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《西北农林科技大学》 2001年
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小流域雨水资源化潜力及网络化利用模式研究

冯浩  
【摘要】: 近年来以雨水资源作为水资源总量的观点已逐渐被人们所接受,但雨水资源理论在实践中应用尚存在较大差距。为丰富和完善雨水资源理论,指导雨水利用实践,本研究以黄土高原小流域为研究对象,以雨水作为流域水资源总量,通过理论分析、实验研究和系统工程评价等方法,初步建立了较为系统的黄土高原小流域雨水资源化理论,并将此理论应用到黄土高原小流域,进行小流域雨水资源供需分析和评价,提出了以最小投资满足需水目标的雨水资源网络化利用模式,在如下方面取得较为有意义的结果。 1、在系统总结已有雨水利用研究成果的基础上,以雨水作为小流域水资源总量,提出了雨水资源化理论潜力、可实现潜力和现实潜力等概念,引入降雨径流调控参数入R,构建出小流域雨水资源化潜力的计算方法,根据不同雨水利用技术的特点,对雨水就地利用、叠加利用和异地利用三种方式提出了各自的降雨径流调控参数入。的计算方法。 2、利用径流小区研究成果,按照降雨径流调控参数入,的计算方法,经过数学转换,确定了水平梯田、人工林地、人工草地、隔坡梯田、淤地坝等雨水利用措施在不同设计频率降水年份下的降雨径流调控参数入,,讨论了措施质量对入,的影响,利用实验确定了土壤结构改良剂PAM对入,的定量影响。通过室内实验,研究了混凝土、塑料薄膜、玻璃丝油毡、黄土夯实处理等集流面材料的产流特点和集流性能,确定了其降雨径流调控参数,并探索了HEC和AAM分别与黄土混掺后的集流特点,结果表明这两种集流材料具有集流效率高、成本低、性能可靠等优点,是现阶段值得推荐的较为理想的集流材料。 3、根据目前黄土高原小流域需水特点,认为小流域需水主要是由生活需水、生产需水和生态需水三部分组成,以设立在黄土高原经过高度治理的11个国家科技攻关试验区小流域为对象,确定了小流域不同需水系统需水定额及需水量,结果表明,黄土高原经过综合治理的小流域林草生态需水量为总需水量的75.97%,粮食生产需水量占总需水量的比重为22.90%,小流域生活需水量为3.0万m~3,比重仅为1.13%。 4、通过小流域雨水资源供需分析,发现人口密度最大的长武试验区小流域处于严重缺水状况,在正常降水年份(降水设计频率为50%),缺水率达14.77%;而固原 和西吉试验区小流域由于人口数量较少、耗水较大的乔木林比例较低,在于旱年(降 水设计频率为90%)仍能维持水资源供需平衡并有盈余。 5、在小流域雨水资源化理论潜力、可实现潜力、现实潜力及需水量研究的基础 上,提出采用WD。ax、WDreal、Wd等指标来评价小流域雨水资源利用状况的评价方法, 11个试验区小流域的评价结果表明,在正常降水年份,黄土高原经过高度治理的小 流域各种雨水利用措施所能提供的雨水资源量除可以满足小流域内的水资源需求外, 尚有 17%的可利用雨水资源未得到充分利用;在偏旱年,雨水资源供给量仍可满足小 流域内用水需求,但余额己由正常降雨年份下的17个百分点减少到6个百分点,小 流域整体雨水资源的开发利用规模仍处于较合理的范围;而在干旱年,小流域内的需 水量超过了流域的降水总量。 6、提出了雨水资源网络化利用模式,该模式将雨水视为水资源总量,以最小投 资来满足流域内生活、生产和生态需水。以甘肃定西高泉沟试验区小流域为例,用该 模式设计的结果与流域内现有措施进行比较,结果表明该流域现有林地面积过大,草 地面积偏小,水平梯田实有面积远远超过模式设计面积,为此建议流域下一步生态环 境建设的方向应当扩大草地面积,适当缩小林地面积,通过各种雨水利用措施保证粮 田用水,而不应当通过增大水平梯田面积来增加生产用水。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TV213

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