李小龙[1]2003年在《青铜峡灌区水盐动态研究》文中进行了进一步梳理青铜峡灌区位于宁夏黄河河套地区，已有两千多年的引黄灌溉历史，由于灌区地处温带干旱地区，蒸发强烈，地下水埋深浅，特别是银北段，地下水的垂直运动比较剧烈，地下水的盐分滞留于土壤中，造成土壤盐碱化。灌区经过几十年的发展和改造，现已成为宁夏农业和工业经济中心，但长期以来土地盐碱化问题还没有完全解决。随着西部大开发和灌区节水改造工程的实施，土地盐碱化问题，已成为影响灌区经济可持续发展的最大障碍。本课题通过研究灌区水盐平衡和动态变化，分析灌区盐碱地的成因及变化趋势，为盐碱地治理提供一定的理论基础，对解决灌区实际问题具有指导意义。 课题研究主要从盐碱地现状与成因及灌区总体水盐动态分析两方面入手，阐述了灌区盐碱地、地下水位、地下水矿化度的分布规律，分析了灌区盐碱地的成因及变化趋势；根据灌区灌溉、排水条件与以上各种因素的关系，建立了灌区水盐均衡模型；把灌区作为一个均衡区，通过对黄河来水矿化度、灌区排水矿化度的分析，预测了在灌溉引水、排水减少时排水离子量的变化；运用灌区水盐动态模型原理，对灌区现状(1998、2000年)与规划水平年总体水盐平衡进行了计算；总结分析了灌区水盐动态变化趋势，计算并提出了排水控制标准。
闫侃[2]2010年在《干旱条件下灌区地下水水盐动态分析及预测》文中研究指明位于我国西北干旱、半干旱地区的青铜峡灌区,由于干旱少雨的气候条件和灌区长期形成的大水漫灌农业,灌区内出现了一些严重的水土环境问题,土壤次生盐碱化就是其中之一,并成为青铜峡灌区农业生产和灌区可持续发展的主要障碍因素。而地下水水盐动态是土壤次生盐碱化的主要属性及形成因素之一,因此掌握灌区的地下水水盐动态及变化规律对土壤次生盐碱化的防治工作至关重要。本论文将以青铜峡灌区的水土环境(土壤次生盐碱化)为研究对象,在系统分析青铜峡灌区以往地下水水盐资料及前人研究成果的基础上,对灌区的地下水水盐动态进行分析及预测,具体研究内容和主要成果如下:(1)针对青铜峡灌区的土壤次生盐碱化问题,综述了国内外关于土壤水盐运移、地下水动态及土壤盐碱化预测模型的研究进展,分析了现有研究方法及研究成果的长处和不足,从而提出了本论文研究的内容、方法及技术路线。(2)概述了青铜峡灌区的土壤盐碱化现状,并对其形成因素进行分析。(3)分析了青铜峡灌区的地下水动态类型,并根据以往地下水资料重点讨论了灌区的地下水位动态特征及变化规律、地下水矿化度动态特征。结果表明:①灌区地下水位存在着明显的年内季节性变化特征,即在灌溉季节地下水位上升,非灌溉季节持续下降,到第二年灌溉季节又重新上升;灌区多年平均地下水位埋深基本处于稳定状态,没有出现持续上升或持续下降的现象,且存在着相似的周期性。②灌区地下水矿化度的总趋势是由西向东、由南向北呈增高趋势,水质亦渐趋变差;且随灌溉季节地下水矿化度呈周期性变化规律。(4)分析了灌区土壤盐分动态,并研究其与地下水动态的关系。结果表明:灌区土壤盐分运移具有明显的季节性和周期性动态变化规律,具体表现为年内春季积盐、灌溉季节淋洗脱盐和秋冬季节土壤冻结储盐。(5)以青铜峡灌区1985年～2000年16年间的年平均地下水位埋深观测值为时间序列样本数据,采用BP神经网络与时间序列相结合的方法,建立基于BP神经网络的地下水位时间序列预测模型,并借助MATLAB7.0进行编程,对青铜峡灌区2015年地下水位埋深及表层土壤含盐量进行预测,结果表明:灌区2015年地下水位有下降趋势,灌区表层土壤微盐碱化,受土壤盐碱化灾害较轻,灌区处于健康发展状态。
