江淮丘陵区塘坝 YOLOv4 地理信息系统空间布局优化

江淮丘陵区排涝计算分析——以安徽省潜山市为例

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水利水电快报 2024年

作者：黄天元何威安徽省大禹水利工程科技有限公司安徽省.水利部淮河水利委员会水利科学研究院安庆市水利水电规划设计院

潜山市为典型的江淮丘陵区，区域以季风气候为主，雨热同期，一直以来是洪涝灾害频发地，为提升区域防洪排涝能力。本文以潜山市为例，根据潜山市地形特点，排涝现状及存在问题，分别采用平均排除法和最大24h雨型洪水流量时程分配法计... 详细信息

潜山市为典型的江淮丘陵区，区域以季风气候为主，雨热同期，一直以来是洪涝灾害频发地，为提升区域防洪排涝能力。本文以潜山市为例，根据潜山市地形特点，排涝现状及存在问题，分别采用平均排除法和最大24h雨型洪水流量时程分配法计算各圩区和城区排涝模数，计算结果可知：城区(即中心城区、规划河西新区和黄铺工业新区)排涝模数分别为11.2m3·s-1·km-2、9.1m3·s-1·km-2和9.5m3·s-1·km-2；各圩口设计自排排涝模数1.29～1.71m3·s-1·km-2，抽排排涝模数在0.69～0.8m3·s-1·km-2。该计算成果可为潜山市排涝规划设计提供参考。

关键词：潜山市江淮丘陵区洪涝灾害排涝分区排涝模数

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江淮丘陵区塘坝灌溉能力估算及其演变特征

人民长江 2020年第4期51卷 128-134页

作者：曹秀清蒋尚明金菊良袁宏伟张亮安徽省水利部淮河水利委员会水利科学研究院水利水资源安徽省重点实验室安徽合肥230088 合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学水资源与环境系统工程研究所安徽合肥230009

鉴于塘坝工程在江淮丘陵区蓄水灌溉中的重要作用,通过对塘坝工程与作物种植结构发展历程的综合分析,提出了基于水量供需平衡分析的塘坝灌区灌溉能力概念及其计算模型,定量评估了江淮丘陵区不同年代的塘坝灌溉能力,揭示了塘坝灌溉能力的... 详细信息

鉴于塘坝工程在江淮丘陵区蓄水灌溉中的重要作用,通过对塘坝工程与作物种植结构发展历程的综合分析,提出了基于水量供需平衡分析的塘坝灌区灌溉能力概念及其计算模型,定量评估了江淮丘陵区不同年代的塘坝灌溉能力,揭示了塘坝灌溉能力的动态演变特征。研究结果表明:江淮丘陵区全区塘坝灌溉能力在20世纪60年代达到峰值后,70~90年代呈显著下降趋势,至21世纪初有所回升。研究结果可为江淮丘陵区塘坝发展规划与灌溉制度的制定提供理论依据与技术支撑,具有重要实际指导意义。

关键词：灌溉能力水量平衡分析演变特征塘坝灌区江淮丘陵区

江淮丘陵区水生态文明城市建设效益评价——以滁州市南谯区为例

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水土保持 2022年第3期10卷 34-39页

作者：刘旦旦张春强安徽省水利水资源重点实验室安徽蚌安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院安徽蚌埠水利部淮河水利委员会淮河流域水土保持监测中心站安徽蚌埠

以具有典型江淮丘陵区特征的滁州市南谯区水生态文明城市创建为例,基于其在建设初期存在的水安全、水生态、水环境等方面问题,在水生态文明城市建设中实施水安全、水生态、水环境、水管理、水景观与水文化等“五大体系”建设,通过构建... 详细信息

以具有典型江淮丘陵区特征的滁州市南谯区水生态文明城市创建为例,基于其在建设初期存在的水安全、水生态、水环境等方面问题,在水生态文明城市建设中实施水安全、水生态、水环境、水管理、水景观与水文化等“五大体系”建设,通过构建水生态文明评价指标体系和评价模型,对水生态文明城市建设取得的阶段性成果效益进行分析和评价,本评价成果对于指导江淮丘陵区水生态文明城市建设具有重要的意义。

关键词：水生态文明城市效益评价江淮丘陵区滁州市南谯区

基于仿真模拟的江淮丘陵区塘坝灌溉系统水资源优化调控研究

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应用基础与工程科学学报 2019年第3期37卷 520-534页

