收藏本站
《中国农业大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于景观单元的黑河中游绿洲水文过程模拟研究

李江  
【摘要】:黑河中游位于我国西北干旱区,水资源短缺,用水矛盾突出。其绿洲是我国粮食主产区,农业以灌溉为主,水文过程受人为活动影响剧烈。由于干旱区水文过程具有"散耗型"的特点,传统的以描述产汇流过程为主的湿润区流域水文模型不宜直接应用于该地区。为量化干旱区的水文转化参量、预测人类活动对水文过程的影响、促进当地水资源的科学管理,需建立适用于该区域的水文过程模型。本文选取黑河中游绿洲为研究区,在监测资料和田间试验分析基础上,建立了具有不同景观单元的绿洲水文过程模型,开展了黑河中游绿洲水文过程模拟及情景预测研究。主要研究内容和成果如下:(1)分析了黑河中游地下水位分布的空间变异性。结果表明,普通克里金方法、普通克里金的Yamamoto修正法与泛克里金方法都适用于黑河中游地下水位的空间插值。Yamamoto修正法更适用于预测地下水位极高值与极低值点,但整体预测精度略低于其它两种方法。在进行区域尺度地下水位空间分布预测时,可以根据实际情况来选取相关的地下水位插值方法。本文建立的绿洲水文过程模型,在地下水动态模拟时,初始水位的分布由于空间变化相对较小,空间插值采用了整体精度最高的普通克里金方法。(2)开展了农田灌溉侧向渗漏试验,利用二维土壤水动力学模型HYDRUS-2D对农田不同灌水定额、田块宽度以及土壤层状结构下的农田灌溉侧向渗漏过程进行模拟分析。结果表明,农田灌溉侧渗比(侧渗损失与灌溉量之比)会随灌水定额的增大而增大、随田块面积的增大而减小、田块土壤的层状结构亦会影响侧渗比,细质土覆盖粗质土时,有利于减小侧渗比。对于黑河中游绿洲农田,从田块尺度和土壤结构来看,在绿洲水文过程模拟中可以忽略灌溉引起的侧向损失,仅考虑农田水分的垂向运移。(3)建立了农田非饱和带水量平衡模型,将其模拟结果与一维土壤水动力学模型HYDRUS-1D模拟结果进行对比验证,分析了不同潜水埋深及灌水定额条件下,研究区主要作物种植下农田非饱和带水分转化关系。结果表明,两个模型得到的作物生长过程中土壤储水量、蒸散发量、根区深层渗漏量及农田渗漏补给地下水量具有良好的一致性,说明农田非饱和带水量平衡模型可以用于描述研究区典型农田土壤水分动态变化过程。(4)建立了包气带农田、林草地、裸地及水域等不同景观单元的概念性水文模型,并将其与地下水动力学模型FEFLOW进行松散耦合,形成基于景观单元的黑河中游绿洲水文过程模型。利用区域水均衡数据、2000~2010年区域遥感蒸散发数据以及地下水位观测数据对耦合模型进行模型率定。结果表明:该模型能有效地量化非饱和带不同景观单元的水转化参量,并可靠地模拟地下水动态变化特性以及绿洲区域水分消耗与补给规律。(5)将基于景观单元的黑河中游绿洲水文模型应用于维持现状及不同节水情景下的绿洲水文过程模拟预测。结果表明,随着灌溉定额的减小,非饱和带储水量增加值以及研究区蒸散发总量均呈下降趋势;提高渠系衬砌率使渠系水利用系数至90%、却维持现状地下水开采量,会减少渠系水渗漏补给地下水的水量,反而加重地下水亏空;但提高渠系衬砌率的同时减小地下水开采量将利于维护区域地下水均衡。
【学位授予单位】:中国农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S274;P343

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周剑;吴雪娇;李红星;李妍;仲波;潘晓多;;改进SEBS模型评价黑河中游灌溉水资源利用效率[J];水利学报;2014年12期
2 胡立堂;;黑河干流中游地区地表水和地下水集成模拟与应用[J];北京师范大学学报(自然科学版);2014年05期
3 Zhen-tao CONG;Hua-fang Lü;Guang-heng NI;;A simplified dynamic method for field capacity estimation and its parameter analysis[J];Water Science and Engineering;2014年04期
4 何磊;王瑶;别强;方镜尧;赵传燕;;基于SEBS-METRIC方法的黑河流域中游地区农田蒸散[J];兰州大学学报(自然科学版);2013年04期
5 王金凤;常学向;;近30a黑河流域中游临泽县地下水变化趋势[J];干旱区研究;2013年04期
6 田伟;李新;程国栋;王旭升;胡晓农;;基于地下水陆面过程耦合模型的黑河干流中游耗水分析[J];冰川冻土;2012年03期