杨丽慧[3]2016年在《青铜峡灌区农业节水的农田水土环境响应研究》文中研究指明受大引大排的农业灌溉模式和化肥用量急剧增长的影响,宁夏灌区衍生出一系列农田水土环境问题,如农田面源污染、地下水位过高、土壤盐渍化,容泄区水污染等。1999年后宁夏灌区开始实施节水改造,农业用水比例不断下降,粗放的灌溉方式逐渐改变。为探究农业节水对灌区水土环境的影响,以青铜峡灌区为研究对象,分析节水以来灌区农田排水污染、地下水位以及盐渍化和灌区容泄区黄河水环境的演变趋势,并针对性提出了容泄区污染治理的控制措施。本文的主要研究成果归纳如下：(1)2000年节水以来,灌区大引大排的引水模式逐步改善,近10年的年均引水量减小20.2%,排水量减少29.7%；化肥用量的年均增速放缓,氮肥单位面积施用量低于节水前,磷肥单位面积施用量与节水前相当；种植结构变化较大：粮食作物种植比例下降11%,,小麦种植比例由30%缩减到16%,玉米种植比例由25%增加到32%,其中蔬菜瓜果类增幅最大；粮食产量受节水影响明显,整体上随着灌溉面积波动升降,节水11年间粮食单产增幅为15.9%。(2)基于灌区典型排水沟—银新沟和五排农田排水污染演变规律分析了农业节水对农田面源污染消减的影响：节水以来排水沟水量同步下降,农田排水期水质有所改善,银新沟7月氨氮趋于动态稳定,总磷浓度呈现降低的态势,而五排7月氨氮和总磷浓度整体均降低；排水沟农田污染输出负荷显着下降,相对节水前期,节水后期银新沟氨氮和总磷消减率分别为35.3%和41.7%,五排相应消减率为71.2%和63.7%,两沟农田污染负荷与排水量间存在显着正相关。实施农业节水有助于农田面源污染的控制和治理。(3)灌溉引水是地下水位变化的主要原因。节水以来灌区地下水埋深逐渐增大。小埋深(<1.5m,重盐渍化区)面积比例由2000年的55%下降到2013年的37%。农业节水对灌区土壤盐渍化趋势产生显着影响,出现整体好转、局部恶化的态势。从灌区引排盐量平衡分析,实施农业节水同时应加强排水工程治理。(4)通过对黄河两站径流、水质、污染负荷的时空变化特征分析,青铜峡灌区引排水对容泄区水环境造成显着地影响；黄河水质影响因素主成分分析模型结果显示,黄河水质的影响因素复杂,农业面源污染对黄河水质的污染贡献率趋于增加,工业废水等点源污染则逐渐减弱。黄河污染负荷多元回归预测模型表明,黄河总磷负荷主要来源于化肥流失污染,化肥施用量和禽畜污染对黄河COD负荷排放贡献较大,黄河污染氨氮负荷消减措施的重点是削减排水量。黄河水污染治理方面,本文提出减少化肥用量、发展农业节水技术、加强禽畜业污染防控以及加强灌区排水水质监测和治理等建议。
史彦文[4]2005年在《宁夏青铜峡灌区退水规律研究》文中研究说明宁夏青铜峡灌区是我国特大型古老灌区之一,其退水量通常占引水量的40%～60%。灌区退水量的科学预测,对确保黄河干流的科学调度和维持黄河健康生命具有重要的科学意义和生产应用价值。论文在查阅大量国内外相关文献资料的基础上,主要从灌区四水转化基本模式、地下水动态特征、退水量变化规律和影响因素等方面入手,采用调查分析、理论研究和模型预测相结合的技术路线,建立了青铜峡灌区退水量预报模型。主要研究成果为: (1) 灌区地下水埋深是影响灌区退水量的主要因素。地下水埋深受灌溉的影响呈季节性升降变化,最高水位和升降范围年际间保持相对稳定。对影响灌区地下水位埋深的各个影响因素进行了灰色关联分析,其影响因素大小依次是退水量、引水量、蒸发量和降雨量。应用BP神经网络理论建立了地下水埋深动态预报模型,并用实测数据进行了验证。 (2) 灌区引水量、地下水埋深、降水量和蒸发量等影响因素和灌区退水量之间具有密切的关系。灌区引水量、降雨量和退水量之间具有正相关性,其关系可近似用线性关系进行描述。地下水埋深、蒸发量和退水量之间具有负相关性。退水量和地下水埋深之间近似为幂函数关系,与蒸发量之间近似服从线性关系。为了进一步分析各个影响因素对退水量的影响大小,论文中利用灰色关联分析的西安理工大学硕士论文理论分析表明,引水量、地下水埋深、降雨量、蒸发量对退水量的影响大小依次为:灌区引水量>地下水埋深>降雨量>蒸发量。 (3)采用逐步线性回归和神经网络理论首次建立了青铜峡河东灌区灌溉期月退水量预报模型。通过逐步回归分析研究表明,采用叁个变量(灌区引水量、地下水埋深和降雨量)的预测精度明显高于两个变量(引水量、地下水埋深)的模型精度,也稍高于四个变量(引水量、地下水埋深、降雨量和蒸发量)的模型精度。