作者：蒋尚明曹秀清金菊良许浒张礼兵安徽省水利部淮河水利委员会水利科学研究院水利水资源安徽省重点实验室安徽合肥230088 合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学水资源与环境系统工程研究所安徽合肥230009

鉴于江淮丘陵区塘坝灌溉系统水资源调控问题的重要性与复杂性,依据系统仿真模拟理论,构建了塘坝灌区水量分配仿真模拟模型;以保障农村生活供水需求下的农业灌溉效益最大为目标,建立了塘坝灌区水资源优化调控模型,形成了基于仿真模拟的... 详细信息

鉴于江淮丘陵区塘坝灌溉系统水资源调控问题的重要性与复杂性,依据系统仿真模拟理论,构建了塘坝灌区水量分配仿真模拟模型;以保障农村生活供水需求下的农业灌溉效益最大为目标,建立了塘坝灌区水资源优化调控模型,形成了基于仿真模拟的塘坝灌溉系统水资源优化调控技术体系,优选了研究区适宜塘坝率为27×10~4m^3/km^2,确定了适宜的节水灌溉模式与灌溉制度,制定了适宜的供水规则,提出了具有可操作性的作物种植结构调整规则,在保障农村生活供水需求下,研究区多年平均总灌溉缺水量减少了3.98×10~4m^3/km^2,多年平均缺水率由19.79%降低至2.95%,多年平均灌溉效益增加了11.71万元/km^2,多年平均增收7.32%.可为江淮丘陵区塘坝综合治理、塘坝灌区水量分配方案与灌溉制度地制定提供理论依据与技术支撑,具有明显的实际指导意义和重要的推广应用价值.

关键词：水资源调控系统仿真节水灌溉模式塘坝灌区江淮丘陵区

江淮丘陵区不同土地利用类型土壤侵蚀与土壤颗粒分布特征

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江淮丘陵区不同土地利用类型土壤侵蚀与土壤颗粒分布特征

作者：刘晓华山东农业大学

学位级别：硕士

为深入探讨江淮丘陵区土地利用类型与土壤侵蚀的关系以及不同土地利用类型的土壤颗粒组成特征,本文以淮河流域江淮丘陵区为对象,采用遥感调查、样地调查和样本测试相结合的方法,研究了江淮丘陵区不同土地利用类型的土壤侵蚀与土壤颗粒... 详细信息

