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内蒙古黄河南岸灌区灌溉水利用效率测算分析与节水改造评价

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摘要

1 引言

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 灌溉水有效利用系数概念与内涵

1.2.2 灌溉水有效利用系数测定方法

1.2.3 灌区节水改造

1.3 灌溉水有效利用系数测算分析存在问题

1.4 研究目标、内容、技术路线

2 试验区基本情况

2.1 试验区概况

2.2 资料收集与处理

2.2.1 气象资料

2.2.2 灌水资料

2.2.3 种植结构

2.2.4 灌溉引水量及灌溉面积

2.2.5 土壤物理性质

2.2.6 地下水资料

2.2.7 生育阶段划分

2.3 灌区水利工程

2.3.1 灌区水利工程建设

2.3.2 灌区水利工程现状

3 灌区灌溉水效率测试与计算方法

3.1 测试布置与测试方法

3.1.1 测试典型渠道

3.1.2 测试典型田块

3.1.3 渠道水利用系数

3.1.4 田间水利用系数

3.2 灌区各有效水利用系数计算方法

3.2.1 灌区灌溉水有效利用系数

3.2.2 渠道水利用系数

3.2.3 渠系水利用系数

3.2.4 田间水利用系数

4 灌溉水有效利用系数计算分析与评估

4.1 典型测试渠道水利用系数

4.1.1 典型渠道测试工作完成情况

4.1.2 测试渠道测试结果的变异性评价与置信区间的估计结果

4.1.3 测试渠道的渠道水利用系数计算

4.1.4 渠道衬砌对渠道水利用系数的影响评价

4.2 田间水利用系数计算

4.2.1 典型田块测试工作完成情况

4.2.2 各灌域田间水利用系数计算与分析

4.2.3 灌溉水有效利用系数计算

4.2.4 渠系水利用系数计算

4.2.5 南岸灌区用水效率分析与评估

4.3 小结

5 灌区节水改造节水潜力评价与影响因素分析

5.1 基于分项法的灌区节水潜力评估

5.1.1 渠系系统节水潜力评估

5.1.2 田间系统节水潜力评估

5.1.3 灌区系统节水潜力评估

5.2 节水潜力与节水工程投资关系的初步分析

5.3 灌区节水潜力影响因素分析

5.4 小结

6 灌区节水改造综合效益评价

6.1 综合效益评价方法

6.2 评价指标体系的建立

6.3 评价项目体系的确定

6.4 节水改造综合效益评价

6.5 节水改造实施成就

6.6 小结

7 结论、问题与展望

7.1 结论

7.2 问题

7.3 展望

致谢

参考文献

作者简介

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摘要

本文主要在以2013年内蒙古黄河南岸灌区系统的渠道和农田野外试验为主,结合室内实验,选择不同规模、不同取水类型(自流引水、扬水)、不同工程状况和管理水平的灌域作为样点灌域,开展灌区灌溉水利用效率测算分析和节水改造评估。在内蒙古黄河南岸灌区、典型渠道、典型田块进行现场测试的基础上,根据流量积分法的原理自编VB软件测算渠道水利用系数和渠系水利用系数,运用田间实测法与水量平衡法计算净灌溉定额,测算田间水利用系数,然后再运用首尾测算法的计算原理测算灌区灌溉水有效利用系数。根据计算结果,运用分项法分析评估黄河南岸灌区现状灌溉水利用情况和节水改造后的节水潜力、节水潜力效果影响因素,并运用基于熵权的TOPSIS模型对内蒙古黄河南岸灌区自流灌区进行节水效益综合评价。本文得出的研究成果主要有:
  ⑴通过测算得出黄河南岸灌区自流灌区总干渠渠道水利用系数为0.7920,支渠渠道水利用系数为0.9418,斗渠渠道水利用系数为0.9370;扬水灌区干渠渠道水利用系数为0.8339,支渠渠道水利用系数为0.9179,斗渠渠道水利用系数为0.86。运用首尾测算反算法求得自流灌区的渠系水利用系数为0.6820;求得扬水灌区的渠系水利用系数为0.6988;通过首尾测算反算法的水量加权求得黄河南岸灌区的渠系水利用系数为0.6885。运用田间实测法测得自流灌区的田间水利用系数为0.7759;扬水灌区的田间水利用系数为0.7912;通过田间实测法的水量加权求得黄河南岸灌区的田间水利用系数为0.7818。基于首尾测算法的田间实测法和水量平衡法取平均值,测得自流灌区的灌溉水有效利用系数值为0.5291;测得扬水灌区的灌溉水有效利用系数值为0.5530;测得黄河南岸灌区的灌溉水有效利用系数为0.5384。
  ⑵通过综合渠系法来评估渠道衬砌情况下的渠系系统的节水潜力,计算出自流灌区节水量1.212亿m3;扬水灌区节水量为0.6785亿m3,整个黄河南岸灌区节水量为1.89亿m3。通过综合法来评估田间系统的节水潜力,在作物生育期内,计算出自流灌区节水量0.2686亿m3;扬水灌区节水量为0.454亿m3;整个黄河南岸灌区作物生育期内田间节水量为0.722亿m3。根据上述对渠系系统节水潜力和田间系统节水潜力的评估,基于2000年黄河南岸灌区节水改造前渠系和田间系统的状况,得到了整个灌区系统的现状节水潜力,通过计算,南岸灌区节水潜力为2.612亿m3。
  ⑶应用改进的TOPSIS模型法,评价分析了2000-2012年黄河南岸灌区自流灌区节水改造综合效益。分析指出:2000年灌区综合效益最差,2012年在整个参评的13年里节水改造的效益最优。总体看来随着该灌区不断加大节水改造投资力度,其灌区灌溉水效率和综合效益呈上升的趋势,同时也反映出灌区管理水平的提高和灌区农田水利基础条件迸一步完善,社会效益、经济效益和生态效益显著,使得灌区正逐步向效益高、浪费少和灌溉质量优的良好方向发展。2000年的灌溉效率较低,是由于灌区从2000年开始节水改造工程,2000年以前,南岸灌区的渠道为土渠,渠道的输水损失较大,且当时没有较完善的管理系统,导致灌溉水利用率较低,灌区综合效益相对较差。灌区节水改造后,大部分渠道已衬砌,综合效益显著,管理系统逐渐完善,灌溉水效率和节水改造综合效益明显提高。其结果与该灌区的实际情况相符合。此方法计算简便,评价结果直观明了、真实可靠。

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