干旱區(qū)平原綠洲水均衡模型-水信息網(wǎng)

《中國水安全論壇》

內(nèi)陸干旱區(qū)平原綠洲散耗型水文模型與水資源應用胡和平清華大學水利系中國北京January2325日背景和意義第三屆世界水論壇資源水利:資源水利是把水資源與國民經(jīng)濟和社會發(fā)展緊密聯(lián)系起來，進行綜合開發(fā)、科學管理。內(nèi)陸干旱區(qū)社會與經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的核心問題是水資源問題。水安全與水的可持續(xù)利用水文模型研究現(xiàn)狀流域水文模型的研究大約始于20世紀50年代，20世紀60、70年代是蓬勃發(fā)展的時期，涌現(xiàn)出了大量的流域水文模型。1974年，世界氣象組織（WMO）曾對當時有代表性的十個模型進行過驗證和對比，認為在濕潤地區(qū)，各種模型都能夠應用。干旱區(qū)水文過程特點

以散耗流過程為主的水文循環(huán)過程

干旱區(qū)水文過程引發(fā)的思考

認識1：流域一般由若干個子流域組成，而每一個子流域總是可以被認為是產(chǎn)匯流流域或散耗流流域干旱區(qū)散耗流

認識2：在任何流域，都存在產(chǎn)流、匯流、散流和耗流過程，不過在濕潤地區(qū)，以產(chǎn)匯流過程為主，在干旱地區(qū)，以散耗流過程為主。

干旱區(qū)流域的定義

認識3：流域的確切定義應是“湖泊、河流、河道、水庫等匯集或者供給地表徑流的地域。”我們需要什么樣的模型

物理性模型：分布式水文模型(SHE，TOPOMODLE）概念性模型：水箱模型，新安江模型黑箱子模型：降雨－徑流模型散耗型水文模型特點研究流域含義一般不必設置匯流系統(tǒng)，但有散流過程考慮人類經(jīng)濟活動的影響作用擬合目標：河川徑流，地下水位（或者地下水埋深）蒸散發(fā)量：土壤水，植被條件、灌溉條件、生長階段和生產(chǎn)水平研究區(qū)概況研究區(qū)概況

阿克蘇河年徑流量的年內(nèi)分配1957-2002年多年平均月徑流量比例年內(nèi)分布圖

分析徑流量主要集中在每年的6-8月，容易出現(xiàn)洪水

而在春季的3-5月份，徑流量很小，春旱現(xiàn)象比較突出

干旱區(qū)綠洲水文過程分析干旱地區(qū)平原綠洲水資源總量主要為山區(qū)下泄的地表徑流。從水資源引用到消耗，其間發(fā)生著大氣水、地表水、土壤水、地下水之間的復雜的”四水”轉(zhuǎn)化。干旱區(qū)(較之濕潤地區(qū))的特點降水稀少，并且降水的大部分直接消耗于騰發(fā)，極少參與其他的四水轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)。大氣水的騰發(fā)項是平原綠洲的水資源最終的消耗，蒸發(fā)強烈，且騰發(fā)組成復雜。干旱區(qū)“流域”。干旱區(qū)河川徑流是一個水文散耗過程，河水流向地勢低洼的地方，同時不斷的消耗蒸發(fā)。流域為“湖泊、河流、河道、水庫等匯集或者供給地表徑流的地域?！?/p>

干旱區(qū)平原綠洲研究區(qū)域示意圖散耗模型結(jié)構農(nóng)區(qū)模型結(jié)構上土壤層，蒸發(fā)不受土壤脅迫下土壤層KS＝WM/WMM農(nóng)區(qū)地下水排水DRDR＝PD×A×(H0－IH)農(nóng)區(qū)-非農(nóng)區(qū)交換IIGIIG＝CWL×AI×(H－IH)非農(nóng)區(qū)模型非農(nóng)區(qū)模型計算框圖模型參數(shù)率定研究干旱區(qū)平原綠洲散耗型水文模型共有六個參數(shù)：上土壤層蓄水容量WUM下土壤層蓄水容量WMM地下水排水系數(shù)PD農(nóng)區(qū)非農(nóng)區(qū)地下水交換參數(shù)CWL非農(nóng)區(qū)地下水交換參數(shù)PGW土壤給水度μ。農(nóng)區(qū)排水根據(jù)一維恒定漸變滲流的裘皮依(Dupuit)公式:結(jié)論：PD范圍為0.005-0.45地下水交換結(jié)論：CWL范圍為0.01-0.675PGW可以參考CWL確定研究區(qū)模型框架研究區(qū)分區(qū)示意圖河流分段以及節(jié)點分布示意圖基礎數(shù)據(jù)的收集及質(zhì)量分析水量平衡模型的計算時間為1980-2002年，時段為月。數(shù)據(jù)收集系列與之相對應。除了某些數(shù)據(jù)來自實測資料較可靠之外，其中一些參數(shù)和數(shù)據(jù)由于缺乏實測值而采用估計值，會給水鹽平衡模型的計算帶來一定的誤差。模型檢驗西大橋節(jié)點的逐年河水流量計算值與實測值的相對誤差在±10%以內(nèi)依瑪帕夏站計算值和實測值相對誤差在±10%以內(nèi)阿拉爾站采用阿拉爾站出流的減去相應肖塔站的觀測值進行比較。因為在依瑪帕夏站到阿拉爾站的河段資料欠缺，各種退排水情況不清楚，阿拉爾站的相對誤差基本在±15%以內(nèi)模型預測結(jié)果灌溉植被蒸發(fā)ET