采用神经网络分析建模时,为了克服BP网络模型收敛速度慢、容易陷入局部极小点等缺点,提出了原始数据非线性规格化处理、GN一BFGS学习算法等改进方法;对对两种模型预测精度进行了对比分析,并用实际观测值进行了验证。通过分析认为,神经网络模型预测精度最高,可以用来进行灌区退水量实时调度预报。 (4)针对停灌期观测资料短缺等方面的问题,建立了退水量灰色系统月预报模型,对模型的残差进行了修正,并用实测数据对模型进行了验证。结果表明,该模型预测精度比较高,并能满足生产实际的需要。关键词:青铜峡灌区退水规律地下水动态神经网络逐步回归灰色系统 预测模型
杨涛[5]2004年在《青铜峡灌区综合治理研究》文中提出宁夏青铜峡灌区是我国最古老的大型灌区之一，由于长期引黄灌溉，实行大引大排，灌溉水利用效率底，导致下游银北地区地下水位高，土壤盐渍化重，严重阻碍当地农业生产的可持续发展。 论文结合全国续建配套与节水改造中的青铜峡灌区进行综合治理研究。在系统分析了国内外有关资料文献和该灌区研究成果的基础上，计算了灌区可供水量和需水量，提供灌区水土资源供需平衡与四水转化关系规律；在深入分析引、耗、排水关系的前提下，获得了叁者之间平衡的量化结果；从而提出在灌区引黄水量逐年压减情况下，应多增加地下水利用量，限制引用水指标，调整引排关系，实施农田节水的措施。同时，根据灌区现状和灌区可持续发展的要求，针对灌区下游的银北地区土壤盐碱地治理与示范区建设问题，合理进行治理和改良分区，采用HYDRUS模拟进行了土壤水盐迁移的数值模拟，验证了改良分区及措施的合理性。最后根据续建配套与节水改造规划中提出的建立不同类型示范区的要求，对井渠结合灌溉典型示范区进行细致的规划设计，为青铜峡灌区综合治理提供了参考依据。论文结论对解决宁夏青铜峡灌区的实际问题具有重要的指导作用。
赵新宇[6]2007年在《大型灌区退水量预测理论与方法研究》文中提出退水广泛存在于我国的大型灌区中,它主要由田面弃水、引水渠退水、地下水排水、降水、山洪、工业废水及生活污水组成。我国西北地区的灌区年退水量接近200亿m3,一些灌区的退水量可达引水量的40%～60%,这部分水量的重复利用不仅对于灌区,而且对整个区域的水资源管理都具有十分重要的意义。由于退水量的组成和时空分布十分复杂,目前国内外关于退水量预测理论与方法的研究较少,而且不够深入。在查阅国内外相关文献资料的基础上,本文采用理论与方法研究和实例应用相结合的技术路线,以宁夏青铜峡灌区为例,研究了灌区退水的变化规律,确定了退水的组成及主要影响因素,将灌区退水分为年退水、月退水、日退水等3种不同的类型,对灌区退水量预测的理论与方法进行了研究。论文的主要研究成果为:(1)通过分析宁夏青铜峡灌区灌溉、排水和降水等长系列历史观测资料,研究了宁夏青铜峡灌区产生大量退水的主要原因,揭示了灌区水资源的转化规律。(2)研究了灌区退水量的组成,揭示了退水量的年际和年内变化规律,采用灰色关联度和相关分析的方法确定了退水量的主要影响因素为引水量、地下水位和降水量。(3)以年退水量为研究对象,根据灌区退水量与其影响因素相关关系比较明显,年退水规律相对容易描述的特点,采用多元逐步回归方法建立了灌区年退水量预测模型,模型结构简单,物理意义明确,对样本要求不大,预测精度在7%以内。(4)灌区月退水量的变化呈一定的周期性,但随机波动较大,用传统数值分析方法很难进行模拟,本文利用神经网络的强模拟能力和在线学习能力,建立了灌区月退水量预测的神经网络模型。实例应用表明,在样本数量较大的情况,退水量神经网络模型具有较高的模拟和预测精度。另外,针对BP神经网络训练速度慢、易于收敛于局部最小点、过度训练和外推能力差的缺点,本文从建模、样本选取、样本数量、算法选取、网络训练、模型更新等6个方面讨论了克服这些缺点的方法,实例分析表明这些方法是切实有效的。(5)神经网络模型要取得好的外推能力和预测效果,必须有大量的训练样本作保证,但许多灌区的月退水量资料序列较短,训练样本的数量较少,达不到神经网络建模的要求。