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灌排系统水转化模拟模型研究

南水北调与水利科技 2018年第6期16卷 130-141页

作者：李文晖邵东国徐保利胡能杰杨霞武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

受自然与人为因素综合影响,灌区水转化过程复杂多变。以湖北漳河水库灌区为例,分别从水平和垂直方向描述典型灌排系统的水转化过程,以水量平衡原理为基础,研发灌排系统边界处置、稻作区田间多层土壤、塘坝及排水沟道之间多个水转化模拟... 详细信息

受自然与人为因素综合影响,灌区水转化过程复杂多变。以湖北漳河水库灌区为例,分别从水平和垂直方向描述典型灌排系统的水转化过程,以水量平衡原理为基础,研发灌排系统边界处置、稻作区田间多层土壤、塘坝及排水沟道之间多个水转化模拟子模块,由此构建一种客观描述灌排系统边界半封闭结构及其水平输送、垂直运动与渠-田-沟-塘水转化过程的耦合模拟模型,解决了应用流域分布式水文模型求解灌区水转化过程中面临的灌区边界不确定、分层土壤简化处理等问题。利用漳河灌区谭店灌排系统2014-2015年水平衡测试观测数据对该模型进行检验,采用拉丁超立方抽样法对模型参数进行分层抽样,并利用偏相关法分析参数敏感性。通过模型计算可得,支沟率定期和验证期模拟结果的复相关系数分别为0.83、0.70,Ens系数分别为0.81、0.68,斗沟率定期和验证期模拟结果的复相关系数分别为0.79、0.68,Ens系数分别为0.73、0.62,结果表明该模型适用于灌排系统水转化过程模拟。与SWAT模型对比,对于同一研究区域,复相关系数由0.11提高到0.73,Ens系数由-0.71提高到0.70,进一步验证了该模型的先进性,为灌排系统尺度水转化模拟和机制研究提供了新方法。

关键词：灌排系统水转化模型拉丁超立方偏相关敏感性分析 SWAT模型

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灌排系统对黄河上游灌区稻田氮素分布的影响

人民黄河 2015年第6期37卷 139-144页

作者：王亚妮罗纨贾忠华唐双成李山武迪赵苗苗西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地陕西西安710048

灌区排水系统是输出化肥、农药等农业非点源污染物的主要通道。了解排水系统布置与管理对农田氮素运移的影响,对提高作物产量与保护农业生态环境具有重要意义。根据一组灌区排水稻田地下水氮素浓度变化的实测资料,应用经典统计学和地统... 详细信息

灌区排水系统是输出化肥、农药等农业非点源污染物的主要通道。了解排水系统布置与管理对农田氮素运移的影响,对提高作物产量与保护农业生态环境具有重要意义。根据一组灌区排水稻田地下水氮素浓度变化的实测资料,应用经典统计学和地统计学方法,研究田间不同深度地下水中氮素浓度受灌排水系统布置以及水位调控的影响,分析排水稻田地下水中氮素的分布规律。结果显示:两种排水条件下,生长季内田间0.3 m和1.4 m深处地下水中NO-3-N浓度的平均值均随着水稻生长而逐渐减小;常规排水稻田中,0.3 m深处的NO-3-N空间相关性比1.4 m深处强;控制排水使得随机因素对1.4 m深处NO-3-N的空间变异性影响减小;NO-3-N和NH+4-N浓度分布并没有随灌排系统布置呈现出有规律的变化。

关键词：灌区氮素分布灌排系统排水条件

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南方稻田灌排系统生态整治效应分析

灌溉排水学报 2019年第4期38卷 116-121页

作者：刘方平向爱农才硕时红邓海龙徐涛许亚群江西省灌溉试验中心站南昌330201 江西省赣抚平原水利工程管理局南昌330096

【目的】探明稻田水肥调控和灌排系统生态整治效应。【方法】于2014年在江西省赣抚平原灌区选取典型村庄—礼坊自然村,进行了稻田水肥高效利用综合调控技术应用,并对排水沟塘进行了生态改造,分别对早、晚稻灌水、排水和产量以及生态沟... 详细信息

【目的】探明稻田水肥调控和灌排系统生态整治效应。【方法】于2014年在江西省赣抚平原灌区选取典型村庄—礼坊自然村,进行了稻田水肥高效利用综合调控技术应用,并对排水沟塘进行了生态改造,分别对早、晚稻灌水、排水和产量以及生态沟塘进出水进行分析。【结果】水稻田间水肥高效利用综合调控技术较当地农民习惯水肥管理模式节水、减排、增产和灌溉水生产率分别提高10.58%、20.34%、6.52%和18.59%,总氮和总磷减排率分别达12.37%和14.98%;排水斗、支沟经生态改造后对总氮和总磷的综合去除率达25.42%和34.22%;生态塘对总氮和总磷的去除率达25.19%和30.42%;示范区生态改造一次性投资需1.15万元/hm^2,年运行管理费需0.18万元/hm^2,年产经济效益达0.55万元/hm^2。【结论】水稻田间水肥高效利用综合调控技术和生态沟、塘均有较好的氮、磷去除效果,并且建设运行经费投入少,建议当地加强技术的宣传示范推广,建立可持续运行的经费投入渠道。