7 柴强;于爱忠;陈桂平;黄鹏;;单作与间作的棵间蒸发量差异及其主要影响因子[J];中国生态农业学报;2011年06期
8 ;A Physicoempirical Model for Soil Water Simulation in Crop Root Zone[J];Pedosphere;2011年04期
9 徐旭;黄冠华;屈忠义;黄权中;;区域尺度农田水盐动态模拟模型—GSWAP[J];农业工程学报;2011年07期
10 彭守璋;赵传燕;彭焕华;郑祥霖;许仲林;;黑河下游柽柳种群地上生物量及耗水量的空间分布[J];应用生态学报;2010年08期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 姜雪连;西北旱区制种玉米父本母本耗水特性及蒸发蒸腾量估算方法研究[D];中国农业大学;2016年
2 易军;黑河中游不同景观单元水分运动与景观间水量交换[D];西北农林科技大学;2015年
3 高学睿;基于水循环模拟的农田土壤水效用评价方法与应用[D];中国水利水电科学研究院;2013年
4 彭焕华;黑河上游典型小流域森林—草地生态系统水文过程研究[D];兰州大学;2013年
5 王超;黑河上游天老池流域植被变化对降雨径流过程影响研究[D];兰州大学;2013年
6 史宇;北京山区主要优势树种森林生态系统生态水文过程分析[D];北京林业大学;2011年
7 王玉宝;节水型农业种植结构优化研究[D];西北农林科技大学;2010年
8 宋吉红;重庆缙云山森林水文生态功能研究[D];北京林业大学;2008年
9 马英杰;干旱内陆区作物生长影响的潜水蒸发和农田排水计算研究[D];西安理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王彪;基于Hydrus-1D的中宁平原包气带水分运移规律研究[D];中国地质大学(北京);2015年
2 闫昕;黑河中游灌区不同尺度灌溉水有效利用系数估算[D];中国水利水电科学研究院;2015年
3 王学强;黑河流域中游盆地玉米作物遥感估产研究[D];兰州大学;2014年
4 宋鑫博;基于MODIS数据的湖西区地表蒸散发遥感估算[D];南京师范大学;2013年
5 赵铭石;25a来黑河流域NDVI的时空演变与气候响应[D];兰州大学;2012年
6 赵晓冏;近60年黑河流域绿洲时空变化特征研究[D];兰州大学;2012年
7 张亚宁;黑河流域1960年至2009年水分盈亏量时空格局变化研究[D];西北师范大学;2012年
8 项国圣;黑河中游张掖盆地地下水开发风险评价及调控[D];兰州大学;2011年
9 郜银梁;黑河流域中游水量转换关系研究[D];郑州大学;2011年
10 任玉忠;干旱区枣园土壤水深层渗漏数值模拟研究[D];新疆农业大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹娜;童少青;符韵梅;;黄藏寺水利枢纽对张掖盆地地下水影响研究[J];人民黄河;2017年06期
2 万盛;宋新山;秦天玲;于志磊;何萌;;农田生态系统碳循环模型研究综述[J];中国农村水利水电;2017年04期
3 王鑫;杨德刚;熊黑钢;柳妍妍;安尼瓦尔·买买提;;新疆干旱区4种柽柳灌丛碳贮量特征[J];生态学报;2017年13期
4 潘延鑫;罗纨;贾忠华;井思媛;李山;武迪;;基于HYDRUS模型的盐碱地土壤水盐运移模拟[J];干旱地区农业研究;2017年01期
5 白玉锋;陈超群;徐海量;张广朋;张沛;凌红波;;塔里木河下游荒漠植被地上生物量空间分布与地下水埋深关系[J];林业科学;2016年11期
6 范志伟;吴开贤;安曈昕;杨圆满;周锋;吴伯志;;玉米马铃薯间作群体的蒸腾量和蒸腾效率研究[J];干旱地区农业研究;2016年05期
7 田言亮;张光辉;严明疆;王茜;王金哲;;冀中山前平原农灌用水与地下水承载力适应性状况[J];南水北调与水利科技;2016年05期
8 杨彩红;柴强;;交替灌溉对绿洲灌区间作小麦光合日变化的影响[J];麦类作物学报;2016年08期
9 巩杰;钱大文;张玲玲;谢余初;高彦净;;近35 a临泽县绿洲-荒漠土地变化及其景观响应[J];干旱区研究;2016年04期
10 张春晖;吴普特;赵西宁;;小麦/玉米套作及其相应单作群体棵间土壤蒸发规律[J];灌溉排水学报;2016年07期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李江;基于景观单元的黑河中游绿洲水文过程模拟研究[D];中国农业大学;2017年
2 李茉;基于不确定性分析的农业水土资源多尺度优化配置方法与模型研究[D];中国农业大学;2017年
3 樊才睿;不同放牧制度草甸草原生态水文特性研究[D];内蒙古农业大学;2017年