因此,本文引入了以结构化风险最小为原则,适合小样本建模的支持向量机,建立了灌区月退水量预测的支持向量机模型,并探讨了支持向量模型参数的训练方法。实例应用表明,在样本数量较少的情况下,支持向量机模型的预测能力高于神经网络模型。(6)通过对灌区日退水量时间序列的研究,揭示了宁夏青铜峡灌区日退水量时间序列的非平稳性和1阶差分平稳性,建立了灌区日退水量预测的时间序列模型,探讨了退水量时间序列模型预测的新息修正方法。实例应用表明模型能较好地模拟灌区日退水量的变化规律,平均相对误差为7.88%,预测精度较高。(7)通过对灌区日退水量时间序列进行混沌识别和相空间重构,揭示灌区日退水量具有混沌特征,确定了其重构相空间的时间延迟、嵌入维数和关联维数。在此基础上,将相空间重构理论与神经网络方法相结合,建立了灌区日退水量预测的混沌神经网络模型,并与日退水量预测的时间序列方法进行了对比分析。实例应用表明,混沌神经网络模型的模拟和预测精度方面要高于时间序列模型,但时间序列模型的建模和使用复杂程度要低于混沌神经网络模型。
李强坤[7]2010年在《青铜峡灌区农业非点源污染负荷及控制措施研究》文中提出近年来,随着水环境问题的突出以及点源污染治理水平的相对提高,非点源污染尤其是化肥、农药的大量使用而引起的农业非点源污染问题日益引起人们的关注和重视。本文以黄河上游青铜峡灌区为例,采取典型区监测试验与模型模拟相结合的研究手段,以典型农业非点源污染试验区监测试验资料为基础,分析了主要污染物在灌区输水系统、田间系统和排水系统的运移特征；结合农业非点源污染的产生和迁移特点,将农业非点源污染整体模型划分为“源”、“汇”模块,构成了完整的农业非点源污染负荷模型；并将模型应用于青铜峡灌区,计算了青铜峡灌区2008年典型时段的农业非点源污染输出负荷。同时,结合青铜峡灌区的具体情况,分“源”、“汇”两个环节,针对性地提出了青铜峡灌区农业非点源污染控制措施。本文主要研究成果可归纳为：(1)选择典型灌排渠道以及灌溉区建立了青铜峡灌区农业非点源污染典型试验区,分别于2007年、2008年开展了农业非点源污染监测试验,累计试验历时约180余天,总计取得各类灌、排水样共186个,各类污染物化验数据共930项,监测田间灌排水量600余次；并以此为基础,分析了盐分、氮、磷几种主要农业非点源污染物在输水系统、田间以及排水系统的运移特征；(2)依据农业非点源污染单元负荷特征明显、迁移路径复杂的具体特点,将农业非点源污染整体模型划分为“源”、“汇”模块,其中“源”模块又进一步划分为农田灌溉排水和农田排水中污染物浓度估算两个子模块,“汇”模块同时也包括排水系统中农田排水子模块和污染物迁移转化子模块,将二者有机结合,构成了完整的农业非点源污染负荷模型；(3)将所建模型应用于青铜峡灌区,结合灌区作物种植结构,分别计算了2008年5-9月青铜峡灌区农业非点源田间污染负荷、排污系数,并在此基础上,计算了2008年5-9月青铜峡灌区输出污染负荷：盐分470099t、总磷98.17t、总氮3593t、硝氮2122t、氨氮426t；(4)根据农业非点源污染在“源”、“汇”环节的不同特点,通过模型定量分析,针对性地提出青铜峡灌区“源”、“汇”环节不同的控制措施,其中,“源”环节的控制措施包括：开展节水灌溉、科学合理施用化肥、水田区实行控制排水；“汇”环节包括沟渠湿地等生态工程技术以及排水资源化利用。
眭克仁[8]2003年在《青铜峡灌区水资源供需平衡及渠系渗漏研究》文中研究说明青铜峡灌区位于黄河上游下段，是我国古老的大型灌区之一。随着黄河来水量的减少和宁夏社会经济的快速发展，灌区水资源供需矛盾日益突出。特别是传统的农业灌溉用水方式已不适应新形势发展的要求，必须要实行节水灌溉，发展节水型农业，确保灌区人口、资源、经济、生态、环境的协调发展。 为了定性分析青铜峡灌区可挖掘的节水潜力，本文通过分析研究灌区水资源供需平衡问题，提出在黄河可供水量紧缺的情况下，通过调整农业种植结构、减少农业用水、开采地下水和增加水资源供给量来解决灌区水资源供需矛盾。预测2005年农业需水量比现状可减少25％，节约出的水资源量主要用来满足当地社会经济发展及生态环境用水需求。同时在灌区可耗用水量限定的情况下，对灌区引排水、耗水进行了平衡分析。 渠系渗漏是供需平衡分析过程中的一个主要因素，通过对渠系输水测试资料的分析研究，本文提出了单位长度渠系输水损失量的概化模型和变动水位条件下渠系渗漏补给量的数学计算模型。同时通过关联度综合排序分析，确定出渠系渗漏是造成灌区地下水位高、土壤盐渍化的主要原因。
