一种考虑生态耗水的干旱区灌溉用水效率评价方法技术

技术编号:36112525 阅读:8 留言:0更新日期:2022-12-28 14:15
本发明专利技术公开了一种考虑生态耗水的干旱区灌溉用水效率评价方法,包括以下步骤:S1、获取被测干旱灌区的灌区基础数据,计算灌区的灌溉水量;S2、根据灌区基础数据构建灌区分布式水循环模型,获得农田和生态系统消耗水量;S3、根据农田和生态系统消耗水量,结合各水源水量,获得农田和生态系统消耗的灌溉水量;S4、基于农田和生态系统消耗的灌溉水量,得到考虑生态耗水的灌溉用水效率指标,完成干旱区灌溉用水效率评价。本发明专利技术的方法从水循环过程入手,认识灌溉除了支撑农作物生产之外,还担负着极其重要的支撑绿洲生态的功能,具有灌溉农田效益和生态效益,在灌溉用水效率评价时同时考虑两种效益。种效益。种效益。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑生态耗水的干旱区灌溉用水效率评价方法


[0001]本专利技术属于水资源利用效率评价领域,具体涉及一种考虑生态耗水的干旱区灌溉用水效率评价方法。

技术介绍

[0002]干旱灌区引水灌溉农田作物,大部分会被其直接吸收利用,小部分入渗成为地下水;来自于灌溉入渗补给的地下水可再次被农田作物吸收利用,同时也被非农田植被吸收利用和补给河湖湿地,灌溉除了支撑农作物生产之外,还担负着极其重要的支撑绿洲生态的功能,具有灌溉农田效益和生态效益。然而,目前尚未有考虑灌溉水生态效益的干旱区灌溉用水效率评价指标,现有的灌溉水有效利用系数等评价指标低估了灌溉用水效率,如根据现有的评价指标和方法,西北干旱区的诸多灌溉绿洲还未达到国家灌溉用水效率的要求,需继续提高,但可能会导致绿洲植被死亡、河湖湿地消亡等,威胁绿洲的生态安全。亟需提出兼顾灌溉农田效益和生态效益的灌溉用水效率评价指标,以全面反映干旱区绿洲灌溉用水效率。因此,本专利技术提出考虑生态耗水的灌溉用水效率指标,将其定义为绿洲灌溉水的高效利用量与灌溉取水量的比值,其中灌溉水的高效利用量用灌溉农田和生态系统消耗的灌溉水量表示,灌溉农田和生态系统消耗的灌溉水量由水循环模型计算获得,并在宁夏引黄灌溉绿洲应用,以期为干旱区水资源开发与生态保护提供理论支撑。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的上述不足,本专利技术提供的一种考虑生态耗水的干旱区灌溉用水效率评价方法解决了现有干旱区绿洲灌溉用水效率计算时忽略灌溉水产生的生态效益的问题。
[0004]为了达到上述专利技术目的,本专利技术采用的技术方案为:一种考虑生态耗水的干旱区灌溉用水效率评价方法,包括以下步骤:
[0005]S1、获取被测干旱灌区的灌区基础数据,计算灌区的灌溉水量;
[0006]S2、根据灌区基础数据构建灌区分布式水循环模型,获得农田和生态系统消耗水量;
[0007]S3、根据农田和生态系统消耗水量,结合各水源水量,获得农田和生态系统消耗的灌溉水量;
[0008]S4、基于农田和生态系统消耗的灌溉水量,得到考虑生态耗水的灌溉用水效率指标,完成干旱区灌溉用水效率评价。
[0009]进一步地:所述步骤S1中,灌区基础数据包括旱灌区的空间数据、水文地质数据、气象观测数据、水文观测数据、灌区引排水数据和社会耗水数据。
[0010]进一步地:所述步骤S1中,计算灌区的灌溉水量W
绿洲
的表达式具体为:
[0011]W
绿洲
=ET
农田
+Wg
农田
+W
排水