4 王金涛;制种玉米开花特性与籽粒数模拟及节水调质高效灌溉优化决策研究[D];中国农业大学;2017年
5 杜少卿;西北旱区分根交替灌溉苹果树水分利用及蒸发蒸腾量估算研究[D];中国农业大学;2017年
6 连晋姣;基于遥感方法的黑河中游荒漠绿洲区生长季蒸散量估算[D];西北农林科技大学;2016年
7 方书敏;陇中黄土高原典型人工林土壤水文过程研究[D];兰州大学;2016年
8 黄凯;广西丘陵坡地糖料蔗耗水规律及滴灌研究[D];广西大学;2016年
9 李想;北京山区树冠和枯落物结构对幼林水文防蚀功能动态影响[D];北京林业大学;2016年
10 贾剑波;北京山区典型森林生态系统水分运动过程与机制研究[D];北京林业大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪迁迁;淮南采煤沉陷区非饱和带水分运移试验及形成机理研究[D];安徽理工大学;2017年
2 张强;黑河流域中游农作物遥感估产技术方法研究[D];西南交通大学;2017年
3 杨虹;独流减河水环境污染特征及生态风险评价研究[D];天津工业大学;2017年
4 周晓鹏;基于SEBAL模型的邯郸地区蒸散发估算[D];河北工程大学;2016年
5 王秋云;基于SEBAL模型的北京平原造林区蒸散发量研究[D];东华理工大学;2016年
6 张晓凤;坝上地区植被覆盖变化及影响因素分析[D];鲁东大学;2016年
7 卢颖;多元统计方法在张掖盆地地下水水化学分布规律研究中的应用[D];河北地质大学;2016年
8 热孜宛古丽·麦麦提依明;艾比湖流域蒸散时空变化及遥感估算[D];新疆大学;2016年
9 蒋忆文;DSSAT模型在黑河流域的适用性评价及节水灌溉应用研究[D];兰州大学;2016年
10 赵丽;中宁平原包气带水分运移对地下水补给和蒸发的影响[D];中国地质大学(北京);2016年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯景泽;王忠静;;遥感蒸散发模型研究进展综述[J];水利学报;2012年08期
2 田伟;李新;程国栋;王旭升;胡晓农;;基于地下水陆面过程耦合模型的黑河干流中游耗水分析[J];冰川冻土;2012年03期
3 胡兴林;肖洪浪;蓝永超;王静;丁宏伟;;黑河中上游段河道渗漏量计算方法的试验研究[J];冰川冻土;2012年02期
4 尹海霞;张勃;王亚敏;张亚宁;王强;赵一飞;;黑河流域中游地区近43年来农作物需水量的变化趋势分析[J];资源科学;2012年03期
5 翟春玲;余钟波;郝振纯;孙永宾;姚峰;王铭业;刘臣亮;韩尚峰;谷黄河;王兴平;;陆面-水文耦合模型系统在淮河流域的构建及应用[J];冰川冻土;2012年01期
6 刘振华;赵英时;李笑宇;胡月明;;基于蒸散发模型的定量遥感缺水指数[J];农业工程学报;2012年02期
7 赵铭石;勾晓华;周非飞;颉耀文;苏军德;;黑河中上游地区NDVI对气象因子的响应分析[J];兰州大学学报(自然科学版);2011年06期
8 张旺锋;马彦强;易洋;耿莎莎;;临泽县土地利用与景观格局时空变化分析[J];生态经济(学术版);2011年02期
9 曹艳萍;南卓铜;;GRACE重力卫星数据的水文应用综述[J];遥感技术与应用;2011年05期
10 赵静;王旭升;万力;;黑河干流高崖断面径流变化及其模拟[J];中国沙漠;2011年05期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 席本野;毛白杨人工林灌溉管理理论及高效地下滴灌关键技术研究[D];北京林业大学;2013年
2 郑睿;河西绿洲农业区不同水氮条件对酿酒葡萄水分利用的影响及水碳耦合模拟研究[D];西北农林科技大学;2013年
3 杜阿朋;六盘山叠叠沟小流域坡面植被水文影响与模拟[D];中国林业科学研究院;2009年
4 陈兆波;基于水资源高效利用的塔里木河流域农业种植结构优化研究[D];中国农业科学院;2008年
5 宋吉红;重庆缙云山森林水文生态功能研究[D];北京林业大学;2008年
6 王健;陕北黄土高原土壤水库动态特征的评价与模拟[D];西北农林科技大学;2008年
7 刘建立;六盘山叠叠沟坡面生态水文过程与植被承载力研究[D];中国林业科学研究院;2008年
8 莫菲;六盘山洪沟小流域森林植被的水文影响与模拟[D];中国林业科学研究院;2008年
9 陈晓楠;农业干旱灾害风险管理理论与技术[D];西安理工大学;2008年
10 程云;缙云山森林涵养水源机制及其生态功能价值评价研究[D];北京林业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 商洁;巴丹吉林沙漠腹地包气带水分运移研究[D];中国地质大学(北京);2014年
