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水利信息化工作简报2018年第5期(总第145期)
  2018-04-08 14:42  

国家水资源监控能力建设项目工作专题(第39期)

浙江省积极推进国控二期

灌区农业用水量分析统计模型研究工作

  一、背景情况

  浙江省地处南方湿润地区,独特的水文气象和地形地貌条件,加上长期以来形成的农民就近灌溉习惯,多水源型灌区比较普遍。浙江省多水源灌区具有以下特点:①水源的多样性,灌区灌溉水源一般包括水库工程、堰坝引水工程、泵站提水工程等多种水源类型,其水源数量较多;②配置的复杂性,灌区输配水工程较复杂,既有单一水源供水的灌溉区域,也有多种水源供水的灌溉区域。同时,部分水源工程具有供水、灌溉、发电等多种功能。③供水的随机性,由于降雨的随机性和配置的复杂性,不同水源实际供水量大小及其所占比重存在较大的随机性。

  按照国家水资源监控能力建设对灌区取用水设施建设的总体要求,结合灌区特性、农业用水量统计等实际,浙江省国控二期灌区取用水监控体系建设工作采用以直接量测与模型计算相结合的方式开展。按照灌区水源类型、灌区规模等特性,全省选择11个典型灌区开展农业用水量分析统计模型研究工作,探索南方多水源灌区农业用水量分析统计方法。截至目前,按照灌区农业用水计量监测设施建设进度和监测资料,浙江省基本完成江山碗窑灌区和浦江通济桥水库灌区农业用水量分析统计模型研究工作。

  二、主要做法

  1、合理选择研究对象,科学布设监测点位

  浙江省纳入国控二期项目建设的灌区共有55个,对全部55个灌区按统一尺度开展农业用水量分析统计模型研究既做不到也没有必要。浙江省项目办按照浙江省灌区特性和农业用水实际,综合考虑区域平衡、灌区规模、灌溉水源类型、灌区种植结构、灌区管理水平等因素,选择下桥灌区、亭下灌区等11个典型灌区重点开展农业用水量分析统计模型研究。11个典型灌区既包括自流型灌区也包括提水型灌区,既包括大中型灌区也包括小型灌区。

  在确定研究对象以后,按照灌区取用水监测计量设施建设的要求,结合灌区农业用水量分析统计模型需要,科学合理布设灌区农业用水计量监测点位,全省11个典型灌区共计布设205处农业用水计量监测设施,占全部计量监测设施的63%左右。在开展农业用水计量监测设施布设时重点考虑从掌握灌区供用耗排关系、重要(典型)水源供水量等角度出发。

  2、联合多方研究力量,把控关键研究环节

  在浙江省水资源项目办领导下,以二期项目建设单位浙江省水利河口研究院为主,联合武汉大学、浙江大学等国内农田水利研究权威机构,谋划确定灌区农业用水量分析统计模型研究的工作方案和技术路线。即根据灌区水源类型不同,分别采用SWAT模型和模拟模型构建自流型灌区和提水型灌区水循环模型,利用水文监测资料和国控二期灌区计量监测资料率定模型相关参数,结合灌区农业用水量主要影响因子分析,提出灌区农业用水量分析统计模型。

  同时,在模型研究工作大纲、水循环模型、模型初步成果等项目的关键环节和内容,广泛邀请专家学者、管理者代表、农业用水统计工作者等人员参与咨询讨论,提升研究成果质量。

  3、利用已有工作基础,提升模型研究精度

  灌区农业用水量分析统计模型研究需要大量的,长期的监测数据和农业用水量统计数据作为支撑。由于灌区农业用水计量工作开展时间较短,相关计量监测数据和农业用水量统计数据较缺乏,为提升灌区农业用水量分析统计模型的精度,在项目开展过程中充分利用水文监测资料结合农业用水计量监测资料开展水循环模型参数率定,利用灌溉水有效利用系数测算数据结合模拟的灌溉水量开展农业用水量分析统计模型研究。上述做法有效保障了浙江省灌区农业用水量分析统计模型研究工作的进展和研究精度要求。

  4、结合年度工作任务,初步建立农业用水量分析统计模型

  根据国控二期2016年、2017年度的工作任务,以具有2017年度农业用水计量监测资料的江山市碗窑灌区、浦江县通济桥水库灌区为重点,采用SWAT模型建立灌区水循环模拟模型。经模拟分析,灌区水循环模型相对误差的评价等级为优,线性回归系数的评价等级为良,纳什系数的评价等级为优(模拟和实测径流对比见图1)。

   

图1 碗窑灌区江山港出口模拟径流和实测径流对比

   

图2 碗窑灌区大桥镇出口模拟径流和实测径流对比

  在灌区水循环模拟模型研究的基础上,利用长系列资料模拟不同方案的灌区水循环状况。根据灌区水循环模拟结果,分析灌区农业用水量与灌溉期降水量、气象监测信息、灌区种植结构、农业用水计量监测水量等之间的关系,建立灌区农业用水量与上述因子之间的多元线性回归模型。研究结果表明,利用分析统计模型计算得到的农业灌溉用水量与水循环模型模拟得到的农业灌溉用水量相对差控制在10%以内(见图2)。

责编:杨柳

 
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