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区域尺度水资源配置技术
发布日期:2013-05-16浏览次数: 字号:[ ]

    在国家自然科学基金重点项目西北旱区农业与生态节水应用基础研究(50339030、国家自然科学基金委员会中国西部环境与生态科学重大研究计划项目西北绿洲农业发展对流域尺度水循环的影响及生态环境效应(90202001、国家自然科学基金委员会海外青年学者合作研究基金项目西北旱区流域尺度耗水对人-地关系变化响应的实验与模拟(50528909西北旱区灌区节水改造对区域水循环的影响及生态环境效应研究(40771034西北旱区流域尺度农业耗水对变化环境响应的研究(50809072十一五国家科技支撑计划课题灌区节水改造环境效应及评价方法研究(2006BAD11B08、水利部《节水型社会建设》项目甘肃石羊河流域生态植被耗水与水资源配置研究(水综节水[2009]22、教育部创新团队计划项目农业节水与水资源高效利用IRT0657)的资助下,发展了干旱内陆区融合ANN与数值方法的地下水流模型,建立了基于井渠数字化的民勤绿洲地下水位动态FEFLOW模型,模拟了不同灌溉规模与地表来水量时的区域地下水位动态变化,发现红崖山水库来水2.5×108 m3时民勤绿洲下游地下水位将出现回升趋势,为石羊河流域水资源合理配置提供了数据支持。修正了区域水转化模拟的SWAT模型中的蒸散发估算公式,构建了基于SWAT的杂木河流域分布式水文模型;建立了内陆河流域地表径流预测的分布式神经网络模型,提出了一种定量评价气候变化与人类活动对流域地表径流影响的方法,发现过去50年人类活动对石羊河流域出山口径流变化的贡献率为12.1%-35.5%,模拟了气侯变化和人类活动对石羊河流域来用水变化的影响。建立了石羊河流域耗用水变化与农业种植结构和气象要素的关系;建立了石羊河流域面向生态需水的水资源合理配置模型,在考虑全流域地下水均衡及民勤绿洲地下水正均衡的条件下,获得了流域灌溉规模及上中下游用水分配方案、生态与经济用水分配方案以及农业种植结构的优化模式,为该流域水资源的合理配置提供了决策依据;针对在模糊与不确定环境下,灌区种植结构规划存在着系数、目标或约束条件不能被精确定义的问题,建立了一种含有模糊系数的模糊多目标规划灌溉决策模型,获得了不同节水灌溉方式下的种植结构优化方案;在此基础上提出了兼顾经济生态用水,合理配置有限水量,以水定地适水种植,以田间节水为重点,以减少净耗水为核心,以提高水效益为根本,以水权改革做保证的干旱区流域尺度水资源高效利用模式;开发了具有径流预测、灌区管理、水资源信息管理以及水资源决策等功能的基于GIS的石羊河流域水资源管理决策支持系统,将水资源形成转化与消耗的观测与试验数据、空间遥感数据与各种专业模型进行综合集成,不仅为水资源管理和灌区管理部门提供快速查询、辅助决策功能,也为西北旱区流域尺度水资源转化规律与节水调控模式的综合研究提供了共享的数据平台。

    在《Journal of Hydrology》、《Hydrological Processes》、《Agricultural Water Management》、《Hydrological Sciences Journal》、《Ground Water》、《Environmental Modeling & Software》、《Environmental Earth Science》、《International Journal of Sustainable Development and World Ecology》、《Arid Land Research and Management》、《水利学报》、《生态学报》、《农业工程学报》等国内外重要刊物上发表学术论文30篇,上述论文中有的已在学术界产生了一定的影响,如马振梅2008年在《Journal of Hydrology》发表的“Analysis of impacts of climate variability and human activity on streamflow for a river basin in an arid region of northwest China”一文,提出了一种评价气候变化与人类活动对中国西北石羊河流域径流影响的定量方法,该论文已被美国、法国、澳大利亚、新加坡和中国的科学家在《Water Resources Research》、《Journal of Hydrology》《Hydrological Processes》、《Agricultural Water Management》、《Functional Plant Biology》、《Progress in Natural Science》等期刊上发表的论文引用16次。出版学术著作1部(《西北旱区流域尺度水资源转化规律及其节水调控模式以甘肃石羊河流域为例》获国家科学技术学术著作出版基金资助),获软件著作权登记2项,培养博、硕士研究生人8人。

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