关键词：稻田灌排系统面源污染生态整治赣抚平原

卫星遥感影像在农田灌排系统识别中的应用研究

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农业工程学报 2004年第2期20卷 36-39页

作者：许迪李益农蔡林根 B.Vincent 国家节水灌溉北京工程技术研究中心北京100044 法国农业及环境工程研究院

利用监督分类、NDVI指数、屏幕数字化等遥感影像处理方法在黄河下游的山东簸箕李灌区开展农田灌排系统识别的应用研究。在对采用卫星遥感影像(SPOT、LANDSAT、ERS)识别的灌区农田灌排沟渠可视化效果进行分析、对比与评价的基础上,完成... 详细信息

利用监督分类、NDVI指数、屏幕数字化等遥感影像处理方法在黄河下游的山东簸箕李灌区开展农田灌排系统识别的应用研究。在对采用卫星遥感影像(SPOT、LANDSAT、ERS)识别的灌区农田灌排沟渠可视化效果进行分析、对比与评价的基础上,完成对农田灌排系统的数字化处理,得到灌排沟渠在灌区内的分布状况及总长度估值。研究表明,对SPOTXS影像进行屏幕数字化处理似乎是用来识别农田灌排沟渠的理想途径,估算的灌区干、支、斗三级沟渠的总长度具有较好的精度,然而要对农田灌排系统进行精确地分级划类还有赖于遥感识别技术、GPS定位方法与实地调查工作的紧密结合。

关键词：遥感影像识别灌排系统沟渠

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基于水盐平衡的灌区灌排系统合理性分析

干旱地区农业研究 2010年第2期28卷 146-149页

作者：闫侃刘俊民李继伟刘占宝西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 咸阳市勘察测绘院陕西咸阳712000

灌溉是灌区农业生产持续发展的先决条件,排水则是决定灌区能否可持续发展的保证。本研究在全面考虑影响灌排系统健康发展的众多因素的基础上,以青铜峡灌区为例,从土壤盐碱化的防治及水资源合理利用角度,运用水盐平衡原理,判别灌区积、... 详细信息

灌溉是灌区农业生产持续发展的先决条件,排水则是决定灌区能否可持续发展的保证。本研究在全面考虑影响灌排系统健康发展的众多因素的基础上,以青铜峡灌区为例,从土壤盐碱化的防治及水资源合理利用角度,运用水盐平衡原理,判别灌区积、脱盐状态及排水效果,分析灌区灌排系统的合理性。分析结果表明青铜峡灌区灌排系统运行良好,对灌区排盐及盐碱化的防治起着积极的作用。同时也发现灌区存在着排灌比过大,排水能力过剩,排水系统不合理等问题。

关键词：灌排系统水盐平衡排灌比

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疏勒河项目灌排系统环境地质问题及对策

工程勘察 2001年第5期29卷 22-25页

作者：余侃柱甘肃省水利水电勘测设计研究院甘肃兰州730000

简要阐述疏勒河流域灌溉项目灌排系统主要环境地质问题和评价 ,并提出工程处理措施 ,对工程建设具有实用意义。

关键词：疏勒河灌排系统环境地质

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基于植物多样性的银川平原灌排系统生态效应

人民黄河 2012年第7期34卷 95-97,100页

作者：何彤慧程志张玉峰宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室宁夏银川750021 宁夏CDM环保服务中心宁夏银川750001

在对银川平原各级沟渠体系进行植物群落调查的基础上,计算了各级沟渠湿地的4个常用的植物多样性指数,即Margalef指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数,并分析了不同灌排水系植物多样性与水文、水利工程因素的关系。结果表... 详细信息

在对银川平原各级沟渠体系进行植物群落调查的基础上,计算了各级沟渠湿地的4个常用的植物多样性指数,即Margalef指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数,并分析了不同灌排水系植物多样性与水文、水利工程因素的关系。结果表明:Margalef物种丰富度指数和Shannon-Wiener物种多样性指数对植物多样性的表征意义比较显著;各级排水沟的生物多样性指数普遍比各级灌渠大,生态效应较好。在综合考虑节水和生态双重效益的前提下,应当采取干支渠全面砌护、斗渠减少砌护、农渠毛渠不砌护的生态水工策略。还可采取适当减缓沟渠迎水坡坡度,加长坡面,或者采取阶梯状边坡筑建模式,以及拉长排灌水系的修整间隔时间等措施。

关键词：植物多样性灌排系统生态效应银川平原

哈尼梯田典型灌排系统连通性评价及其保护研究

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哈尼梯田典型灌排系统连通性评价及其保护研究

作者：王梅云南师范大学

学位级别：硕士

水是哈尼梯田文化景观持续存在的关键资源。为适应大坡度山地环境,合理利用水资源,保持梯田水源的稳定供给,哈尼族创造并保持了独特的哈尼梯田灌排系统。本文以红河哈尼梯田遗产核心区内的三类典型灌排系统为研究对象,分别是垭口河灌区... 详细信息