母彩霞[9]2014年在《青铜峡灌区灌溉用水有效利用系数测算及影响因素研究》文中指出青铜峡灌区作为国内大型灌区之一,有着非常悠久的历史。属干旱与半干旱气候,多年平均降水量和蒸发量分别为180-220mm、1000-1500mm。农业是灌区的主导产业,灌区能够利用的当地水资源很少,灌区农业用水主要依靠黄河过境水资源,多年平均引黄水量占宁夏总引黄水量的77%,是没有灌溉就没有农业的灌区。但流域灌溉用水有效利用率较低,灌溉用水有效利用系数仅为0.36-0.43。因此,研究如何提高区域灌溉用水效率具有重要的现实意义。基于以上情况,本文阐述了青铜峡灌区灌溉用水有效利用系数的测算以及其主要影响因素的分析研究,主要研究内容及成果如下：(1)建立了适用于研究区实际情况的灌溉用水有效利用系数计算模型,并提出了有关测量、计算方法的理论依据,阐述了与该方法相关的基本概念,分析了模型中各个参数的确定。(2)利用测算模型以及相关参数计算得到青铜峡灌区2013年灌溉用水有效利用系数。(3)统计并分析了自1991年～2013年,这23年以来青铜峡灌区灌溉用水有效利用系数,在2008年～2013年6年时间测算工作的基础之上,结合灌区基本情况,利用灌区多年的灌水、气象、作物种植结构等资料,计算得到了灌区灌溉用水有效利用系数主要影响因素,通过“主成分分析法”研究所有影响因素对灌区灌溉用水有效利用系数在时间序列上的影响规律的变化及影响程度的大小。(4)计算得出种植结构、工程投资、管理情况和节水灌溉工程状况对青铜峡灌区灌溉用水有效利用系数都有较明显的影响。井渠结合比例、渠道衬砌率、节水改造投资和节水灌溉面积比对灌溉水利用率有较大的正贡献率,而常规水稻灌溉面积、水稻种植比有较大的负贡献率。针对这些因子提出提高青铜峡灌区灌溉水有效利用系数的具体措施。
程献国, 张霞, 姜丙洲[10]2010年在《宁夏青铜峡灌区适宜节水阈值研究》文中进行了进一步梳理从宁夏青铜峡灌区生态地下水位分析入手,以灌区地下水数值模拟为工具,以生态地下水位为约束条件,对不同节水方案引起的地下水位变化进行对比分析,得出青铜峡灌区的适宜节水阈值,从而保证灌区农业生产安全和生态环境健康发展。
参考文献：
[1]. 青铜峡灌区水盐动态研究[D]. 李小龙. 西安理工大学. 2003
[2]. 干旱条件下灌区地下水水盐动态分析及预测[D]. 闫侃. 西北农林科技大学. 2010
[3]. 青铜峡灌区农业节水的农田水土环境响应研究[D]. 杨丽慧. 中国水利水电科学研究院. 2016
[4]. 宁夏青铜峡灌区退水规律研究[D]. 史彦文. 西安理工大学. 2005
[5]. 青铜峡灌区综合治理研究[D]. 杨涛. 西安理工大学. 2004
[6]. 大型灌区退水量预测理论与方法研究[D]. 赵新宇. 西安理工大学. 2007
[7]. 青铜峡灌区农业非点源污染负荷及控制措施研究[D]. 李强坤. 西安理工大学. 2010
[8]. 青铜峡灌区水资源供需平衡及渠系渗漏研究[D]. 眭克仁. 西安理工大学. 2003
[9]. 青铜峡灌区灌溉用水有效利用系数测算及影响因素研究[D]. 母彩霞. 宁夏大学. 2014
[10]. 宁夏青铜峡灌区适宜节水阈值研究[J]. 程献国, 张霞, 姜丙洲. 水资源与水工程学报. 2010
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