基于复合系统相互作用关系的水资源承载力研究——以巩义市为例

在我国乃至全球水资源日益严峻的形势下,评估区域水资源承载力,提出区域空间均衡、协调发展战略具有重大研究意义.本文基于地理信息数据、社会经济统计数据、遥感影像等多种数据,利用状态空间法和层次分析法相结合的手段,综合考虑生态环境、经济社会、水资源3大复合系统相互作用关系,构建了水资源承载力综合评价指标体系,并以河南省巩义市为例,对该市2001—2010年的水资源承载力进行综合评价,分析了影响区域水资源承载力的关键要素.结果表明:巩义市区域综合承载力整体呈现上升的趋势,但仍有很大的发展空间;水资源开发利用率较低和污水排放逐年增加是限制区域综合承载力的主要因素;巩义市在经济结构转型的同时加强环境保护,这将有利于区域经济社会的可持续发展.     

内蒙古河套灌区地下水合理开采系数分析

在分析河套灌区适宜埋深的基础上,利用数值模拟模型分析了不同开采系数下灌区地下水埋深动态变化,确定了不同水质分区的地下水合理开采系数:矿化度≤3 g·L-1区域的开采系数为0.7,矿化度＞3 g·L-1区域的开采系数为0.5.     

基于多重水质评价的干旱区灌溉对区域地下水水质的影响

通过分析河套灌区义长灌域内32口地下水监测井水质数据,依据地下水质量标准(GB/T 14848—2017),采用内梅罗指数法、改进内梅罗指数法、模糊数学综合评判法和单因子评价法等多重水质评价方法,对灌溉前后区域地下水水质进行了评价,并对比和评估了不同地下水水质评价方法的有效性. 评价结果显示,采用模糊数学综合评判法评价时,灌溉前地下水各水质所占比例分别为V类（81.25%）、IV类（6.25%）、III类（9.38%）、II类（3.12%）,灌溉后为V（84.38%）、IV（6.25%）、III（9.38%）. 这一结果与单因子评价法的评价结果最为接近,契合度高达85.9%,具有显著的合理性. 在此基础上,通过灌溉前后水质变化因素分析,发现引起水质恶化的指标主要为氯化物、氨氮、硫酸盐和总溶解固体等. 评价结果可为灌区地下水环境保护和可持续开发利用提供一定的参考.      

干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型研究

通过动态耦合运算分布式地下水模拟模型与水资源优化配置模型的技术路线,建立了干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型,该模型既可以对灌区地表水和地下水进行优化调度,又可以合理控制区域地下水位.最后将耦合模型应用到黄河流域某灌区,并对灌区2020和2030年的水资源进行了优化配置,同时对不同区域的地下水埋深进行了控制.研究成果可为干旱灌区的水资源高效利用、盐碱化防治等方面提供借鉴和参考.     

内蒙古义长灌域近20年地下水均衡分析

选择义长灌域作为研究区,根据水量平衡原理,定量分析了1991-2010年灌域地下水各均衡要素的变化情况,评价了节水改造对地下水的影响.结果显示,节水改造工程实施后,地下水补给量平均减少了5 100万m3·a-1,地下水消耗量平均减少了4 390万m3·a-1,地下水位降低了0.74 m.     

内蒙古义长灌域土壤盐分变化特征分析

土壤盐渍化是影响作物产量与制约农业发展的重要因素.本文根据义长灌域2012年5-12月份的野外实测资料,分析了试验区土壤含盐量在垂向剖面上的分布特征和变化规律;研究了地下水埋深和矿化度季节性变化规律及其对土壤盐分运移的影响.研究结果表明:强烈的蒸发促进盐分向土表运移,随土层深度的增加,土壤含盐量呈降低趋势;土壤积盐脱盐交替频繁,交替周期与灌水周期相对应;地下水埋深受灌排系统影响较大,作物生育期内地下水矿化度无较大波动;由于土壤盐分运移受多种因素影响,在野外试验条件下,单一因素如地下水埋深或地下水矿化度与土壤盐分运移的关系不显著.研究结果可为义长灌域土壤盐渍化防治与水土利用提供理论依据.     

秋浇对内蒙古义长灌域地下水动态的影响

秋浇是河套灌区一种特有的灌溉制度,对灌区农业可持续发展起到至关重要的作用.本文以河套灌区义长灌域为研究区,收集了研究区近30a的监测资料,分析义长灌域引排水盐量变化特征及秋浇对地下水盐的影响.研究结果表明:1981—2010年研究区引排水与引排盐量变化趋势相似,引水量相对稳定,引盐量呈上升趋势;排水、排盐量变化幅度较大,增减频繁.研究区排水、排盐效果差,多年平均排水、排盐量分别占引水、引盐量的4.80%和11.06%,灌区长年处于积盐状态.秋浇占全年引排水盐量的比例较大,尤以排盐所占比例最大,多年平均秋浇排盐量占年排盐量的53.81%.秋浇对地下水位影响显著,秋浇前后地下水位相差较大,秋浇后地下水位为全年最高水位.秋浇虽具有良好的压盐效果,但不具备减少灌区积盐、改善地下水水质的效果.提高研究区排水排盐能力是改善义长灌域地下水环境的首要任务.     

水资源联合运用耦合管理模型研究进展

水资源日益紧缺使得水资源联合运用显得越来越重要,水资源联合运用模型中的规划技术,以及优化模型与模拟模型之间的耦合方法是联合运用模型的关键,也是其难点之一.本文从规划技术、耦合方法角度详细介绍了国内外关于水资源联合运用耦合管理模型的研究进展.在分析目前研究中存在问题的基础上,提出了未来的发展趋势,并指出模型之间的耦合技术、基于水量水质耦合模拟的联合运用,以及专家决策支持系统和GIS在联合运用模型中的运用等方面值得深入研究.     

基于SWAT模型的古浪河流域径流模拟

在采用RS、GIS技术建立的土地利用数据库、土壤数据库和气象数据库的基础上,构建了基于SWAT模型的石羊河典型流域——古浪河流域分布式水文模型.以2000—2003年作为率定期,2004—2005年作为验证期,对模型进行了参数率定和验证.其中,率定期模型的效率系数和水量平衡系数分别为0.62和1.26,验证期分别为0.75和1.00.结果表明,SWAT模型适用于该流域.在此基础上对古浪河流域降水和径流的时空分布进行了分析,表明人类活动对地表径流的影响较大.     

干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型研究

通过动态耦合运算分布式地下水模拟模型与水资源优化配置模型的技术路线,建立了干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型,该模型既可以对灌区地表水和地下水进行优化调度,又可以合理控制区域地下水位.最后将耦合模型应用到黄河流域某灌区,并对灌区2020和2030年的水资源进行了优化配置.同时对不同区域的地下水埋深进行了控制.研究成果可为干旱灌区水资源高效利用、盐碱化防治等方面提供借鉴和参考.