2 胡现振;卫宁平原包气带水分运移试验研究[D];中国地质大学(北京);2014年
3 包含;毛乌素沙地农田水分动态变化规律与数值模拟[D];中国地质大学(北京);2013年
4 杨峰;植被影响下包气带水分运移规律研究[D];长安大学;2012年
5 王瑶;基于SEBS模型的黑河中游作物需水量研究[D];兰州大学;2012年
6 赵玉杰;新疆平原区潜水蒸发影响因素与计算方法研究[D];新疆农业大学;2012年
7 王航;基于遥感信息与模型耦合的水稻生长预测技术研究[D];南京农业大学;2011年
8 李花;HJ-1A/B遥感监测水稻长势与产量的研究[D];安徽农业大学;2011年
9 张殿君;SEBAL模型区域优化及蒸散量与土地利用/覆被变化关系研究[D];北京林业大学;2011年
10 代德磊;1949-1977年间黑河中游地区绿洲化时空过程研究[D];兰州大学;2011年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 А.И.布达戈夫斯基;E.B.古塞夫;李德美;;非饱和带水流的测定[J];地理译报;1983年02期
2 薛强,梁冰,刘晓丽,李宏艳;污染物在非饱和带内运移的流固耦合数学模型及其渐近解[J];应用数学和力学;2003年12期
3 林在贯;;英国的水文地质新仪器[J];工程勘察;1982年01期
4 张朝凤;袁希鹏;;用防护指数评价非饱和带垂直自然防护性[J];地下水;1989年03期
5 亓桂明;;非饱和带地下水运动的数学模型和算法[J];山东科学;1992年01期
6 C.J.Bruton;B.E.Viani;史维浚;;非饱和带中水-岩作用的地球化学模式[J];华东地质学院学报;1993年02期
7 王铁军,郑西来,赵淑梅;土壤非饱和带确定性数值模型研究进展[J];海洋湖沼通报;2005年02期
8 周训,方斌,曹文炳,万力,吴胜军,冯卫东;西北地区额济纳绿洲非饱和带水分和盐分分布[J];地质论评;2004年04期
9 郑香林 ,蒋凤峰;南宫非饱和带水份运移机理研究试验场[J];水文地质工程地质;1985年02期
10 高木不折;冈大郎;韩贞镐;;土中水的非饱和流动4.雨水流出和非饱和渗透[J];世界地质;1983年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 周念清;宋玮;大谷顺;江思珉;;CT扫描研究污染物在非饱和沙土中的运移规律[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 杨晨;非饱和—饱和带水流时空变异性研究[D];南京大学;2015年
2 李江;基于景观单元的黑河中游绿洲水文过程模拟研究[D];中国农业大学;2017年
3 梁爱民;非饱和土壤渗透特性及饱和入渗机理试验研究[D];大连理工大学;2008年
4 刘子振;持续降雨入渗非饱和黏土边坡失稳机理及其应用研究[D];兰州大学;2014年
5 杜金龙;干旱盐渍区非饱和—饱和带水盐耦合模拟与调控[D];中国地质大学;2009年
6 戴永浩;非饱和板岩细观试验与本构模型研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2006年
7 王环玲;高坝泄洪雾雨作用下饱和非饱和裂隙岩质边坡稳定性研究[D];河海大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵雅琼;非饱和带土壤水分特征曲线的测定与预测[D];长安大学;2015年
2 段永祥;非充分供水条件下溴离子在层状非饱和带中迁移研究[D];成都理工大学;2015年
3 杨建龙;二维条件下洞室周围非饱和带变化的EVRT响应特征及成像研究[D];南京大学;2013年
4 叶琪;降雨诱发非饱和残积土滑坡研究[D];福州大学;2014年
5 柯凤乔;优化法与贝叶斯估计法在非饱和水力参数反演中的比较研究[D];浙江大学;2016年
6 马志尚;淮北采煤沉陷区非饱和带水分运移试验及形成机理研究[D];安徽理工大学;2017年
7 汪迁迁;淮南采煤沉陷区非饱和带水分运移试验及形成机理研究[D];安徽理工大学;2017年
8 苏雯;基于HYDRUS的干旱区非饱和土壤入渗性能及水盐运移模拟研究[D];新疆大学;2017年
9 李云良;降雨条件下非饱和带水—气二相流模拟研究[D];长安大学;2010年
10 曾志姣;非饱和红粘土抗剪强度特性研究及其应用[D];中南大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026