W
地下水
+E
渠沟
+Wg
渠沟
+T
林草
+E
土壤
+ET
河湖湿地
[0012]式中,ET
农田
为田间蒸散发量,Wg
农田
为田间渗漏水量,W
排水
为田间排水量,W
地下水
为地下
水流入水量,E
渠沟
为渠沟水面蒸发量,Wg
渠沟
为渠沟渗漏水量,T
林草
为植被蒸腾量,E
土壤
为土壤蒸发量,ET
河湖湿地
为河湖湿地蒸散发量。
[0013]进一步地:所述步骤S2具体为:
[0014]将灌区基础数据输入WACM模型构建灌区分布式水循环模型,获得灌溉农田和生态系统消耗的灌溉水量;其中,得到田间蒸散发量ET
农田
和生态系统消耗的灌溉水量ET
生态
的表达式具体为:
[0015]M_ET
农田
=T
作物
+E
农田
[0016]M_ET
生态
=T
林草
+ET
河湖湿地
[0017]式中,T
作物
为农田作物蒸腾量,E
农田
为农田土壤蒸发量,T
林草
为植被蒸腾量,ET
河湖湿地
为河湖湿地蒸散发量。
[0018]进一步地:所述步骤S3具体为:
[0019]根据获得的农田和生态系统消耗水量以及各水源水量,获得农田和生态系统消耗的灌溉水量,其中,所述生态系统消耗水量包括河湖湿地蒸散发量、林地蒸散发量和草地蒸散发量;
[0020][0021][0022][0023][0024][0025]ET
生态
=ET
河湖湿地
+ET
林地
+ET
草地
[0026]式中,ET
生态
为生态系统消耗的灌溉水量,ET
农田
为农田消耗的灌溉水量,α为灌区灌溉水量占总水源量的比例,P
绿洲
为绿洲区降水量,W
山前侧渗
为山前侧渗补给灌区水量,W
河流侧渗
为灌区外河流侧渗补给灌区水量,E
农田潜水蒸发
为农田潜水蒸发量,W
当地地表灌溉
为用当地地表水灌溉农田水量,W
当地地下灌溉
为使用当地地下水灌溉农田水量,P
农田
为农田区降水量,W
农田渠系渗漏
为渠系渗漏补给农田水量,M_ET
农田
为田间蒸散发量,P
河湖湿地
为河湖湿地区降水量,W
地下水补给
为地下水补给河湖湿地水量,W
人工生态补给
为人工生态补给河湖湿地水量,M_ET
河湖湿地
为模型输出的河湖湿地蒸散发量,E
林地潜水蒸发
为林地潜水蒸发量,W
林地渠系渗漏
为渠系渗漏补给林地水量,M_ET
林地
为林地蒸散发量,P
林地
为河湖湿地区降水量,E
草地潜水蒸发
为草地潜水蒸发量,W
草地渠系渗漏
为渠系渗漏补给草地水量,P
草地
为河湖湿地区降水量,M_ET
草地
为草地蒸散发量。
[0027]进一步地:所述步骤S3中,计算考虑生态耗水的灌溉用水效率指标η
绿洲
表达式具体为:
[0028][0029]式中,ET
生态
为生态系统消耗的灌溉水量,ET
农田
为农田消耗的灌溉水量。
[0030]本专利技术的有益效果为:
[0031](1)本专利技术的一种考虑生态耗水的干旱区灌溉用水效率评价指标及计算方法从水循环过程入手,认识灌溉除了支撑农作物生产之外,还担负着极其重要的支撑绿洲生态的功能,具有灌溉农田效益和生态效益,在灌溉用水效率评价时同时考虑两种效益。
[0032](2)本专利技术的考虑生态耗水的干旱区灌溉用水效率评价指标兼顾灌溉农田效益和生态效益,可以全面评价干旱区灌溉用水综合效益,解决了现有干旱区绿洲本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑生态耗水的干旱区灌溉用水效率评价方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、获取被测干旱灌区的灌区基础数据,计算灌区的灌溉水量;S2、根据灌区基础数据构建灌区分布式水循环模型,获得农田和生态系统消耗水量;S3、根据农田和生态系统消耗水量,结合各水源水量,获得农田和生态系统消耗的灌溉水量;S4、基于农田和生态系统消耗的灌溉水量,得到考虑生态耗水的灌溉用水效率指标,完成干旱区灌溉用水效率评价。2.根据权利要求1所述的考虑生态耗水的干旱区灌溉用水效率评价方法,其特征在于,所述步骤S1中,灌区基础数据包括旱灌区的空间数据、水文地质数据、气象观测数据、水文观测数据、灌区引排水数据和社会耗水数据。3.根据权利要求2所述的考虑生态耗水的干旱区灌溉用水效率评价方法,其特征在于,所述步骤S1中,计算灌区的灌溉水量W
绿洲
的表达式具体为:W
绿洲
=ET
农田
+Wg
农田
+W
排水

W
地下水
+E
渠沟
+Wg
渠沟
+T
林草
+E
土壤
+ET
河湖湿地
式中,ET
农田
为田间蒸散发量,Wg
农田
为田间渗漏水量,W
排水
为田间排水量,W
地下水
为地下水流入水量,E
渠沟
为渠沟水面蒸发量,Wg
渠沟
为渠沟渗漏水量,T
林草
为植被蒸腾量,E
土壤
为土壤蒸发量,ET
河湖湿地
为河湖湿地蒸散发量。4.根据权利要求3所述的考虑生态耗水的干旱区灌溉用水效率评价方法,其特征在于,所述步骤S2具体为:将灌区基础数据输入WACM模型构建灌区分布式水循环模型,获得农田和生态系统消耗水量;其中,得到农田消耗水量M_ET
农田
和生态系统消耗水量M_ET
生态
的表达式具体为:M_ET
农田
=T
作物
+E
农田
M_ET
生态
=T
林草
+ET
河湖湿地
式中,T
作物
为农田作物蒸腾量,E
农田
为农田土壤蒸发量,T
林...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵勇翟家齐董义阳刘宽汪勇何国华王庆明李星韩淑颖孙萌曹继鹏张世骏
申请(专利权)人:中国水利水电科学研究院
类型:发明
国别省市:

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