基于GWM的灌區(qū)地表水與地下水合理配置研究.pdf

1、灌區(qū)作為農(nóng)產(chǎn)品的主要產(chǎn)區(qū)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有具有舉足輕重的作用。受氣候的影響，缺水是灌區(qū)普遍存在的問題，而且不合理用水會導(dǎo)致一系列環(huán)境問題，所以對灌區(qū)水資源進(jìn)行合理配置具有重要意義。在渠井結(jié)合灌區(qū)，合理配置地表水和地下水、確定適宜的渠井用水比例，可使地下水位多年平均水平保持在合理范圍內(nèi)，促進(jìn)灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展。本文以陜西省涇惠渠灌區(qū)為研究對象，通過概化灌區(qū)水循環(huán)系統(tǒng)，建立灌區(qū)地下水?dāng)?shù)值模擬模型，并嘗試將地下水管理程序GWM運(yùn)用到灌區(qū)，尋求滿足水

2、位、水量等約束的最大開采量，最后提出適宜的渠井用水比例，并以此進(jìn)行灌區(qū)地表水與地下水合理配置，以期為灌區(qū)水資源可持續(xù)利用提供依據(jù)。研究取得的主要結(jié)論如下:
　　(1)受自然和人為因素的影響，渠井結(jié)合灌區(qū)水循環(huán)具有“自然——人工”二元水循環(huán)特征。灌區(qū)地下水位年內(nèi)和年際變化特征受降水和灌溉的影響顯著，均具有時段性特征。一般來說一年中冬春灌季是地下水的主要恢復(fù)期，夏灌季是地下水的主要消耗期，年內(nèi)水位有上升、穩(wěn)定和下降三種變化情況;200

3、0年以來地下水位動態(tài)呈下降和波動變化態(tài)勢。
　　(2)基于涇惠渠灌區(qū)地下水循環(huán)條件的分析，將灌區(qū)潛水運(yùn)動概化為二維非穩(wěn)定流，利用GMS的MODFLOW模塊建立非穩(wěn)定地下水流數(shù)值模擬模型。模型的識別和檢驗結(jié)果表明，模型能反映實際流場分布，地下水位模擬效果與實測擬合較好，認(rèn)為模型滿足應(yīng)用要求。
　　(3)地下水管理程序——GWM(the Ground-Water Management Process)的文件組成、結(jié)構(gòu)和求解方法的

4、形式較為固定，可應(yīng)用于單目標(biāo)的地下水管理問題。結(jié)合涇惠渠灌區(qū)實際情況，以灌區(qū)抽水量最大為目標(biāo)，以變量取值、水位、抽水量等為約束，構(gòu)建灌區(qū)GWM水資源優(yōu)化管理模型。
　　(4)基于GWM灌區(qū)地下水管理模型，求得滿足不同水文年水位約束和水量約束的水資源合理配置方案，即在平水年、豐水年、枯水年灌區(qū)農(nóng)灌最大開采量分別為1.27億m3、1.15億m3、1.39億m3。經(jīng)研究分析得出，平水年灌區(qū)冬灌、春灌和夏灌期合理的渠井用水比例分別為2.3