水是哈尼梯田文化景观持续存在的关键资源。为适应大坡度山地环境,合理利用水资源,保持梯田水源的稳定供给,哈尼族创造并保持了独特的哈尼梯田灌排系统。本文以红河哈尼梯田遗产核心区内的三类典型灌排系统为研究对象,分别是垭口河灌区的河渠-分水木刻灌排系统(简称垭口河灌排系统)、阿勐控河灌区的河渠-水塘-分水木刻灌排系统(简称阿勐控河灌排系统)和全福庄河灌区的河渠-水塘灌排系统(简称全福庄河灌排系统)。以地理学、景观生态学、水文学等为相关原理和方法,应用地理信息系统(GIS)技术对灌排系统格局特征、结构连接性和功能连接性进行分析和评价。运用统计软件SPSS等分析分水木刻体系的科技价值,探讨哈尼梯田灌排系统今后的保护措施。本研究结果可为哈尼梯田区内灌排系统的优化提供参考,最终服务于世界文化遗产的可持续发展。主要结论如下:(1)灌区景观格局分析表明,总体上三者的景观类型组成差异较小,其中乔木林分布面积最大,梯田其次;从梯田分布特征来看,具有分布集中、斑块完整、但高程和坡度差异较大的特点。其中全福庄河灌区的梯田坡度集中在5°-20°,海拔在1600m以上。垭口河灌区梯田坡度集中在10°-35°。垭口河和阿勐控河两灌区梯田均分布在海拔1400m以下。(2)灌排系统组成和管理模式显示:灌排系统由自然河流、沟渠、分水木刻、水塘等要素组成,其中河流和沟渠三者均有,其他要素则不同。管理模式是:垭口河灌排系统的完全沟长制、全福庄河灌排系统的个人-共同管理混合制和阿勐控河的个人-沟长混合制。(3)灌排系统连通性的评价包括水系格局、结构连通性和功能连通性等三方面,结果表明:(1)水系格局特征差异较大。垭口河灌排系统、全福庄河灌排系统和阿勐控河灌排系统的河渠频率分别是:12.01条/km2、45.83条/km2和24.04条/km2,河渠密度分别是5.09 km/km2、7.90 km/km2和6.26 km/km2,梯田水面率最低的是阿勐控河灌排系统,最高是全福庄河灌排系统。(2)结构连接性也差异明显。总体上三者的河渠线点率β和连接度γ指数分别在0.9-1.09和0.3-0.37之间,其中全福庄河灌排系统河渠线点率β和连接度γ指数分别是1.09和0.37,连接性等级为优,但垭口河灌排系统和阿勐控河灌排系统的线点率β和连接度γ指数较低,评价等级为差和中,说明全福庄河灌排系统的结构连通性最好;其次,全福庄河灌排系统的河渠网络存在环路,其环路α指数为0.05,其他两类均无环路,说明灌排系统的可选路径较少。第三,三者的网络连接度C指数均在1周围波动,也说明研究区的河渠网络有待改善。(3)运用最小费用模型对三类灌排系统的功能连接性及对应的梯田水源稳定性进行分析,结果表明:三者的功能连接性差异显著导致梯田的水源稳定性程度也明显不同。其中全福庄河灌排系统的水源稳定性最高,其稳定区面积占总梯田面积的67.83%。垭口河灌排系统灌区内的水源稳定性最差,其稳定区面积仅占梯田面积的31.94%。阿勐控河灌排系统的水源稳定性介于两者中间,其稳定区面积占总梯田面积的48.17%。(4)整体上看,三类灌排系统的连通性中,全福庄河灌排系统的连通性最好,垭口河和阿勐控河灌排系统均较弱,且两者连通等级相差不大。(4)以国际灌溉工程遗产价值评价标准来分析哈尼梯田灌排系统的价值,结果表明:哈尼梯田灌排系统具有以灌排工程为核心且兼有其他多种遗产类型的特点,除具有较高历史文化价值外,其分水木刻体系具有较高的科技价值;根据哈尼梯田灌排系统保护当前面临的问题,提出四种保护模式,即研究型、保护区型、旅游开发型和灌溉工程遗产型。

关键词：哈尼梯田灌排系统连通性灌溉工程遗产保护

“一管两用”灌排系统土壤水分运动规律的研究

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农业工程学报 1988年第4期 16-21页

作者：司徒松张薇万明清王德民中国水稻研究所中国农科院农田灌溉所商丘试验站

灌排系统地下化已在各国成为发展趋势,但单管单用的灌溉或排水系统投资大、成本高,制约了地下灌排系统广泛应用。本试验提出埋设一根地下透水管,使其既起到渗灌作用,也可排地下水,即'一管两用'。本试验从土壤水分运动规律研究了'一管两... 详细信息

灌排系统地下化已在各国成为发展趋势,但单管单用的灌溉或排水系统投资大、成本高,制约了地下灌排系统广泛应用。本试验提出埋设一根地下透水管,使其既起到渗灌作用,也可排地下水,即'一管两用'。本试验从土壤水分运动规律研究了'一管两用'可行性,实验表明'一管'可以达到渗灌与地下排水目的。

关键词：土壤水分运动规律地下排水地下化灌排系统渗灌