为深入探讨江淮丘陵区土地利用类型与土壤侵蚀的关系以及不同土地利用类型的土壤颗粒组成特征,本文以淮河流域江淮丘陵区为对象,采用遥感调查、样地调查和样本测试相结合的方法,研究了江淮丘陵区不同土地利用类型的土壤侵蚀与土壤颗粒分布特征。一是基于研究区两期(2007年和2015年)的遥感影像,在ArcGIS支持下分析了土壤侵蚀的重点区域及其土地利用类型分布和土壤侵蚀动态特征;二是基于土壤分形原理和模型,利用土壤粒度分析激光衍射技术(激光粒度仪),研究了不同土地利用类型的土壤颗粒分布与分形特征。研究结果可为深入认识江淮丘陵区土壤侵蚀的重点区域及其不同土地利用类型的土壤颗粒组成特征提供参考和依据。主要研究结果和结论:1.不同土地利用类型侵蚀特征(1)江淮丘陵区土地利用类型与侵蚀分布淮河流域江淮丘陵区土地利用类型以耕地为主,其面积占江淮丘陵区总面积的49.21%;园地、林地、草地、城镇村及工矿用地、交通运输用地、水域及其它用地的比例分别为8.21%、13.3%、4.19%、8.48%、2.64%、13.96%。该区2015年土壤侵蚀面积为1409.58km,约占江淮丘陵区总面积的10.21%,侵蚀强度以轻度侵蚀为主。从空间分布来说,安徽省滁州市凤阳县、定远县、明光市,江苏省淮安市盱眙县的丘陵集中地是土壤侵蚀发生严重的地方,土壤侵蚀面积约占土壤侵蚀总面积的79.87%。在不同土地利用类型中,耕地侵蚀面积最大,林地、草地侵蚀面积次之;侵蚀主要发生在下垫面起伏度较大,条件较为恶劣的坡耕地以及坡度相对较大,植被盖度较差的疏林地、坡式经济林和荒草坡中。(2)重点区域不同土地利用类型的土壤侵蚀动态解译区内土地利用结构与整个江淮丘陵区一致,但主要以耕地和林地为主,耕地除小部分有措施之外,绝大多数是坡耕地。2007015年这9年间土壤侵蚀面积减少了1.85%,年均减少0.21%。从不同土地利用类型来看,2015年与2007年相比,荒草坡和林地的土壤侵蚀面积变化幅度较大,减少面积分别占解译区总面积的1.11%和0.55%。说明区域进行了水土流失治理,实施了一系列措施,但是效果不明显,土壤侵蚀强度和面积下降缓慢。2.不同土地利用类型土壤颗粒分布与分形特征(1)不同土地利用类型土壤颗粒组成特征在不同的土地利用类型下,各个样地不同粒径范围之间的土壤PSD呈现出了明显的非均匀性,研究区内80%以上的土壤颗粒集中在0.01.20mm的范围内。盱眙县土壤颗粒主要集中在0.02.05mm的粉粒范围内,定远县土壤颗粒主要集中在0.002.25mm的粉粒和中细砂粒范围内。定远县各土地利用类型下的黏粒含量明显高于盱眙县。(2)不同土地利用类型土壤颗粒分形特征盱眙县土壤单重分形维数的范围是2.4156.4625,且坡耕地>林地>坡式果园>荒草坡;定远县土壤单重分形维数的范围是2.4555.4993,且林地>荒草坡>坡式果园>坡耕地。盱眙县坡耕地的分形维数要大于其他几种土地利用类型,土壤质地也好于其他类型。不同土地利用类型下的所有样品的多重分形维数均表现出>>。的取值范围为0.8001.9364(R>0.9947);的取值范围为0.7008.9531(R>0.9852),的取值范围为0.6722.9052(R>0.9805)。在取样点的2个县内所有的多重分形参数几乎都遵循一个次序,但2个县之间相比,次序却不一样:盱眙县为坡式果园>林地>坡耕地>荒草坡,定远县为坡耕地>荒草坡>林地>坡式果园。(3)土壤颗粒分形维数与颗粒组成存在相关性与不同粒级的土壤含量的相关性具有明显差别。与黏粒含量呈显著正相关,土壤黏粒、粉粒和砂粒与、、呈极显著的相关关系,而且、与之间也呈极显著的相关关系。而且黏粒和粉粒与、、呈现一致的相关关系,而砂粒则相反。(4)土壤颗粒分形维数与土壤理化性质存在相关性土壤容重、总孔隙度和非毛管孔隙度各分形维数均存在相关性,但是相关性也不显著。土壤稳定入渗速率与呈极显著负相关(P<0.01),与、、呈极显著正相关关系(P<0.01)。有机碳和全磷与呈极显著负相关(P<0.01),与其他多重维数也有相关关系,但相关性不显著。

关键词：土壤侵蚀土壤颗粒组成土地利用类型土壤颗粒分形江淮丘陵区

江淮丘陵区水稻病虫草害防治轻简化农药施用技术研究

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现代农业科技 2021年第5期 126-128页

作者：耿娟张远芳杨杰王立永定远县农业技术推广中心安徽定远233200

为促进农药减量增效技术的应用,探索水稻全生育期病虫草害防治轻简化农药施用技术,根据江淮丘陵区水稻生产和病虫害发生特点,2019年4—10月在安徽省滁州市定远县实施了水稻全生育期病虫草害防治轻简化施药技术试验。结果表明,通过主抓... 详细信息

为促进农药减量增效技术的应用,探索水稻全生育期病虫草害防治轻简化农药施用技术,根据江淮丘陵区水稻生产和病虫害发生特点,2019年4—10月在安徽省滁州市定远县实施了水稻全生育期病虫草害防治轻简化施药技术试验。结果表明,通过主抓水稻播种前、移栽前和破口前3个关键环节的预防性用药,辅以其他时期的达标防治,可实现在减少用药次数和用药量的情况下,有效控制稻飞虱、二化螟、稻纵卷叶螟等虫害,同时对壮苗、抗早衰及增产效果显著。

关键词：水稻病虫草害防治轻简化农药施用技术防效江淮丘陵区